燃燒的亞馬孫雨林

段景頤

衛(wèi)星照片捕捉到的亞馬孫雨林大火。

這是地球上面積最大的雨林.也是最大的碳匯。全世界流量最大的亞馬孫河穿過這片雨林，最終匯入大西洋。

亞馬孫雨林是世界上最大的雨林，面積為550萬平方千米，其中近2/3的面積位于巴西境內(nèi)。雨林擁有地球上最高的生物多樣性：所有陸地動植物物種中，半數(shù)可以在雨林中找到。雨林至少儲存了2500億噸碳，其中亞馬孫雨林儲存了900億～1400億噸碳，是地球上最大的碳匯（吸收并儲存二氧化碳的機制）。

雨林大火

2019年初，亞馬孫雨林出現(xiàn)大范圍火災(zāi)，從數(shù)以千計的燃燒區(qū)域釋放的煙霧遮蓋了巴西全國大部分地區(qū)的天空。火情從亞馬孫州逐漸蔓延至巴西多個州，并進一步蔓延至巴拉圭、秘魯和玻利維亞等巴西鄰國。8月20日，從巴西朗多尼亞州和亞馬孫州升起的煙塵飄到了距離亞馬孫盆地2800千米的巴西東海岸城市圣保羅，該市的白晝天空變得像夜晚一樣，天空降下“黑雨”。截至9月，這次大規(guī)模森林火災(zāi)已經(jīng)向大氣釋放了約2.28億噸碳。

人為縱火是亞馬孫雨林火災(zāi)的主要原因。

為何起火

巴西國家太空研究院科學(xué)家瑟特澤表示，亞馬孫盆地的全部山火和林火中99%是人引起的——從衛(wèi)星圖像上看，火情都集中在道路和農(nóng)業(yè)區(qū)附近，而不是偏遠地帶。那么，是誰故意點燃雨林？他們?yōu)槭裁匆呕?？點燃巴西亞馬孫雨林的主要是巴西農(nóng)民。他們并非和雨林有仇，燒林只是因為他們需要養(yǎng)家糊口。焚燒雨林一直是亞馬孫流域農(nóng)民的生產(chǎn)方式。

種植大豆、咖啡 巴西是世界排名第二的大豆生產(chǎn)國，也是全球重要的咖啡豆產(chǎn)區(qū)。此外，巴西亞馬孫雨林也種植油棕、水稻、柑橘和橡膠等作物。巴西農(nóng)民和生活在亞馬孫雨林的土著部落依然采用刀耕火種的原始農(nóng)業(yè)模式：雨林中的樹木被砍倒后，農(nóng)民點燃這些樹木，保存在植物中的養(yǎng)分會釋放出來，并在貧瘠的土壤表面形成一層營養(yǎng)豐富的地層。農(nóng)作物很容易在清理后的區(qū)域生長，但這些土地的肥力只能支持兩三年，之后不得不焚燒另一片雨林。

養(yǎng)牛 比起種植農(nóng)作物，養(yǎng)牛才是排名第一的毀林原因。巴西目前是世界上最大的牛肉出口國，2018年巴西出口牛肉共計160萬噸，國際市場上的牛肉有20%來自巴西。據(jù)統(tǒng)計，如今亞馬孫雨林被焚燒的總面積中80%被用作肉牛養(yǎng)殖場。過去20年間，巴西的牛存欄數(shù)量增加了56%。牧場主在旱季放火燒林，為此他們只需在干枯的植被上澆一些汽油并點燃。林火很難控制，因為小規(guī)?；鹎楹苋菀讛U大。

干旱 2005年，亞馬孫雨林西南部70萬平方千米的雨林經(jīng)歷了大范圍嚴重干旱，這次干旱被視為“百年一遇”級別。但后來發(fā)生的事情超出人們預(yù)計。2010年和2015年，亞馬孫雨林又分別遭遇兩次同樣嚴重的干旱。人們這才意識到，干旱已成為亞馬孫雨林的新常態(tài)。

干旱和森林大火密切相關(guān)。樹木遭遇干旱時，最直接的一個應(yīng)對策略就是樹葉脫落。如果干旱持續(xù)太久，樹就會死亡。干旱時，較高的樹需要更多水分，因此這些樹最先死亡。這會讓位于最上層的冠層出現(xiàn)空缺。冠層遮蔽直射太陽光，讓雨林內(nèi)部能維持足夠的濕度。冠層逐漸消失會讓雨林保持濕度的能力下降，進一步加劇干旱程度，加速樹木干枯。

人類活動將亞馬孫雨林分割成一個個孤島。在亞馬孫雨林涼爽潮濕的深處，眾多樹木主導(dǎo)著局部氣候。但雨林邊緣區(qū)域無論是濕度還是溫度都不及雨林深處，因此雨林邊緣最重要的落葉分解者——真菌的分解能力下降，導(dǎo)致落葉大量堆積。就連穿過亞馬孫雨林的高速公路也會撕裂亞馬孫雨林。如果遇到旱季，雨林樹木產(chǎn)生的落葉數(shù)量增加，會在森林地表留下干枯的易燃層。一個飛出車窗的煙頭，就有可能點燃雨林邊緣的干燥植被。

在亞馬孫雨林，絕大多數(shù)縱火燒林行為是為了提供養(yǎng)牛所需的場地。

公路割裂了雨林。雨林的邊緣部分變得更加干燥。

大火后果

影響水循環(huán)和氣候 樹木主要通過根部吸收水分，將水分向上移動到樹冠中，然后將其以氣態(tài)形式釋放到空氣中，這個過程被稱為蒸騰作用。一棵棵樹就像一臺臺水泵，將地下水釋放到空氣中。樹木還會釋放揮發(fā)性有機化合物，這些化合物在高空形成微粒，為高空云層提供凝結(jié)核，促成更多降雨。亞馬孫雨林的數(shù)億棵樹讓這片雨林成為地球上最大的“水循環(huán)泵”。

亞馬孫雨林將近一半的雨水都是通過這一水循環(huán)產(chǎn)生的。亞馬孫雨林向空氣中輸送了大量水氣，這不僅為巴西，也為南美洲許多國家提供了充沛降雨。這些雨水關(guān)系到這些國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活、生產(chǎn)用水。

植物在通過氣孔吸收二氧化碳的同時也散發(fā)許多水分，這個過程需要從周圍空氣中吸收熱量，因此可以降低周圍環(huán)境的溫度。亞馬孫雨林可以說是地球重要的“制冷系統(tǒng)”。如果我們失去了陸地上最大面積的雨林，局部乃至全球氣候都將受影響。

加劇洪水、干旱和水土流失 亞馬孫雨林就像一塊巨大的天然海綿，在洪水季節(jié)吸收多余的水，并在旱季向周圍補充水，在洪水和干旱之間起緩沖作用。雨林植物在土壤中扎根有利于減少水土流失。然而，森林大火讓地面植被消失，根系死亡，土壤更容易被雨水沖走。山坡上的林火毀林后，則會進一步加劇滑坡和泥石流風(fēng)險。

植被損失給雨林帶來的后果是多方面的。

亞馬孫雨林就像一臺巨型水泵，將大量地下水分蒸騰到空中。

碳匯損失 植物可以固碳，亞馬孫雨林大火不但向大氣排放大量碳，而且導(dǎo)致很長一段時間里失去大面積的天然固碳裝置，這會進一步加劇氣候變化。這是亞馬孫大火對人類生存的最嚴重威脅。有一種估計是，如果亞馬孫雨林完全消失，地球大氣中二氧化碳水平將上升10%，人類將二氧化碳水平限制在安全范圍內(nèi)的任務(wù)會變得更艱巨。據(jù)報道，亞馬孫雨林每年吸收20億噸二氧化碳，約占全球排放量的5%。

植物是天然碳匯，儲存了大量人類活動釋放的二氧化碳。

亞馬孫雨林大火并非2019年才有，全球大范圍野火也并非僅發(fā)生于亞馬孫雨林。大規(guī)模野火反映出人類和自然關(guān)系的激化，而氣候變化加劇了野火規(guī)模和蔓延范圍。有科學(xué)家預(yù)測，作為氣候重要參與者和調(diào)節(jié)因素之一的亞馬孫雨林，如果其森林面積下降到一個臨界點，全球變暖趨勢將如水銀瀉地般不可收拾。雖然可以簡單地指責(zé)農(nóng)民焚燒森林，但亞馬孫雨林其實關(guān)乎整個地球命運，因此我們每個人都無法置身局外，雨林消失的代價將由全人類共同承擔。

雨林中的營養(yǎng)競爭

盡管雨林植被茂密，但并不意味著熱帶雨林有肥沃土壤。剛好相反一熱帶雨林土壤可以說是地球上最貧瘠的土壤類型之一。亞馬孫雨林總面積中2/3是潮濕的紅色或黃色黏土，這些土壤呈酸性，缺乏營養(yǎng)。亞馬孫流域近幾十年來都沒有火山爆發(fā)補充礦物養(yǎng)分。雖然亞馬孫雨林的紅色土壤富含氧化鋁和氧化鐵，但常年的河水、雨水沖刷帶走了土壤中磷、鉀、鈣、鎂等礦物質(zhì)和有機質(zhì)。

雨林植物粗壯的板狀根。

在植物從單一走向多樣化的過程中，植物對土壤養(yǎng)分的競爭愈演愈烈。據(jù)2017年一項統(tǒng)計，亞馬孫雨林的植物種數(shù)總量為1.4萬種，其中6727種是喬木，其余是藤本、草本和灌木。物種多樣性高也意味著亞馬孫雨林各物種需要激烈競爭陽光、水和營養(yǎng)。能夠生存到今天的熱帶雨林植物，都有一套吸收養(yǎng)分的絕活。

亞馬孫雨林的許多大型喬木都有能幫助其抵抗狂風(fēng)的粗壯板狀根。除了固定樹木，覆蓋范圍巨大的板狀根還擴大了樹木吸收水分和營養(yǎng)的范圍。紅樹林則利用高蹺一樣的根系，深入河床吸收從上游被沖刷下來的營養(yǎng)。無花果等絞殺植物通過纏繞大樹生長成型，并將寄主絞殺致死，搶奪寄主的生態(tài)位，它們的根總長可達100米。一些食肉植物進化出了捕獲昆蟲或小型哺乳動物、從而獲取營養(yǎng)的能力。在所有這些植物獲取營養(yǎng)的機制中，最神奇的是行走棕櫚樹一全世界唯一能夠“行走”的植物。行走棕櫚樹的樹干上長有許多伸向地面的高蹺根。通過不斷長出新的高蹺根并舍棄舊根，行走棕櫚樹就能以每天2—3厘米的速度平移（每年可移動10米）。自主移動不但有助于追隨光照，還有利于從土壤中吸收營養(yǎng)。

亞馬孫雨林的植物形成了一套高效的營養(yǎng)回收機制。掉落在亞馬孫雨林地面的落葉等有機質(zhì)被地面真菌分解成無機物后，立刻被土壤中無處不在的發(fā)達根系吸收得一干二凈。這些養(yǎng)分根本不會有機會隨雨水滲入地下深層。有研究表明，森林中95%的營養(yǎng)物質(zhì)都儲存在生命體中。在亞馬孫雨林，生物的遺骸和動物的糞便、尿液以及汗液等營養(yǎng)會被迅速回收。

亞馬孫雨林本土植物在這座“競技場”里磨煉了成百上千萬年，“養(yǎng)尊處優(yōu)”的大豆等農(nóng)作物在這些千錘百煉的營養(yǎng)競爭者面前毫無優(yōu)勢。亞馬孫雨林被焚毀加重土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力惡化，并且亞馬孫雨林一旦被毀需要20～40年才能恢復(fù)。因此，焚林農(nóng)業(yè)耕種在亞馬孫雨林不僅不可持續(xù)，還給雨林留下了永久傷疤。

難以撲滅

為了撲滅大火，巴西政府甚至出動了軍機向亞馬孫州燃燒的森林傾倒水。但上千處的燃燒點遍布亞馬孫雨林的不同區(qū)域。雨林地形復(fù)雜，很多火災(zāi)現(xiàn)場沒有可供消防車通行的公路，這造成消防設(shè)施難以到達。而且，在旱季干燥天氣和強風(fēng)的雙重作用下，火勢蔓延速度快，撲滅難度大。面對如此眾多的燃燒區(qū)域，即便巴西全國的消防部隊全部出動也難以在短時間內(nèi)撲滅大火。

消防策略

控制線 消防員可通過將林火引向巖坡或河岸，清掃出一塊沒有可燃物的空地，或挖出一條無可燃物的壕溝，以控制火勢蔓延。然而，林火時常能借助一個被風(fēng)吹起的燃燒的枝條或一只被燒著的野兔，穿過控制線。

反向焚燒 建立完控制線后，消防員會點燃阻燃帶內(nèi)側(cè)的一處下風(fēng)區(qū)域，這樣可以清理火線和阻燃帶之間的可燃物，創(chuàng)造一片隔離帶。

側(cè)翼撲滅 當某片區(qū)域內(nèi)的火勢減弱后，消防員可以進入該區(qū)域進行滅火作業(yè)。進入火場后，消防員會從火勢蔓延方向的側(cè)翼開始撲滅火焰，直到完成整個局部區(qū)域的撲滅工作。

防范熱點 消防員在撲滅林火時，會重點防范火勢最猛烈和最危險的區(qū)域，這些區(qū)域被稱為熱點。熱點區(qū)域需要更多消防員。

爆炸滅火 2018年，瑞典一處軍方靶場內(nèi)發(fā)現(xiàn)山火。瑞典軍方擔心火勢蔓延到彈藥庫，于是當即派出戰(zhàn)機投下含有高揮發(fā)性燃料的“云爆彈”，快速消耗火場內(nèi)的氧氣，以撲滅山火。

空中援助 如果火場附近有露天水源，可通過固定翼飛機或直升機將水傾倒在火場內(nèi)。為了增強滅火效果，水中一般還要添加泡沫阻燃劑。

控制火情

飛機向雨林噴灑阻燃劑。這種紅色阻燃劑主要成分為多聚磷酸鹽，本身是一種肥料，對環(huán)境影響很小。

山火消防員面臨威脅

熱應(yīng)激 在山林火中戰(zhàn)斗的消防員會暴露在300℃以上的高溫環(huán)境中，即便消防服具有阻燃、隔熱作用，熱輻射依然能透過消防服灼傷消防員的皮膚。同時，高溫從皮膚深入人體內(nèi)部，加上消防員本身釋放的熱量在消防服內(nèi)持續(xù)積累，會造成短時間內(nèi)體溫驟升，導(dǎo)致職業(yè)性熱應(yīng)激一肌肉痙攣、極度虛弱、惡心、頭暈……據(jù)統(tǒng)計，職業(yè)性熱應(yīng)激是造成消防員死亡的首要原因。

吸入毒氣 山林大火釋放的濃煙里，最多的成分是二氧化碳、水蒸氣和一氧化碳。當樹木被加熱到150℃時，纖維細胞開始分解，并產(chǎn)生碳氫化合物和氮氧化合物。因為山林大火中的可燃物料包括纖維素、木質(zhì)素、丹寧、多酚、油脂、樹脂、蠟質(zhì)和淀粉等多種物質(zhì)，所以濃煙中化合物的種類可達上千種，其中毒性最高的是多環(huán)芳香烴（兩個以上苯環(huán)相連的化合物），世界衛(wèi)生組織將多環(huán)芳香烴列為第一級致癌物。它們不但可以通過呼吸進入人體，而且能通過皮膚接觸被人體吸收。接觸過量多環(huán)芳香烴的人更容易患上心血管系統(tǒng)疾病和癌癥。

消防服的各項要求

消防服至少具備外殼、防潮層和隔熱層這三部分。為了保護消防員的生命安全，提高消防員抵抗火場高溫和毒氣的能力，消防服的設(shè)計必須考慮以下因素。

阻燃性 消防服在火場中無法燃燒。

完整性消防服在高溫下不收縮，不熔化，不斷裂開口。

絕緣性 消防服的絕緣性必須盡可能高，以減緩消防服內(nèi)溫度上升速度。

拒液性 消防服必須能阻止油、水和其他溶劑滲透。

抗撕裂性和耐磨損性 消防服中常添加玻璃纖維和凱夫拉纖維，以提升消防服的防割性能。

抗熱損傷 決定消防服暴露在高溫下的最長可使用壽命。

除了以上因素外，消防服還應(yīng)該在保證消防員安全的前提下，盡量輕便、柔軟且透氣。消防頭盔和消防護目鏡必須具備足夠的能見度、氣密性和耐沖擊性。

林火消防員的常用滅火工具

火場消防員配備的主要裝備和監(jiān)測設(shè)備

全球定位系統(tǒng) 讓現(xiàn)場消防指揮中心時刻了解每個消防員的實時位置。

加速度計 檢測消防員的運動加速度，可以探知消防員是否突然停止活動。

無線傳輸芯片 將消防員的各種信息實時傳回指揮中心，并提供通信聯(lián)絡(luò)。

溫度傳感器 探測消防員周圍溫度和體溫，預(yù)警隨時可能出現(xiàn)的熱應(yīng)激。

氣體探測器 對火場內(nèi)的一氧化碳、多環(huán)芳香烴類氣體進行報警。

汗液成分監(jiān)測器 置于消防員皮膚上的柔性薄膜傳感器，每隔一段時間測量汗液中的鉀、鈉、鈣濃度，防止消防員出現(xiàn)電解質(zhì)失衡。

非洲也在燃燒

幾乎同一時期的衛(wèi)星照片顯示，不僅亞馬孫雨林在燃燒，大西洋彼岸的非洲中部也在燃燒，火情規(guī)模甚至超過南美洲。在非洲中部，旱季的稀樹草原十分干燥。為了種植莊稼，農(nóng)民點燃草原讓營養(yǎng)返回土壤，以確保下一季糧食能有好收成。這個習(xí)俗在非洲至少有1.2萬年歷史。截至2019年9月，贊比亞發(fā)現(xiàn)火情2.1萬起，安哥拉6.7萬起，剛果14萬起……

在非洲發(fā)生的大火還有一個重要作用。滾滾濃煙上升到高空，在對流層上部的副熱帶高壓——熱帶東風(fēng)急流帶動下穿越大西洋，最終隨雨水降落在亞馬孫雨林。這股濃煙中的顆粒含有磷元素，可以為雨林補充磷肥。據(jù)美國宇航局科學(xué)家估計，每年有2200萬噸磷通過這種方式從中非轉(zhuǎn)移到亞馬孫雨林。有數(shù)據(jù)顯示，2016年非洲中部燃燒總面積達到490萬平方千米，其中大多數(shù)火災(zāi)的燃燒面積在1平方千米以內(nèi)，這是典型的小規(guī)模農(nóng)業(yè)跡象。在東南亞和澳大利亞，甚至在北極圈的格陵蘭和西伯利亞，同樣能看到生物質(zhì)火災(zāi)引起的火點和煙柱。

非洲—南美洲磷轉(zhuǎn)移示意圖