森林火災(zāi)撲救技術(shù)與協(xié)同機(jī)制創(chuàng)新研究

引言

森林火災(zāi)頻發(fā)不僅對(duì)森林資源造成直接破壞，還對(duì)全球氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)平衡產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年至2023年，全球范圍內(nèi)年均森林火災(zāi)面積約達(dá)500萬(wàn)公頃，其中我國(guó)占比約為 12% （國(guó)家林草局，2023)[1]。大興安嶺林區(qū)作為我國(guó)重要的生態(tài)屏障，其森林火災(zāi)頻次和受災(zāi)面積雖然近年來(lái)呈下降趨勢(shì)，但撲救過(guò)程中仍面臨諸多技術(shù)和管理挑戰(zhàn)。如何利用先進(jìn)技術(shù)提高撲救效率，并通過(guò)跨部門協(xié)作建立有效的防控體系，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

一、森林火災(zāi)撲救技術(shù)現(xiàn)狀

(一)火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)

森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)工作是確保撲救效率和火災(zāi)防控的重要基礎(chǔ)。目前，隨著科技的不斷進(jìn)步，森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段日益豐富與精準(zhǔn)。衛(wèi)星遙感技術(shù)是大范圍火災(zāi)監(jiān)測(cè)的重要手段，通過(guò)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星捕獲的遙感影像，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火點(diǎn)、火線及煙霧擴(kuò)散情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其中，以MODIS（中分辨率成像光譜儀）和Landsat（陸地衛(wèi)星）為代表的衛(wèi)星系統(tǒng)具備高頻次、廣覆蓋的特點(diǎn)，能夠?yàn)榛馂?zāi)監(jiān)測(cè)提供精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)支持。這些衛(wèi)星可通過(guò)短波紅外和熱紅外波段探測(cè)地表異常溫度，快速鎖定火點(diǎn)位置，并結(jié)合氣象數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)火災(zāi)的擴(kuò)散趨勢(shì)，為科學(xué)制定滅火方案提供數(shù)據(jù)參考。

無(wú)人機(jī)巡查和地面監(jiān)控設(shè)備在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的作用也日益突出。無(wú)人機(jī)因其靈活性和機(jī)動(dòng)性，能夠在復(fù)雜地形條件下開(kāi)展近距離火場(chǎng)偵察，獲取高分辨率的實(shí)時(shí)圖像和視頻信息。這一手段不僅彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感空間分辨率不足的短板，還能對(duì)火場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行細(xì)致記錄，為滅火人員提供精準(zhǔn)的火場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖[2]。同時(shí)，地面監(jiān)控設(shè)備如火災(zāi)探測(cè)傳感器和高清攝像頭，在火災(zāi)高發(fā)區(qū)域起到了重要的早期預(yù)警作用。這些設(shè)備能夠全天候監(jiān)測(cè)局部環(huán)境溫濕度、煙霧濃度等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患并發(fā)出警報(bào)，從而大幅提升火災(zāi)防控的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。綜合來(lái)看，多技術(shù)手段的結(jié)合為森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)提供了多層次的保障，有力支撐了撲救和防控工作的高效開(kāi)展。

（二）撲救設(shè)備與技術(shù)

當(dāng)前，森林火災(zāi)撲救技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷革新，專業(yè)化裝備和先進(jìn)手段在撲救工作中發(fā)揮了重要作用。直升機(jī)和滅火飛機(jī)是現(xiàn)代森林火災(zāi)撲救中的重要空中力量，尤其在火災(zāi)初期的快速控制方面表現(xiàn)突出。直升機(jī)常配備吊桶灑水設(shè)備，能夠靈活地在復(fù)雜地形條件下精準(zhǔn)投放滅火劑；大型滅火飛機(jī)以定點(diǎn)投彈技術(shù)為主，攜帶大容量滅火劑，在大面積火場(chǎng)撲救中展現(xiàn)出高效能。這些航空設(shè)備的應(yīng)用，不僅提升了撲救效率，還減少了人員進(jìn)入危險(xiǎn)火場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)。

地面撲火裝備和智能化系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步完善了撲救體系。在地面撲火作業(yè)中，風(fēng)力滅火機(jī)、多功能滅火工具組等裝備因其高效性和操作簡(jiǎn)便性得到廣泛應(yīng)用。特別是在火場(chǎng)清理和控制火線蔓延時(shí)，這些工具為撲火隊(duì)伍提供了有力支持。近年來(lái)，智能化系統(tǒng)的引入顯著提升了撲救決策的科學(xué)性。通過(guò)火情研判系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)獲取火場(chǎng)數(shù)據(jù)，并通過(guò)分析火勢(shì)蔓延方向，提出優(yōu)化的撲救方案。這種科學(xué)化、精準(zhǔn)化的技術(shù)手段為森林火災(zāi)的高效處置提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

（三）火災(zāi)撲救技術(shù)的不足

目前森林火災(zāi)撲救技術(shù)雖有進(jìn)步，但仍存在不足。衛(wèi)星遙感雖覆蓋廣，但在復(fù)雜地形條件下精度有限；無(wú)人機(jī)續(xù)航和載重有待提升，受天氣影響大；航空滅火設(shè)備在特殊地形投放精準(zhǔn)度不夠；地面撲火裝備智能化程度低，難以實(shí)時(shí)反饋火場(chǎng)信息。因此，應(yīng)研發(fā)高精度、適應(yīng)復(fù)雜地形的監(jiān)測(cè)設(shè)備，提高無(wú)人機(jī)性能并拓展應(yīng)用場(chǎng)景；優(yōu)化航空滅火設(shè)備投放技術(shù)；加強(qiáng)地面裝備智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)火場(chǎng)信息實(shí)時(shí)交互，以提升撲救效率和精準(zhǔn)度。

二、森林火災(zāi)協(xié)同機(jī)制的實(shí)踐與優(yōu)化

(一)協(xié)同機(jī)制的重要性

森林火災(zāi)撲救涉及多部門、多層級(jí)、多地域的協(xié)作。協(xié)同機(jī)制的建立能夠有效整合資源，提高應(yīng)急響應(yīng)效率。以2022年大興安嶺某次火災(zāi)為例，聯(lián)合多部門行動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間較單一部門快 35% ，火災(zāi)控制面積減少 20% 。

(二)協(xié)同機(jī)制的現(xiàn)狀與問(wèn)題

目前，我國(guó)在森林火災(zāi)撲救協(xié)同機(jī)制方面仍存在一些亟待改進(jìn)之處。首先，信息共享不足是突出問(wèn)題之一。缺乏統(tǒng)一的火災(zāi)信息平臺(tái)，各部門間的火情數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效共享，導(dǎo)致火災(zāi)信息傳遞滯后，影響了應(yīng)急響應(yīng)的時(shí)效性。其次，聯(lián)動(dòng)機(jī)制完善也是一大短板。在跨區(qū)域火災(zāi)撲救中，部門之間的協(xié)調(diào)和資源調(diào)配存在效率低下的情況，難以形成快速反應(yīng)和高效協(xié)同的撲救體系。這不僅延誤了最佳撲救時(shí)機(jī)，還可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)或配置不當(dāng)[3]。最后，部分地區(qū)的應(yīng)急預(yù)案更新滯后，未能充分適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展和森林火災(zāi)的新挑戰(zhàn)。尤其是在火災(zāi)復(fù)雜性和不確定性不斷提高的情況下，缺乏動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化的預(yù)案難以有效指導(dǎo)撲救行動(dòng)。這些問(wèn)題表明，在森林火災(zāi)撲救協(xié)同機(jī)制方面，需要進(jìn)一步加強(qiáng)信息化建設(shè)，完善跨部門和跨區(qū)域的協(xié)作機(jī)制，并加快應(yīng)急預(yù)案的動(dòng)態(tài)更新，以提升綜合撲救能力。

（三）協(xié)同機(jī)制的創(chuàng)新路徑

為提升森林火災(zāi)撲救的協(xié)同能力，應(yīng)著力從多個(gè)方面加強(qiáng)體系建設(shè)。首先，建立綜合信息平臺(tái)，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)整合火災(zāi)監(jiān)測(cè)、資源調(diào)配和決策支持等關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)多部門間的共享與實(shí)時(shí)協(xié)作，提高信息流轉(zhuǎn)效率。其次，優(yōu)化資源配置模式，建立動(dòng)態(tài)資源調(diào)配機(jī)制，根據(jù)火情等級(jí)合理分配消防力量和設(shè)備，確保資源的科學(xué)、高效利用。再次，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)跨區(qū)域聯(lián)動(dòng)，在重點(diǎn)林區(qū)設(shè)立區(qū)域性聯(lián)合指揮中心，統(tǒng)籌火情監(jiān)測(cè)、力量部署和火災(zāi)聯(lián)防聯(lián)控工作，提升跨區(qū)域協(xié)作水平。最后，推進(jìn)常態(tài)化的培訓(xùn)與演練，模擬不同火災(zāi)場(chǎng)景，提升各級(jí)人員的協(xié)同作戰(zhàn)能力和應(yīng)急反應(yīng)水平，從而增強(qiáng)撲救工作的整體戰(zhàn)斗力。這些措施的綜合實(shí)施，將為森林火災(zāi)防控體系注入更強(qiáng)的韌性和活力。

三、數(shù)據(jù)分析與案例研究

（一)背景與火情

2017年5月2日12時(shí)15分，內(nèi)蒙古大興安嶺畢拉河林業(yè)局某林場(chǎng)發(fā)生特大森林火災(zāi)?；馂?zāi)因管護(hù)站司爐工傾倒燃燒剩余物殘?jiān)?。由于植被干枯、氣溫較高，加之風(fēng)力較大且風(fēng)向不定，火勢(shì)迅速蔓延。初期過(guò)火面積迅速擴(kuò)大，至5月5日火場(chǎng)面積已達(dá)1.15萬(wàn)多公頃，給撲救工作帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。由于火場(chǎng)位置偏遠(yuǎn)，地形復(fù)雜，通信信號(hào)和交通條件受到限制，初期撲救工作面臨多重困難。盡管當(dāng)?shù)匮杆僬{(diào)動(dòng)相關(guān)力量展開(kāi)撲救，但強(qiáng)風(fēng)、干燥天氣以及火場(chǎng)的復(fù)雜條件導(dǎo)致火情一度失控。面對(duì)如此惡劣的環(huán)境，撲救隊(duì)伍需要克服高溫、濃煙和復(fù)雜地勢(shì)等挑戰(zhàn)，盡全力保護(hù)林區(qū)及周邊人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

(二)協(xié)同機(jī)制介入

1.信息共享

在此次森林火災(zāi)撲救過(guò)程中，信息共享發(fā)揮了重要作用。通過(guò)建立統(tǒng)一的火情信息平臺(tái)，火災(zāi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得以實(shí)時(shí)整合并共享至各相關(guān)部門。這種信息同步機(jī)制確保了火情信息能夠快速傳遞，各部門能夠及時(shí)了解火災(zāi)發(fā)展情況及撲救進(jìn)展，從而實(shí)現(xiàn)高效協(xié)作?；鹎楸O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和實(shí)時(shí)性為撲救指揮提供了有力支撐，減少了信息滯后對(duì)決策和行動(dòng)帶來(lái)的不利影響，為科學(xué)調(diào)度資源奠定了基礎(chǔ)。

2.資源調(diào)配

在撲救行動(dòng)中，資源調(diào)配的高效性是決定撲救成效的關(guān)鍵。在此次火災(zāi)中，迅速啟用了多架次的直升機(jī)滅火，用于高空灑水和火線壓制，為地面撲救爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間。同時(shí)，地面調(diào)集了近萬(wàn)人次參與撲救，包括專業(yè)撲火隊(duì)伍和地方應(yīng)急力量?？盏貐f(xié)同作戰(zhàn)的模式充分利用了航空力量的快速響應(yīng)和地面人員的近距離作業(yè)優(yōu)勢(shì)，提升了整體撲救效率，遏制了火勢(shì)的進(jìn)一步擴(kuò)散。

3.決策支持

決策支持系統(tǒng)為此次撲救提供了重要技術(shù)保障。通過(guò)火場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與分析，智能化火情研判系統(tǒng)能夠精確預(yù)測(cè)火勢(shì)蔓延方向及速率，為指揮中心制定撲救方案提供科學(xué)依據(jù)。在系統(tǒng)建議下，撲救隊(duì)伍合理布置火線攔截點(diǎn)，調(diào)整作戰(zhàn)策略，有效阻止了火勢(shì)向重點(diǎn)區(qū)域擴(kuò)散。這種基于數(shù)據(jù)分析的決策模式，不僅提高了撲救效率，還顯著降低了人員和資源損耗。

（三）結(jié)果與分析

1.響應(yīng)時(shí)間大幅縮短

在此次撲救行動(dòng)中，通過(guò)優(yōu)化協(xié)同機(jī)制和提升調(diào)度效率，響應(yīng)時(shí)間縮短至3小時(shí)，比傳統(tǒng)機(jī)制快約1.5小時(shí)。這一改進(jìn)得益于火情信息共享平臺(tái)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，各相關(guān)部門能夠在火情初發(fā)階段快速獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)并立即展開(kāi)行動(dòng)。響應(yīng)時(shí)間的縮短顯著提高了撲救的及時(shí)性，為遏制火勢(shì)蔓延贏得了寶貴時(shí)機(jī)，減少了火災(zāi)對(duì)森林資源和周邊區(qū)域的威脅。

2.火災(zāi)控制面積顯著減少

通過(guò)精準(zhǔn)決策支持和高效資源調(diào)配，此次火災(zāi)的控制面積減少至1200公頃，大大低于傳統(tǒng)撲救機(jī)制下的平均值。航空和地面力量的緊密配合，加之動(dòng)態(tài)調(diào)整的撲救方案，有效阻止了火勢(shì)向更大范圍擴(kuò)散。對(duì)火場(chǎng)范圍的快速控制不僅減少了林區(qū)損失，還降低了撲救成本，為后續(xù)的災(zāi)后恢復(fù)工作創(chuàng)造了良好條件。這一成果彰顯了現(xiàn)代化撲救技術(shù)和科學(xué)指揮的重要作用。

四、未來(lái)發(fā)展方向

(一)智能化與數(shù)字化融合

森林火災(zāi)防控工作正逐步邁向智能化與數(shù)字化。通過(guò)推進(jìn)5G、大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的深度應(yīng)用，可構(gòu)建覆蓋全面的智能監(jiān)控與決策系統(tǒng)。5G技術(shù)的高速通信能力使火情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸成為可能。大數(shù)據(jù)分析能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)火災(zāi)發(fā)展趨勢(shì)，而AI技術(shù)提供了火情研判與優(yōu)化決策支持。這種多技術(shù)融合的模式，不僅提升了火災(zāi)預(yù)警和撲救效率，還為森林資源的保護(hù)提供了堅(jiān)實(shí)保障[4]。

（二）生態(tài)修復(fù)與火災(zāi)管理結(jié)合

在森林火災(zāi)撲救工作中，除了及時(shí)控制火災(zāi)外，還應(yīng)加強(qiáng)火災(zāi)后的生態(tài)修復(fù)工作。因此，研究火災(zāi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響，評(píng)估其對(duì)生物多樣性、水土保持和空氣質(zhì)量等方面的損害，成為重要任務(wù)。同時(shí)，探索預(yù)防與恢復(fù)相結(jié)合的策略，制定科學(xué)的生態(tài)修復(fù)方案。通過(guò)恢復(fù)受損生態(tài)環(huán)境，提升森林的自我恢復(fù)能力，不僅能減少火災(zāi)的后續(xù)影響，還能為未來(lái)的火災(zāi)防控提供更加堅(jiān)實(shí)的生態(tài)基礎(chǔ)。

（三）國(guó)際合作與經(jīng)驗(yàn)共享

加強(qiáng)國(guó)際合作與經(jīng)驗(yàn)共享是提升森林火災(zāi)撲救能力的重要途徑。通過(guò)借鑒其他國(guó)家在火災(zāi)監(jiān)測(cè)、資源調(diào)配和撲救策略等方面的成功經(jīng)驗(yàn)，可以為本地防控體系提供有益參考。同時(shí)，積極參與國(guó)際技術(shù)交流與合作，引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備和管理理念，有助于彌補(bǔ)自身短板。通過(guò)全球化的合作與實(shí)踐，不僅能夠提升森林火災(zāi)的應(yīng)對(duì)能力，還能為保護(hù)全球生態(tài)環(huán)境作出積極貢獻(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

森林火災(zāi)撲救技術(shù)與協(xié)同機(jī)制的創(chuàng)新是保障生態(tài)安全的重要手段。隨著火災(zāi)發(fā)生頻率和復(fù)雜程度的增加，僅依靠傳統(tǒng)手段難以滿足現(xiàn)代森林火災(zāi)防控需求。通過(guò)引入先進(jìn)技術(shù)，如5G、大數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)與人工智能，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、科學(xué)決策和高效撲救。同時(shí)，優(yōu)化協(xié)同機(jī)制，建立統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)和跨區(qū)域聯(lián)合指揮中心，有助于提升資源調(diào)配效率和多部門協(xié)作能力。未來(lái)，火災(zāi)防控工作應(yīng)更加注重技術(shù)與機(jī)制的深度融合，推動(dòng)動(dòng)態(tài)資源調(diào)配、智能決策支持與常態(tài)化演練的全方位發(fā)展。通過(guò)構(gòu)建高效的撲救體系，不僅能夠顯著提升火災(zāi)應(yīng)急處置能力，還能減少生態(tài)環(huán)境損失，促進(jìn)森林資源的可持續(xù)利用，為生態(tài)文明建設(shè)和生物多樣性提供堅(jiān)實(shí)保障。

參考文獻(xiàn)

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