摘 要：生物质燃烧源长久以来一直是温室气体的重要排放源，这些排放显著影响生态系统生产力、全球大气化学和气候变化，对人类健康和环境构成威胁。本文采用GFEDv4公布的火灾排放数据集，估算了2019年全球生物质燃烧排放的CO2总量高达783Pg，并分析了时空变化情况，三个主要排放地区是非洲南部、南美洲中部和南亚东南亚地区，在7月至9月出现年内排放高峰值。

关键词：生物质燃烧；GFEDv4；时空变化

1 绪论

生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，全球14%左右的能源需求来自生物质能源。森林、湿地与草原火灾和季节性的大范围农业废弃物露天焚烧，向大气中注入大量温室气体（例如，CO2，CH4和N2O），对生态系统生产力、全球大气化學和气候变化产生重大影响。生物质燃烧排放的温室气体通过吸收地表向大气传递的热辐射，影响地气系统热辐射的收支平衡导致地表变暖，引发土壤沙漠化和冰川退缩等严重的负面影响。CO2作为在大气中存在寿命最长的温室气体（可长达150年左右），占全部温室气体的27%，同时其浓度的增加对增强温室效应的贡献约为65%，微小的浓度变化都会产生很强的温室作用，因此生物质燃烧CO2排放量的估算就显得尤为重要。全球火灾排放数据库（Global Fire Emissions Database，GFED）是目前不同类型火灾的污染气体排放量估算数据精准、应用广泛与权威的数据集，有助于我们获得生物质燃烧CO2排放的时空变化情况。这对于探索全球火灾对大气的污染以及为制定和实施绿色可持续发展政策具有重要意义和参考价值，提供了数据支持。

2 数据来源与方法

本文使用了2019年1月至12月GFEDv4全球火灾排放数据，获得了全球的包括森林、湿地与草地火灾以及农业废弃物焚烧所导致大气CO2排放量的时空分布。该数据集提供了从1997年7月至今的每月燃烧面积和每月排放量，空间分辨率为0.25°×0.25°，可获得碳（C）、干物质（DM）和二氧化碳（CO2）等其他排放数据。此版本4数据集中的火灾面积采用了Giglio等人[1]研究的一种基于主动火的MODIS传感器燃烧区映射算法，所有地区的燃烧面积都精确到10%以内，“小型”火灾的燃烧区域是基于Randerson等人[2]和van der Werf等人[3]更新的燃烧区域地图外的主动火灾探测。我们利用Matlab软件提取燃烧面积和干物质排放数据，基于GFEDv4官方公布的排放因子估算CO2的排放量，从而得到2019年全球生物质燃烧CO2总排放量图，如下：

3 全球CO2排放时空变化

3.1 全球CO2排放空间分布

根据数据结果得出2019年全球生物质燃烧所导致的CO2排放总量高达7.83Pg。从图1可以看出，全球各地区由于人口密度不同、生物质存储量以及气候条件的差异，生物质燃烧CO2排放量存在明显的空间差异。其中，南非、南美洲中部地区以及南亚东南亚地区CO2排放量较高，这些都是植被火灾比较严重的地区。其中，非洲南部是热带大草原地区，常年存在面积较大的持续性草原火灾;南美洲大部分地区属于热带雨林气候，森林面积占全洲总面积的50%以上，近年来亚马逊地区森林砍伐现象严重，至2019年已经有1330平方英里的雨林消失，降雨量也在持续减少，火灾使得雨林变得越来越干燥，由此恶性循环;南亚东南亚经历了快速砍伐森林和油棕种植园的泥炭地燃烧等，是一个易受火灾影响的地区，尤其是印度尼西亚泥炭地燃烧，虽然燃烧面积小，但其燃烧深入地底可达10-20m，且具有大量的生物质沉积物。

3.2 全球CO2排放年内变化

从图2中可见7-9月为高峰期，最高值在8月可达129Pg。这期间的排放量贡献来源于非洲南部的持续性草原火灾从6月份开始逐渐蔓延并扩大。其次，2019年南美洲部分地区在7月进入旱季后，亚马逊雨林发生了严重火灾，7月、8月巴西森林着火点累计达76720处，较2018年同期上涨85%，2019年8月较7月同期激增175%，亚马逊地区森林大火持续燃烧了16天。尽管生物质燃烧会造成严重的全球问题，生物质燃烧事件对区域大气环境的影响往往因重视程度不够而低估。

4 结论

本文采用GFEDv4公布的火灾排放数据集获得的2019年全球生物质燃烧CO2排放时空分布，结果表明，南非、南美洲中部地区和南亚东南亚地区CO2排放量偏高，2019年年内高峰值在7-9月，主要原因是南美洲亚马逊热带雨林发生持续时间长的大型森林火灾。近年来生物质燃烧向大气中排放CO2所引发的温室效应愈发显著，因此，了解和掌握生物质燃烧CO2排放的时空变化情况，对减少温室气体排放、火灾控制政策以及改善局部地区空气质量状况有重要意义。