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一项最新研究表明,面对气温与湿度的双重变化,森林植被的自我调整与物种分布的迁移,正成为决定山火爆发规模与频率的关键因素。
在地中海气候区,气候变化与森林火灾的关联日益紧密,火灾的发生频率与严重程度均呈上升趋势。温度、湿度以及森林的物种构成,共同决定了火焰蔓延的方向与路径。这不仅关系到自然资源的保护,更直接威胁着周边社区的安全。
最近发表在《国际荒野火灾杂志》上的一项研究,利用机器学习模型预测了葡萄牙至2060年的火灾风险。研究强调,森林并非静态的背景板,其自身的演化过程在很大程度上重塑了火灾的概率图谱。
研究揭示,火灾风险并非随气候变暖呈简单的线性增长。当考虑到植被的适应性变化时,预测结果发生了显著偏移。随着气候条件的改变,树木会为了寻找适宜的温湿度而迁移,导致现有的植被地图发生重构。
为了验证这一结论,研究人员利用葡萄牙多年的历史火灾数据对模型进行了技术校验。结果显示,该系统能够精准识别高风险区域。而在对2060年的远景预测中,研究人员对比了两种情景:一种是森林保持静止,另一种是森林随气候演变。
令人惊讶的是,在全球最“乐观”的低排放情景下,局部地区的风险变化反而最为剧烈。 这是因为更温和的气候变化为某些特定物种(如易燃的尤加利树)提供了扩张的理想温床。在这种情景下,如果无视植被的动态演变,预测的过火面积可能上升59%;但当模型纳入物种迁移因素后,这一增幅仅为3%。这有力证明了森林构成在理解火灾威胁中的决定性作用。
纽约大学坦登工程学院副教授奥古斯丁·吉博指出:“如果只考虑气候影响而忽略植被,我们将无法洞察未来火灾的真实模式。植被运作的时间尺度与单纯的大气气候完全不同。”
研究团队采用了一种名为“图卷积网络”的人工智能技术。该系统能够综合分析地形、植物群落和气候数据之间的相互关联。与传统孤立看数据的系统不同,这种人工智能能够理解不同地貌碎片如何交织,并据此模拟火灾可能推进的“路线”。
研究过程整合了多项权威数据:
- 地形数据: 引用美国宇航局关于山脉高度与坡度的精确地图。
- 森林资源: 结合详细的森林普查清单。
- 气候基准: 采用联合国气候专家小组提供的气候情景。
科学家们利用另一套工具模拟了森林的未来。该方法将树木的存活率与环境挂钩,预测哪些物种在未来几十年将获得或失去领地。这种基于图论的人工智能表现出了优于传统方法的预测能力,为管理部门制定预防规划提供了更符合现实的工具。
这项研究强调,防火计划必须前瞻性地考虑森林的演变。作者警告称,如果不预判树木对气候变化的反应而盲目植树,可能会酿成大祸:那些既易燃又极具环境适应力的物种一旦占据优势,将使该地区未来数十年的火灾风险居高不下。
该模型可作为林业管理的指南:
- 精准投资: 确定哪些区域通过更换树种可以显著降低火险。
- 提前预警: 监测尤加利树、松树或金合欢等易燃物种向新区域扩张的趋势。
- 力量部署: 协助消防和森林防火队进行更合理的资源分配。
需要注意的是,该模型目前尚未纳入人类活动和土地利用变更的变量。研究人员表示,下一步将引入城镇与森林的距离以及其他社会变量,以进一步优化预测精度。
这种将气候与植被动态结合的研究视角,为全球受山火威胁的地区提供了新的思路。它提醒我们,在应对气候变化的持久战中,森林不仅是被保护的对象,更是防灾体系中处于不断变动中的核心环节。
作者: 卡米拉·卡鲁索
