一项新研究显示，高纬度北部地区北方森林野火造成的碳排放正以惊人的速度增加。
这些火灾释放的不仅有树木中储存的碳，还有土壤上层储存的碳，因此与主要燃烧植被的火灾相比，排放量显著增加。
如果这一趋势持续下去，北方森林很快可能成为全球生物质燃烧排放的主要来源，超过热带泥炭地火灾。
北半球广袤的北方森林从斯堪的纳维亚半岛绵延至西伯利亚、阿拉斯加和加拿大。它们覆盖了全球十分之一的陆地，却储存着陆地碳储量的三分之一，主要储存在富含有机质的土壤和树木中。如今，《科学》杂志的一项新研究进一步证明，高纬度北部地区的野火排放已经在以惊人的速度增加。
在这些森林中，寒冷的气候和常常积水的地面使掉落的树皮、针叶及其他死亡有机物需要很长时间才能分解。末次冰期结束时冰盖消退后，土壤因此得以在数千年间积累碳。此后，这些生态系统主要受到雷电引发的野火塑造。
这些火灾会将树木和土壤上层储存的一部分碳释放回大气中。土壤碳的释放影响极为显著。这意味着，北方森林火灾释放的碳量，是其他生态系统中同等规模火灾的10到20倍；后者主要燃烧植被，而土壤本身所含的碳不足以燃烧。
然而，这些北方森林可能每百年才燃烧一次，有时间隔甚至更长。这远低于大多数易发生火灾的生态系统的频率；在火灾间隔较长的时期，土壤和树木中额外储存的碳通常超过火灾造成的损失。在过去大约6,000年里，碳吸收与释放之间这种微妙的关系一直相当稳定，北方森林也因此成为全球重要的碳汇。
但全球变暖正在威胁这一平衡，且在北半球高纬度地区尤为明显。气温飙升已经延长了火灾季，并增加了野火发生的频率和严重程度。越来越多的证据表明，随着火灾间隔缩短，北方森林有机土壤释放的碳量正超过生态系统所能重新吸收的量。
卫星能够探测野火排放的气体
这正是《科学》杂志最新研究发挥作用之处。研究人员大多来自中国，他们利用卫星对野火烟羽的观测，寻找一氧化碳。这种气体肉眼看不见，但在某些红外波长下可以探测到。一氧化碳本身并非温室气体，但如果知道其含量，就可以推算野火烟雾中的二氧化碳含量。
这与当前野火排放模型采用的较传统方法不同。这些方法也使用卫星，但只是通过对比火灾前后的图像来记录活跃火点或过火面积。随后，它们会纳入一系列假设，包括通常会有多少植被被烧毁，以及不同类型的植被和土壤每单位面积燃烧会排放多少碳。
尽管这种新的碳排放估算方法也存在不确定性，但它能提供独立且更直接的野火排放估算，还可能帮助我们更深入地了解不同生态系统之间野火碳排放的差异。
排放量大幅增加
这项新研究显示，过去二十年北方森林火灾排放量显著增加。2021年的情况尤其突出：北方森林火灾排放占全球植被野火排放的比例创下23%的纪录，是较常见年份的两倍多。
如果这一趋势持续下去，北方森林很快可能成为全球生物质燃烧排放的主要来源，超过臭名昭著的热带泥炭地火灾（例如2015年印度尼西亚的火灾），其全球影响也将进一步加剧“火灾—碳—气候变暖”反馈。
2021年火灾季之所以格外极端，是因为北美、北欧和亚洲北部同时出现了炎热干燥的天气。如果这类天气模式确实变得更加频繁，并导致北方地区火灾增多，这些森林可能会到达“野火临界点”。一项研究考察了2014年加拿大西北部北方森林的极端火灾，发现部分地区已经从碳汇转变为净排放源。这项覆盖整个北方森林生物群系的新研究表明，从西伯利亚到加拿大的整个生态系统正迅速逼近这一临界点。
