科学家模拟森林和火灾动态 以了解未来野火的区域燃烧

气候变化和野火——这是一种可燃混合物，具有代价高昂的破坏和致命的后果。为了了解这两个变量之间的关系，研究人员多年来一直在内华达山脉研究气候和野火之间的相互作用。这项研究已经发展成为研究树木的分布、森林覆盖范围和碳动态。

然而，以往的研究大多是研究气候变化与野火燃烧区域的关系，即野火对气候的影响。火是一个受生产力影响的自我限制的过程。然而，许多火灾预测假设有足够的植被来支持火灾，这对碳动力学和排放有重大影响。

气候直接影响植被，并通过气候介导的干扰过程，如野火。一般来说，根据燃烧植被的可利用性，燃烧面积与温度呈正相关。与植被的相互作用为火燃烧提供燃料还没有被深入研究。

现在，科学家们，包括新墨西哥大学生物系的马修乌尔托，正在通过模拟内华达山脉的野火来研究更多的数据，以提高他们对现有和未来野火的理解。他们假设，之前的野火及其对植被的影响，加上气候变化及其对野火后植被恢复的影响，可能会限制未来野火的规模。

这项名为“植被-火灾反馈”的研究减少了气候变化造成的估计面积，今天发表在《科学报告》上，旨在更好地了解气候和野火之间的相互作用以及它如何影响野火的排放，以及后来内华达山脉的空气质量。

Hurteau和他的同事利用景观模型模拟了森林和火灾动态，其中气候是对燃烧区域的唯一影响(静态)，气候和以前的火灾事件对燃料可燃性和可用性的相互作用影响了区域燃烧(动态)。

“使用包括光合作用和呼吸作用在内的生态系统模型，我们可以了解每十年植被对气候和面积的影响，”Hurteau说。“我们使用了每个十年的生态系统模型输出和一个统计模型，该模型考虑了以前的区域燃烧和气候的影响，以重新估计未来十年的火灾规模分布，并捕捉以前野火的影响。”

他们的发现有点令人惊讶。他们预测，以前的火灾事件及其对森林中可燃燃料数量的影响将极大地限制未来的燃烧区域。科学家称之为以前火灾造成的燃料限制效应，但他们发现这种效应不会持续太久，也没有他们想象的那么大。

“我们发现，与静态情况相比，气候是唯一影响燃烧的区域。考虑到以前的火灾和气候对燃料可用性和易燃性的相互作用，内华达山脉的累积面积只会减少约7.5%。本世纪的进程。这比我们预期的要低得多，因为火灾后可以恢复足够的植被，燃烧区域可以快速支撑后续的火灾，”Hurteau说。

作为研究的一部分，克里斯汀维丁迈尔(Christine Wiedinmyer)是一名大气化学家，是科罗拉多大学环境科学合作研究所的科学副主任，他在Hurteau等人工作的基础上，将其提高到了空气污染物排放的水平。观察不同气候下不同植被类型的野火烟雾释放情况。

Wiedinmyer利用其他研究人员的信息来确定植被燃烧量的变化如何影响野火烟雾排放的空气污染物的数量。新植被动态的加入改变了野火污染物排放的估计——这将最终影响空气质量。获得更详细的植被/野火/排放预测的能力将使空气质量管理人员能够更好地预测未来野火空气质量的影响。

“这项研究表明，野火活动不仅受到气候的影响，还受到植被和以前火灾的影响，”维丁迈尔说。“当你把所有这些因素都包括在野火的预测中时——它可以改变我们对野火中空气污染物的预测。这一点非常重要，因为这些信息可以帮助空气质量管理人员了解预期内容以及如何规划。”

Hurteau说：“我们的研究成果的好处更多的是提高我们对内华达州野火燃烧期间社区中受影响的工棚所面临的潜在挑战的理解。”“这也有利于政策规划。从管理规划的角度来看，这项工作基本上向我们表明，其中一次火灾事件的影响只持续了十年左右，十年后野火足迹中有足够的植被可以再次生长。”

Hurteau指出，加州的气候行动计划依靠该州的自然植被系统持续吸收碳，帮助平衡人为二氧化碳排放。“这将有助于限制未来野火的一些不确定性，以及它将如何影响森林的碳吸收，”他说。

这项研究是一个合作项目，涉及不同学科的科学家，包括生物学、空气化学和工程学，包括伊利诺伊大学的梁爽和加州大学默塞德分校的勒罗伊韦斯特林。

Wiedinmyer补充道：“我们可以在一个新的细节层次上看到野火，并共同努力更好地了解野火在不同条件下的表现。”

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