北极地区的变暖速度比地球上其他地区都要快。在三项新的研究中，来自加州大学欧文分校的地球系统科学家报告了这些地区的生态系统是如何变化的。

北极冬天 图源: Wikimedia Commons/Public Domain

发表于《全球变化生物学》（Global Change Biology）上的一项研究中，来自加州大学欧文分校的地球系统科学家领导的团队揭示了野火如何提高加拿大和阿拉斯加地区的光合作用速度。

他们发现，越来越多的野火正在摧毁生长相对缓慢并有助于形成底层土壤有机层的黑云杉森林。在许多地区，在火灾后会栽上落叶灌木和树木，这些植物的新陈代谢的速度快，可以比云杉更快地生长。

2023年，加拿大经历了最具破坏性的野火季节，超过4600万英亩的土地被烧毁。本次研究表明，这些火灾可能会加速北部森林因气候变化而发生的变化。

研究人员表示，“在火灾发生后，更高水平的光合作用会持续几十年。在一些地区，常绿针叶林不会立即恢复，这些森林被生长速度更快的物种长期取代。”

光合作用越多，植物从大气中吸收的二氧化碳就越多。一种假设是，这可能会形成碳汇，并有助于缓解全球变暖。

“但是野火已经燃烧了储存在植物和它们的有机土壤中的碳，所以从长远来看，即使我们观察到光合作用增加，这也不一定会转化为更多的碳储存。野火的增加趋势对森林物种组成和生态系统功能有重大影响，但可能对土地碳汇产生负面影响。这就是为什么研究野火和变暖对土地碳循环不同方面的影响非常重要。”

为了测量北方植物光合作用的变化率，研究团队使用卫星跟踪数据监测植物的荧光，并将其作为光合作用的测算。

“这是我们最近能够在全球范围内观察到的一种新测量方法，使用荧光测量光合作用。我们也有来自陆地卫星的长时间土地覆盖序列，可以观察火灾如何改变土地植物覆盖，然后将其与荧光信号的变化联系起来。我们发现野火正在改变土地覆盖，这反过来又可以在大空间尺度上增强碳通量的季节性。”

研究人员说，这是生态系统不稳定的一个迹象，该地区的植物种类正在迅速变化。

加州大学欧文分校的地球系统科学团队另一项发表于《阿尔卑斯、北极和南极研究》（Arctic, Antarctic, and Alpine Research）研究中，描述了哪些植物正在向北极和高山苔原扩张。

“随着气温的升高和野火活动的增加，我们看到更大的落叶灌木生长越来越多。”

团队研究了五个不同的高山苔原地点，发现一种桤木属的特定物种的灌木生长有所增加了，总体上提高了这些地方的植被生产力。在研究地点的冻土带遗址，有机层厚度有所减少。研究人员解释说，较浅的有机层意味着底层的北极永久冻土的隔热层较少。永久冻土储存着大量的冷冻有机物质这些有机物如果解冻，可能会分解并向大气中释放二氧化碳等导致地球变暖的气体。

另一项发表于《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上，研究人员对实地测量结果进行了计算机模拟，描述随着北极生态系统经历气候变暖时，异戊二烯分子的排放量如何以远高于预期的速度上升。

“这种变化将间接改变气候，因为异戊二烯会影响臭氧、气溶胶和空气中甲烷水平的形成。气溶胶影响云的形成，而云的形成反过来又影响当地的气候。当天气变暖时，植物会释放更多的异戊二烯。”研究人员说。

所有研究报告中的变化表明，北极-北方生态系统正在正在因野火和变暖而迅速发生变化。“这三项研究表明，北极变化的速度比以前预期的要快。野火活动的增加，通过其对植被组成的影响，有可能加速永久冻土融化，超过我们对气候变化的预期。”研究人员说。

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编译 | Sara
编辑 | LYJ
排版 | Sara

参考资料略

来源: 海洋与湿地