森林覆盖变化对生态系统服务和社会的影响
火灾引起的生态变化具有重要的社会后果,可以用生态系统服务(社会从生态系统中获得的利益)来描述。其中一些服务通过气候系统的变化对全球社会产生影响,而另一些服务则通过当地条件的变化对局部社会产生影响。raybet雷竞技最新
火灾引起的北方森林树木覆盖和碳封存变化可通过能量交换的变化对全球气候系统产生重大影响(Bonan等人,1992;raybet雷竞技最新Foley等人,1994),大气碳排放(Kurz和Apps, 1999;Kasischke and Stocks, 2000;McGuire和Chapin, 2006),以及其他过程,如冰川上的烟尘沉积和大气中云量或臭氧浓度的变化(Randerson et al, 2006)。这些气候影响中最大的是碳封存和能量交换的变raybet雷竞技最新化。前面描述的燃烧面积和严重程度的增加导致更多的二氧化碳释放到大气中,这对全球变暖起到了积极的反馈作用。由于二氧化碳在大气中的寿命相对较长,这种变暖效应通过大气混合在全球范围内分布(McGuire和Chapin, 2006)。
火还增加了反照率(短波反射率),从而减少了太阳能被陆地表面吸收并转移到大气中。这种情况发生在春季,这是因为树木的树冠被移除,暴露出反射性更强的积雪覆盖的地面;在夏季,这是因为深色复杂的黑色云杉树冠被反射性更强、不那么复杂的草本、草和落叶灌木和树木的树冠所取代(Chapin et al, 2000, Chambers and Chapin, 2002, McGuire and Chapin, 2006)。因此,火通过这种能量交换的变化对气候产生了净冷却效应。raybet雷竞技最新这种冷却大部分发生在局部,因为热量在大气中的停留时间很短(Chapin et al, 2000)。
由于火灾对气候的这些平衡作用来自微量气体排放(加热效应)和能量交换(冷却效应),火灾对气候的净影响似乎是适度的气候raybet雷竞技最新冷却,这种影响集中在燃烧的地区附近(Randerson et al, 2006)。加热和冷却之间的平衡对燃烧严重程度(释放的碳量)和植被轨迹(后期演替针叶树恢复主导地位所需的时间)很敏感。如果火灾的严重程度或野火的区域范围继续增加,我们预计这将增加对变暖的正反馈(更大的碳排放)和负反馈(更长的时间回到森林之前)low-albedo针叶树植被),对气候反馈的净影响取决于这两种影响的大小。raybet雷竞技最新然而,有一件事似乎是肯定的,即对气候的负反馈将在北方森林的局部范围内占主导地位。raybet雷竞技最新这很重要,因为它是已经确定的为数不多的负反馈之一,它将限制高纬度变暖引起的气候变化的放大雪和冰封面。
火灾状况的变化还通过其他生态系统服务的变化对当地社会产生重要影响。阿拉斯加农村居民,其中大多数是阿拉斯加原住民,依靠狩猎来维持大部分的肉类供应,并维持与土地的文化联系(Magdanz et al, 2002)。火灾制度的变化可能是气候变暖改变这些生存资源可用性的主要方式(Chapin et al, 2003)。raybet雷竞技最新例如,北美驯鹿是许多阿萨巴斯坎社区的主要生存资源之一,它们依靠地衣作为主要的冬季饲料。地衣在火灾后恢复缓慢,所以驯鹿在冬季栖息地之前往往会避开被烧毁的地区80-100年。最近和预计的燃烧面积的增加正在减少驯鹿的栖息地,因此驯鹿作为当地社区的生存资源的可用性(Rupp et al, 2006;Nelson等人,回顾)。相反,驼鹿的数量在火灾发生后15-30年最为丰富(Maier et al, 2005),因此最近火灾返回间隔从160年减少到90年(见图13.6)应该会增加阿拉斯加内陆驼鹿的数量。向当地社区提供这些和其他生存资源不仅取决于它们的丰富性,而且取决于可获得性。野火烧毁了偏远的陷阱小屋,推倒了陷阱线上的树木,使狩猎和陷阱变得更加困难和危险(亨廷顿等人,2006年)。
虽然火灾也影响木材资源的供应,但目前只有当地的木材市场,主要是粗切木材和柴火这些作物大多是在道路通畅或地势平坦的地方收获的河冰访问。
白云杉是主要的木材品种,燃烧的频率比黑云杉低,所以火灾一直是相对温和的担忧,除非在阿拉斯加中南部的基奈半岛,昆虫爆发导致大量树木死亡。
另一个依赖火的生态系统服务在阿拉斯加内陆变得越来越重要和有争议的是干扰传播的调节-特别是对社区的火灾风险。火灾后早期演替植被比后期演替黑云杉更不易燃,因此最近的火灾充当了燃料断裂,降低了未来火灾的可能性(Rupp et al, 2002)。raybet雷竞技最新气候变暖对这场大火有两个抵消作用植被的反馈.首先,火灾范围的增加通过增加景观上不可燃植被的比例来降低景观可燃性(Rupp et al, 2002;Chapin et al, 2003)。其次,这些植被可燃性差异在干热条件下最不明显(Kasischke et al, 2002),这降低了最近燃烧的林分作为燃料断裂的有效性。因此,气候变暖的净效应似乎是火灾风险raybet雷竞技最新的增加(Chapin et al, 2003)。
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