如果不大幅削減導致氣候變化的溫室氣體排放,歐洲森林可能會因火災和病蟲害遭受前所未有的死傷與破壞。本周四發表在《科學》雜志上的一項大型研究發出了這一嚴峻警告。該研究由德國慕尼黑工業大學牽頭,來自12個國家的43名研究人員共同參與。
這項科研工作通過計算機模擬,評估了未來歐洲187000000公頃廣闊森林覆蓋區域內的樹木死亡及其他受損情況。研究考慮了三種截然不同的氣候情景:一種是大幅減排以使全球升溫控制在1.5度左右的樂觀情景;一種是采取適度氣候政策的中等情景;以及一種全球升溫達到4度的悲劇性情景。結論顯示,在所有選項中,由火災、昆蟲侵襲和風災引起的擾動都會增加,在極端情況下,到本世紀末這種破壞可能會翻倍。
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魯伯特·賽德爾在電子郵件中進一步解釋,盡管這對生物多樣性或人類從林木中獲取的資源具有重要影響,但部分樹木的枯死也為其他更適應環境的物種騰出了生存空間。森林在數十年或數個世紀內往往變化緩慢,但一場擾動會釋放資源并觸發生態系統的重組。因此,盡管對人類的影響在很大程度上是負面的,但這些擾動也影響著森林的自然動態,使其能夠適應不斷變化的環境條件。
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該研究的一個獨特性在于,為了更精確地估算損失,它結合了不同類型的效應,這為模型增加了極大的復雜性。溫暖的氣溫可能會增加木材產量,而這反而增加了火災和風災的潛在影響。如果一場大火燒毀了森林,它會清除可燃物,從而降低隨后幾年發生重大擾動的風險。同樣,被風刮倒的針葉樹有助于云杉八齒小蠹等鉆木害蟲的增加,而昆蟲造成的破壞反過來又會增加火災的風險。這種交織的因果鏈條顯示了森林生態系統在極端氣候下的脆弱平衡。
研究人員利用過去幾年的衛星數據,量化了火災、蟲害和風災對歐洲森林的影響。隨后,他們利用高分辨率建模和人工智能深度學習的進展,通過能夠自動學習的人工神經網絡,預測了這些病癥在氣候變化背景下的演變。
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在西班牙森林的案例中,參與該研究的生態研究與森林應用中心科學家約瑟普·瑪麗亞·埃斯佩爾塔指出,“地中海地區將是受影響最嚴重的地區之一,其受災情況可能是大規模的”。他詳細說明,在最壞的氣候情景下,90%的森林面積遭受擾動的頻率將會增加。約瑟普·瑪麗亞·埃斯佩爾塔強調,這一預測是以2001年至2020年為參考基準的,而那段時期擾動的增加速度已經遠超過去。
研究預計,未來幾十年歐洲森林最嚴重的擾動將是火災,在地中海地區尤為如此。正如在西班牙已經觀察到的那樣,極端氣溫和干旱會助長森林火災,加之如今可供燃燒的植被更加豐富,火勢往往難以控制。
第二個影響最大的因素是鉆木甲蟲,如云杉八齒小蠹,盡管在南方國家其影響不如歐洲中部和北部森林那樣嚴重。該研究本身也承認,僅分析了這些昆蟲造成的破壞是一種局限,并確保其結論應被視為保守的,因為尚未包括其他蟲害。約瑟普·瑪麗亞·埃斯佩爾塔認為,如果也評估了影響栓皮櫟和常綠櫟林的松異舟蛾或舞毒蛾的影響,結論將會更加糟糕。
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盡管從歷史上看,風災是歐洲北部森林遭受破壞的主要原因之一,但研究指出,未來風候演變存在巨大的不確定性,因此相關預測也較為謹慎。此外,該工作側重于導致森林群體更替的嚴重擾動,忽略了較輕微的影響,這些影響雖然在生態學上也很重要,但難以通過遙感手段進行量化。
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生態研究與森林應用中心的研究員指出,研究預見未來會出現更開闊的森林景觀,且年輕森林的比例會增加,而成熟森林則會受損。約瑟普·瑪麗亞·埃斯佩爾塔警告說,擾動的增加反過來可能導致氣候變化的加速,無論是火災引起的排放,還是森林作為碳匯作用的削弱。這意味著人們預期的將是更年輕、規模更小的森林,其吸收二氧化碳的能力也將大幅下降。
在給西班牙科學媒介中心的評論中,來自西班牙國家研究委員會、奧維耶多大學生物多樣性聯合研究所的何塞·維·羅塞斯-迪亞斯表示,這項研究以“不同尋常的雄心和范圍”探討了氣候變化如何改變森林的問題。
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根據其結果,氣溫升高3度左右將導致地中海地區年輕森林的比例增加約18%,整個歐洲增加約5%。何塞·維·羅塞斯-迪亞斯認為,如果這些預測得到證實,我們面臨的將不僅是火災或蟲害頻率的改變,而是歐洲森林生態系統結構和功能的深刻轉變。這種轉變將延伸至森林所屬的整個景觀,并產生深遠的生態和社會影響。
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