北京日報客戶端 | 記者 汪丹
在全球變暖的大背景下，加拿大正在經歷近40年最嚴重的森林火災，預計眼下這場已持續4個月的火災還將持續至秋季。加拿大發布的數據顯示，截至當地時間8月25日，該國仍有1000多處林火在燃燒，其中6成處於失控狀態。令人擔憂的是，目前加拿大林火排放的溫室氣體已相當於約14億噸二氧化碳當量。
因此，加拿大林火不再只是一國之災難，而是已發展成為全球性環境事件。今天我們請中國科學院瀋陽應用生態研究所研究員劉志華來介紹林火的特點及其與環境的關係，以及全球性環境事件意味著什麼。
（1）火災已釋放超10億噸二氧化碳
從今年4月底至今，加拿大遭遇了近40年最嚴重的林火。根據加拿大森林消防中心的最新數據，截至當地時間8月25日，全國累計發生5900處火災，現在仍有1000多處林火在燃燒，其中6成林火處於失控狀態，過火面積累計約15萬平方公里，超過韓國國土面積（約10.3萬平方公里），是1980年以來歷史紀錄的兩倍。
自地球出現森林以來，森林火災就伴隨發生。在歷史上，加拿大乃至整個高緯度地區都是林火的高發地，這是由林火發生的客觀條件決定的。
林火的發生主要取決於3個因素：適宜林火的天氣條件（重要條件）、火源（主導因素）和充足的可燃物（物資基礎，如喬木、灌木、草類、苔蘚、地衣、枯枝落葉、腐殖質和泥炭等有機物質）。加拿大森林（3.5億公頃）和其他樹木覆蓋土地總面積為4.14億公頃，位居世界第三。當地森林主要屬於北方森林，地表生物量高、可燃物充足，林木主要為針葉林，樹皮和枝葉的油脂含量高，非常易燃。在高溫、乾旱和大風等適宜林火的天氣條件下，如果遭遇雷擊或人為火源，極易發生森林火災，且針葉林火災不同於闊葉林燒得慢的地表火，易發展為樹冠火併迅速蔓延。因此，加拿大自上世紀80年代以來每年都會發生林火。
但今年的火災開始得比往年更早，且持續時間長、燃燒面積大，林火火燒面積創下歷史新高，讓數萬人流離失所。究其原因，與氣候變暖導致的異常高溫和乾旱密切相關。加拿大大部分地區自今年4月起遭遇大範圍高溫和乾旱，使林火開始的時間從常年的6月初提前到了4月底，隨後在5-6月發生蔓延。除了加拿大林火，受氣候變化的影響，全球其他地區的林火也處於頻髮狀態。例如，最近發生的夏威夷毛伊島火災，已造成115人死亡，燒毀建築物2000多座，直接經濟損失超過55億美元，成為美國過去100年內最致命的火災事件。
據測算，截至8月25日，加拿大林火排放的甲烷和氧化亞氮的溫室效應相當於約1.5億噸二氧化碳當量，再加上直接排放的12.5億噸二氧化碳，總溫室氣體排放量相當於14億噸二氧化碳當量，已超過日本2021年全年能源相關的二氧化碳排放量（據國際碳計劃的數據，2021年日本全年能源相關的二氧化碳排放量為10.67億噸，居全球第五位）。
目前，造成溫室效應的氣體主要包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氟氯化合物（CFCs）4種。加拿大林火排放出大量二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體，無疑增強了溫室效應，進一步加快了氣候變暖的速度。世界氣象組織專家此前表示，極端天氣頻頻來襲已經成為常態，這與人類溫室氣體的排放密切相關。顯然，減少這些氣體的排放,是應對氣候變化的重要途徑。
（2）不僅是一國之災可影響全球環境
加拿大不斷燃燒的林火，給整個北美地區造成了嚴重的空氣污染，同時，所釋放的PM2.5、PM10、有機氣溶膠、黑碳等空氣污染物對周邊環境也帶來了不利影響。加拿大氣象部門的監測數據顯示，6月上旬，林火產生的煙霧一度覆蓋北美大陸中部到大西洋沿岸的大片地區，並且隨著大氣環流跨越大西洋，影響到歐洲部分地區。
截至目前，影響較大的空氣污染物跨境傳輸過程主要有4次，分別為5月17日至26日、6月6日至19日、6月23日至30日、7月15日至20日，均顯著降低了其鄰國美國的空氣質量（達50μg/m3以上），造成航班取消、學校停課，嚴重擾亂當地的生產生活秩序。其中，第二次傳輸過程使紐約市出現了1960年以來最嚴重的污染天氣；第三次傳輸過程使芝加哥6月27日的空氣質量指數超標5.6倍。
加拿大林火釋放的PM2.5受西風環流及天氣動力作用，還形成了長距離跨境傳輸——5月25日到達歐洲斯堪的納維亞半島，6月8日擴散至冰島和格陵蘭島，6月26日波及歐洲大陸。此外，還波及北非和亞洲地區，對我國西部地區PM2.5濃度的「貢獻」約為1-2μg/m3。
林火也會對人體健康造成影響。加拿大衛生部門警告，短期來看，煙霧會令人感到眼部不適、流鼻涕、喉嚨疼痛、呼吸不暢、呼吸道感染風險增加；長期來看，煙霧會引發嚴重哮喘、心臟病、中風、肺癌等，以及可能影響兒童智力發育。
據報道，林火還襲擊了加拿大一些主要的油氣產區，包括產量豐富的蒙特尼和迪韋奈的沉積盆地，油氣主產區艾伯塔省和不列顛哥倫比亞省的部分油氣開採設施因火災被迫暫停運轉。加拿大的許多伐木場因火災暫時關閉，導致全球木材價格在短時間內出現了波動。
近年來，隨著氣候變暖和人類活動影響的不斷加劇，類似加拿大林火這樣的全球性環境事件在全世界範圍內時有發生。例如，2019年亞馬遜林火，10個月過火面積超9萬平方公里；2019-2020年澳大利亞林火，一年間過火面積達24.3萬平方公里，燒毀了超過3000棟建築物（包括2779棟住宅），造成至少34人喪生，近80%的澳大利亞人受到了火災的影響。在火災高峰期，澳大利亞南部和東部各州的空氣質量下降到危險水平，煙霧甚至傳播到南太平洋，影響了其他大陸的氣候條件。衛星數據顯示，火災碳排放量約為7.15億噸，超過澳大利亞正常年度叢林火災和化石燃料排放量的80%。生態學家估計，僅陸地脊椎動物就有至少30億隻在火災中被迫遷移或喪生，一些瀕危物種甚至因火災而滅絕。這些大規模林火事件引起了世界對氣候變化和自然災害管理的關注。
（3）適度林火干擾可調節生態系統
根據火情，林火一般分為地表火、樹冠火和地下火3種。此次加拿大林火的主要火情是樹冠火。樹冠火約佔森林火災的5%，多發生在長期乾旱的針葉林內。在強風驅動下，樹冠火沿樹冠蔓延，破壞性大，能燒毀針葉、樹枝和地被物等。火的溫度為900℃-1500℃，煙柱可高達幾千米，煙為暗灰色，不易被撲救。其中，急進樹冠火又稱狂燃火，蔓延速度快、火焰跳躍前進，常將地表火遠拋在後面，形成上下兩股火；穩進樹冠火又稱遍燃火，蔓延速度慢，與地表火齊頭並進。由於樹冠火溫度高、煙霧大，只能藉助自然環境如河流、溪流、溝壑等人工開闢隔離帶，阻止火勢蔓延，因而也是林火中危害最大、傷亡最多的火情。
地表火則是指沿林地表面蔓延，燒毀地被物，危害幼樹、灌木、下木，燒傷大樹榦基部和露出地面的樹根的火情，火的溫度在400℃左右，煙為淺灰色，約佔到森林火災的94%。而地下火在林地的腐殖質層或泥炭層中燃燒，地表看不見火焰，只見煙霧，蔓延速度緩慢但持續時間較長，可一直燒到礦物質層或地下水層，約佔森林火災的1%，同樣不易被撲滅，火燒後林地往往出現成片倒木。
據媒體報道，加拿大林業局火災研究專家Daniel Perrakis在接受美國國家公共電台採訪時稱，林火本身並非一無是處，它在一定程度上是有益的，但若像此次林火般過火面積過大、燃燒時間過長，便超出了正常範圍。
林火的確是北方森林中一個客觀存在的自然干擾過程，是維持森林生態系統多樣性和森林健康的重要因子，它以從地表火到樹冠火的多種形態調節森林生態系統的樹種組成、年齡結構和空間（景觀）格局。從有益的方面來看，地表火可清除林地堆積物、調節林分結構（如樹種組成、林層或林相、疏密度等），為存活樹木創造成材的環境；樹冠火可燒掉整片林木，為早期演替樹種創造生長條件，使空間上形成不同年齡鑲嵌的異質景觀結構。林火作用下產生的林分與景觀結構既能有效抵抗森林病蟲害傳播，又可以為野生動物提供多樣的棲息地。另外，一些森林樹種的種子需要經歷火災來激活萌發，有助於種群更新和生態系統恢復；一些植被被清除，可以留出新的空間，有助於維持生態系統的多樣性；林火還可以分解有機質，釋放氮、磷和鉀等養分，從而維持土壤健康，促進植被生長。
然而，超過限度的林火會對生態系統造成負面影響，特別是在人類活動干擾較大的地區。此次加拿大林火就是一次極端事件，如此大規模、高烈度的林火可能摧毀植被和棲息地，導致生態系統的破壞和生物多樣性的喪失；林火產生的煙霧和顆粒物排放可能影響空氣質量，對人類健康產生危害；林火導致土壤裸露，可能使土壤侵蝕和水土流失，並污染下遊河道。
因此，適度的林火干擾可以起到調節生態系統的作用，但超出自然變化範圍的大規模林火，只會演變成一種破壞性的災難。
（4）攜手遏制林火碳排放不容忽視
林火的預測和撲救一直是自然災害領域的重要課題，也是難題。林火的發生是隨機事件，很難預測單次林火發生的時間和位置，而林火的蔓延受到可燃物、氣象條件和地形條件的影響，存在很大的不確定性。在林火蔓延的初期，人為滅火的成功率較高，一旦火災演變為大規模的樹冠火，人力滅火便很難起效。
因此，有效防火只能依靠早發現、早滅火。目前，世界上應用較多的是空天地一體化監測體系，如利用遙感觀測地表熱異常來監測火災，採取多種手段聯合監測火災的發生，同時，加強林區防火道建設和滅火能力建設。就我國而言，針對林火預測和防止林火蔓延，未來的科研重點是構建科學準確的林火發生預警系統、開發適宜我國的林火蔓延可視化系統，特別是要提高極端林火的預測能力。
我國通過持續不懈的植樹造林、森林保護等生態治理措施，實現了連續30多年森林面積和蓄積量「雙增長」。根據第九次全國森林資源清查數據，我國天然林面積1.4億公頃，人工林面積0.8億公頃，森林覆蓋率約為23%。2000年至2017年全球新增綠化面積中，約有1/4來自中國，位居世界首位。
森林面積和蓄積量的不斷增長，對森林防火及其碳排放也帶來了挑戰。多年來，我國實行的「增綠固碳」森林生態工程措施和「預防為主、防救結合」防火方針，為全球環境治理、增加碳匯和減少林火碳排放做出了巨大貢獻。2000年至2021年，我國年均森林火災次數約為6000次，但存在較大年際波動，其中95%以上為面積小於100公頃的火災，年均森林受災面積約為7.2萬公頃。近20年來，我國森林火災次數和面積持續降低，顯著降低了林火碳排放量。
此次加拿大林火，給全球的氣候變化問題敲響了警鐘。極端林火事件頻發，其影響範圍不再只局限於某一區域，已擴大至全球環境和氣候治理的範疇。作為當下不容忽視的碳排放源，林火亟待全世界共同重視和攜手應對，以盡量延緩氣候變暖的步伐。
（供圖：視覺中國）
