周三发表于《科学》期刊的一项新研究显示,若全球持续变暖,至本世纪末,欧洲森林受干扰的频率可能增加一倍以上,从葡萄牙的软木橡树林到芬兰北部的桦木丛都将面临重塑。研究团队利用人工智能开发了全大陆森林模型,模拟了相互关联的森林过程。

欧洲约40%地区被森林覆盖。通过聚焦两个足球场大小的地块,研究人员观察到干旱、高温等压力因素如何协同作用并放大,反复干扰可能使森林退回早期生长阶段。即使在低排放情景下,到本世纪末,由变暖引发的森林干扰预计仍将增加约30%。但作者指出,若未来几十年排放和变暖速度放缓,干扰或在本世纪中叶达到顶峰而非持续加剧。
模型将野火确定为未来干扰中对气候最敏感的因素,尤其在南欧,更高温度和干燥空气导致燃烧面积显著上升。同时,温度升高加速昆虫繁殖周期并降低冬季死亡率,加剧了昆虫爆发。这些复合压力使欧洲森林结构从较老林分转向更多年轻森林,特别在地中海和温带中纬度地区。成熟树木储存更多碳并为依赖稳定栖息地的物种提供支持,这种转变可能削弱碳汇稳定性。
慕尼黑工业大学生命科学学院生态系统动力学教授、合著者鲁珀特·塞德尔表示:“我们使用新颖的人工智能方法,开发了一种全新的范式,用于在大的空间域中建模森林。”他补充说,模型准确模拟了空间过程如甲虫移动,而非依赖单帧快照。研究团队预期未来干扰增多,但认为再生可能带来平衡效应。
森林变化还影响水土流动。树木死亡或燃烧后,雨水直接落在裸露土壤上,加速径流并携带沉积物,可能松动斜坡并影响下游农场、城镇和水电站。对邻近居民而言,火灾季节延长、甲虫爆发或风害可能威胁木材工业、旅游业及农村经济。一些地区到本世纪末,严重火灾或局部树木死亡可能从罕见变为常见。

研究揭示了区域差异。在斯堪的纳维亚和北欧,野火风险虽增,但风暴和昆虫爆发仍是北方森林变化主因。温暖气温延长生长季节并可能促进树木生长,但也利于树皮甲虫等害虫繁殖。总体而言,北方森林初期收益可能被干扰抵消,影响碳储存和生物多样性。芬兰自然资源研究所研究员卡塔琳娜·阿尔布里希强调:“这些发现突显了在欧洲北部森林中积极适应森林管理的重要性。”她指出管理目标包括促进混合林分以增强气候韧性。
地中海盆地被确定为欧洲最明显的干扰热点。高排放情景下,该地区近90%森林区域干扰增加,远超其他地区。更热夏季和干燥空气使景观更易燃烧。一旦变暖超过2摄氏度,地中海森林变化可能突然加速,显著减少较老富碳森林比例。塞德尔总结:“我们的结果表明,这些干扰相互作用显著放大了整体树木死亡率,因此它们具有实质性改变森林的潜力。”这项研究为欧洲森林管理和气候政策提供了关键参考,突显了减缓变暖以维护碳汇稳定性的紧迫性。









