火山噴發導致“最冷十年”強烈影響生態恢復

　　如果地球突然連續降溫十年，生態系統如何應對？國際權威學術期刊《自然·通訊》日前在線發表了中國科學院青藏高原研究所生態系統格局與過程團隊的最新研究成果：劇烈的火山噴發帶來冷卻效應，強烈影響高寒地區森林生態系統恢復力，蒙古高原與青藏高原地區所受到的連續影響甚至超過12年。

　　研究并非實驗室模擬，而是基于1809年不明火山和1815年坦博拉火山兩次劇烈爆發后的真實場景。它們導致了全球尺度上溫度驟降，也為科學家研究極端低溫對生態系統彈性的影響提供了獨特案例。

　　“冷也很厲害！在全球變暖背景下，我們不能喪失應對突然變冷的能力。”論文通訊作者、青藏所研究員梁爾源解釋，熱帶大規模火山噴發是少數能引發地球氣候系統突變的外強迫之一，可導致區域乃至全球尺度的溫度下降、水循環減弱，給生態系統帶來巨大脅迫，降低生態系統服務功能，并可能引發社會動蕩。

　　1815年4月，印度尼西亞松巴哇島坦博拉火山噴發，是人類有記錄以來發生的最劇烈的火山噴發。它使1816年成為“無夏之年”，1810年至1819年也由此成為近500年來最冷的10年。

　　盡管當年由于缺乏儀器設備，記錄下的觀測資料有限，但科學家通過代用資料與模型模擬等手段，對坦博拉火山爆發后的氣候突變開展了定量研究，并通過史料記錄等了解并研究其給人類社會帶來的影響。然而，這一事件對生態系統的沖擊，此前還缺乏全球尺度上應用實測證據且標準統一的研究。“樹木年輪即是研究生態系統功能變化的絕佳資料。”梁爾源以此為切入口，帶領團隊展開了探索。

　　研究團隊利用全球樹輪數據，探究了1809與1815年坦博拉火山爆發事件對樹木生長與森林生態系統彈性的影響強度與時間，繪制了全球森林生長響應極端低溫的生態彈性圖譜。

　　論文第一作者、青藏所副研究員高姍發現，強烈的火山冷卻效應極大程度降低了高緯度與高海拔地區的森林生態系統彈性：火山噴發后的5到10年，區域樹木平均生長量下降超過了30%。與此同時，亞洲北部地區森林與歐洲中西部地區落葉松林生長穩定性也顯著降低。此外，樹木生長產生極端低值的概率大幅上升，在多個區域，這一概率甚至上升了10倍以上。

　　研究還發現，連續火山噴發對森林生態系統彈性的影響，在北半球中緯度地區的延伸時間比高緯度地區更長，均可延伸至1824年以后，尤其在蒙古高原與青藏高原地區，其所受連續影響時間甚至超過12年。高姍認為，這可能是由于寒冷與干旱同時出現，導致樹木生長更難恢復。

　　此前研究顯示，類似1815年坦博拉規模的火山噴發，其發生周期可能為200至400年。梁爾源表示，在目前氣候變化背景下，如此規模的火山噴發所造成的全球冷卻效應將會只增不減，“如何合理管理利用自然資源渡過氣候危機，是一個值得深思的問題”。