從美國西部森林大火看森林管理

李靜　陳劉成

[摘 要] 在美國西部發(fā)生大型森林火災(zāi)的頻次越來越高，導(dǎo)致這一結(jié)果的直接原因可能是百年來對于森林的錯誤管理，給森林帶來了巨大的改變。如何改變這一現(xiàn)狀，建議適度允許可控的森林火災(zāi)，阻止樹木致密生長，恢復(fù)森林的塊狀區(qū)域這一天然防止大型火災(zāi)機(jī)制的功能，以實(shí)現(xiàn)森林自然動態(tài)平衡。

[關(guān)鍵詞] 森林火災(zāi)；森林管理；塊狀區(qū)域；防火機(jī)制

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 07. 070

[中圖分類號] D922.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2019）07- 0169- 02

1 引 言

2018年12月12日，美國加利福尼亞州保險(xiǎn)專員宣布，11月發(fā)生在加州的山火保險(xiǎn)理賠金額已達(dá)90億美元，預(yù)計(jì)這一數(shù)字還會增加。該場大火截至11月24日晚，已造成85人遇難，249人失蹤[1]。美國森林面積約3億公頃，每年被火災(zāi)毀損近2 400萬畝，造成數(shù)十億美元損失[2]。近十年，美國西部森林爆發(fā)了多起大規(guī)模毀滅性火災(zāi)，造成數(shù)萬房屋被毀，被燒毀的森林面積已經(jīng)超過俄勒岡州面積，單次超過400平方公里的火災(zāi)頻次也呈上升趨勢。人們不僅要問：作為世界超級大國的美國，無論是人力、財(cái)力、物力還是技術(shù)都是首屈一指，為何馴服不了熊熊山火，導(dǎo)致大型森林火災(zāi)頻發(fā)，甚至比過去更為嚴(yán)重？本文將從森林火災(zāi)形成機(jī)制和美國森林管理機(jī)制分析入手，探討美國森林大型火災(zāi)成因并給出防控建議。

2 森林火災(zāi)形成與大型火災(zāi)防御

森林著火的方式包括地表火、樹冠火、樹干火、地下火等不同形式。地表火發(fā)生頻度最高，在林地地表可燃物較多時會引起樹冠火、樹干火，破壞力強(qiáng)。在地表可燃物較少且火勢較弱時，地表火造成成年樹木枯死的不多，但是幼齡林難以幸免。地表火容易受地形、氣象，特別是風(fēng)的影響，蔓延速度快（4～7 km/h），燃燒面積大。風(fēng)勢強(qiáng)時，能增加傾斜面火勢蔓延速度，能達(dá)到10 km/h。地表野火火勢一般較弱，損害也不大。樹冠火一般發(fā)生在含油脂較多的樹林中，火勢強(qiáng)大，燃燒速度一般2～4 km/h。但是在風(fēng)力作用下，最快可能達(dá)到15 km/h，而且可能出現(xiàn)飛火，造成的損失非常大。地下火是地面的泥炭層、亞碳層等有機(jī)物的燃燒，因含空氣少，火勢一般以4～5 m/h的低速進(jìn)展，燃燒的方向比較復(fù)雜且不容易察覺。

森林火災(zāi)擴(kuò)大主要是受地形和風(fēng)的影響。地形復(fù)雜地區(qū)，受局部風(fēng)勢和起火后紊亂氣流影響，森林火災(zāi)狀態(tài)比較復(fù)雜。在廣闊森林區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布的可燃物可造成火災(zāi)蔓延，一般林齡越高蔓延速度越慢，幼齡林地以及原野火災(zāi)蔓延得快。林地傾斜度越大燃燒速度越快，越靠近山脊速度越快。在山脊和主風(fēng)向相同的火場，火災(zāi)擴(kuò)散速度驚人。撲滅火災(zāi)難度較大的另外一個原因是飛火的作用。受火焰上升熱氣流作用，樹葉、枯枝、樹皮、雜草等著火上飄，容易隨風(fēng)散落到其他地方。風(fēng)力越強(qiáng)，飛火越多，森林火災(zāi)越難以控制，造成火場擴(kuò)展，形成連鎖反應(yīng)。森林腐殖質(zhì)陰燃穩(wěn)定后，空氣流速度越大，陰燃傳播速率越大，轉(zhuǎn)變?yōu)槊骰鸬臅r間越短；與正向陰燃相比，反向陰燃不易向明火轉(zhuǎn)變，且風(fēng)速越大越容易熄滅，反向陰燃具有更大的安全性；外界溫度對陰燃向明火轉(zhuǎn)變的影響較大，外界溫度越高，陰燃越容易向明火轉(zhuǎn)變；森林腐殖質(zhì)含水率大于等于20%時，陰燃不能產(chǎn)生明火，且無法自維持傳播，逐漸熄滅；粒徑尺寸對森林腐殖質(zhì)陰燃向明火轉(zhuǎn)變的影響較小[3]。

當(dāng)森林火災(zāi)在密林區(qū)燃燒成大火時，滅火變得相當(dāng)困難。特大森林火災(zāi)，由于其自身的特殊性，至今世界上尚無簡便有效的方法進(jìn)行撲救。通常采用在火區(qū)外圍開通防火隔離帶的辦法，隔離帶俗稱防火道，就是使連續(xù)的森林可燃物質(zhì)形成一段空白，以阻止火勢的蔓延，控制森林可燃物的數(shù)量。

3 森林管理與森林火災(zāi)

今天美國森林和100多年前的森林已經(jīng)大不相同。在20世紀(jì)30年代，美國西部山區(qū)防火員拍下了許多全景照片（見圖1）。與今天連綿不絕、樹木密密麻麻的美國森林相比，歷史上的這些森林參差不齊，塊狀分隔，疏密相間，有許多火災(zāi)的痕跡。這些火災(zāi)大部分規(guī)模很小。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，樹林間的落葉層承受了大部分火災(zāi)。另外，地形地貌、海拔高度、氣候情況、山坡朝向等因素也影響了這些塊狀區(qū)域，共同決定了森林的生長方式。

森林生長方式又決定了火災(zāi)如何對地貌產(chǎn)生影響。新的干燥森林中樹木開放生長，樹間空隙較大，火災(zāi)在這個區(qū)域經(jīng)常發(fā)生，但是不會很嚴(yán)重。再往山上走，在潮濕和寒冷的森林里，樹木生長密集，火災(zāi)頻率不高，但是一旦發(fā)生，就會更加嚴(yán)重。森林的種類不同，生長環(huán)境不同，還有火災(zāi)的嚴(yán)重程度，這些因素的交織影響形成了塊狀區(qū)域。這種塊狀區(qū)域作用非常強(qiáng)大，它是一種天然的防御機(jī)制，防止未來的火災(zāi)蔓延到整個森林。一旦某一區(qū)塊的森林著火了，它能防止火災(zāi)蔓延到別的區(qū)塊。換句話說，著火的區(qū)塊拯救了剩下的森林，讓森林得以延續(xù)。

美洲原住民生產(chǎn)生活焚燒了大片森林、草地，把森林變得稀疏，耕種更多糧食。他們增加牧草，用來喂養(yǎng)捕獵來的鹿、麋鹿和野牛。他們還發(fā)現(xiàn)，如果在春季和秋季焚燒的話，就可以避免在夏季出現(xiàn)無法控制的大火。歐洲移民到達(dá)后畜牧業(yè)發(fā)展很快，使得牛羊吃掉了更多的草，也就是歷史上哪些火災(zāi)的傳送帶。它們阻止了日漸稀薄的森林中曾經(jīng)頻發(fā)的火災(zāi)，并清除死掉的樹木。然后，公路和鐵路出現(xiàn)了，它們是有效的防火道，能防止火災(zāi)蔓延到整片森林。

1910年，美國發(fā)生了一場空前的巨大的森林火災(zāi)。著火面積有康涅狄格州那么大。大火災(zāi)從華盛頓東部一直蔓延到蒙大拿州西部，燒毀了約12 000平方公里的土地和許多村莊，有87人喪生。這件事改變了美國社會，投入了更多的人力、物力、財(cái)力，發(fā)展出了滅火的超級能力。從那時起，森林的主要塑形者不再是森林大火，而是對森林大火的壓制。

20世紀(jì)50年代，伐木業(yè)開始進(jìn)入西部，砍伐掉了許多巨大而古老的樹木。人造的新森林補(bǔ)充進(jìn)來。樹皮很薄，容易著火的小樹，使森林變得濃密，層層疊疊，距離很近，互相緊挨著。比較一下100年前和現(xiàn)在的森林，變化還是很大的。南邊干燥的斜坡，現(xiàn)在已經(jīng)長滿了樹。哪些因?yàn)樾⌒突蛘咧行偷幕馂?zāi)形成的塊狀區(qū)域，已經(jīng)長滿了樹。大火無意中被道路阻斷，牛羊吃光了林間的草地，對火災(zāi)的壓制以及被伐木業(yè)移除的大樹，這些因素疊加在一起讓新森林補(bǔ)充進(jìn)來，形成了“樹木成災(zāi)”，樹木的數(shù)量超出了森林理應(yīng)的承受范圍。樹木是緊挨著一起生長的，很大一片區(qū)域中樹木的種類、尺寸和年齡度相似，不僅導(dǎo)致火災(zāi)容易蔓延，而且經(jīng)歷了數(shù)十年沒有火災(zāi)之后，林間鋪滿了枯枝和倒下的樹木，就像隨時會爆炸的火藥桶。更嚴(yán)重的是，隨著氣候變暖，森林環(huán)境越來越熱了，也更加干燥，更加多風(fēng)。而且隨著人們生活觀念的變化，更多人傾斜于在森林中蓋房子。最近公布的2項(xiàng)研究結(jié)果表明，有超過60%的新建房屋是位于易燃的危險(xiǎn)區(qū)域[4]。

美國當(dāng)代的野火抑制做法促成了導(dǎo)致大規(guī)模破壞性火災(zāi)的條件[5]，上升種種因素的疊加為大型火災(zāi)的發(fā)生提供了充分的條件。

4 結(jié) 語

大型火災(zāi)是在持續(xù)變暖氣候下管理森林所導(dǎo)致的后果。應(yīng)重新發(fā)揮區(qū)塊的作用，要把程度適度的火災(zāi)重新引入整個系統(tǒng)中間。這樣才能控制未來火災(zāi)的劇烈程度。有計(jì)劃地焚燒減少樹木和枯枝敗葉，在森林中創(chuàng)造出已經(jīng)燃燒過的區(qū)塊，阻止未來火災(zāi)的蔓延。人類為了避免火災(zāi)面臨著艱巨的挑戰(zhàn)，改變行為方式和生活方式才是避免災(zāi)難發(fā)生的最長效方式。

主要參考文獻(xiàn)

[1]11·8美國加州森林大火（2018年美國加州大火）[EB/OL]，https：//baike.sogou.com/h177459867.htm。

[2]徐艷文.世界各國的森林防火措施[J].中國消防，2013（20）：52-54.

[3]辛穎，王新然，李禹潔. 森林腐殖質(zhì)陰然向明火轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2018，37（9）：1162-1166.

[4]https：//www.ted.com/talks/paul_hessburg_why_wildfires_have_gotten_wor

se_and_what_we_can_do_about_it.

[5]Mark R Yoder， Donald L Turcotte， John B Rundle. Forest-fire Model with Natural Fire Resistance[J]. American Physical Society，2011，83（4）.