《Agricultural and Forest Meteorology》:Longer, more frequent, and more intense: fire-weather danger has systematically increased across the North Patagonian Andean forest in the last four decades
编辑推荐:
•火灾天气危险性在空间、季节和极端事件等多个维度上加剧。•高火灾危险期延长了30天以上,局部地区超过60天。•中度和高度火灾危险日数增加,在南半球夏季达到峰值。•在大部分地区,燃料火险指数(FWI)的各组分并未在加剧过程中占据主导地位。•低韧性南青冈林正面临越来越严重的野火事
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火灾天气危险性在空间、季节和极端事件等多个维度上加剧。
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高火灾危险期延长了30天以上,局部地区超过60天。
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中度和高度火灾危险日数增加,在南半球夏季达到峰值。
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在大部分地区,燃料火险指数(FWI)的各组分并未在加剧过程中占据主导地位。
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低韧性南青冈林正面临越来越严重的野火事件暴露风险。
引言
火灾制度受气候强烈控制,温度、湿度、降水和风等变量既控制着火点发生的可能性,也控制着火势蔓延的速度和强度(Toy-Opazo 等,2026)。尤其是,高温干燥条件促进燃料脱水,是全球尺度上过火面积和火灾严重性的主要限制因素之一。在此背景下,气候变化正在显著改变许多地区的火灾制度,增加了火灾天气条件发生频率、强度和持续时间的变化(Abatzoglou 和 Williams,2016;Abatzoglou 等,2025;Kelley 等,2025)。在火灾活动受燃料含水量限制的地区,这种变化尤为明显,使其对降水和降水变化高度敏感(Flannigan 等,2016)。
近几十年来,巴塔哥尼亚北部经历了显著的气候变化,其特征为降水量减少和温度持续升高(Lauro 等,2019;Martyniuk,2025;Wang 等,2025)。这一组合导致地表水和地下水资源的可利用性降低,影响了自然生态系统以及依赖这些资源的人类活动(Ricetti 等,2025A;Wang 等,2025;Rivera 等,2024)。同时,气温升高增加了植被和生态系统的用水需求,加剧了水分亏缺和该地区的干旱化过程(Brendel 等,2020;Pessacg 等,2020;Rodríguez-Catón 等,2016)。近几十年来观察到的气候变化在水文气候记录中表现为约2006/07年前后的变化或断点(Hurtado 等,2023和2024B;Ricetti 等,2024)。
巴塔哥尼亚北部安第斯森林以低火灾后韧性树种为主,包括专性种子繁殖树种如Nothofagus dombeyi和N. pumilio,这些树种对高严重度火灾事件特别脆弱(Arroyo-Vargas 等,2024;Castro 等,2024;Veblen 等,2008)。严重火灾后,这些树种往往因缺乏种子来源和幼苗建植条件不利而无法更新,导致向更具可燃性的灌丛过渡(Landesmann 等,2021;Paritsis 等,2015;Tercero-Bucardo 等,2007)。这些植被变化产生了正反馈的火灾-植被相互作用:过火森林被灌丛取代,后者干燥更快、更易燃烧,进而促进进一步燃烧并阻碍森林恢复(Tepley 等,2018;Kitzberger 等,2016;Paritsis 等,2015)。因此,即便是火灾有利条件的相对温和增加也可能触发非线性生态系统响应,缩短火间隔期,并驱动森林结构和组成的不可逆变化(Kitzberger 等,2022;Tepley 等,2018;Paritsis 等,2015)。
在生态脆弱性的背景下,巴塔哥尼亚北部的火灾活动在近几十年来有所加剧。巴塔哥尼亚北部在过去二十年中经历了有记录以来的一些最大火灾(Barberá 等,2025),野火点数持续上升(Kitzberger 和 Bürgesser,2025)。1999年至2022年间,仅巴塔哥尼亚西北部就记录了超过230次面积大于10公顷的火灾(Barberá 等,2025)。大多数火源为人为引发,人类聚居地、旅游压力和土地利用变化是关键驱动力(Seijo 等,2020;Mundo 等,2013;Paritsis 等,2013;Raffaele 等,2016)。不断增加的点火压力与日趋干旱和温暖的天气相互叠加,为该地区创造了令人特别担忧的情境。2026年1月,巴塔哥尼亚北部在不到一个月的时间内过火面积超过45,000公顷——相当于布宜诺斯艾利斯市面积的两倍——研究人员将这一季节描述为近几十年来最严重的之一(Barnes 等,2026)。归因研究发现,气候变化使促成这些火灾的高温、干燥和有风复合条件发生的可能性增加了三倍(Barnes 等,2026)。尽管已有这些证据,关于所观察到的水文气候转变如何转化为不同空间格局、季节动态和极端条件下火灾天气危险性变化的全面量化研究在该地区仍然不够充分。初步的技术评估作为区域气候证据研究的一部分已完成(Hurtado 和 Easdale,2026)。本研究在此基础上展开,将其扩展为对空间格局、季节动态和极端条件下火灾天气危险性的系统分析。
因此,我们旨在解决巴塔哥尼亚北部安第斯森林中观察到的气候变化所引起的火灾天气危险性变化问题。为此,针对1986–2025年期间,研究了以下四个主要问题:(i)火灾天气危险性年周期制度发生了怎样的变化?(ii)危险日数的频率是否发生了变化?(iii)极端火灾危险日的强度发生了怎样的变化?以及(iv)FWI系统的累积干燥和蔓延组分对观察到的变化是否贡献不同?
章节摘要
研究区域
研究区域涵盖巴塔哥尼亚北部安第斯森林及相邻的森林-草原生态交错带,大致位于南纬38.5°至44.5°、西经73.5°至70°之间,沿安第斯山脉分布,包括阿根廷内乌肯省、里奥内格罗省和丘布特省北部的部分地区,以及智利南部的相邻区域(图1)。该地区以强烈的梯度特征为标志,由盛行西风与安第斯地形之间的相互作用驱动。在……
火灾危险性年周期
第90百分位年周期根据肘部法(见图S2)被聚类为4组。平均轮廓宽度随k的增加单调递减(表S1),因此不提供内部最优解。这种表现与数据结构一致:百分位年周期在整个区域范围内形状相似,最大值和最小值的时间相当接近,主要在幅值上存在差异。因此,所得配置更接近于连续梯度……
讨论
气候变化正在重塑全球范围内的火灾制度,并非总是改变其底层结构,而是往往在既有空间模板内放大其强度(Sayedi 等,2024;Oliveira 和 Gil Martins,2026)。本研究旨在解决巴塔哥尼亚北部安第斯森林中观察到的气候变化所引起的火灾天气危险性变化问题。研究结果表明,巴塔哥尼亚北部火灾危险性存在一致的加剧趋势,表现为空间格局的转移……
结论
气候变化正在重塑中纬度森林生态系统的火灾制度,并非通过颠覆其底层空间结构,而是通过系统性地强化其运行条件,其后果对受燃料含水量限制、对火灾敏感的森林尤为严重。本研究旨在评估观察到的气候变化如何改变了巴塔哥尼亚北部安第斯森林的火灾天气危险性,考察了四个互补维度:空间格局……
资助声明
本研究由Avina基金会和Alimentaris基金会通过BASE倡议(利用气候证据构建本地解决方案资助途径)资助。
稿件准备过程中生成式AI及AI辅助技术的声明
在准备本研究期间,作者使用了Claude以改善稿件的语言、清晰度和可读性。在使用该工具/服务后,作者对内容进行了审阅和编辑,并承担对已发表文章内容的全部责任。
CRediT作者贡献声明
Santiago I. Hurtado:撰写 – 审阅与编辑,撰写 – 原稿撰写,可视化,软件,方法论,调查研究,形式化分析,数据整理,概念构思。Rafael Maddio:撰写 – 审阅与编辑,撰写 – 原稿撰写,可视化,调查研究。Victoria Matusevich:撰写 – 审阅与编辑,项目管理,获取资助。Marcos H. Easdale:撰写 – 审阅与编辑,撰写 – 原稿撰写,调查研究,形式化分析,概念构思。
Santiago I. Hurtado|Rafael Maddio|Victoria Matusevich|Marcos H. Easdale