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近年来，美国西部等地森林野火频发，严重挑战森林恢复。研究人员针对此，以华盛顿州东部喀斯喀特山脉 17 场野火为研究对象，运用随机森林建模等方法，发现天气、燃料等是火险严重性的主导驱动因素，且森林管理能有效降低火险。该研究为森林管理提供了重要依据。
在全球气候变化的大背景下，森林野火问题愈发严峻。美国西部及其他地区，近年来野火肆虐，给森林生态系统带来了巨大挑战。长期的防火措施使得森林在面对野火时变得更加脆弱，而极端气候条件又进一步加剧了野火的发生频率、规模和严重性。例如，较长且更严重的野火季节导致区域内森林火灾活动不断增加，这不仅影响了森林的生态平衡，还对周边社区的安全构成了威胁。同时，未来野火的预测往往忽视了局部因素对野火模式的影响，使得森林和燃料管理缺乏有效的科学依据。因此，深入研究野火严重性的影响因素，对于改善森林管理策略、提高森林对野火的适应能力至关重要。
美国相关研究机构的研究人员开展了此项研究。他们以华盛顿州东部喀斯喀特山脉在 2014 - 2015 年发生的 17 场野火为研究对象，旨在探究野火严重性的影响因素，评估自上而下（top - down）和自下而上（bottom - up）的因素对野火严重性的作用，以及森林管理在不同条件下对减轻野火影响的效果。研究结果表明，天气和燃料是野火严重性的主要驱动因素；过去的燃料处理措施即便在极端火灾进展日也能成功降低火险；首次起火（first - entry fires）多由气候和天气变量驱动，而复燃（reburns）区域的火险则因燃料减少和地形的积极影响而降低，且复燃区域总体火险低于首次起火区域；归一化差异水分指数（NDMI）是预测野火严重性的重要指标，NDMI 值 <0 时，火险降低，而> 0.25 时，火险增加；森林管理在多种条件下均有效，尤其是在低至中等风速（<17 m?s-1 ）且树冠基部高度≥1.3 m 的情况下。该研究为森林和燃料管理提供了重要的科学依据，有助于制定更有效的森林管理策略，增强森林对野火的抵御能力，对保护森林生态系统和周边社区安全具有重要意义。该研究成果发表在《Fire Ecology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用基于 Landsat 的相对燃烧比（Relativized Burn Ratio，RBR）来量化 17 场野火的燃烧严重性。其次，运用随机森林（Random Forest，RF）建模，比较不同野火以及首次起火和复燃区域火险严重性的驱动因素。此外，使用 Shapley 局部重要性方法评估预测模型中各变量的影响，通过这些方法深入分析野火严重性的影响因素。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 2014 - 2015 年北中部华盛顿野火模式：17 场野火共烧毁 393,475 公顷土地，森林约占一半。多数火灾为首次起火，复燃面积仅占森林烧毁面积的 8.4%。森林烧毁区域的火险严重性分布较为均匀，高严重性斑块面积较大。在 2014 - 2015 年野火事件发生前的 20 年内，仅 9% 的森林面积进行过燃料处理。
- 全球火险严重性驱动因素：首次起火的全球 RF 模型 R2OO B 为 0.554，气候和火险天气是主要驱动因素，与火险严重性呈强相关。复燃的全球 RF 模型 R2OO B 为 0.497，植被和燃料在复燃的 RF 模型中变量重要性更高，而火险天气和燃料湿度的重要性较低。
- 局部火险严重性驱动因素：Shapley 重要性值映射显示，高严重性火区主要由气候和火险天气变量驱动，但地形、燃料、火灾历史和管理历史在其他区域也对火险严重性有局部控制作用。分类树分析表明，首次起火时，气候是主要决定因素，在干燥地区，燃料、地形和风速共同决定火险严重性；复燃时，距离上次火灾边缘的距离是主要影响因素，在火灾内部，低活燃料负荷区域火险较低。
- 管理对火险严重性的影响：不同处理类型对火险严重性的影响不同，规定火烧和机械疏伐后进行规定火烧能有效降低后续火险严重性，而皆伐通常会导致更高的火险严重性。分类树结果显示，树冠基部高度≥1.3 m 时，能最大程度降低火险严重性。
研究结论和讨论部分强调，野火对森林生态系统既有挑战也有机遇。虽然高严重性火区会给森林恢复带来困难，但合理利用野火和森林管理措施，如进行燃料处理和控制野火，可以促进森林恢复，实现景观恢复目标。该研究还发现首次起火和复燃在火险严重性和驱动因素上存在显著差异，复燃区域的底向上控制作用更强，能有效降低火险。此外，研究表明基于证据的燃料处理和野火管理在减少未来野火的传播和严重性方面具有重要作用，为森林管理提供了科学依据，有助于制定更合理的森林管理策略，增强森林的恢复力和适应气候变化的能力。
