干旱胁迫与景观管理策略对地中海区域野火连通性的影响机制研究

《Journal of Environmental Management》：Wildfire connectivity under drought-induced impacts and landscape management strategies in a Mediterranean region

本研究针对全球变暖与土地利用变化加剧地中海区域野火风险的问题，通过过程模型MEDFATE和火行为模拟，评估了干旱强度与景观管理策略（LMS）对巴塞罗纳大都市区野火连通性的交互影响。研究发现森林动态与干旱胁迫共同导致林分结构改变，至2040–2050年间平均火连通性降低6–18.5%，而极端干旱事件会引发年度火连通性峰值。三种LMS中，耕地恢复策略（Crop-recovery）可降低11–22%的火连通性，干旱立木采伐（Drought-stands-logging）在高干旱情景下实现最大降幅（28%且空间均匀）。研究为地中海火险区结合气候扰动与景观管理以降低区域性火蔓延风险提供了新思路。

　　

随着全球变暖与土地利用变化的加剧，地中海区域正面临日益严峻的野火威胁。传统农业活动的衰退导致灌木侵扰和森林密化，加上极端干旱事件的频发，使得植被燃料的空间连通性增强，极端野火行为风险陡增。尽管景观管理策略（Landscape Management Strategies, LMS）被提出作为降低火险的重要手段，但其在区域尺度的实施效果，特别是与干旱胁迫的交互作用，仍存在显著认知空白。在这一背景下，Rodrigo Balaguer-Romano等研究人员在《Journal of Environmental Management》上发表论文，通过耦合过程模型与火行为模拟，首次系统评估了干旱强度与不同LMS对野火连通性的协同影响，为地中海区域的火险管理提供了科学依据。

本研究主要依托过程模型MEDFATE模拟森林动态，结合燃料特征分类系统（FCCS）估算精细燃料负载，并利用OMNISCAPE电路算法量化火蔓延连通性。研究以巴塞罗纳大都市区（Barcelona Metropolitan Region, BMR）为案例区域，基于2015–2023年历史数据与2024–2050年气候情景（低干旱与高干旱），对比分析了“一切照旧”（Business-as-usual, BAU）与三种替代LMS（耕地恢复Crop-recovery、采伐增加Harvesting-increase、干旱立木采伐Drought-stands-logging）下的火连通性变化。

3.1. 历史火连通性（2020–2023）

历史期火连通性呈现东北至西南梯度升高格局，与针叶林（尤其是赤松Pinus halepensis）分布高度一致。火蔓延速率（Rate of Spread, ROS）均值为28.5±0.1 m min^?1，阔叶林主导区域火连通性较低，而针叶林区域因燃料负载高、树冠基高度低，更易形成高火连通性斑块。

3.2. 未来火连通性（2040–2050） under the business-as-usual landscape management strategy

至2040–2050年，BAU策略下平均火连通性显著降低（低干旱场景降6%，高干旱场景降18.5%）。高干旱情景通过加剧林木死亡率与减少植物生长，长期降低林分基面积与精细燃料负载，从而削弱火连通性。然而，极端干旱年份（如2049年干旱指数AI=0.22）会引发死燃料负载峰值（达0.3 kg m^?2），导致年度极端火连通性事件频发，凸显干旱影响的时空异质性。

3.3. 未来火连通性（2040–2050） under alternative landscape management strategies

耕地恢复策略通过恢复1.7万公顷农地（占森林面积10%），增强景观异质性，使平均火连通性降低11%（低干旱）至22%（高干旱），但可能形成狭窄野火通道，局部增加火连通性。采伐增加策略（年采伐量提升60%至16万m³）因基线采伐率极低（仅占林木生长的8.5%），改善效果有限，火连通性模式与BAU相似。干旱立木采伐策略在高干旱情景下表现最优，通过年度清理死亡率>5%的受灾林分（年均管理7500公顷，提取死燃料占总量2%），实现最大火连通性降幅（28%），且减少效果空间均匀，并能有效抑制年度极端火连通性峰值。

研究结论表明，森林动态（植物生长-死亡与演替）与干旱胁迫的交互作用可在十年尺度上降低火连通性，但极端干旱事件会引发年度风险峰值。三种LMS中，耕地恢复策略具有普适性减火效果，而干旱立木采伐在高干旱情景下能最优协调长短期火险管理目标。这一发现为地中海区域整合气候扰动与适应性景观管理提供了新路径，强调应超越传统农林业策略，探索基于扰动响应的新型管理框架。研究同时指出，LMS的经济可行性、碳汇权衡及生物多样性影响需进一步评估，未来工作应结合动态火天气与火干扰反馈，深化对区域火险演变的预测能力。