燃烧的亚马孙雨林

段景颐

卫星照片捕捉到的亚马孙雨林大火。

这是地球上面积最大的雨林.也是最大的碳汇。全世界流量最大的亚马孙河穿过这片雨林，最终汇入大西洋。

亚马孙雨林是世界上最大的雨林，面积为550万平方千米，其中近2/3的面积位于巴西境内。雨林拥有地球上最高的生物多样性：所有陆地动植物物种中，半数可以在雨林中找到。雨林至少储存了2500亿吨碳，其中亚马孙雨林储存了900亿～1400亿吨碳，是地球上最大的碳汇（吸收并储存二氧化碳的机制）。

雨林大火

2019年初，亚马孙雨林出现大范围火灾，从数以千计的燃烧区域释放的烟雾遮盖了巴西全国大部分地区的天空。火情从亚马孙州逐渐蔓延至巴西多个州，并进一步蔓延至巴拉圭、秘鲁和玻利维亚等巴西邻国。8月20日，从巴西朗多尼亚州和亚马孙州升起的烟尘飘到了距离亚马孙盆地2800千米的巴西东海岸城市圣保罗，该市的白昼天空变得像夜晚一样，天空降下“黑雨”。截至9月，这次大规模森林火灾已经向大气释放了约2.28亿吨碳。

人为纵火是亚马孙雨林火灾的主要原因。

为何起火

巴西国家太空研究院科学家瑟特泽表示，亚马孙盆地的全部山火和林火中99%是人引起的——从卫星图像上看，火情都集中在道路和农业区附近，而不是偏远地带。那么，是谁故意点燃雨林？他们为什么要放火？点燃巴西亚马孙雨林的主要是巴西农民。他们并非和雨林有仇，烧林只是因为他们需要养家糊口。焚烧雨林一直是亚马孙流域农民的生产方式。

种植大豆、咖啡 巴西是世界排名第二的大豆生产国，也是全球重要的咖啡豆产区。此外，巴西亚马孙雨林也种植油棕、水稻、柑橘和橡胶等作物。巴西農民和生活在亚马孙雨林的土著部落依然采用刀耕火种的原始农业模式：雨林中的树木被砍倒后，农民点燃这些树木，保存在植物中的养分会释放出来，并在贫瘠的土壤表面形成一层营养丰富的地层。农作物很容易在清理后的区域生长，但这些土地的肥力只能支持两三年，之后不得不焚烧另一片雨林。

养牛 比起种植农作物，养牛才是排名第一的毁林原因。巴西目前是世界上最大的牛肉出口国，2018年巴西出口牛肉共计160万吨，国际市场上的牛肉有20%来自巴西。据统计，如今亚马孙雨林被焚烧的总面积中80%被用作肉牛养殖场。过去20年间，巴西的牛存栏数量增加了56%。牧场主在旱季放火烧林，为此他们只需在干枯的植被上浇一些汽油并点燃。林火很难控制，因为小规模火情很容易扩大。

干旱 2005年，亚马孙雨林西南部70万平方千米的雨林经历了大范围严重干旱，这次干旱被视为“百年一遇”级别。但后来发生的事情超出人们预计。2010年和2015年，亚马孙雨林又分别遭遇两次同样严重的干旱。人们这才意识到，干旱已成为亚马孙雨林的新常态。

干旱和森林大火密切相关。树木遭遇干旱时，最直接的一个应对策略就是树叶脱落。如果干旱持续太久，树就会死亡。干旱时，较高的树需要更多水分，因此这些树最先死亡。这会让位于最上层的冠层出现空缺。冠层遮蔽直射太阳光，让雨林内部能维持足够的湿度。冠层逐渐消失会让雨林保持湿度的能力下降，进一步加剧干旱程度，加速树木干枯。

人类活动将亚马孙雨林分割成一个个孤岛。在亚马孙雨林凉爽潮湿的深处，众多树木主导着局部气候。但雨林边缘区域无论是湿度还是温度都不及雨林深处，因此雨林边缘最重要的落叶分解者——真菌的分解能力下降，导致落叶大量堆积。就连穿过亚马孙雨林的高速公路也会撕裂亚马孙雨林。如果遇到旱季，雨林树木产生的落叶数量增加，会在森林地表留下干枯的易燃层。一个飞出车窗的烟头，就有可能点燃雨林边缘的干燥植被。

在亚马孙雨林，绝大多数纵火烧林行为是为了提供养牛所需的场地。

公路割裂了雨林。雨林的边缘部分变得更加干燥。

大火后果

影响水循环和气候 树木主要通过根部吸收水分，将水分向上移动到树冠中，然后将其以气态形式释放到空气中，这个过程被称为蒸腾作用。一棵棵树就像一台台水泵，将地下水释放到空气中。树木还会释放挥发性有机化合物，这些化合物在高空形成微粒，为高空云层提供凝结核，促成更多降雨。亚马孙雨林的数亿棵树让这片雨林成为地球上最大的“水循环泵”。

亚马孙雨林将近一半的雨水都是通过这一水循环产生的。亚马孙雨林向空气中输送了大量水气，这不仅为巴西，也为南美洲许多国家提供了充沛降雨。这些雨水关系到这些国家的农业生产和生活、生产用水。

植物在通过气孔吸收二氧化碳的同时也散发许多水分，这个过程需要从周围空气中吸收热量，因此可以降低周围环境的温度。亚马孙雨林可以说是地球重要的“制冷系统”。如果我们失去了陆地上最大面积的雨林，局部乃至全球气候都将受影响。

加剧洪水、干旱和水土流失 亚马孙雨林就像一块巨大的天然海绵，在洪水季节吸收多余的水，并在旱季向周围补充水，在洪水和干旱之间起缓冲作用。雨林植物在土壤中扎根有利于减少水土流失。然而，森林大火让地面植被消失，根系死亡，土壤更容易被雨水冲走。山坡上的林火毁林后，则会进一步加剧滑坡和泥石流风险。

植被损失给雨林带来的后果是多方面的。

亚马孙雨林就像一台巨型水泵，将大量地下水分蒸腾到空中。

碳汇损失 植物可以固碳，亚马孙雨林大火不但向大气排放大量碳，而且导致很长一段时间里失去大面积的天然固碳装置，这会进一步加剧气候变化。这是亚马孙大火对人类生存的最严重威胁。有一种估计是，如果亚马孙雨林完全消失，地球大气中二氧化碳水平将上升10%，人类将二氧化碳水平限制在安全范围内的任务会变得更艰巨。据报道，亚马孙雨林每年吸收20亿吨二氧化碳，约占全球排放量的5%。

植物是天然碳汇，储存了大量人类活动释放的二氧化碳。

亚马孙雨林大火并非2019年才有，全球大范围野火也并非仅发生于亚马孙雨林。大规模野火反映出人类和自然关系的激化，而气候变化加剧了野火规模和蔓延范围。有科学家预测，作为气候重要参与者和调节因素之一的亚马孙雨林，如果其森林面积下降到一个临界点，全球变暖趋势将如水银泻地般不可收拾。虽然可以简单地指责农民焚烧森林，但亚马孙雨林其实关乎整个地球命运，因此我們每个人都无法置身局外，雨林消失的代价将由全人类共同承担。

雨林中的营养竞争

尽管雨林植被茂密，但并不意味着热带雨林有肥沃土壤。刚好相反一热带雨林土壤可以说是地球上最贫瘠的土壤类型之一。亚马孙雨林总面积中2/3是潮湿的红色或黄色黏土，这些土壤呈酸性，缺乏营养。亚马孙流域近几十年来都没有火山爆发补充矿物养分。虽然亚马孙雨林的红色土壤富含氧化铝和氧化铁，但常年的河水、雨水冲刷带走了土壤中磷、钾、钙、镁等矿物质和有机质。

雨林植物粗壮的板状根。

在植物从单一走向多样化的过程中，植物对土壤养分的竞争愈演愈烈。据2017年一项统计，亚马孙雨林的植物种数总量为1.4万种，其中6727种是乔木，其余是藤本、草本和灌木。物种多样性高也意味着亚马孙雨林各物种需要激烈竞争阳光、水和营养。能够生存到今天的热带雨林植物，都有一套吸收养分的绝活。

亚马孙雨林的许多大型乔木都有能帮助其抵抗狂风的粗壮板状根。除了固定树木，覆盖范围巨大的板状根还扩大了树木吸收水分和营养的范围。红树林则利用高跷一样的根系，深入河床吸收从上游被冲刷下来的营养。无花果等绞杀植物通过缠绕大树生长成型，并将寄主绞杀致死，抢夺寄主的生态位，它们的根总长可达100米。一些食肉植物进化出了捕获昆虫或小型哺乳动物、从而获取营养的能力。在所有这些植物获取营养的机制中，最神奇的是行走棕榈树一全世界唯一能够“行走”的植物。行走棕榈树的树干上长有许多伸向地面的高跷根。通过不断长出新的高跷根并舍弃旧根，行走棕榈树就能以每天2—3厘米的速度平移（每年可移动10米）。自主移动不但有助于追随光照，还有利于从土壤中吸收营养。

亚马孙雨林的植物形成了一套高效的营养回收机制。掉落在亚马孙雨林地面的落叶等有机质被地面真菌分解成无机物后，立刻被土壤中无处不在的发达根系吸收得一干二净。这些养分根本不会有机会随雨水渗入地下深层。有研究表明，森林中95%的营养物质都储存在生命体中。在亚马孙雨林，生物的遗骸和动物的粪便、尿液以及汗液等营养会被迅速回收。

亚马孙雨林本土植物在这座“竞技场”里磨炼了成百上千万年，“养尊处优”的大豆等农作物在这些千锤百炼的营养竞争者面前毫无优势。亚马孙雨林被焚毁加重土壤结构和土壤肥力恶化，并且亚马孙雨林一旦被毁需要20～40年才能恢复。因此，焚林农业耕种在亚马孙雨林不仅不可持续，还给雨林留下了永久伤疤。

难以扑灭

为了扑灭大火，巴西政府甚至出动了军机向亚马孙州燃烧的森林倾倒水。但上千处的燃烧点遍布亚马孙雨林的不同区域。雨林地形复杂，很多火灾现场没有可供消防车通行的公路，这造成消防设施难以到达。而且，在旱季干燥天气和强风的双重作用下，火势蔓延速度快，扑灭难度大。面对如此众多的燃烧区域，即便巴西全国的消防部队全部出动也难以在短时间内扑灭大火。

消防策略

控制线 消防员可通过将林火引向岩坡或河岸，清扫出一块没有可燃物的空地，或挖出一条无可燃物的壕沟，以控制火势蔓延。然而，林火时常能借助一个被风吹起的燃烧的枝条或一只被烧着的野兔，穿过控制线。

反向焚烧 建立完控制线后，消防员会点燃阻燃带内侧的一处下风区域，这样可以清理火线和阻燃带之间的可燃物，创造一片隔离带。

侧翼扑灭 当某片区域内的火势减弱后，消防员可以进入该区域进行灭火作业。进入火场后，消防员会从火势蔓延方向的侧翼开始扑灭火焰，直到完成整个局部区域的扑灭工作。

防范热点 消防员在扑灭林火时，会重点防范火势最猛烈和最危险的区域，这些区域被称为热点。热点区域需要更多消防员。

爆炸灭火 2018年，瑞典一处军方靶场内发现山火。瑞典军方担心火势蔓延到弹药库，于是当即派出战机投下含有高挥发性燃料的“云爆弹”，快速消耗火场内的氧气，以扑灭山火。

空中援助 如果火場附近有露天水源，可通过固定翼飞机或直升机将水倾倒在火场内。为了增强灭火效果，水中一般还要添加泡沫阻燃剂。

控制火情

飞机向雨林喷洒阻燃剂。这种红色阻燃剂主要成分为多聚磷酸盐，本身是一种肥料，对环境影响很小。

山火消防员面临威胁

热应激 在山林火中战斗的消防员会暴露在300℃以上的高温环境中，即便消防服具有阻燃、隔热作用，热辐射依然能透过消防服灼伤消防员的皮肤。同时，高温从皮肤深入人体内部，加上消防员本身释放的热量在消防服内持续积累，会造成短时间内体温骤升，导致职业性热应激一肌肉痉挛、极度虚弱、恶心、头晕……据统计，职业性热应激是造成消防员死亡的首要原因。

吸入毒气 山林大火释放的浓烟里，最多的成分是二氧化碳、水蒸气和一氧化碳。当树木被加热到150℃时，纤维细胞开始分解，并产生碳氢化合物和氮氧化合物。因为山林大火中的可燃物料包括纤维素、木质素、丹宁、多酚、油脂、树脂、蜡质和淀粉等多种物质，所以浓烟中化合物的种类可达上千种，其中毒性最高的是多环芳香烃（两个以上苯环相连的化合物），世界卫生组织将多环芳香烃列为第一级致癌物。它们不但可以通过呼吸进入人体，而且能通过皮肤接触被人体吸收。接触过量多环芳香烃的人更容易患上心血管系统疾病和癌症。

消防服的各项要求

消防服至少具备外壳、防潮层和隔热层这三部分。为了保护消防员的生命安全，提高消防员抵抗火场高温和毒气的能力，消防服的设计必须考虑以下因素。

阻燃性 消防服在火场中无法燃烧。

完整性消防服在高温下不收缩，不熔化，不断裂开口。

绝缘性 消防服的绝缘性必须尽可能高，以减缓消防服内温度上升速度。

拒液性 消防服必须能阻止油、水和其他溶剂渗透。

抗撕裂性和耐磨损性 消防服中常添加玻璃纤维和凯夫拉纤维，以提升消防服的防割性能。

抗热损伤 决定消防服暴露在高温下的最长可使用寿命。

除了以上因素外，消防服还应该在保证消防员安全的前提下，尽量轻便、柔软且透气。消防头盔和消防护目镜必须具备足够的能见度、气密性和耐冲击性。

林火消防员的常用灭火工具

火场消防员配备的主要装备和监测设备

全球定位系统 让现场消防指挥中心时刻了解每个消防员的实时位置。

加速度计 检测消防员的运动加速度，可以探知消防员是否突然停止活动。

无线传输芯片 将消防员的各种信息实时传回指挥中心，并提供通信联络。

温度传感器 探测消防员周围温度和体温，预警随时可能出现的热应激。

气体探测器 对火场内的一氧化碳、多环芳香烃类气体进行报警。

汗液成分监测器 置于消防员皮肤上的柔性薄膜传感器，每隔一段时间测量汗液中的钾、钠、钙浓度，防止消防员出现电解质失衡。

非洲也在燃烧

几乎同一时期的卫星照片显示，不仅亚马孙雨林在燃烧，大西洋彼岸的非洲中部也在燃烧，火情规模甚至超过南美洲。在非洲中部，旱季的稀树草原十分干燥。为了种植庄稼，农民点燃草原让营养返回土壤，以确保下一季粮食能有好收成。这个习俗在非洲至少有1.2万年历史。截至2019年9月，赞比亚发现火情2.1万起，安哥拉6.7万起，刚果14万起……

在非洲发生的大火还有一个重要作用。滚滚浓烟上升到高空，在对流层上部的副热带高压——热带东风急流带动下穿越大西洋，最终随雨水降落在亚马孙雨林。这股浓烟中的颗粒含有磷元素，可以为雨林补充磷肥。据美国宇航局科学家估计，每年有2200万吨磷通过这种方式从中非转移到亚马孙雨林。有数据显示，2016年非洲中部燃烧总面积达到490万平方千米，其中大多数火灾的燃烧面积在1平方千米以内，这是典型的小规模农业迹象。在东南亚和澳大利亚，甚至在北极圈的格陵兰和西伯利亚，同样能看到生物质火灾引起的火点和烟柱。

非洲—南美洲磷转移示意图