茂密的黃松給可可尼諾國家森林的橡樹溪峽谷帶來了火災風險。 © Chris Crisman
根據發表於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一項新研究,隨著美國西部森林氣候條件日益炎熱乾燥,樹木在野火後再生的可能性進一步下降。
該研究還重點發現,基於生態的森林管理可以通過限制火災引起的樹木死亡量來部分抵消氣候因素導致的樹木再生能力下降,但前提是必須迅速採取行動。這項研究為優化美國新的州級層面和聯邦層面舉措提供了及時的信息,以加快數百萬英畝西部森林的基於生態的森林管理步伐。
氣候變化的挑戰
美國西部的森林已經適應了不同類型的火災,但是近幾十年來,更炎熱和更乾燥的環境使得野火燃燒得更劇烈,更多的樹被燒毀。所有這些都可能導致野火過後可供森林再生的種子減少。即使在種子足夠的情況下,氣候變暖也進一步限制了幼苗的發芽和生長。
“因為高溫和乾燥的環境會扼殺幼苗,發生野火後,氣候變化會進一步降低幼苗發芽和生長的可能。”該研究的主要作者金·戴維斯(Kim Davis)表示。他在蒙大拿大學完成了這項研究,現在是米蘇拉消防科學實驗室林務局的研究生態學家。
這項研究檢驗了火災的嚴重程度(用“被燒死樹木的數量”來衡量),以及火災過後的氣候條件是如何影響樹苗再生以重建森林的機會。這是迄今為止最廣泛的研究,評估了美國西部334場野火後8種主要針葉樹的再生情況,使用了50多個研究小組收集的超過1萬個地塊的信息。
研究人員發現,過去40多年,炎熱乾燥的環境已經導致野火過後樹木再生率降低,而且這種趨勢在未來仍可能加速。例如,從1981到2000年,95%的研究地區都具有適宜野火後樹木再生的氣候條件,但在未來的氣候情景下,預計到2050年,這一比例將降至四分之三。
最脆弱的森林位於西南部和加利福尼亞州的干旱地區,而處於落基山脈北部和太平洋西北方較濕潤和涼爽地區的森林在近期內仍有望支持針葉樹再生。
“氣候變化和野火所帶來的影響在整個西部各不相同,廣泛的研究範圍使我們能夠聚焦於這些變化最集中和最先發生的地方。”蒙大拿大學火災生態學教授、共同作者菲利普-希格拉(Philip Higuera)說。
基於生態的森林管理可以降低風險
該研究還發現,脆弱乾旱森林的生態森林管理可以通過減少在野火中死亡的樹木數量來抵消氣候驅動的變化。具體而言,在幾乎一半的研究地區,只有在未來火災嚴重程度較低的情況下,野火後的再生才有可能發生,因為在這些火災中,產生森林恢復所需種子的樹木死亡數量較少。
“我們從此前研究中得知,在過度生長的干燥森林中,森林疏伐和控制燃燒可以有效地降低火災的嚴重程度以及由此導致的樹木死亡,”研究報告的共同作者、大自然保護協會(TNC)亞利桑那州項目首席科學家馬科斯·羅伯斯(Marcos Robles)說,“土地管理者在短期內對乾旱和氣候變化無能為力,但他們可以通過加快基於生態的森林管理,來減少易受嚴重野火影響的森林面積。”
TNC先前發表的研究表明,亞利桑那州的一項大型恢復計劃中的生態森林管理不僅可以減少野火導致的樹木死亡,還可以提供額外的共同效益,包括顯著減少與乾旱相關的樹木死亡,同時增加碳儲量、河流流量和樹木生長。
“但時間不等人。我們現在迫切需要在森林中實施這些措施,以免我們完全失去森林。”羅伯斯說。
即使在落基山脈和太平洋西北部較涼爽的高海拔森林中,研究人員也發現,氣候變化使樹木在野火後再生的可能性降低。考慮到樹木在比過去更溫暖、更乾燥的氣候條件下生長的機會窗口縮短,在這些森林中,野火後植樹可能會變得更加緊迫。
好消息是,美國聯邦政府撥款約30億美元,用於資助未來10年西部5000萬英畝的生態森林管理和重新造林工作。這項研究提供了急需的信息,特別是考慮到西部森林正在經歷的快速變化。