森林火灾已经成为全球性威胁。“但考虑到气候变化的进展情况，我们可能只是处于未来将看到更多更大森林火灾的开始，”TUM 山地景观生态系统动力学和森林管理教授 Rupert Seidl 解释说。
在许多地方，火是自然环境的一部分，许多树种已经自然地适应了反复发生的火灾。这些适应范围从特别厚的树皮，保护树干中敏感的形成层免受火灾，到某些类型的松树的锥体，仅由于火的热量而开放，允许受影响的林地快速再生和恢复。
人工智能正在加速生态系统模型
“气候、森林火灾和森林生态系统中其他过程之间的相互作用非常复杂，需要复杂的基于过程的模拟模型来适当地考虑不同的相互作用，”塞德尔教授解释说。TUM 开发的一种方法是使用人工智能来显着扩展这些复杂模型的使用领域。
该方法涉及深度神经网络的训练，以便尽可能有效地模仿复杂仿真模型的行为。神经网络根据生态系统对不同环境影响的反应进行学习，但只使用了大规模模拟模型所需的一小部分计算能力。“这使我们能够对绵延数百万公顷的森林区域进行空间高分辨率模拟，”科学家 Werner Rammer 博士解释说。
黄石国家公园森林预报
科学家团队完成的模拟包括对以世界著名的黄石国家公园为中心的“大黄石生态系统”的模拟。该地区面积约 800 万公顷，位于落基山脉，基本上未受任何影响。TUM 的研究人员与美国同事合作，确定不同的气候情景如何影响 21 世纪该地区森林火灾的频率，以及森林火灾后哪些森林区域无法成功再生。
该研究发现，根据气候变化情景，到本世纪末，该地区 28% 至 59% 的森林覆盖率将消失。受影响最大的是靠近林木线的亚高山地区的森林，那里的树种自然不太适应火灾，而黄石高原地区，相对平坦的地形大多无法阻止火势蔓延。 .
气候变化正在导致森林生态系统发生重大变化
受调查地区的森林再生受到威胁，原因有以下几个：如果火灾变得更大，幸存树木之间的距离也增加，那么种子就会太少到达地面。如果未来气候变得更热和更干燥，脆弱的幼树将无法生存，如果火灾太多，树木将达不到自己结籽的年龄。
“到 2100 年，大黄石生态系统预计将比过去 10,000 年发生的变化更大，因此看起来将与今天大不相同，”拉默解释道。“今天森林植被的丧失导致储存在生态系统中的碳减少，也将对这一标志性景观的生物多样性和娱乐价值产生深远影响。”
研究中确定的潜在发展趋势也旨在帮助国家公园的游客了解气候变化的后果和气候保护措施的紧迫性。下一步，研究团队将使用人工智能来估计气候变化对欧洲森林造成的问题的长期影响。
