教学科研

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地球科学学院研究团队联合在Nature Communications发文解码南亚、东南亚“隐秘”蔓延的火情

发布时间:2026-06-03

火活动是地球系统中的重要过程,影响碳循环、空气质量和生态安全。近年来,高纬度森林火和极端野火事件受到较多关注;相比之下,热带亚洲大陆火活动的长期变化仍缺乏足够讨论。近日,云南大学、北京大学、中国科学院大气物理研究所等单位合作完成的研究论文The Silent Expansion of Fire Activity in Continental Tropical Asia shaped by natural and anthropogenic forces在Nature Communications发表。研究显示,2001-2020 年间,该区域春季过火面积持续增加,并在印度半岛中部和中南半岛中西部形成两个热点区域。

从全球格局看,春季并不是全球火活动最强的季节,全球陆地春季过火面积也未表现出显著上升趋势。近年来,学界对火活动变化的关注多集中于高纬度森林火灾及极端野火事件,热带亚洲春季火活动增强这一现象因而显得相对“隐秘”。研究发现,2001-2020 年间,热带亚洲大陆春季过火面积持续增加,相关碳排放也同步上升;这种增强主要集中在印度半岛中部和中南半岛中西部,说明热带亚洲火活动扩张并非零散的局地现象,而是具有明确空间聚集性的区域性变化。

需要注意的是,火活动在热带亚洲的整体增强并不意味着驱动机制相同。进一步将两个热点区域分开分析显示,印度半岛中部和中南半岛中西部虽然都表现出春季火活动增加,但对应的土地覆盖类型和主导因素存在差异。也就是说,热带亚洲火活动呈现出相对一致的增强趋势,但其背后的形成机制具有明显区域异质性。

1.2001-2020年全球及热带亚洲大陆春季过火面积变化

在印度半岛中部,火活动增强主要集中在耕地区域。研究显示,该区域耕地长期占主导地位,2001-2020年作物生产持续增强,植被指数升高,说明农田植被生长和农业生产活动更加活跃。更高的作物产量带来了更多谷物秸秆和收获残留物,为春季农田焚烧提供了更充足的燃料基础。

从种植制度看,印度半岛热点区冬季小麦通常在春季收获,而夏季大豆播种前需要较快完成田间清理。研究发现,该区域小麦和大豆产量增长快于印度半岛平均水平,作物残留物处理压力随之增加。与此同时,牲畜数量增长相对较慢,饲料、垫料等途径对新增残留物的消纳能力有限,其他利用方式也不足以完全吸收新增秸秆,因此焚烧成为处理农业残留物的重要方式。

土地利用变化进一步放大了这一过程。研究显示,该热点区耕地比例始终处于较高水平,并有约30%的原非耕地转为耕地。耕地范围扩张与农业残留物增加共同作用,使春季过火面积在耕地区域更明显地上升。因此,印度半岛热点区的火活动扩张,更多与农业活动、土地利用变化和作物残留物焚烧有关。

2.印度半岛火活动增加主要发生在耕地区域,并与谷物残留物增加及其焚烧有关

与南亚不同,在中南半岛中西部的火活动扩张主要发生在非耕地区域。研究发现,2001—2020 年,该区域春季降水显著减少。降水减少会降低土壤和植被含水量,使枯落物、草本植被等细小可燃物更容易干燥;在这种背景下,一旦出现火源,火更容易被点燃并向周边扩展。与此一致,研究中火险天气指数(FWI)、细小可燃物湿度码(FFMC)和腐殖质湿度码(DMC)均显示出上升趋势,表明区域燃料干燥度和可燃性增强。降水变化因此成为理解当地火活动扩张的重要线索。

为了进一步分析中南半岛降水减少的驱动因子,研究团队使用了大样本集合模拟。这类模拟在相同外部强迫条件下设置多个集合成员,可以将温室气体、气溶胶等外部强迫的共同响应,与气候系统自身波动造成的内部变率区分开来。结果表明,外部强迫所能解释的区域降水变化较弱,而集合成员之间由初始条件差异产生的内部变率,对观测到的降水减少具有更大贡献。进一步分析显示,太平洋年代际变率,尤其是 IPO 位相变化,与中南半岛春季降水减少密切相关。当 IPO 处于相应位相变化背景下,热带太平洋和北太平洋海温异常会调整区域大气环流和水汽输送,使中南半岛春季更容易出现降水偏少、燃料干燥和火险上升,从而驱动当地的野火扩张。

3.中南半岛火活动增强与春季降水减少有关。大样本集合模拟显示,太平洋年代际变率对该区域降水变化有重要影响。

4.文章示意图

近年来,学界对火活动变化的讨论多集中于高纬度森林火灾及极端野火事件;相比之下,热带亚洲春季火活动增强这一重要现象显得相对隐秘,也更容易被低估。本研究正是从这一被忽视的区域变化出发,综合使用过火面积、碳排放、土地覆盖、植被指数、农业残留物、降水、火险天气指数和大样本集合模拟等数据资料,识别出 2001—2020 年热带亚洲春季火活动的整体增强趋势。进一步分析表明,这种整体一致的增强并不对应单一驱动机制,不同热点区的主导因素存在明显差异。

热带亚洲人口密集,经济社会发展不均衡,生态系统类型复杂多样,火活动增强可能带来更高的环境与社会风险。因此,后续管理不能只把热带亚洲火活动视为一个均质问题,而应同时关注火活动发生区域、形成原因和可干预环节。对农业焚烧占主导的区域,作物残留物综合利用、秸秆替代处置和耕地管理更为直接;对受降水减少和燃料干燥影响较大的区域,火险监测、预警和应急管理需要提前部署。

5.南亚地区农民在田间焚烧秸秆图源:https://indianexpress.com/article/cities/chandigarh/punjab-wheat-stubble-burning-2026-highest-rabi-farm-fires-data-firozpur-10683583/

6  2023年东南亚地区野火肆虐图源:https://edition.cnn.com/2023/03/31/asia/thailand-mountain-blaze-intl-hnk/index.html

论文第一作者是云南大学博士后蔡晴宇,通讯作者为云南大学陈文教授和北京大学俞妍助理教授。本研究得到云南省自然科学基金(202505AB350001, 202403AP140009, 202505AV340011, 202501BC070012)、国家自然科学基金(42405042)和云南省彩云博士后计划创新项目(C615300504050)的共同资助。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-026-73201-1

来源:地球科学学院

编辑:张懿淼 责任编辑:李哲