上海市森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特征及預(yù)防體系建設(shè)分析

吳建勛 丁艷

(國家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃院，浙江 杭州 310019)

城市森林人為干擾頻繁，在干旱條件下極易引起森林火災(zāi)，對社會穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民群眾的生命安全都具有巨大的威脅[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，生態(tài)環(huán)境建設(shè)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占比重越來越大，城市森林作為城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分快速發(fā)展。上海市作為特大型城市，城市森林資源豐富，發(fā)生森林火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)較高，森林防火工作需要全面加強(qiáng)?；谝陨显?，本研究分析了上海市城市森林火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)特征和預(yù)防體系建設(shè)等，為城市森林的火災(zāi)防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 上海市森林資源特點(diǎn)

上海是現(xiàn)代化特大平原型城市，城鄉(xiāng)交錯，建筑密布，道路水系縱橫，城市化水平近88%，森林資源城市化特征明顯，是我國城市森林與城市化協(xié)同發(fā)展的典型代表[2]。上海市工業(yè)化程度較高、人口眾多、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，森林資源分布較散，空間分布不均，體量偏小，林業(yè)基礎(chǔ)薄弱，且受人為影響大。上海森林99%為人工林，僅存少量的天然次生林。森林資源主要由公園綠化、道路與河道綠化、居住區(qū)與單位綠化以及經(jīng)濟(jì)果林、林苗一體化等多類別林業(yè)資源構(gòu)成。森林資源的空間分布極為破碎，全市森林資源小班數(shù)量已超過70萬個[2]，且林地林木的管理權(quán)屬錯綜復(fù)雜，動態(tài)變化大。

2 上海市森林火災(zāi)要素風(fēng)險(xiǎn)分析

森林火災(zāi)3要素分別是火源、可燃物、氣象環(huán)境，城市森林火災(zāi)的發(fā)生原因比較復(fù)雜，主要涉及自然因素和社會因素，相關(guān)因素通過直接或者間接影響火災(zāi)3要素引發(fā)火災(zāi)[3]。

2.1 可燃物風(fēng)險(xiǎn)分析

可燃物是森林生態(tài)系統(tǒng)的基本組成部分，是森林火災(zāi)發(fā)生和燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。上海城市森林與一般森林資源相比可燃物較少，主要原因有2點(diǎn)：上海市森林資源為人工造林，且發(fā)展較晚，林區(qū)內(nèi)可燃物積累較少，這是因?yàn)樯虾Ｊ猩仲Y源稀少，林業(yè)基礎(chǔ)薄弱，在進(jìn)入21世紀(jì)后，上海市政府投入大量資金，重點(diǎn)推進(jìn)大型公園、市級重點(diǎn)生態(tài)公益林項(xiàng)目和經(jīng)濟(jì)果林建設(shè)，上海林業(yè)才步入跨越式高速發(fā)展時(shí)期，這就造成上海森林資源以中幼齡林為主，森林蓄積總量尚處于低位，可燃物總量不高；上海市森林資源為人工造林，在營造林以及管護(hù)過程中采取精細(xì)化管理模式，《上海市公益林生態(tài)補(bǔ)償轉(zhuǎn)移支付考核實(shí)施細(xì)則》中對枯落物、林下雜草雜灌清理規(guī)定了具體的考核標(biāo)準(zhǔn)，森林管護(hù)中注重林下管理，因此造成林下易燃可燃物積累較少。但近年來，隨著上海市林業(yè)快速發(fā)展，以及城市林業(yè)自然化經(jīng)營逐步實(shí)施，森林可燃物累積也呈逐步增加態(tài)勢，由此帶來的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也逐步提高。

2.2 氣象環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析

氣象環(huán)境是森林火災(zāi)發(fā)生與發(fā)展的環(huán)境條件，與森林火災(zāi)發(fā)生發(fā)展相關(guān)的氣象要素很多，包括氣溫、風(fēng)、濕度、降水以及各種天氣現(xiàn)象[4]。其中，風(fēng)力風(fēng)速是誘導(dǎo)森林火災(zāi)發(fā)生的關(guān)鍵因素，也是導(dǎo)致森林火災(zāi)蔓延的重要?dú)庀笠蜃覽5]。上海屬北亞熱帶季風(fēng)性氣候，雨量充沛，氣候溫和濕潤，全年平均氣溫16℃左右，全年平均降水日數(shù)129d，降水主要出現(xiàn)在梅雨和春雨階段，年平均降水量1272mm，降水量南多北少。上海市風(fēng)速≥17m·s-1(8級以上)的大風(fēng)日數(shù)平均20.7d，大風(fēng)產(chǎn)生的主要原因是臺風(fēng)的侵襲和雷雨颮線，即大風(fēng)基本上都伴隨著高濕度的氣候環(huán)境。同時(shí)，上海市屬于建筑密集型的超大型平原城市，城市化率達(dá)到88%。據(jù)相關(guān)研究表明，城市開發(fā)建設(shè)強(qiáng)度對氣候具有顯著的影響，在城市空間變化上，濕度與風(fēng)速在空間上總體表現(xiàn)為由市中心向周圍增大的趨勢。基于以上分析表明，相對于其他地區(qū)，上海市氣候環(huán)境引起森林起火以及蔓延的風(fēng)險(xiǎn)較低。

2.3 火源風(fēng)險(xiǎn)分析

火源是森林火災(zāi)發(fā)生的關(guān)鍵因素，在可燃物和氣象環(huán)境具備的狀況下，一旦出現(xiàn)微小的火源都會引發(fā)火災(zāi)[5]。上海市森林呈現(xiàn)資源斑塊破碎化、人與森林密切交叉的特點(diǎn)。由于森林高度城市化，人口、企業(yè)、經(jīng)濟(jì)等高度發(fā)達(dá)集中，森林資源可及度高，人們在森林中或靠近森林的區(qū)域活動高度密集，抽煙、垃圾焚燒、電氣線路、居民用火等人類生產(chǎn)活動頻繁，對森林造成的威脅日益加重，成為引發(fā)森林起火的首要風(fēng)險(xiǎn)。

3 上海市森林防火體系建設(shè)建議

森林火災(zāi)起火與蔓延的3要素為可燃物、氣象因素和火源，3要素中只要缺少任何1個要素，火災(zāi)就不能發(fā)生。前述分析表明，上海市作為人類活動密集頻繁的特大型城市，森林火災(zāi)引發(fā)與蔓延的最大風(fēng)險(xiǎn)為人為火源，其次是可燃物。因此，要預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生需要通過防火信息化、林火阻隔、火災(zāi)撲救、預(yù)防管理等體系建設(shè)，加強(qiáng)火源和可燃物管理。

3.1 森林火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)

3.1.1 定點(diǎn)自動監(jiān)測

上海市工業(yè)化程度較高、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)設(shè)施完備，因此可以使用林區(qū)及周邊現(xiàn)有氣象、廣電、鐵塔公司等鐵塔之類的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行高密度視頻監(jiān)控體系建設(shè)，通過視頻監(jiān)控和AI分析相結(jié)合的方式，對森林資源進(jìn)行全覆蓋監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)有效的自動檢測預(yù)警。上海市為了進(jìn)行城市森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能等動態(tài)過程的長期觀測研究，建設(shè)了12個長期定位觀測站(點(diǎn))，森林火災(zāi)監(jiān)控可利用這些觀測站(點(diǎn))布設(shè)視頻監(jiān)控，通過AI分析技術(shù)自動對森林資源和重要貨源點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測預(yù)警、智能識別，及時(shí)采集預(yù)警信息。

3.1.2 空天預(yù)警監(jiān)測

通過衛(wèi)星遙感技術(shù)，依靠高分辨衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境因素、火源因素、可燃物因素3方面因子的監(jiān)測和預(yù)警，結(jié)合數(shù)學(xué)建模、大數(shù)據(jù)技術(shù)、氣象數(shù)據(jù)、地表植被、歷史火災(zāi)信息、地表其他參數(shù)數(shù)據(jù)等，構(gòu)建小尺度精細(xì)化森林火險(xiǎn)等級預(yù)測預(yù)報(bào)模型，疊加樹種結(jié)構(gòu)、地形地貌、森林自然度、地表可燃物含水率等因子對林火現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對小尺度森林火險(xiǎn)等級預(yù)報(bào)[5,6]。上海市已經(jīng)建成大數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效采集、傳輸、處理等功能。森林防火可以依托大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)森林防火子系統(tǒng)，通過空天監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式引入熱紅外、近紅外、高分遙感等森林監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象衛(wèi)星大尺度遙感數(shù)據(jù)，對森林資源、火源、人員活動實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)宏觀和微觀的多尺度全方位的監(jiān)測、預(yù)警。

3.1.3 地面移動巡護(hù)

上海市森林資源主要由各級綠化、生態(tài)廊道造林、水土涵養(yǎng)公益林等組成，在營造林的同時(shí)，分別配有管理和養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，因此森林防火可以通過賦予森林和綠化巡護(hù)隊(duì)伍防火巡護(hù)監(jiān)測職責(zé)，構(gòu)建科學(xué)合理的地面巡護(hù)隊(duì)伍。通過科學(xué)設(shè)置固定巡護(hù)路線、臨時(shí)巡護(hù)路線、打卡點(diǎn)等方式，結(jié)合手持式監(jiān)控設(shè)備、移動APP，科學(xué)進(jìn)行護(hù)林巡護(hù)任務(wù)分配，開展森林防火系統(tǒng)巡查，并將防火巡護(hù)責(zé)任落實(shí)到具體的管護(hù)區(qū)和管護(hù)人員，強(qiáng)化對森林火災(zāi)高發(fā)期、高發(fā)區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)控，做到疑似火源早發(fā)現(xiàn)、早撲救。

3.2 森林火災(zāi)防火阻隔系統(tǒng)建設(shè)

3.2.1 可燃物控制與清理

可燃物是森林火災(zāi)燃燒的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過可燃物控制，可以有效阻斷森林火災(zāi)發(fā)生和蔓延。加強(qiáng)撫育間伐，搞好衛(wèi)生清林工作。通過撫育間伐、衛(wèi)生伐、清除林內(nèi)的瀕死木、枯立木、病腐木，減少森林可燃物，可以減輕林分的可燃性，增強(qiáng)抗火性。同時(shí)，通過森林撫育，可促進(jìn)林分生長，減少了細(xì)小可燃物(枝葉)的比例，降低森林可燃性[7]；采取近自然化經(jīng)營措施，調(diào)節(jié)林分結(jié)構(gòu)，降低針葉樹比例，營造針闊混交林，降低林分燃燒性。

3.2.2 營造防火林帶和林網(wǎng)

在集中連片的江河兩岸的水土涵養(yǎng)林、城市生態(tài)廊道等區(qū)域進(jìn)行科學(xué)造林和林相改造，避免營造針葉純林。在已有針葉純林和針闊混交林地區(qū)，用闊葉樹防火林帶代替防火線。合理利用經(jīng)濟(jì)林區(qū)，將消費(fèi)性的防火線變?yōu)樯a(chǎn)性的防火線，以增強(qiáng)防火性能。

3.2.3 建造防火隔離設(shè)施

防火線是在林區(qū)開辟出來的帶狀無林空地，其作用是隔離地面火、林冠火和地下火的蔓延，為撲救森林火災(zāi)創(chuàng)造條件。上海市作為城市林業(yè)的代表，可以將公共基礎(chǔ)設(shè)施與森林專用防火線融合建設(shè)。如，可在公共綠化、開放式公園區(qū)域內(nèi)，建設(shè)綠道、游步道、人工水系；在集中連片的項(xiàng)目造林區(qū)內(nèi)修筑林道。

3.3 森林火災(zāi)撲救體系建設(shè)

3.3.1 滅火基礎(chǔ)設(shè)施

上海市森林高度城市化，取水碼頭、輸水管網(wǎng)、消防栓等公共設(shè)施建設(shè)完備，考慮到火險(xiǎn)基本由人為用火產(chǎn)生，應(yīng)根據(jù)森林防火需要，在集中連片項(xiàng)目造林、城市公園、綠地的區(qū)域內(nèi)布設(shè)森林和公用一體化的以水滅火消防體系。在用水條件較好區(qū)域，可以參照城市消防標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)專用防火水管、消防栓等設(shè)施。在離取水碼頭較遠(yuǎn)區(qū)域，建設(shè)小微濕地、布設(shè)森林消防水池或者水桶水箱。小微濕地和森林消防水池水桶水箱樣式和位置，應(yīng)與城市景觀融合，與小節(jié)點(diǎn)相關(guān)公共建設(shè)設(shè)施結(jié)合，避免突兀破壞景觀環(huán)境。

3.3.2 建設(shè)各種形式的消防隊(duì)伍

上海市應(yīng)加強(qiáng)森林消防與公共應(yīng)急管理之間的溝通協(xié)調(diào)，從消防裝備、基礎(chǔ)設(shè)施、護(hù)林員隊(duì)伍等方面進(jìn)行綜合性建設(shè)，充分利用專業(yè)消防隊(duì)伍和各類養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍加強(qiáng)森林防火工作。護(hù)林員隊(duì)伍是森林防火、滅火的第一道防線，組織、建設(shè)、運(yùn)用好護(hù)林員隊(duì)伍，對提高林區(qū)用火管理水平具有重要作用，可以根據(jù)林區(qū)經(jīng)營情況和主體責(zé)任單位不同，建設(shè)不同類型的護(hù)林隊(duì)伍。上海市行業(yè)部門應(yīng)根據(jù)森林資源管理主體不同，結(jié)合森林管理與養(yǎng)護(hù)需要，配置正式職工與外聘護(hù)林員組成合理的護(hù)林員隊(duì)伍，其他林區(qū)作業(yè)單位，如供電、通訊、公路、水利部門等，在開展定期巡查時(shí)，也應(yīng)建設(shè)兼職巡護(hù)隊(duì)伍，兼顧自身設(shè)施周圍防火巡查。

3.4 森林火災(zāi)預(yù)防管控體系建設(shè)

3.4.1 加強(qiáng)火源控制管理

火源是上海市森林起火與蔓延的關(guān)鍵因素，加強(qiáng)火源管理是預(yù)防森林火災(zāi)中最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的工作?；鹪垂芸氐幕A(chǔ)是制定健全的野外用火審批程序，嚴(yán)格控制引起森林火災(zāi)的各種火源。林業(yè)主管部門和各級經(jīng)營主體應(yīng)采取多樣化手段對火源進(jìn)行管控，對生產(chǎn)用火要認(rèn)真執(zhí)行各地規(guī)定的野外用火制度，對生活和其他用火則應(yīng)嚴(yán)格控制。

3.4.2 加強(qiáng)林區(qū)防火宣傳

上海市森林火災(zāi)主要風(fēng)險(xiǎn)是人為活動，因此加強(qiáng)森林防火宣傳，作好思想工作，嚴(yán)格約束人類行為，規(guī)范林區(qū)及周邊區(qū)域生產(chǎn)生活用火，是減少和杜絕森林火災(zāi)的發(fā)生有效措施。林業(yè)管理部門及時(shí)建設(shè)宣傳設(shè)施，管理人員應(yīng)及時(shí)借助各種途徑宣傳普及森林防火知識與制度，使林區(qū)及周邊人群提高自身的防火意識與能力，并能主動參與到森林火災(zāi)防火工作中。

4 結(jié)語

城市森林的發(fā)展與城市密切相關(guān)，森林資源的特征也表現(xiàn)為高度破碎化、分布不均勻，且處在人口高度密集、經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展、人們生產(chǎn)生活高度頻繁的城市化地帶，受人為影響較大，其伴隨而來就是人為原因造成的森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)日益增加。有森林的地方就有森林火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，城市森林火災(zāi)最大風(fēng)險(xiǎn)來自于人為火源和可燃物，因此，應(yīng)該按照“預(yù)防為主、積極消滅”的森林防火總方針，根據(jù)城市森林火災(zāi)起火要素和森林資源現(xiàn)狀，通過科學(xué)分析風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)源，重點(diǎn)建設(shè)和完善城市森林火災(zāi)監(jiān)測、預(yù)防、撲救、管控4大大體系，加強(qiáng)火源和可燃物管理，約束人為生產(chǎn)生活用火，強(qiáng)化森林防火的長效機(jī)制建設(shè)，從而全面加強(qiáng)城市森林防火工作，最大限度地減少森林火災(zāi)對森林資源和社會生產(chǎn)生活的危害。