全球变暖正在改变风暴和闪电，影响热带森林

肖恩·莫布雷

Mongabay网站

2025年7月28日

埃文·戈拉和他的团队的研究发现，由于大风和闪电，雷暴是热带地区树木死亡的关键驱动因素。图片由史蒂夫·亚诺维亚克/路易斯维尔大学提供。

随着气候变化的加剧，强烈风暴在热带和其他地方变得越来越普遍，导致各种森林影响。这些影响引起了研究人员对碳储存可能减少和森林成分改变的担忧。

根据最近的一项研究，越来越常见的短时间对流热带雷暴是树木死亡的关键驱动因素。研究人员估计，大风和闪电的结合是导致树木死亡的主要驱动因素，而且往往未被识别。

研究表明，热带地区的对流风暴正在增加;这可能意味着在拉丁美洲等某些地区会有更多的树木死亡。相反，关于气候变化下热带地区的闪电是否会减少或增加，存在相互矛盾的数据，导致未来影响的不确定性。

在热带地区之外，温带和北方森林中不断变化的闪电模式与大规模野火的增加有关，这些野火可能会向大气中释放大量二氧化碳和危害健康的颗粒物。

气候变化引发的短暂但强烈的雷暴激增对热带森林中的树木构成了日益增长但未被充分认识的威胁，这一发现可能对未来全球变暖情景下的碳储存和热带生物多样性产生重大影响。

这是根据最近发表的一篇论文得出的，该论文确定，短暂但强大的对流风暴——将大风与闪电相结合——已成为巴拿马和热带其他地方树木死亡的主要驱动因素。

研究人员估计，风暴活动可能已经导致全球热带森林 30% 至 60% 的树木死亡。令人担忧的是，这一比例可能会上升，数据显示热带风暴活动每十年增加 5-25%，根据研究的主要作者、卡里生态系统研究所的森林生态学家埃文·戈拉的说法。

“如果风暴 [已经] 作为基线成为死亡率的主要驱动因素，并且风暴活动 [也] 在增加，那么这表明风暴正在杀死更多的树木，”戈拉 说。

但是，正如该论文所指出的，来自热带地区的数据仍然有限，大多数关于风暴影响的工作都集中在巴拿马、巴西和婆罗洲。然而，对于戈拉来说，他的团队的发现与过去几十年来亚马逊和澳大利亚的树木死亡率一直在增加的观察结果相吻合，这表明风暴可能发挥了作用。

比安卡·佐莱托说，研究表明，与其他热带地区相比，中非森林中因闪电造成的树木死亡率可能较低。关于加剧的气候变化将如何改变不同地区的雷击和森林动态，仍然存在高度的不确定性。图片由比安卡·佐莱托提供。

“风暴活动的增加实际上有可能减少碳储存，并真正损害这些森林调节气候的能力，这非常重要，”他补充道，尽管目前的研究没有调查这些可能性。

阿姆斯特丹自由大学气候和生态系统变化副教授桑德·维拉韦贝克表示，考虑到近年来有关闪电影响的知识体系不断增加，这些发现并不完全令人惊讶，他没有参与目前的研究，

“除了闪电之外，框架中还增加了风倒造成的死亡率，”他说，风倒是指由于风而连根拔起或折断树木。“该论文有力地证明了小规模对流风暴以及更广泛的温度和干旱驱动因素作为热带森林干扰的关键机制的重要性。”

“这些小型对流风暴有助于解释热带树木的死亡率，我并不感到惊讶，但它们的影响力确实让我感到惊讶，”法国国家可持续发展研究所的研究科学家大卫·鲍曼说，他没有参与这篇论文。“这项研究强烈呼吁加大力度并调整现场协议，以改善我们对热带森林动态这一主要驱动因素的监测和理解。”

热带森林闪电数据相互矛盾

作为吉甘特项目的一部分，戈拉 及其同事多年来一直在研究闪电作为热带森林树木死亡的原因，该项目将雷击确定为树木死亡的主要原因，特别是在热带森林中的大树。大树很重要，因为它们通常比较小树储存更多的碳。

据估计，热带地区每年有 8.32 亿棵树木被闪电损坏，近 2 亿棵树因此死亡。戈拉和他的团队发现，在巴拿马的研究地点，大约一半的大树死亡是由闪电引起的。

随着全球变暖的加剧，热带地区的风暴显然正在发生变化，但关于它们究竟是如何变化的以及在哪里变化的证据相互矛盾：一些数据表明闪电在未来几十年内可能会变得不那么频繁，而其他数据则表明情况恰恰相反。但相反，强烈风暴的数量和频率似乎在增加。

戈拉说，这令人担忧，因为这种暴风雨较大的热带未来可能会推高树木死亡率，从而可能减少碳储存并改变森林成分。

但戈拉团队发表的另一项研究表明，并非所有树木都会被闪电伤害甚至死亡。他们 2024 年的论文发现，拉丁美洲硬木油桐实际上受益于雷击，通常在附近的竞争对手死亡时存活下来。

这一发现表明，热带森林虽然成分可能会发生变化，但会有一定的能力适应和随着气候变化而变化。尽管这还远未确定。

“我们对这些过程了解不够，”戈拉 说。他指出，改变成分“可能会对鸟类、哺乳动物、昆虫、真菌和细菌产生连锁反应”。影响可能因地点而异。迄今为止，他的大部分研究都来自“巴拿马的一片森林，[因此]我们仍然需要在更多的地方对更多的物种做更多的工作。”

雷击是热带地区树木死亡的主要驱动因素，尤其是高大的树种。图片由亨茨维尔的杰弗里·伯奇菲尔德

/阿拉巴马大学提供。

在一些热带森林里，被称为藤本植物的攀缘热带植物的数量正在增加，这可能有助于雷击损坏。藤本植物传播得如此之快的确切原因尚不清楚，但有几种理论;更多的大气二氧化碳可能正在推动它们的爆炸性生长，森林干扰的增加也可能推动它们的爆炸性增长，这为这些喜阳光的藤本植物的生长创造了空间。

当雷击时，携带大量藤本植物的树木可能是个坏消息。“当你的藤本植物丰度非常高时，它们基本上就像跨接电缆一样，将许多不同的树木连接在一起，”戈拉 说，导致一个地点在雷击中死亡的树木数量增加了 50%。他的团队的研究表明，较小的树木往往受到的打击更大。

戈拉说，这可能会形成一个正反馈循环，藤本植物种群的扩大会导致更多的树木因雷击而死亡，为更多的藤本植物生长创造更大的空间，这反过来又会增强未来风暴中的雷击伤害。

但同样，巴拿马的情况不一定在整个热带地区都是如此。荷兰瓦赫宁根大学与研究中心研究非洲树木死亡率的博士生比安卡·佐莱托表示，虽然闪电总体上是导致死亡的重要驱动因素，但与南美洲或中美洲森林相比，中非每次闪电杀死的树木似乎更少。

“但存在巨大的差异，”她警告说。“在某些森林里，影响可能要高得多，而在其他森林里，影响可能要低得多。”显然，在热带地区闪电和风暴模式不断变化的情况下，需要更多的研究来推测区域细节。

雷击引起火灾

除了热带地区，气候变化对闪电的影响也引起了专家们的担忧，因为这是野火的驱动因素。

气候变化现在给北纬地区带来了更多的闪电，特别是在北方森林。2017 年，维拉韦贝克与人合写了一篇论文，预测到 2050 年，北半球北方森林中闪电驱动的火灾数量将急剧增加 50% 或更多。近年来，加拿大、俄罗斯和其他北方森林的大片森林被烧毁。2023 年，加拿大有超过 1650 万公顷的森林被烧毁，其中 90% 的火灾归因于雷击。

“我们（在论文中）可能有点保守，因为它现在已经发生了，”维拉韦贝克说。

根据 2023 年发表的研究报告，这些雷击火的增加导致了温带森林地区约 77% 的烧毁面积。该研究也涉及维拉韦贝克，发现此类森林中全球变暖每一度，闪电频率就会增加 11-31%。

这种急剧上升引起了科学家们的极大担忧，即雷击激增可能会引发快速排放。

“由于……全球变暖，未来每次闪电引发的燃烧面积将会增加，”加州大学欧文分校的大气科学家陈洋（音译）表示。他的研究凸显了北极地区雷击次数增加的危险，雷击可能会点燃永久冻土；2010年至2020年间，北极地区报告的雷击次数增加了八倍。

陈说，当这些雷击引发大范围火灾时，它们会释放出大量的温室气体排放，同时也会导致一些景观的“灌木化”。火灾会改变苔原植被，有利于容易燃烧的植物物种——这是一个正反馈循环，可能会为闪电驱动的火灾提供进一步的燃料。

得克萨斯州瓜达卢佩国家公园的一场火灾是由雷击引发的。在世界某些地区，闪电活动的增加可能会导致更多的点火，最终改变生态系统。图片由美国农业部通过网络相簿提供（CC BY 2.0）。

回到热带地区，目前很少有雨林火灾是由闪电引起的;那里太湿了，无法发生点火。但正如 维拉韦贝克 正在进行的研究所表明的那样，这种情况也可能正在改变。

2024 年，亚马逊地区和整个南美洲发生了破纪录的火灾。但闪电很少引发它们：维拉韦贝克 说，在典型的一年中，大约只有不到 5% 的亚马逊火灾可能是由闪电点燃的，并指出绝大多数是由人点燃的。但利用一项正在进行的研究中最初未发表的数据，他的团队发现，到 2024 年，闪电点燃的火灾数量可能已上升至 2% 左右。这相当于大约 180,000 公顷（445,000 英亩）的被闪电烧毁的森林。

“2024 年亚马逊地区可能会发生更多闪电点燃的火灾，但这种情况仍然非常罕见，”他说。但是，“如果那里的情况变得更加干燥，我并不是说它会导致大多数火灾，但它可能会比现在引起更多火灾。”

研究人员表示，由于多种原因，全球闪电频率和风暴模式的持续变化令人担忧，包括树木死亡率增加、森林组成和动态改变以及大规模碳排放火灾的风险。”

“基本上，我们应该努力降低全球变暖的速度，”陈说。“我认为这是我们目前唯一的解决方案。”

专家强调，闪电本身并不是一件坏事，它是亿万年来自然发生的过程，在过去的条件下，它有助于塑造有弹性的森林生态系统。

戈拉表示：“令人担忧的是，当人类对气候进行干预，导致诸如闪电频率等因素迅速发生变化时，森林生态系统中的生物可能难以适应这种快速的环境变化。”