Циклический характер лесных пожаров как результат совместной деятельности человеческой природной системы

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 5280 (2022) Цитировать эту статью

1679 Доступов

2 цитаты

7 Альтметрика

Подробности о метриках

За последние десятилетия лесные пожары нанесли значительный ущерб природным ресурсам и человеческим жизням. Во многих регионах ежегодные тенденции лесных пожаров демонстрируют загадочную колебательную картину с увеличением амплитуды на выгоревших территориях с течением времени. Целью данной статьи является изучение потенциальных причин таких закономерностей путем разработки и изучения динамической имитационной модели, которая представляет взаимосвязанную социальную и природную динамику в связанной системе. Мы разрабатываем общую динамическую модель и на основе результатов моделирования постулируем, что взаимосвязь между человеческими и природными подсистемами является источником наблюдаемых циклических закономерностей лесных пожаров, при которых восприятие риска регулирует действия, которые могут привести к увеличению количества пожаров и развитию уязвимых свойств. Наш анализ политики, основанный на моделировании, указывает на нелинейную характеристику системы, которая возрастает из-за взаимосвязей между человеческой и естественной сторонами системы. Это имеет важное политическое значение: в отличие от исследований, которые ищут наиболее эффективную политику сдерживания лесных пожаров, мы показываем, что долгосрочное решение — это не одно действие, а комбинация нескольких действий, одновременно направленных как против человека, так и против природы. системы.

Лесные пожары ставят под угрозу жизнь людей, природные ресурсы, сохранение лесов и дикую природу1,2,3,4. По данным Национального межведомственного пожарного центра, в 2020 году в США в результате более 52 000 лесных пожаров было сожжено около 3,64 миллиона гектаров5. По оценкам, только в Калифорнии в течение первых 9 месяцев 2020 года в результате лесных пожаров погибло около 30 человек. погибло не менее 85 мирных жителей и было сожжено более 60 702 гектаров, разрушено более 18 000 построек7. Более того, проблема не ограничивается Соединенными Штатами: лесные пожары — это глобальная проблема, затрагивающая различные регионы мира, а недавние катастрофические события произошли в таких странах, как Австралия, Бразилия, Греция, Алжир, Франция, Турция и Индонезия. Учитывая эти тенденции, проблема лесных пожаров и их растущих катастрофических последствий имеет огромную политическую актуальность.

Понимание и прогнозирование возникновения лесных пожаров жизненно важно для принятия правильных политических мер по смягчению рисков и минимизации связанных с ними последствий8,9,10,11. Изучение исторических тенденций лесных пожаров выявляет загадочные циклические закономерности возникновения пожаров с возрастающей амплитудой последствий пожаров во многих регионах мира, включая США. Как показано на рис. 1, в США мы наблюдаем общую тенденцию к увеличению числа пожаров. скорости горения из-за лесных пожаров с периодическими колебаниями. Интересно, что общая картина количества пожаров, хотя и не соответствует тенденции темпов горения, все же демонстрирует периодические колебания. Поиск движущих сил таких закономерностей является предметом беспокойства ученых-естествоиспытателей, исследователей политики и политиков.

Лесные пожары в США, 1983–2018 гг. (данные www.nifc.gov).

Лесные пожары начинаются с первоначальных возгораний, которые могут быть вызваны природой из-за молнии или безрассудного поведения человека. Возникновение природных пожаров из-за молний зависит от погодных условий и носит сезонный характер12. С другой стороны, возгорание, вызванное деятельностью человека, также может вызвать крупномасштабные пожары. Фактически, в США лесные пожары, возникшие по вине человека, составляют примерно 84% лесных пожаров по всей стране13. Кроме того, такие факторы, как заброшенные костры, поджоги и фейерверки, могут привести к пожарам, возникшим по вине человека14,15. Люди также косвенно способствуют возникновению лесных пожаров, совершая действия, которые усугубляют изменение климата16. Выбросы парниковых газов в атмосферу, включая углекислый газ и метан, способствуют повышению температуры17. Более теплый климат приводит к более сухой растительности в лесах и увеличивает риск масштабных лесных пожаров18. Кроме того, вырубка лесов в целях освоения земель снижает способность леса поглощать парниковые газы, что в конечном итоге приводит к дальнейшему повышению температуры19,20.