科学家正在努力使加利福尼亚的森林更具抗火能力 - 彭博社

美国农业部（USDA）的林务员达娜·沃尔什（Dana Walsh）监督了2014年加利福尼亚州埃尔多拉多县遭受的金火灾后被毁的约8000英亩树木的重新种植工作。

摄影师：马克斯·惠特克/彭博社对于没有经过训练的眼睛来说，埃尔多拉多国家森林威特沃斯普林斯路上的丘陵坡看起来就像内华达山脉的任何其他山脊顶部。这片土地上长满了当地的灌木丛，点缀着变黑的松树树桩，这是2014年金火灾摧毁的30,000英亩土地的一部分，当时火灾在不到六个小时内穿过了17英里的峡谷。

但达娜·沃尔什能看到其中的独特之处。在最近的一个星期天早晨，美国农业部林务局的林务员弯下腰，看着插在地上的一面白旗，标志着一个几乎看不见的幼苗。当她指着附近其他看似隐蔽的幼苗时，开始显现出一个她称之为“集群种植”的微妙模式。

“除非你知道要寻找它，否则很难看出来，”她说。“但一旦你看到一棵树，你就能发现附近种植的五六棵树。然后就是空白。然后又是另外五六棵树。然后就是空白。”

这些小树是在今年早些时候在沃尔什的监督下种植在这里的，作为对庞大的金火灾烧伤区约8000英亩土地的持续重新种植的一部分。她设计这个区域来模仿几十年频繁、低强度火灾所造成的在更成熟森林中会出现的清除植被的间隙。新兴的科学研究表明，在加利福尼亚州森林中创造更多这种斑驳、集群的镶嵌图案可能会使它们更具抗火能力。

集群种植是模仿几十年频繁、低强度火灾所造成的清除植被间隙的尝试，这样可以在更成熟的森林中产生相似的效果。摄影师：Max Whittaker/Bloomberg“我们知道加利福尼亚森林火灾背后的一个问题是多年来对火灾进行镇压导致燃料增加，”加利福尼亚大学戴维斯分校的森林生态学教授、森林服务太平洋西南研究站的研究生态学家Malcolm North说道，他指的是迅速扑灭野火导致的密集过度生长。“但我们也了解到树木的空间模式也会产生重大影响。”

然而，复制这种有机模式是一种相对较新的管理这些林地的方法，与长期以来单独种植树木、均匀间隔的种植方式相冲突，后者旨在最大化生长。这种模式——有时被称为种植林业——仍然被许多森林服务机构和私人土地的从业者使用。虽然集群种植树木并不是一个完全陌生的概念，但有些人认为集群种植是适得其反的。

“这与树木相互竞争的一些基本生理和动态相悖，”加利福尼亚森林服务的助理区域林业学家Ramiro Rojas说道。“这很可能对快速生长的树木没有好处。”

这不仅仅是一场哲学上的辩论：截至6月6日，加利福尼亚的森林火灾已经烧毁的土地面积几乎是去年同期的两倍。随着该州准备迎接与2020年创下的420万英亩烧毁记录相媲美的另一场严峻火灾季节，加州州长加文·纽森提出了一项前所未有的20亿美元防火预算。其中大部分用于森林稀疏和清除植被间隙，以便控制火势，同时增加消防队的资源。

至少还有$1 亿美元用于森林健康项目，包括重新造林。在未来一年内，州范围内的一个委员会将在森林管理工作组的领导下制定一个计划，该计划将针对烧毁区域，并概述恢复森林健康状态的最佳实践。随着气候变化加剧了激烈的森林大火，长期从事环保活动的克雷格·托马斯（Craig Thomas）领导的非营利组织火灾恢复组织担心州领导者不会听取最新的科学，而是更倾向于老旧、更快的方法。

“我们将把这笔资金分配给基本上重复过去失败的做法，还是采纳最可用的科学和科学家的建议？”他说。“在处理火灾时，我们站在自然的错误一边。”

金火灾在不到六小时内横扫了17英里的峡谷，砍伐了一片面积为 30,000 英亩的土地。摄影师：马克斯·惠特克/彭博社几千年来，西拉山脉上频繁、低强度的火灾在整个地区燃烧，清除了低矮灌木，形成了大部分老树的一片片区域。

似乎已经产生了一个良性循环，火塑造的森林能够抵御火灾。在2020年的《生态学信札》论文中，研究科学家（包括太平洋西南部研究站北部）研究了1984年至2018年间在加利福尼亚森林中燃烧的1000多起森林火灾的卫星数据，发现更为分散、更为多样的植被模式与更高的存活率相关。2019年《森林生态学与管理》的文献综述由North、Walsh和其他20多位科学家和从业者撰写深入探讨了这种模式为何有效：它打破了树冠、灌木、草丛和地面上其他可能成为野火燃料的植被，因此当火灾席卷而过时，森林的部分区域会燃烧，但其他部分则保持完好。

“这改变了火灾在景观中的行为方式，因此这种变化的模式变得自我强化，”North说。

簇集还可以帮助树木利用地下水资源，使它们更能抵御干旱，他说。

但自1940年代以来，老式的、类似网格的模式——通过古老的德国种植作物方法引入美国——在内华达山脉占主导地位。尽管森林火灾具有生态效益，但一个世纪以来的抑制森林火灾导致森林过度生长和密集化，最近由气候变化加速形成了一种恶性循环。

“我们曾经经常发生低强度火灾的地方，现在却发生了更多且更严重的火灾，”加利福尼亚大学合作延伸项目的森林和自然资源顾问、曾经在森林服务部门担任长期职务并实践过集群种植方法的瑞恩·汤普金斯说。

对比埃尔多拉多国家森林和约塞米蒂国家公园的卫星图像，前者曾经每年生产195万英尺的木材，后者被管理为荒野并自上世纪70年代以来一直进行受控燃烧处理，显示出了差异：前者更加密集，许多树木呈对称排列，某些区域让人联想到美国中西部农场上的玉米田。后者更像是一个拼贴图，夹杂着草地和大片裸露区域。

在埃尔多拉多国家森林（左侧），许多树木呈对称排列，某些区域让人联想到美国中西部农场上的玉米田。约塞米蒂国家公园（右侧）更像是一个拼贴图，树木夹杂着草地和大片裸露区域。来源：Google Earth管理加利福尼亚宝贵的自然资源在过去引发了激烈的辩论。在上世纪90年代，环保人士、伐木公司和森林服务部门为了受保护的物种如斑点猫头鹰进行了长期的法律斗争，甚至发生了一些身体冲突。现在，诺斯的生态研究和沃尔什的工作受到了一些长期从事林业工作的人的怀疑和抵制。

首先，这是一种与他们过去工作方式大相径庭的做法。关于如何种植树木，学术期刊、技术报告和木材行业指南中写了很多页：主要是要均匀地分开种植。虽然在某些情况下集群种植可能是合适的，但几十年的实践已经证实了一个基本的经验法则，林务专家罗哈斯说。

“证据就是我们的经验：如果你把树种得太近，它们就长不好，”他说。“当你在外面的时候，你只有一次机会把事情做对，把这个机会冒险用在你以前从未见过的事情上是令人不安的。”

其他人认为这种间隙模式降低了碳封存的潜力。加州大学伯克利分校合作延伸项目的林业专家比尔·斯图尔特认为，州政府应该致力于最大化地种植树木，让树木生长并储存更多碳，然后在它们成熟后进行修剪，如果需要其他模式的话。他不明白为什么集群会有优势，称其为一个外观上不太重要的问题。

一个世纪以来，尽管森林火灾对生态系统有益，但却导致森林过度生长和密集化，最近由气候变化加速形成了一种恶性循环。摄影师：马克斯·惠特克/彭博社“我们需要摆脱正确的审美观，”他说。“解决气候变化是头等大事，因此种植每年都能封存碳的森林以及让我们更换更多的水泥和钢铁是很重要的。”

但北方表示，关于更多树木意味着更多碳封存的想法存在问题，因为气候变化和野火可能会导致未来无法让更多树木长大并存活。资源有限的情况下，在水资源长期可用的地方集中种植幼苗，并在它们之间留下宽阔的间隙，可能是更具气候智慧的尝试。

“每当我就此发表演讲时，我会问，尝试在一些地方这样做会有什么害处吗？”他说。“让我感到惊讶的是，很少有人愿意尝试。但是，如果不尝试，又怎么能学到东西呢？”

加利福尼亚州森林管理局代理副局长贾马尔·巴特勒表示，该机构使用多种种植方法，意见分歧很常见。“这不是一门硬科学，没有一种方法来做事情，”他说。“我们会根据新发现进行调整。”

州长森林管理工作组主任帕特里克·赖特表示，如何规划重新造林区域的问题将在与机构官员、林业专家和科学家的磋商中解决。但建立森林恢复力计划的第一步将是确定哪些区域应该重新造林，考虑到近年来燃烧的大面积土地。

沃尔什的工作遭到一些长期林业工作者的怀疑和抵制。摄影师：马克斯·惠特克/彭博社最近开始在加利福尼亚州森林管理局与私人土地所有者合作的沃尔什表示，她希望参与那些州级讨论。她将自己的集群种植工作视为一种工具—她还使用均匀间隔的方法—以及林业工作者应该尝试新想法的众多方式之一，因为一个变暖的星球正在重塑森林。

“我们必须继续实验，”她说。“我认为这是我们确保这些森林生存的责任的一部分。”