气候变化使落基山森林现在比过去 2,000 年来的任何时候都更加易燃

图片 科罗拉多州东部的麻烦火灾于 22 年 2020 月 XNUMX 日跨越了大陆分水岭,最终成为科罗拉多州有记录以来第二大火灾。 劳伦道芬/美国宇航局地球观测站

新的 异常干旱 在美国西部有整个地区的人 边缘2020年创纪录的火灾. 去年,仅科罗拉多州就发生了有记录的州历史上三场最大的火灾,一场在 XNUMX 月下旬燃烧,并在远高于林木线的地方穿过贫瘠的大陆分水岭。

那些火灾不仅让人感到极端。 现在的证据表明 2020年火灾季节 将这些生态系统推至至少 2,000 年来前所未有的燃烧水平。

我们描述的证据 在研究中 14 年 2021 月 XNUMX 日出版,是气候变化如何改变生命和经济所依赖的生态系统的一个发人深省的例子。 以前的研究 近十年前警告说,到 21 世纪中叶,气候变暖可能会增加超过历史水平的燃烧,并改变一些落基山森林。 我们的结果表明,火灾活动的这种变化正在发生。

图表显示火灾活动随温度升高而升高 从历史上看,平均每 230 年,亚高山落基山脉中部就会发生火灾。 这在 21 世纪显着增加。 菲利普·伊格拉

进入未知领域

作为古生态学家——研究过去生态系统如何以及为何发生变化的科学家——我们花了几十年的时间研究如何 野火, 气候森林 随着时间的推移而变化。

过去,当大型野火等罕见事件发生时,我们能够回顾过去并说“我们以前见过这个我们的生态系统普遍反弹。” 然而,在过去几年中,越来越明显的是,许多生态系统正在进入未知领域。

目睹了 2020 年高海拔森林燃烧的异常大火,异常晚的季节,我们想知道我们是否正在经历真正前所未有的事情。

在科罗拉多州和怀俄明州,2020 年最大的火灾发生在我们的地区 研究 花了超过 15 年的时间从​​保存在湖底的材料中开发火灾历史和生态系统变化的记录。 这项工作的重点是了解气候变化有朝一日可能会如何影响野火。 我们从这些记录中寻找答案。

过去在湖泊沉积物中保存的火灾证据

当火灾烧毁森林时,它会将微小的木炭释放到空气中。 如果附近有湖泊,一些木炭会沉到底部,增加每年堆积的层数。 通过将一根长管插入泥浆中并提取核心,我们可以检查周围景观的历史——从数千年来沉入海底的所有事物的层次中揭示出来。

树针和树枝的碳测年有助于我们确定核心中每一层的年龄。 保存在沉积物中的花粉可以告诉我们附近生长着什么。 密集的木炭层告诉我们火灾何时燃烧。

科学家在木筏上检查沉积物核心 Philip Higuera(右)和他的团队检查了落基山国家公园奇卡里湖的沉积物核心,该沉积物核心用于重建数千年来的火灾和植被历史。 格蕾丝卡特

我们使用了保存在落基山脉中部 20 个湖泊沉积物中的过去火灾记录。 总的来说,帮助分析这些岩心的数十名研究人员在所检查的数千层 100,000 厘米的湖泊沉积物中计算了超过 0.5 个微小的木炭碎片。 确定核心内木炭积累的明显增加使我们能够估计湖周围发生火灾的时间,并将今天的模式与遥远过去的模式进行比较。

结果:21 世纪的大规模焚烧在该地区过去 2,000 年中是前所未有的。

燃烧频率几乎是过去的两倍

我们估计,在过去的 230 年里,平均每 2,000 年,火灾就会烧毁每个湖泊周围的森林。 仅在 21 世纪,燃烧速度几乎翻了一番,现在预计每 117 年就会燃烧一次给定的地点。

一位女科学家拿着一个小容器,里面装着细小的木炭。 凯拉·沃尔夫 (Kyra Wolf) 拿着一个小瓶,里面装着木炭和其他有机物质,这些物质来自湖底沉积物核心的半厘米切片。 蒙大拿大学 两个细长的泥浆芯每半厘米用一条线标记以供分析。 在实验室中,沉积物核心被劈开并进行详细检查。 颜色的变化反映了几个世纪以来不同时间落入湖中的物质的差异。 蒙大拿大学

更令人惊讶的是,21 世纪的火灾现在燃烧的频率比过去 22 年达到的最高燃烧率高出 2,000%。

之前的记录是在大约 1,100 年前,即所谓的中世纪气候异常期间建立的。 当时的北半球比 0.3 世纪的平均温度高 0.5 摄氏度(20 华氏度)。 中世纪早期气候异常期间落基山脉中部的亚高山森林平均每 150 年燃烧一次。 从那个时期的温度来看,2020 年的北半球是 比 1.28 世纪平均水平高 2.3 C (20 F).

在基于相同记录子集的早期研究中, 中世纪气候异常是一个先兆 落基山森林变暖可能会发生什么。 阿拉斯加中部北方森林的研究也记录了 近几十年来前所未有的燃烧.

气候变化是罪魁祸首,有帮凶

研究清楚地将西方最近火灾活动的增加与 越来越温暖干燥的夏天人为造成的气候变化. 我们的证据表明,过去 2,000 年的燃烧速度也跟踪了较小的气候变化 在落基山脉中部.

更温暖、更干燥的条件使植被更易燃,为发生大火灾的可能性增加了赌注。 人类活动,以 扑灭大多数火灾的历史被虫害的树木 所有这些都会影响火灾燃烧的时间、地点和方式。 这些影响 西方各不相同 每一个都是在 21 世纪更温暖、更干燥的条件之上分层的。

适应与过去不同的未来将是一个重大挑战 土地管理者、政策制定者和社区。 减少野火增加的威胁需要两者 应对气候变化 并学习以有助于使我们的社区更 适应我们容易发生火灾的未来.

关于作者

蒙大拿大学火灾生态学和古生态学教授 Philip Higuera
 

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