野火對全球碳匯的影響：研究新發現

前言

如果大家努力植樹，千辛萬苦種了整片山林，但一場突如其來的野火將一切付之一炬，這樣的風險影響有多大？

森林野火一直是造林類碳抵換專案的重大風險因子，而天然田野間發生自燃事件也是機率問題，不可能完全不發生。這樣的災害除了直接影響生命財產安全之外，大量溫室氣體排放也是一項難以忽視的問題；天氣越熱就越容易發生自燃，燒越多全球溫度就越高，環環相扣。

而這樣的野火事件在全球尺度對氣候變遷的影響有多大？來看看Nature上最新的研究吧。文章有點艱深，我將重點摘要濃縮在5分鐘內能看完，有興趣的人可以直接下載原文，看看更詳細的數據與圖表。

研究背景

氣候變遷對全球生態系統帶來深遠的改變，而野火是其中一個關鍵驅動因子。隨著全球氣溫升高和降雨模式的變化，野火的強度和頻率可能會顯著增加，對生態系統的碳匯產生重大影響。巴黎協定的1.5°C升溫目標旨在避免最嚴重的氣候衝擊，但當前許多氣候模型缺乏火災、植被和碳之間的回饋機制。這使得我們難以準確預測未來生態系統韌性。

野火會通過植被死亡、溫室氣體排放及氣溶膠產生，對碳匯產生負面影響，並可能改變某些地區生態系統的穩定狀態。隨著氣候變暖，火災風險在1.5°C甚至更高溫度時都可能增加，這將進一步削弱地球的碳匯功能。

總體來說，野火增長與氣候變遷密切相關，並對碳吸收能力造成削弱，使得我們的碳預算變得更加緊迫。這項研究旨在通過整合野火與植被的模型，進一步探討全球暖化目標是否足以避免生態系統的重大變化。

研究方法

在本研究中，研究團隊使用了 JULES-INFERNO 火災模型，這是一種結合了動態植被和火災回饋的陸地表面模型，旨在模擬全球不同區域火災對生態系統的影響。這個模型基於四個不同的地球系統模型 (ESMs)，包括 HadGEM2-ES、GFDL-ESM2M、IPSL-CM5A-LR 和 MIROC5，這些模型的氣候數據經過誤差修正後用來驅動火災模型。研究還運用了 CMIP5 的多模式集合以及 ISIMIP 2b 框架，以減少氣候系統對排放反應的不確定性。

JULES-INFERNO 模型的設置是以0.5度的網格進行運算，並進行了10,000年的自旋轉模擬，隨後進行了500年火災模擬，以測試火災對植被變遷、樹木覆蓋和淨生物質生產力（NBP）的影響。NBP 被用來量化碳匯和大氣二氧化碳來源，並且研究火災如何影響碳匯與排放。正的 NBP 代表淨碳吸收，而負的 NBP 則顯示生態系統成為碳排放源。

為了進一步驗證模型的精度，研究團隊將模型模擬結果與觀測資料進行對比，評估了火災、樹木覆蓋變化及碳吸收能力的變動。這樣的對比分析使得本研究能夠更準確地評估火災對於生態系統韌性和全球碳匯的影響。

主要發現：

這項研究顯示，隨著氣溫升高，火災對全球和不同地理區域的碳匯影響存在顯著差異。研究結果表明，當全球溫度較工業化前上升1.07°C時，火災開始對全球碳匯產生重大影響，而該區間為0.8°C至1.34°C。火災在削弱地球碳匯功能上已經起到重要作用，尤其是對於碳豐富的生態系統，火災可能導致碳匯功能的轉變，使其變為碳排放源。

在地區性影響方面，研究強調了三個主要區域：溫帶北美（TENA）、北半球南美（NHSA）及南半球南美（SHSA）。這些地區擁有大片森林並且火災活動頻繁，潛在未來可成為重要的碳匯。但在某些極端年份，這些地區的火災可能導致碳匯功能逆轉，從碳吸收者變為碳排放者。

具體來看，歐洲和北美地區的火災面積預計會在全球溫度升高至1.5°C和2.0°C時增加，分別上升至15%和25%。而非洲地區則是唯一例外，其火災面積在部分地區預計會減少，這主要是由於人口增加帶來的火災抑制作用。

因此，研究指出火災對於碳匯的負面影響在許多地區於本世紀末將加劇，這將大幅減少地球碳匯的能力，並且會導致碳吸收轉為碳排放，尤其是在氣候變暖的背景下。

總結：

本研究展示了火災已成為削弱全球碳匯的重要因素，並且這種影響在全球溫度上升至 1.07°C（相對工業化前水平）時顯現出來。火災不僅增加了碳排放，還減少了植被的碳吸收能力，進而影響了生態系統的碳匯功能。研究表明，火災可能會導致全球碳預算縮減，減少約 25 億噸二氧化碳的剩餘碳預算，這對達成巴黎協定所設定的 1.5°C 目標造成更大挑戰。

此外，研究指出某些富碳生態系統，如南美洲和北美洲，正面臨從碳匯轉變為碳源的風險，特別是在極端火災年份。這意味著，某些地區可能比我們先前預期的更接近生態系統轉變的臨界點。

研究的最大貢獻在於首次定量評估了火災對剩餘碳預算的影響，並強調即使將全球升溫控制在 1.5°C，仍需考慮火災等動態反饋機制的長期效應。因此，這項研究對於全球氣候政策、適應與緩解策略的制定具有重要參考價值。

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