隨著極端大火改變了阿拉斯加的北方森林,越來越多的白楊和樺木進入其中,這可能會減緩大火及其對氣候的影響

 隨著極端大火改變了阿拉斯加的北方森林,越來越多的白楊和樺木進入其中,這可能會減緩大火及其對氣候的影響 在崎,不平的偏遠地區,阿拉斯加的大火難於控制,並且經常被燃燒。 謝爾曼·胡格/美國陸軍, CC BY

如今,火災是一個熱門話題,尤其是對於北方森林來說,那片遼闊的樹木遍布阿拉斯加,加拿大和其他寒冷的北部地區。 大火更頻繁更嚴重地燃燒 在這些偏遠地區, 炎熱乾燥的天氣更長的季節更多雷擊 隨著氣候變暖。

隨著森林的燃燒,他們 釋放有機碳 積累在樹幹,樹葉和根以及土壤中。 這建立了一個潛在的危險的氣候反饋迴路:更多的大火從土地上釋放出更多的碳,這進一步加劇了全球變暖,這意味著更多炎熱,乾燥的天氣會加劇火勢。

這足以使像我們這樣的科學家在夜間保持清醒。 然而, 新結果 15年2021月XNUMX日發表在《科學》雜誌上的我們的研究小組的研究表明,該系統可能會發生自然制動。

我們發現,當阿拉斯加內陸最近燒毀的黑雲杉林開始生長時, 更多白楊和樺木 樹木與雲杉混在一起。 實際上,像這樣的闊葉落葉喬木正成為主要樹種。

當涉及到氣候變化和野火時,這有兩個重要影響:落葉喬木存儲更多的碳,並且燃燒速度不及乾燥,樹脂狀的黑雲杉和針葉那麼快。

結果是,這些不斷變化的森林至少可以緩解火災氣候反饋迴路,甚至可以扭轉它。

白楊和白樺樹接管

當黑雲杉林發生大火時 深入土壤有機層,大火期間會損失更多的碳。 但是還發生了其他事情:在劇烈火災後,雲杉樹木不再生長,而是由落葉闊葉樹代替,這些落葉闊葉樹彌補了再生時的碳損失。

嚴重燒毀的黑雲杉林或成組的樹木在大火中損失最多的碳,但是一旦這些森林過渡到白楊和樺木,它們的碳存儲速度將比同齡的黑雲杉林快四倍。 到了50年,他們已經補償了由火災引起的碳損失。

落葉林已經有100年的歷史了,這是該地區燒傷之間的典型間隔, 碳庫大1.6倍 根據我們的計算,它比黑雲杉林要多。 最終的結果是增加了儲存的碳,可以彌補先前火災中增加的碳損失。

落葉林中儲存的大部分碳都位於樹上地面的生物量(木樹乾和樹枝)中,而不是雲杉林中的土壤中。 這是因為樺木和白楊樹等樹木比雲杉生長快得多,並且在循環養分和隔離木材中的碳方面更有效。

15年的森林變化

我們的研究開始於15年前,當時 2004年火勢旺盛的季節 在阿拉斯加燒毀了創紀錄的6.7萬英畝土地。

那時我們懷疑火勢在惡化。 當代氣候變化的指紋,我們想知道這對森林恢復模式可能意味著什麼。

隨著極端大火改變了阿拉斯加的北方森林,越來越多的白楊和樺木進入其中,這可能會減緩大火及其對氣候的影響 北方森林遍布阿拉斯加,加拿大,歐洲和俄羅斯。 維基媒體/馬克·鮑德溫·史密斯, CC BY

大火過後,我們在整個地區的黑雲杉林中建立了廣泛的研究地點網絡。 在每種生態系統中,我們都測量了生態系統恢復過程中的碳含量。

我們發現最近的大火已經深入土壤, 破壞相對較淺的燃燒模式 使得黑雲杉在景觀中占主導地位。 嚴峻的燃燒是由於氣候變暖,因而使燃料更乾燥,更易燃。 一場大火後,落葉樹苗一旦成樹,它們便迅速支配著森林的樹冠。

知道這些變化可能有多廣泛還為時過早,但最近 遙感估算 這表明落葉林可以以每十年5%的速度取代針葉林,這主要是由於火災。

隨著極端大火改變了阿拉斯加的北方森林,越來越多的白楊和樺木進入其中,這可能會減緩大火及其對氣候的影響

將所有這些片段放在一起,我們現在了解到,森林組成的這種快速變化及其對碳存儲模式的影響可能會形成長期反饋 循環 在北方森林和地球大氣之間。

較不易燃的樹木,但這可能不會持續

關於落葉喬木減輕北方森林火災和氣候反饋的潛力的故事還有很多。

重要的是,野火研究表明落葉闊葉林經常 不易燃燒 著火時,由於降雨或人為努力,更容易使落葉林著火。 白楊或樺木林雖然不能防火,但燃燒速度比黑雲杉林更慢,燃燒程度也更低,而黑雲杉林木則具有乾燥,樹脂和高度易燃的燃料。

結果是,越過北方森林的落葉林越容易轉化成較小的,較不嚴重的火災。

但是,我們不知道隨著氣候變暖,落葉林的低易燃性將持續多久。 可能存在一個閾值,即使是抗性樹也很容易燃燒。 隨著森林的轉變,其他生態變化也可能影響其長期碳儲存。

落葉林減緩氣候變暖的能力將取決於當地景觀和人們對碳排放的選擇。 目前,令人欣喜的消息是,森林生態系統的自然變化有可能在增強地球系統對氣候變暖的抵禦能力方面發揮重要作用。

關於作者

吉爾·約翰斯通(Jill Johnstone),生物學副教授, 薩斯喀徹溫大學; 希瑟·黎明·亞歷山大森林生態學助理教授 奧本大學; 米歇爾·麥克,生態系統生態學教授, 北亞利桑那大學桑特·沃克(Xanthe Walker)助理研究員, 北亞利桑那大學

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