21世纪初热带活跃火点对年内气候变化的响应机制及其生态意义研究

本研究针对热带地区活跃火点与气候变化的复杂相互作用机制，利用MODIS C6火点数据和CHELSA气候变量，通过GIS空间分析与统计方法，揭示了降水(Pre)、温度(Tas)等气候因子与火点的负/正相关性，首次发现赤道两侧火点与降水呈反向关系。成果为理解气候变暖背景下火-气候反馈机制提供新视角，发表于《Geography and Sustainability》。

　　

热带地区作为全球活跃火点(active fires)的主要分布区，其火情动态与气候变化的相互作用长期困扰着科学界。尽管卫星遥感技术如MODIS C6已实现全球火点监测，但热带火点的驱动机制、时空响应规律及其生态影响仍不明确。尤其在21世纪初气候变暖加剧的背景下，火点活动如何响应年内气候波动（如ENSO事件引发的降水重分配）成为亟待解决的科学难题。

针对这一挑战，中国研究人员联合采用MODIS Collection 6.1火点数据(2001-2021)和CHELSA高分辨率气候变量(Pre、Tas、Hurs等)，通过GIS渔网工具构建10 km网格分析单元，结合Theil-Sen Median斜率估计、Mann-Kendall显著性检验和Pearson相关性分析，系统探究了热带火点的气候特征及其对年内气候变化的响应规律。研究首次发现赤道两侧火点与降水呈现"此消彼长"的镜像关系，相关成果发表在《Geography and Sustainability》上，为预测气候变暖下的火情演变提供了关键理论依据。

关键技术方法包括：1) 基于1 km分辨率MODIS和CHELSA数据的空间匹配；2) 采用GIS渔网工具划分10 km分析网格；3) Theil-Sen Median斜率估计气候趋势；4) Mann-Kendall检验趋势显著性；5) Pearson相关系数量化火点-气候关联性。

研究结果：
3.1 火点气候特征
分析显示热带80%火点集中在月降水<10 mm区域，其中55.8%火点对应降水<2 mm。温度与火点呈单峰分布，92.02%火点出现在20-30°C区间。近地表湿度(Hurs)40-60%区域聚集了72.74%火点，而风速(sfcWind)2-3 m/s区间占火点总数的78.54%。

3.2 火点-气候相关性
降水(Pre)和湿度(Hurs)与火点呈中强负相关(r=-0.566/-0.663)，而风速(sfcWind)和辐射(Rsds)呈正相关(r=0.514/0.374)。非洲热带区(TAf)集中了全球47.86%强负相关火点网格，南美(TSA)则占16.92%。

3.3 月尺度响应机制
最显著发现是赤道两侧火点与降水呈现反向波动：北半球热带(TNH)12月火点峰值(80×10⁴)对应降水谷值(38.26 mm)，而南半球热带(TSH)7月火点高峰(50×10⁴)伴随降水最低值(29.64 mm)。这种"跷跷板"式响应将全年划分为四个阶段：TNH火季(12-3月)、过渡期(4-5月)、TSH火季(6-9月)和二次过渡期(10-11月)。

讨论与结论：
该研究突破了传统年际尺度分析的局限，首次在月尺度上揭示了热带火点对气候变化的"半球异步响应"规律。这一发现解释了为何热带火点呈现季节性南北摆动——当某一半球进入低降水期时，可燃物干燥度增加导致火点聚集，而另一半球则因降水增多处于火情低谷。研究特别指出，尽管温度(Tas)和辐射(Rsds)对火点有促进作用，但降水(Pre)的抑制作用占主导地位，这为预测气候变暖下的火险分布提供了新思路。

值得注意的是，当前MODIS数据对小火点(<500 m²)的漏检可能低估人为火的影响。未来需结合Sentinel-2等高分辨率数据完善小火点监测网络。该成果不仅深化了对热带火-气候耦合机制的认识，也为全球碳循环模型和跨半球生态风险评估提供了关键参数。