干旱和野火
火是许多生态系统的自然组成部分。通常,火灾制度(频率、强度和时间)而不是干旱决定初级生产力和植物群落(Pyne, 1997;Bond et al., 2005)。然而,干燥的天气增加了生物质燃烧的风险。例如,1994年的严重干旱破坏了西班牙中部和南部的大量木本植物
(Penuelas et al., 2001)还导致了重大的森林火灾,烧毁了约1.6%的国家森林面积。
未来野火可能会在全球范围内变得更加普遍(Bond et al., 2005)。的IPCC第三次评估报告报告指出,最高气温越高,几乎所有陆地地区就很可能出现更多的炎热天气和热浪,从而增加森林火灾的风险(IPCC, 2001)。Pereira et al.(2002)模拟了未来气候变化对葡萄牙火灾气象风险的影响。raybet雷竞技最新他们发现,在未来气候条件下,火灾严重程度和火灾季节长度显著增加,这是由于春夏气温升高和降水减少造成的。raybet雷竞技最新同样地,Brown等人(2004)发现,美国西部预期的干旱创造了一个未来的气候情景,即高火灾危险天数的增加。raybet雷竞技最新
植被火灾总是可能发生的,因为在富氧的大气中,植物生物量是一种很好的燃料。然而,活的生物量不容易燃烧,因为它有很高的水分含量。干旱与火灾相互作用,增加枯枝和树叶脱落。这些物质(死亡的生物质或坏死性物质)代表着精细的燃料,一旦在炎热和干燥的天气中脱水,就会变得高度易燃,增加火灾的风险。虽然干旱和野火有共同的原因,但不能断定在更干旱的地区会发生更多或更大的火灾。为了火灾的发生和扩大,必须有足够数量的优质燃料。风、地形和人类活动(通常作为点火源)也会发挥作用(Pyne, 1997)。伊比利亚半岛可以作为一个很好的研究案例。火灾频率最高的是葡萄牙中部和北部的丘陵省份以及加利西亚(西班牙),而不是更干旱的南部(欧洲委员会,2003年;Pereira & Santos, 2003)。 Wildfires occur where highly productive periods alternate with a hot dry weather, which facilitates ignition. The Mediterranean vegetation 'could... stand as a dictionary definition of a fire-prone environment. Annually, it undergoes a rhythm of winter wetting and summer drying, over which beats a cruder rhythm of drought. Almost always there is fuel in abundance - combustibles that lack only a properly timed spark to burst into flame' (Pyne, 2005). Likewise, tropical savannas, where a highly productive rainy season alternates with a dry season, are the major contributors for biomass burning globally (Dwyer et al., 2000). In more干旱的气候raybet雷竞技最新,初级生产力是降低,减少燃料量和火灾发生率(Lloret, 2004)。
极端事件可以掩盖气候趋势。raybet雷竞技最新例如,2003年葡萄牙经历了最严重的火灾季节,乡村地区的总烧毁面积约为5%(约4000平方公里;Pereira & Santos, 2003)。但2003年不是一个非常干燥的年份,年降水量超过了1951-1980年30年的平均水平。异常的火灾季节是由热浪造成的,即日最高气温连续至少6天较日平均气温上升5°C(1961-1990年期间)。
干旱可能会对不常见缺水的生态系统产生巨大影响,正如1997/1998年在东南亚热带雨林发生的那样,与厄尔尼诺南涛动(ENSO)现象相关的干旱引发了广泛的野火(Roberts, 2001)。同样,据估计,在2001年ENSO干旱期间,大约三分之一的亚马逊森林容易发生火灾(Nepstad et al., 2004)。
在火灾长期存在的地区,比如地中海气候类型raybet雷竞技最新盛行,植被在强烈的火灾影响下进化(Lloret, 2004;Pausas等人,2004;Bond et al., 2005)。负责火灾后持久性的植物性状要么在个体层面(萌发)起作用,要么通过从土壤种子库中刺激发芽来起作用。然而,再生在很大程度上取决于火灾前后的环境条件以及火灾制度(Lloret, 2004)。
植物的火后持久性特征通常与抗旱性的差异有关。形态上的抗旱性状(例如较高的根/全株生物量,更深的根系)在有呼吸的植物中比无呼吸的植物更常见(Pausas等,2004)。此外,火灾引起的发芽确实大大增加了根系与冠层生物量的比例,并将促进火灾后的干旱避免(Lloret, 2004)。相反,不发芽的木本植物(例如,在火的刺激下发芽)往往更耐旱(例如,木质部对空化和栓塞有更高的抗性),比发芽植物更能在干燥的地方生存。抗旱性较强可能只是巧合,没有因果关系。
火灾可能引起土壤水力特性和养分有效性的变化,这可能加剧干旱的影响。影响在很大程度上取决于燃烧生物量的类型、土壤特征(类型和含水量)、火灾特征(强度和持续时间)以及火后降水(Chandler等)。, 1983)。一般来说,低到中等严重程度的火灾可能会促进pH值和有效养分的短暂增加,并增强疏水性,降低土壤吸收水分的能力(Certini, 2005)。然而,严重的火灾可能会产生更大的影响。它们可能导致有机物的去除,拒水层的形成,这可能会显著降低水的入渗率,土壤结构的恶化和容重的增加,这将导致土壤的渗透性和持水能力进一步下降(Certini, 2005)。土壤水力学的这些变化的一个后果是径流和地表侵蚀的增加,这反过来可能导致养分有效性的下降,由于加热造成的挥发损失而加剧(Lloret, 2004;Certini, 2005)。然而,火可以提高养分的有效性,特别是在初级生产力由于植物生物量或分解缓慢的凋落物和土壤有机质中的养分固定而停滞不前的情况下。在这种情况下,火灾可能在生态系统层面发挥复兴因素的作用,将刺激火灾后的初级生产力,尽管这种影响可能是短暂的(Briggs & Knapp, 1995;Van de Vijver等人,1999; Santos et al., 2003a).
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