虽然我们倾向于将北极变暖与冰川消失和海平面上升等问题联系在一起,但这片以北极熊和冰海为特征的土地实际上正面临着另一个惊人的威胁:野火。
北极的火灾每年都在创造新的记录。随着气温持续上升,它们变得越来越大,越来越快,越来越频繁。隐蔽、干燥的环境使这一独特的景观更容易受到影响,而广泛的泥炭地生态系统中储存的碳在燃烧时释放出大量的二氧化碳。
早在2013年,北极的森林火灾就超过了过去一万年以来的模式、频率和强度限制。2016年发表在《生态学》杂志上的一项研究预测,到2100年,北方森林和北极苔原的火灾都将增加四倍。鉴于这些地区覆盖了全球陆地面积的33%,储存了全球约一半的碳,北极火灾的后果远远超出了极地地区。
是什么导致北极地区的野火?
火灾是一个野生生态系统的自然部分包括北极。例如,阿拉斯加的黑白云杉树依靠地面火来打开球果和暴露苗床。偶尔发生的野火还会清除森林地面上的死树或竞争植物,将营养物质分解到土壤中,让新的植物生长。
然而,当这种自然火灾循环被加速或改变时,火灾会造成更严重的生态问题。
北极地区的火灾尤其危险,因为该地区的泥炭——土壤下发现的分解有机物(在这种情况下,是耐寒的苔藓种类)浓度很高。当冰冻的泥炭地融化并干涸时,剩下的东西是高度易燃的,简单的火花或雷击都有可能点燃。泥炭地不仅对保护全球生物多样性至关重要,而且它们储存的碳比世界上所有其他植被类型的总和还要多。
美国西部的野火主要是通过燃烧树木和灌木来释放碳,而不是通过燃烧土壤中的有机物质,而北极大量的泥炭地则是这三种物质的结合。利兹·霍伊是戈达德太空飞行中心的北方森林火灾研究员美国国家航空航天局(NASA)的采访中,
“北极和北方地区的土壤非常厚,含有大量的有机物质——因为土壤冻结或温度有限,而且养分贫乏,所以土壤中的有机物质分解不多。当你在上面燃烧土壤时,就好像你有一个冷却器,你打开了盖子:下面的永久冻土融化,你让土壤分解和腐烂,因此你向大气释放了更多的碳。”
北极野火可能不会毁坏很多财产,但这并不意味着它们没有造成任何损害。“我有时会听到‘北极没有那么多人,为什么我们不能让它燃烧,为什么这很重要?’”霍伊继续说。“但在北极发生的事情并不局限于北极——那里发生的变化与全球有关。”
除了直接向大气中排放碳外,北极火灾也有助于永久冻土融化这可能会导致腐烂加剧,使该地区的火灾风险进一步增加。大火燃烧到地面深处,释放出储存在北方森林土壤中的几代碳。大气中更多的碳导致更热,从而导致更多的火灾;这是一个恶性循环。
在2014年一场破纪录的大火之后,来自加拿大和美国的一组研究人员从加拿大西北地区的200个野火发生地收集了土壤。研究小组发现,潮湿地区的森林和70年以上的森林在地下含有一层厚厚的有机物质,受到更古老的“遗产碳”的保护。这些碳深埋在土壤中,在之前的任何一次火灾循环中都没有被烧毁过。虽然北方森林以前被认为是“碳汇”,吸收的碳比排放的碳多,但在这些地区发生更大规模、更频繁的火灾可能会扭转这一局面。
西伯利亚的火灾
由于2019年7月是地球上有记录以来最热的一个月,所以这个月也会发生历史上最严重的野火才有意义。2019年夏季,格陵兰岛、阿拉斯加和西伯利亚的北极圈发生了100多起大面积、强烈的野火。科学家证实,6月份排放了超过50亿吨的二氧化碳,相当于瑞典全年的排放量,北极地区的火灾成为头条新闻。然而,在2020年,北极大火在1月1日至8月31日期间释放了2.44亿吨二氧化碳,比2019年多35%。这些烟雾覆盖的面积超过了加拿大的三分之一。
2020年北极火灾的大部分发生在西伯利亚;俄罗斯野火远程监测系统评估了该国最东端两个地区的18591起独立火灾。西伯利亚2020年野火季节提前开始——可能是因为僵尸在地下耐心等待。共有1400万公顷的森林被烧毁,其中大部分被烧毁在永久冻土区,地面通常全年冻结。
什么是僵尸火灾?
僵尸火地下阴燃整个冬天,一旦春天冰雪融化,它们就会再次出现。它们可以在地表下逗留数月甚至数年。气候变暖导致了这些火灾,这些火灾有时发生在与它们起源完全不同的地方。
如果北极继续燃烧,会发生什么?
随着火势的蔓延,它们以黑碳或煤烟的形式向空气中释放细颗粒物,这些颗粒物对人类的危害不亚于对气候的危害。烟灰沉积在冰雪上的地方会降低该地区的“反照率”(反射率),导致更快地吸收阳光或热量,并加剧气候变暖。对人类和动物来说,吸入黑碳会带来健康问题。
根据美国国家海洋和大气管理局2020年的一项研究,北极野火主要发生在北方森林(也被称为针叶林生物群落,世界上最大的陆地生物群落)。通过研究1979-2019年间的气温和野火燃料可用性趋势,他们发现,条件变得更有利于野火的增长、强度和频率。野火产生的黑碳或煤烟可以传播到4000公里(接近2500英里)甚至更远,而燃烧会破坏土壤提供的隔热层,加速永久冻土融化。
快速融化可能会导致更多地方性问题,如洪水和海平面上升,但也会影响土地的整体生物组成。北极是多种动物还有许多濒临灭绝的植物,它们已经适应了生活在低温和冰的微妙平衡的生态系统中。
驼鹿在一场大火之后的几十年里,驯鹿更可能改变它们的迁徙模式,以取食重新生长的年轻植被缓慢生长的表面地衣在严重的野火之后,它们需要更长的时间才能积累。被捕食物种的年变化幅度最小,就会扰乱其他动物和依赖它们生存的人。
2018年《自然》杂志上的一项研究发现,北极地区的气温变暖正在支持新的植物物种;虽然这听起来可能不是一件坏事,但这意味着增加的开发可能也不远了。随着世界上不同地区变得不那么友好,而其他地区变得更加友好,气候变化对北极苔原的影响可能会导致大规模的难民危机。
我们能做什么?
北极的消防工作面临着一些非常独特的挑战。北极地区幅员辽阔,人烟稀少,所以火灾通常需要更长的时间才能扑灭。此外,北极地区基础设施的缺乏意味着消防资金更倾向于流向对生命和财产有更大风险的地方。寒冷的天气和偏远地区也使人们难以进入火灾地区。
由于阻止这些火灾蔓延似乎是治标不治本,因此我们能做的最重要的事情似乎是从源头上缓解整个气候危机。在介绍气候变化中的海洋与冰冻圈特别报告,世界自然基金会北极项目主任彼得·温瑟博士说,极地地区发生的负面变化并非没有希望:
“我们仍然可以拯救冰层的一部分——世界上的冰雪覆盖地区——但我们现在必须采取行动。北极国家需要表现出强大的领导力,并推进其从这场流行病中恢复的绿色计划,以确保我们能够实现《巴黎协定》规定的变暖1.5°C的目标。世界严重依赖于健康hy极地地区。拥有400万人口和生态系统的北极需要我们的帮助,以适应和建立适应能力,以满足今天的现实和未来的变化。”