科學家模擬森林和火災動態(tài) 以了解未來野火的區(qū)域燃燒

氣候變化和野火——這是一種可燃混合物，具有代價高昂的破壞和致命的后果。為了了解這兩個變量之間的關系，研究人員多年來一直在內華達山脈研究氣候和野火之間的相互作用。這項研究已經(jīng)發(fā)展成為研究樹木的分布、森林覆蓋范圍和碳動態(tài)。

然而，以往的研究大多是研究氣候變化與野火燃燒區(qū)域的關系，即野火對氣候的影響。火是一個受生產(chǎn)力影響的自我限制的過程。然而，許多火災預測假設有足夠的植被來支持火災，這對碳動力學和排放有重大影響。

氣候直接影響植被，并通過氣候介導的干擾過程，如野火。一般來說，根據(jù)燃燒植被的可利用性，燃燒面積與溫度呈正相關。與植被的相互作用為火燃燒提供燃料還沒有被深入研究。

現(xiàn)在，科學家們，包括新墨西哥大學生物系的馬修烏爾托，正在通過模擬內華達山脈的野火來研究更多的數(shù)據(jù)，以提高他們對現(xiàn)有和未來野火的理解。他們假設，之前的野火及其對植被的影響，加上氣候變化及其對野火后植被恢復的影響，可能會限制未來野火的規(guī)模。

這項名為“植被-火災反饋”的研究減少了氣候變化造成的估計面積，今天發(fā)表在《科學報告》上，旨在更好地了解氣候和野火之間的相互作用以及它如何影響野火的排放，以及后來內華達山脈的空氣質量。

Hurteau和他的同事利用景觀模型模擬了森林和火災動態(tài)，其中氣候是對燃燒區(qū)域的唯一影響(靜態(tài))，氣候和以前的火災事件對燃料可燃性和可用性的相互作用影響了區(qū)域燃燒(動態(tài))。

“使用包括光合作用和呼吸作用在內的生態(tài)系統(tǒng)模型，我們可以了解每十年植被對氣候和面積的影響，”Hurteau說?！拔覀兪褂昧嗣總€十年的生態(tài)系統(tǒng)模型輸出和一個統(tǒng)計模型，該模型考慮了以前的區(qū)域燃燒和氣候的影響，以重新估計未來十年的火災規(guī)模分布，并捕捉以前野火的影響?！?

他們的發(fā)現(xiàn)有點令人驚訝。他們預測，以前的火災事件及其對森林中可燃燃料數(shù)量的影響將極大地限制未來的燃燒區(qū)域。科學家稱之為以前火災造成的燃料限制效應，但他們發(fā)現(xiàn)這種效應不會持續(xù)太久，也沒有他們想象的那么大。

“我們發(fā)現(xiàn)，與靜態(tài)情況相比，氣候是唯一影響燃燒的區(qū)域。考慮到以前的火災和氣候對燃料可用性和易燃性的相互作用，內華達山脈的累積面積只會減少約7.5%。本世紀的進程。這比我們預期的要低得多，因為火災后可以恢復足夠的植被，燃燒區(qū)域可以快速支撐后續(xù)的火災，”Hurteau說。

作為研究的一部分，克里斯汀維丁邁爾(Christine Wiedinmyer)是一名大氣化學家，是科羅拉多大學環(huán)境科學合作研究所的科學副主任，他在Hurteau等人工作的基礎上，將其提高到了空氣污染物排放的水平。觀察不同氣候下不同植被類型的野火煙霧釋放情況。

Wiedinmyer利用其他研究人員的信息來確定植被燃燒量的變化如何影響野火煙霧排放的空氣污染物的數(shù)量。新植被動態(tài)的加入改變了野火污染物排放的估計——這將最終影響空氣質量。獲得更詳細的植被/野火/排放預測的能力將使空氣質量管理人員能夠更好地預測未來野火空氣質量的影響。

“這項研究表明，野火活動不僅受到氣候的影響，還受到植被和以前火災的影響，”維丁邁爾說?！爱斈惆阉羞@些因素都包括在野火的預測中時——它可以改變我們對野火中空氣污染物的預測。這一點非常重要，因為這些信息可以幫助空氣質量管理人員了解預期內容以及如何規(guī)劃?！?

Hurteau說：“我們的研究成果的好處更多的是提高我們對內華達州野火燃燒期間社區(qū)中受影響的工棚所面臨的潛在挑戰(zhàn)的理解。”“這也有利于政策規(guī)劃。從管理規(guī)劃的角度來看，這項工作基本上向我們表明，其中一次火災事件的影響只持續(xù)了十年左右，十年后野火足跡中有足夠的植被可以再次生長?！?

Hurteau指出，加州的氣候行動計劃依靠該州的自然植被系統(tǒng)持續(xù)吸收碳，幫助平衡人為二氧化碳排放?！斑@將有助于限制未來野火的一些不確定性，以及它將如何影響森林的碳吸收，”他說。

這項研究是一個合作項目，涉及不同學科的科學家，包括生物學、空氣化學和工程學，包括伊利諾伊大學的梁爽和加州大學默塞德分校的勒羅伊韋斯特林。

Wiedinmyer補充道：“我們可以在一個新的細節(jié)層次上看到野火，并共同努力更好地了解野火在不同條件下的表現(xiàn)?！?

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