加拿大林火中心的數(shù)據(jù)顯示，該國今年已發(fā)生近3500起森林火災(zāi)。截至7月5日，加拿大森林過火面積已達8.8萬平方公里，持續(xù)破歷史紀錄;加拿大全國仍有670處火場在燃燒，其中半數(shù)以上處于失控狀態(tài)。

“我們團隊估算，截至7月5日，今年加拿大森林火災(zāi)帶來的二氧化碳排放量已超7.24億噸，而加拿大2021年全年與能源相關(guān)的二氧化碳排放量為5.46億噸。”中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所(以下簡稱沈陽生態(tài)所)研究員劉志華告訴《中國科學(xué)報》。

劉志華主要從事森林火災(zāi)研究。他認為，由于厄爾尼諾帶來的氣候異常，預(yù)計加拿大7月將持續(xù)目前的高溫、干旱等極端天氣。如果沒有更強有力的滅火措施，加拿大林火面積很可能持續(xù)增長，二氧化碳排放量還將繼續(xù)攀升。

加拿大的森林“火”了

今年5月以來，加拿大林火持續(xù)蔓延，引發(fā)國際社會廣泛關(guān)注。

7月6日，加拿大自然資源部預(yù)測，由于高溫和干旱，森林火情將持續(xù)整個夏天。目前，加拿大所有省份都有地區(qū)遭遇干旱，一些地區(qū)的旱情正在加劇。加拿大原住民服務(wù)局也在當(dāng)天發(fā)消息稱，該國今年的森林火災(zāi)情況比以往更嚴重、更具破壞性，全國共有45個原住民社區(qū)受到影響。

另據(jù)加拿大國內(nèi)媒體報道，加拿大今年因森林火災(zāi)已疏散超過15.5萬人，創(chuàng)歷史紀錄。

劉志華介紹，每年5至10月為加拿大林火活躍期。全球氣候變化導(dǎo)致今年北美天氣持續(xù)高溫，其中春季加拿大部分省份氣溫較往年同期高10至15攝氏度;加拿大寒帶森林可燃物積累過多，加之異常炎熱、干燥的氣候，林火發(fā)生的頻率和強度均增加了。

“6月中旬，加拿大林火帶來的煙霧已隨大氣環(huán)流波及歐洲沿海，甚至到達約7000公里以外的西班牙。”劉志華表示，林火燃燒產(chǎn)生的煙霧在北美、歐洲造成了嚴重空氣污染。

“加拿大林火排放的大量污染物包括黑炭、硝酸鹽等，受風(fēng)向影響可以傳輸?shù)胶苓h的地方，使整個北美都受到影響。這些污染物還可以通過大西洋西風(fēng)帶直接影響到歐洲。”從事地球系統(tǒng)模式研究的中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王自發(fā)向《中國科學(xué)報》進一步解釋說。

林火已成不容忽視的碳排放源

計算林火碳排放量的方法主要有排放因子法、遙感觀測法、模型模擬法和監(jiān)測反演法。

王自發(fā)介紹，排放因子法需要根據(jù)過火的面積、區(qū)域植被密度、森林的結(jié)構(gòu)、燃燒比例以及不同森林組分的含碳量來計算;監(jiān)測反演法需要依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)計算二氧化碳排放量，然后根據(jù)周邊數(shù)據(jù)的差異反推到底擴散了多大范圍。

“雖然這些方法各有千秋，但過火面積比重、過火區(qū)域植被密度目前尚不能準確掌握，另外森林結(jié)構(gòu)、燃燒比例也不一樣。”王自發(fā)說，用不同方法進行估算存在一定差異。

為此，中國科學(xué)院組織專家進行綜合會商研判，最終選取了沈陽生態(tài)所開發(fā)的“模型模擬+遙感觀測”估算方法。

“該方法的基本原理是基于遙感逐日觀測到的火燒面積等數(shù)據(jù)，計算林火碳排放強度，模擬得出林火累計碳排放量，較好地兼顧了時效性和準確性。”劉志華告訴記者。

“利用上述方法，我們估算出截至7月5日，加拿大今年森林火災(zāi)帶來的二氧化碳排放量已超7.24億噸，比國際權(quán)威機構(gòu)哥白尼大氣監(jiān)測服務(wù)的測算值高約7%。”劉志華說。

“長期以來，林火對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響相對穩(wěn)定。”劉志華說，因為生態(tài)系統(tǒng)被火燒后可以在一定時間內(nèi)恢復(fù)，林火帶來的碳排放在一段時間內(nèi)可以被重新吸收。

為什么今年加拿大林火備受關(guān)注?“在氣候變暖背景下，全球森林火情形勢嚴峻，森林火災(zāi)頻繁發(fā)生，加拿大蔓延的林火帶來的碳排放影響可能需要更長時間才能被消除。”劉志華表示，林火已成為不容忽視的碳排放源。

“有關(guān)研究顯示，2021年北美和歐亞大陸高緯度林火向大氣中釋放了近17.6億噸二氧化碳，比2000至2020年同區(qū)域林火的年均二氧化碳排放量高1.5倍。”劉志華預(yù)計，2023年這一數(shù)字很可能達到新高。此外，高緯度地區(qū)林火將加速永久凍土層中碳的集中釋放，進一步加劇全球變暖。

如何才能預(yù)防森林火災(zāi)

歷史數(shù)據(jù)顯示，自21世紀以來，隨著氣候變暖加劇以及人類活動影響，林火發(fā)生規(guī)模和頻次呈擴增趨勢。

近年來，極端森林火災(zāi)事件頻發(fā)。比如，2019年亞馬孫森林林火、2019至2020年澳大利亞林火、2022年西伯利亞林火和今年的加拿大林火等。

林火如何才能得到有效控制呢?對此，劉志華表示：“主要控制手段是早發(fā)現(xiàn)、早滅火，一旦火勢蔓延，轉(zhuǎn)化為樹冠火，是很難控制的。”

劉志華介紹，森林火災(zāi)通?？煞譃榈乇砘?、樹冠火和地下火三類。其中，地表火燃燒的是林地表面的枯枝落葉及雜草灌木，屬于低強度火。具有超強破壞力的通常為高強度的樹冠火，可以燒毀森林、燒死大多數(shù)或全部動植物及微生物。

“雖然森林火災(zāi)很難控制，但是可以采取有效手段預(yù)防林火發(fā)生。”沈陽生態(tài)所所長朱教君長期從事森林生態(tài)學(xué)研究，他告訴《中國科學(xué)報》，“如果林內(nèi)可燃物減少到一定程度，或含水量足夠高，林火就很難燒起來。因此，在林火高發(fā)地，應(yīng)積極控制林內(nèi)可燃物，比如將可能引發(fā)林火的可燃物及時移除，用以生產(chǎn)不易分解的生物炭，既可減少火災(zāi)，又可增加碳匯。”

朱教君認為，樹種不同，抵抗或引發(fā)林火的可能性也不同。因此，可以考慮調(diào)整森林的樹種組成，形成抵抗林火的森林帶，構(gòu)筑天然的“綠色防火道”。

盡管面臨自然因素和社會因素疊加的嚴峻挑戰(zhàn)，在多方共同努力下，我國森林草原防火工作仍取得長足發(fā)展，火災(zāi)綜合防控能力顯著提升。國家森林草原防滅火指揮部辦公室主任、國家林業(yè)和草原局副局長張永利以森林火災(zāi)為例介紹，2021年、2022年連續(xù)兩年我國火災(zāi)起數(shù)和受害森林面積持續(xù)保持在歷史性低位。

近日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于全面加強新形勢下森林草原防滅火工作的意見》明確提出“預(yù)防為主、防救結(jié)合”，體現(xiàn)了黨中央、國務(wù)院化解重大森林草原火災(zāi)風(fēng)險、全力維護人民群眾生命財產(chǎn)安全和生態(tài)安全的決心。

朱教君建議，針對極端林火預(yù)測和防控的世界性難題，應(yīng)組織科研人員進一步研究構(gòu)建我國森林林火風(fēng)險識別、預(yù)警預(yù)測和防控技術(shù)體系，并加強林火過程碳排放研究，建立更加科學(xué)、全面、自主可控的碳核算體系。