在全球北極圈以南延伸的富含碳的北方森林中,正在上演一場惡性的氣候-野火迴圈,這既構成了加速的氣候威脅,也提供了一個尚未實現的阻止溫室氣體排放巨大且不斷增長的來源的機會。
以阿拉斯加為例。今年夏天,野火以歷史性的——而且是可怕的——速度蔓延到該州的森林中。從 6 月到 8 月,野火在該州燒燬了超過310萬英畝的土地,面積大於黃石國家公園和優勝美地國家公園的總和。根據國家跨部門消防中心的資料,這幾乎佔今年迄今為止美國各地燃燒的近 570 萬英畝土地的一半。在燃燒過程中,阿拉斯加的野火向大氣中排放了超過1.5億公噸的二氧化碳,相當於3200萬輛汽油動力汽車一年的碳汙染。
北方森林是巨大的碳儲存庫。它們主要儲存在土壤中,約佔世界森林碳儲存總量的三分之二。雖然野火在這些森林中自然發生,但我們和其他氣候研究人員一直在觀察氣候變化如何導致火災頻率和嚴重程度的急劇增加。
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自 20 世紀 60 年代以來,阿拉斯加和加拿大以雲杉為主的森林的燃燒面積翻了一番。這些高緯度地區的氣溫上升速度幾乎是全球平均水平的四倍,這一趨勢延長了生長季節,減少了積雪,並且——在像阿拉斯加今年經歷的那樣炎熱、乾燥的春季和初夏——使樹木和土壤變得乾旱。隨著氣候變暖,閃電襲擊——這些森林中野火的主要來源——也變得更加頻繁。
如果不加以控制,北方野火將進一步加劇,燃燒並向大氣中釋放儲存在這些森林土壤深處的遠古有機碳儲存物。由於如今的北方野火確實常常無人控制,這就是我們正在走上的令人擔憂的軌跡。但這不一定是這樣。我們最近發表在《科學進展》雜誌上的研究表明,將阿拉斯加野火控制在這些森林經歷的水平,以及過去幾十年升溫加劇之前它們所適應的水平,可能是緩解氣候變化的一種重要、被忽視且非常划算的方法。
儘管阿拉斯加約佔美國陸地面積的 18%,以及美國年平均二氧化碳排放量的一半,但目前,阿拉斯加獲得的聯邦滅火資金不到每年約 30 億美元的 4%。阿拉斯加的州和聯邦消防資源(平均每年總計約 1.3 億美元)理所當然地被分配用於撲滅對人類生命和財產構成直接威脅的火災。阿拉斯加森林荒野偏遠地區的野火通常會被允許燃燒。
如何設計消防管理政策和預算,以將北方野火及其排放量控制在歷史水平?在炎熱、乾燥和有風的條件下嘗試撲滅大型偏遠野火將是一項英勇、代價高昂且愚蠢的冒險。但是,如果有專門的資源,一旦透過飛機或衛星首次檢測到偏遠的火災,就可能在這些火災變大之前從空中撲滅這些火災。目標很簡單,就是保持火災規模小,限制排放,同時保留野火提供的重要生態效益。這種對初始攻擊的關注可能在限制火災規模方面特別有效,因為剛剛發生的火災的峰值往往會比燃燒面積的峰值提前幾周或更長時間。
我們的研究發現,要將阿拉斯加野火控制在氣候變化之前的水平,到 2030 年需要平均每年投資約 7 億美元,是目前阿拉斯加消防管理年度投資的五倍。資金將支援額外的人員和更多的飛機、無人機和其他技術資源,以監測和撲滅這些火災,使其保持在小型狀態。這當然是一筆可觀的預算增長。但請考慮一下:擴大阿拉斯加的消防管理以防止野火加劇,每避免排放一噸二氧化碳的成本將低於 13 美元。這與清潔能源解決方案(如用陸上風能或公用事業規模的太陽能光伏發電取代化石燃料發電)的成本相當。
我們保守估計,到 2030 年,將阿拉斯加野火控制在歷史水平將避免釋放高達 9.5 億公噸的二氧化碳。針對特別富含碳且野火風險高的地區(如泥炭地)進行滅火可以進一步減少排放。與加拿大以及最終與俄羅斯合作並分享專業知識,以擴大旨在限制整個北方地區碳排放的消防管理,也可以實現這一目標。
限制北方野火將帶來多重額外好處,包括改善公共健康。野火煙霧可以傳播數百英里,使阿拉斯加人,無論遠近,都面臨嚴重呼吸系統疾病的重大風險,並擾亂阿拉斯加原住民社群的傳統生活方式。在 7 月初,諾姆被 430 英里外的野火產生的濃煙籠罩,導致臭氧和顆粒物汙染遠遠超過危險水平。在某些年份,阿拉斯加野火產生的煙霧甚至到達了美國東部,顯著降低了空氣質量。
如果不大幅減少並最終消除化石燃料排放,我們就無法阻止全球變暖。但我們也必須控制北方野火的排放。我們忽視這些野火及其加速的氣候影響將付出代價。為了緩解氣候變化,美國行動方案中必須包括擴大阿拉斯加北方森林的氣候減緩消防管理。現在是推進消防管理的時候了,將其作為一項基本且具有成本效益的策略,以將北方森林的巨大碳儲存留在地下。
這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。
