氣候變化使落基山森林現在比過去 2,000 年來的任何時候都更加易燃

圖片 科羅拉多州東部的麻煩火災於 22 年 2020 月 XNUMX 日跨越了大陸分水嶺,最終成為科羅拉多州有記錄以來第二大火災。 勞倫道芬/美國宇航局地球觀測站

異常乾旱 在美國西部有整個地區的人 邊緣2020年創紀錄的火災. 去年,僅科羅拉多州就發生了有記錄的州歷史上最大的三場火災,一場在 XNUMX 月下旬燃燒,並在林線上方穿過貧瘠的大陸分水嶺。

那些火災不僅讓人感到極端。 現在的證據表明 2020年火災季節 將這些生態系統推至至少 2,000 年來前所未有的燃燒水平。

我們描述的證據 在研究中 14 年 2021 月 XNUMX 日出版,是氣候變化如何改變生命和經濟所依賴的生態系統的一個發人深省的例子。 以前的研究 近十年前警告說,到 21 世紀中葉,氣候變暖可能會增加燃燒超過歷史水平,並改變一些落基山森林。 我們的結果表明,火災活動的這種變化正在發生。

圖表顯示火災活動隨溫度升高而升高 從歷史上看,平均每 230 年,亞高山落基山脈中部就會發生火災。 這在 21 世紀顯著增加。 菲利普·伊格拉

進入未知領域

作為古生態學家——研究過去生態系統如何以及為何發生變化的科學家——我們花了幾十年的時間研究如何 野火, 氣候森林 隨著時間的推移而變化。

過去,當大型野火等罕見事件發生時,我們能夠回顧過去並說“我們以前見過這個我們的生態系統普遍反彈。” 然而,在過去幾年中,越來越明顯的是,許多生態系統正在進入未知領域。

目睹了 2020 年高海拔森林中異常大的火災,異常晚的季節,我們想知道我們是否正在經歷真正前所未有的事情。

在科羅拉多州和懷俄明州,2020 年最大的火災發生在我們的地區 研究 花了超過 15 年的時間從保存在湖底的材料中開發火災歷史和生態系統變化的記錄。 這項工作的重點是了解氣候變化有朝一日可能會如何影響野火。 我們從這些記錄中尋找答案。

過去在湖泊沉積物中保存的火災證據

當火災燒毀森林時,它會將微小的木炭釋放到空氣中。 如果附近有湖泊,一些木炭會沉到底部,增加每年堆積的層數。 通過將一根長管插入泥漿中並提取核心,我們可以檢查周圍景觀的歷史——從數千年來沉入海底的所有事物的層次中揭示出來。

樹針和樹枝的碳測年有助於我們確定核心中每一層的年齡。 保存在沉積物中的花粉可以告訴我們附近生長著什麼。 密集的木炭層告訴我們火災何時燃燒。

科學家在木筏上檢查沉積物核心 Philip Higuera(右)和他的團隊檢查了落基山國家公園奇卡里湖的沉積物核心,該沉積物核心用於重建數千年來的火災和植被歷史。 格蕾絲·卡特

我們使用了保存在落基山脈中部 20 個湖泊沉積物中的過去火災記錄。 總的來說,幫助分析這些岩心的數十名研究人員在所檢查的數千層 100,000 厘米的湖泊沉積物中計算了超過 0.5 個微小的木炭碎片。 確定核心內木炭積累的明顯增加使我們能夠估計湖周圍發生火災的時間,並將今天的模式與遙遠過去的模式進行比較。

結果:21 世紀的大規模焚燒在該地區過去 2,000 年中是前所未有的。

燃燒頻率幾乎是過去的兩倍

我們估計,在過去的 230 年裡,平均每 2,000 年,火災就會燒毀每個湖泊周圍的森林。 僅僅在 21 世紀,燃燒的速度幾乎翻了一番,現在預計每 117 年就會燃燒一次給定的地方。

一位女科學家拿著一個小容器,裡面裝著細小的木炭。 凱拉·沃爾夫 (Kyra Wolf) 舉起一個小瓶,裡面裝著木炭和其他有機物質,這些物質來自湖底沉積物核心的半厘米切片。 蒙大拿大學 兩個細長的泥漿芯每半厘米用一條線標記以供分析。 在實驗室中,沉積物核心被劈開並進行詳細檢查。 顏色的變化反映了幾個世紀以來不同時間落入湖中的物質的差異。 蒙大拿大學

更令人驚訝的是,21 世紀的火災現在比過去 22 年達到的最高燃燒率高出 2,000%。

之前的記錄是在大約 1,100 年前,即所謂的中世紀氣候異常期間建立的。 當時的北半球比 0.3 世紀的平均溫度高 0.5 攝氏度(20 華氏度)。 中世紀早期氣候異常期間落基山脈中部的亞高山森林平均每 150 年燃燒一次。 從那個時期的溫度來看,2020 年的北半球是 比 1.28 世紀平均水平高 2.3 C (20 F).

在基於相同記錄子集的早期研究中, 中世紀氣候異常是一個先兆 落基山森林變暖可能會發生什麼。 阿拉斯加中部北方森林的研究也記錄了 近幾十年來前所未有的燃燒.

氣候變化是罪魁禍首,有幫兇

研究清楚地將西方近期火災活動的增加與 越來越溫暖乾燥的夏天人為造成的氣候變化. 我們的證據表明,過去 2,000 年的燃燒速度也跟踪了較小的氣候變化 在落基山脈中部.

更溫暖、更乾燥的條件使植被更易燃,為發生大火的可能性而生。 人類活動 撲滅大多數火災的歷史被蟲害的樹木 所有這些都會影響火災燃燒的時間、地點和方式。 這些影響 西方各不相同 每一個都是在 21 世紀更溫暖、更乾燥的條件之上分層的。

適應與過去不同的未來將是一個重大挑戰 土地管理者、政策制定者和社區。 減少野火增加的威脅需要兩者 應對氣候變化 並學習以有助於使我們的社區更 適應我們容易發生火災的未來.

關於作者

蒙大拿大學火災生態學和古生態學教授 Philip Higuera
 

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