雄伟的森林美国西部有许多标志性的树木,它们的高度和年轮都有几十年甚至几百年的历史。但是,年轻的、羽翼未丰的树木也讲述了有关气候的重要故事,以及森林在野火之后恢复的可能性,比如过去几年来对西部地区造成越来越严重影响的野火。现在,由于气候变暖,干旱和灾难性火灾更加频繁,这种再生的潜力可能受到威胁。

森林生态学家凯尔·罗德曼(Kyle Rodman)一直在研究幼苗在火灾后的表现,以此来衡量森林的恢复能力,他说:“小树往往比树根深的成熟树木对气候更敏感,后者能更好地抵御干旱。”“重要的是要了解干燥、炎热条件下的小树——它们是变化的哨兵。”

最近发表在全球生态学与生物地理学罗德曼和来自美国林务局以及科罗拉多州、亚利桑那州和北卡罗来纳州大学的同事们,重点研究了落基山脉两种常见树木——黄松和道格拉斯冷杉——在不同气候情景下火灾后幼苗的生存能力。在正常情况下,野火是这些森林自然生态的一部分,这些森林具有通过新苗再生的能力。但今天的情况很难正常。该研究的结论是,如果该地区的条件像许多模型预测的那样变得更加温暖和干旱,森林的恢复能力将会下降,因为火灾后幼苗的密度会显著减少。

梅森峡谷大火11年后,科罗拉多州落基山脉的黄松幼苗标志着森林恢复良好。
梅森峡谷大火11年后,科罗拉多州落基山脉的黄松幼苗标志着森林恢复良好。凯尔·罗德曼提供

罗德曼说,从怀俄明州南部和科罗拉多州到新墨西哥州北部,大约50%的研究地形目前适合火灾后的森林恢复,罗德曼是威斯康星大学麦迪逊分校的博士后,他在科罗拉多大学博尔德分校合作撰写了这项研究。但该研究估计,到2040年,二氧化碳排放量将适度增长,这一比例将降至20%左右。如果排放量在本世纪末迅速上升,它将下降到3%到6%。

这也是假设新树的种子能够首先到达受影响的地区。种子通过风、水、旅行的鸟类和小型哺乳动物自然传播。然而,罗德曼说,如果火灾后幸存的树木很少或没有,种子将需要更长的时间才能找到进入燃烧区域的途径,他称之为“长途接力”。

种子一旦落地,就很容易受到温度和湿度的影响。如果环境变得更加炎热和干燥,它们可能就没有生存的机会了。罗德曼说:“它不再是长跑接力赛,而是没有比赛。”地形也会影响生存前景,他补充道。山谷底部往往更潮湿、更凉爽,朝北的山坡比朝南的山坡接受到的阳光更少。

这些发现进一步证明了气候变化对地球森林造成的严重影响。罗德曼说,严重的火灾——尤其是随之而来的温暖、干燥的火灾——可能会削减能够产生种子的成熟树木的数量,或者在它们附近的温和温度和风,这对幼树有利。

2002年,新墨西哥州的庞尼尔大火烧毁了9万多英亩的土地,造成了草地,而不是新的森林。
2002年,新墨西哥州的庞尼尔大火烧毁了9万多英亩的土地,造成了草地,而不是新的森林。凯尔·罗德曼提供

如果森林不能恢复和再生,大火最终可能会彻底重塑景观,被烧毁的地形会成为长期或永久的草地或灌木地,甚至是完全不同类型的森林。罗德曼说:“有些地方在beplay体育官网电脑板过去二三十年里遭受了重创,在很长一段时间里,它们看起来都不一样了。”“几十年来,它们一直是相邻的针叶林,现在它们是齐胸高的灌木丛。这就是我所说的那种重组——转向一个完全不同的生态系统。如果没有变化,肯定需要很长时间才能恢复到以前的水平。”

其影响是巨大的。他说:“森林覆盖了世界上大约30%的陆地面积,但它们是80%以上陆地物种的栖息地。”“过去的20年给我们敲响了警钟,无论是就现在的火灾情况、控制火灾的难度,还是之后会发生什么而言。我们最担心的是情况仍有可能恶化。”