畢正能

（昆明市盤龍區(qū)滇源街道辦事處農(nóng)林水服務(wù)中心，云南 昆明 651709）

森林火災(zāi)，是指失去人為控制，在林地內(nèi)自由的蔓延和擴(kuò)展，對(duì)森林、森林生態(tài)系統(tǒng)以及人類帶來一定危害和損失的林火行為。森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害。近年來，全球氣候變化問題引起全人類的廣泛關(guān)注和重視，氣候變化在一定程度上影響未來世界社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是重構(gòu)全球經(jīng)濟(jì)和政治格局的重要因素之一［1］。加之全球氣候變化導(dǎo)致的全球增溫，造成的極端高溫事件（如干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風(fēng)暴、高溫天氣和沙塵暴等）、干旱、夏季降水減少，以及與全球變化相關(guān)的拉尼娜（LaNifio）、厄爾尼諾（EiNifio）、南方濤動(dòng)（Southern Oscillation）等現(xiàn)象使得中低緯度夏季森林火災(zāi)頻繁發(fā)生［2］。隨著全球氣溫不斷地變暖，全球很多的地區(qū)都在發(fā)生森林火災(zāi)，并且，火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越大，給森林帶來破壞［3］。我國(guó)是一個(gè)林火發(fā)生率較高的國(guó)家，林火造成的多種損失居高不下。我國(guó)森林資源相對(duì)較少，第七次全國(guó)森林資源清査結(jié)果顯示，我國(guó)森林面積約1．95億hm2，森林覆蓋率為20．36%。人均森林面積0．145hm2，不足世界人均占有量的1／4；森林蓄積量為10．151m3，只有世界人均占有量的1／7，全國(guó)喬木林生態(tài)功能數(shù)為0．54，生態(tài)功能好的僅占11．31%［4］。

云南省位于我國(guó)西南邊，與東北林區(qū)、東南林區(qū)和南方林區(qū)并列，是我國(guó)四大林區(qū)之一，森林面積達(dá)1 287．3萬hm2，森林覆蓋率為52．93%，蓄積量超過14億m3，居全國(guó)森林蓄積量第3位。云南省是一個(gè)有25個(gè)少數(shù)民族的山區(qū)省份，其森林資源豐富，也是我國(guó)重點(diǎn)林區(qū)之一，多種野生珍稀動(dòng)植物居全國(guó)之首，生物物種資源占全國(guó)種數(shù)近60%，自然保護(hù)區(qū)多達(dá)120個(gè)，素有“動(dòng)植物王國(guó)”之美譽(yù)［5－6］。云南省也是一個(gè)火災(zāi)發(fā)生比較頻繁的省份。特別是從2002年以來，云南處于夏秋季降水偏少、氣溫偏高的氣候背景下，加之春耕火源增多，這一時(shí)期是森林火災(zāi)的主要時(shí)期。2004年3月27日，云南省永平縣曲硐鎮(zhèn)三道河林區(qū)發(fā)生森林火災(zāi)，火勢(shì)嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)氐纳帧W(xué)校、通信設(shè)施和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，撲火救災(zāi)用80多個(gè)小時(shí)［7－8］。2006年3月8日上午，國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)云南省大理白族自治州蒼山突發(fā)森林大火，過火面積133．3 多hm2［9］。2010年5月8日云南省安寧青龍鎮(zhèn)筆架山發(fā)生火災(zāi)，山上植物以灌木、小楓樹和雜草為主，森林受損面積20多hm2［10］。

因此，進(jìn)行火因研究，做好森林防火工作，直接關(guān)系到森林資源的保護(hù)和林業(yè)工程的實(shí)施，對(duì)西部大開發(fā)、森林資源可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境建設(shè)均有重要意義。

1 火因分析

1．1 氣候條件

云南省總體上屬亞熱帶高原季風(fēng)區(qū)，干濕季節(jié)分明，降水量在季節(jié)上分配極為不均。每年11月至次年4月的冬春季為云南旱季，降水量只占全年的10%～20%，冬春季干旱多發(fā)。云南省的干季，清晨多露霧，相對(duì)濕度較大，地被物濕潤(rùn)，加之日氣溫差大，清晨氣溫低，風(fēng)速小，4～5h以后，增溫較快，風(fēng)速變大，相對(duì)濕度減小，枯枝落葉等可燃物變干，極易引燃［11］。

1．2 森林植被分布

云南是我國(guó)四大重點(diǎn)林區(qū)之一，針葉林分布最廣，共有1億畝以上，占全省有林地面積的74%。主要優(yōu)勢(shì)樹種為云南松（Pinus yunnanensis）、思茅松（Pinus kesiyavar．1angbianensis）、華山松（Pinus armandii Franch）、云杉 （Picea asperata）、冷杉、櫟類等［12］，尤其是云南松和思茅松，復(fù)層異齡，林分密度大，高度易燃，形成樹冠火，損失嚴(yán)重。云南松林易發(fā)生森林火災(zāi)，其燃燒值全部是由針葉有焰燃燒所貢獻(xiàn)的，受害也很嚴(yán)重，這與其主要生長(zhǎng)在土壤貧瘠的陽坡以及防火季節(jié)出現(xiàn)大量落葉有關(guān)［13－14］。思茅松主要分布在思茅、臨滄、西雙版納和德宏等地州［15］，云南松和思茅松的揮發(fā)物主要是萜烯類成分，其中β－蒎烯相對(duì)含量（云南松14．44%，思茅松41．68%）均高于α－蒎烯（云南松3．68%，思茅松9．72%）［16］，分子量較小的萜類化合物如單萜和倍半萜多為有特殊氣味的揮發(fā)性油狀液體，遇明火極易引起火災(zāi)，后果嚴(yán)重。華山松是云南省主要造林樹種，由于針葉油脂含量高，受森林火災(zāi)危害嚴(yán)重。華山松樹皮厚度小、導(dǎo)熱系數(shù)大、氧指數(shù)小，火燒時(shí)樹皮對(duì)內(nèi)部韌皮部和形成層活組織的保護(hù)作用有限，耐火性差［17－20］。華山松凋落物和腐殖質(zhì)含水率低，加之凋落物較細(xì)小、密實(shí)度大，一旦著火，燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，很可能引起腐殖質(zhì)陰燃，由于陰燃持火力強(qiáng)且維持高溫的時(shí)間較長(zhǎng)，造成樹干基部韌皮部、形成層細(xì)胞大范圍死亡，從而造成大量樹木死亡。

1．3 人為破壞

在云南省人口聚居的林區(qū)，歷來有燒荒燒墾、燒灰積肥的習(xí)慣，如果在干季用火不慎，很容易引起大面積的荒火，進(jìn)而毀燒林區(qū)。云南省引起森林火災(zāi)的火源，僅燒墾燒荒、燒灰積肥等就在50%以上。加之市民森林防火意識(shí)薄弱，隨地亂扔未熄滅的煙頭，而且森林防火法律法規(guī)及相關(guān)知識(shí)宣傳力度不夠，各縣（區(qū)）指揮員和林火管理員防火業(yè)務(wù)培訓(xùn)少，工作能力不高，都是發(fā)生森林火災(zāi)的原因［21］。

2 防火技術(shù)

隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間信息技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代后期，大部分國(guó)家根據(jù)本國(guó)實(shí)際情況，制定出各自的林火管理系統(tǒng)，因而大大提高了對(duì)林火的監(jiān)測(cè)、信息傳遞和撲救指揮的能力，很多國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者致力于林火時(shí)空分布格局的研究，相關(guān)研究已有大量的報(bào)道，涉及的研究區(qū)域也非常廣泛，其研究方法是基于研究區(qū)域多年來的林火統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（包括林火發(fā)生及過火面積、撲滅時(shí)間、火點(diǎn)地理坐標(biāo)、起火原因等），利用包括SPSS、ArcGIS、Matlab、R、S－Plus、SAS等空間分析和數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析工具，并使用遙感技術(shù)研究當(dāng)?shù)亓只饡r(shí)空變化規(guī)律［22］。我國(guó)在建立森林火災(zāi)撲救指揮系統(tǒng)方面比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟，我國(guó)許多單位也進(jìn)行了森林火災(zāi)管理信息系統(tǒng)的研究［23］。我國(guó)林火防火技術(shù)包括林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)、林火阻隔技術(shù)、林火監(jiān)測(cè)技術(shù)、林火通訊技術(shù)和林火撲救。

2．1 林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)

目前，在林火預(yù)報(bào)研究中常采用的主導(dǎo)因子是降水量或干旱日數(shù)、可燃物的含水量、溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)5個(gè)因素。一天之內(nèi)火險(xiǎn)高危時(shí)間一般在13：00～15：00時(shí)，因而在這段時(shí)間內(nèi)測(cè)定森林可燃物含水量能夠更為準(zhǔn)確的用作火險(xiǎn)評(píng)估［24］。舒立福等［25］報(bào)道用動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行林火預(yù)報(bào)，將可燃物濕度與氣象要素之間的關(guān)系引入火源因素，與點(diǎn)火試驗(yàn)等方法結(jié)合起來，應(yīng)用線性動(dòng)力學(xué)和非線性動(dòng)力學(xué)等數(shù)學(xué)方法，借助計(jì)算機(jī)模擬來進(jìn)行林火預(yù)報(bào)，其準(zhǔn)確性較高，可以預(yù)報(bào)火災(zāi)出現(xiàn)的時(shí)間、林火蔓延速度和林火強(qiáng)度等，是目前世界各國(guó)采用比較多的林火預(yù)報(bào)方法。溫廣玉等［26］利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，對(duì)著火樣本和不著火樣本進(jìn)行了重新劃分，訓(xùn)練一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括用一系列的輸例子和理想的輸出作為訓(xùn)練“樣本”，其二層感知器是在二維輸入空間上用三條相交的直線，根據(jù)一定的訓(xùn)練算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行足夠的訓(xùn)練，得到一個(gè)封閉區(qū)城以實(shí)現(xiàn)樣本集的正確劃分。但是，由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法是一種黑箱算法，其算法在選擇上難以說明其原理，因而對(duì)于在林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)上應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，還有待于進(jìn)一步研究。

2．2 林火阻隔技術(shù)

林火阻隔網(wǎng)絡(luò)是將自然的河灘、河流、裸地、池塘、水庫、山脊，難燃的森林和人為阻火障礙物如鐵路、公路、地道、防火溝、生土帶、防火線、防火林帶、火燒清理林地、農(nóng)田以及火燒清理跡地等，通過因地制宜，因害設(shè)防相互聯(lián)結(jié)成封閉網(wǎng)狀所形成的閉合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)由大到小，先易后難，在網(wǎng)絡(luò)中將所發(fā)生的林火盡量控制在最小網(wǎng)眼面積內(nèi)［27］。李世友等人［28］對(duì)昆明地區(qū)春季野生綠色草本類植物進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)鼠麴草（Gnaphalium affine）、毛連菜（Picris hieracioides）、千里光（Senecio scandens）、一年蓬（E－rigeron annuue）、水楊梅（Geum aleppicum）、珍珠菜（Lysimachia clethroides）、白三葉（Trrifo－lium repens）、三點(diǎn)金（Desmodium triflorum）等40種植物形成的綠色草帶具有防火、阻火的價(jià)值。李世友等人［29］提出利用城市消防研究與管理方法對(duì)森林防火分區(qū)及隔離帶的借鑒作用，并借鑒建筑避難層（間）加強(qiáng)林區(qū)的消防安全設(shè)施建設(shè)。另外，云南省西雙版納傣族自治州建成首個(gè)生物防火隔離帶，這對(duì)林業(yè)大省云南的森林防火工作將產(chǎn)生積極的作用。生物防火隔離帶是一種較新的森林防火方法，其研究主要集中在防火樹種的選擇、經(jīng)營(yíng)技術(shù)和防火機(jī)理上，為防止火災(zāi)蔓延而專門設(shè)置的具有一定寬度和長(zhǎng)度的無可燃物區(qū)域。通過鏟除林間通道兩側(cè)雜草，種植涵養(yǎng)水源豐富的扁竹根等植物，以達(dá)到阻止地表火蔓延的目的。目前，當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶種植模式已由先前的甘蔗地和固定耕作模式向茶＋林、農(nóng)田＋水域、茶＋樟樹轉(zhuǎn)變，并形成天然防火屏障［30－31］。

2．3 林火監(jiān)測(cè)技術(shù)

3S技術(shù)，即遙感（Remote Sensing RS）、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System GIS）和全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System GPS）的總稱，以其獨(dú)特的優(yōu)越性在林火監(jiān)測(cè)過程中發(fā)揮著巨大作用，在森林防火方面的應(yīng)用越來越廣泛。它是利用GIS的空間查詢、分析和綜合處理能力，RS的大面積獲取地物信息特征及GPS快速定位和獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的能力這三者有機(jī)結(jié)合形成一個(gè)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)的綜合。GIS技術(shù)采用交會(huì)方法將林火的位置定位在地圖上。GPS可以將隊(duì)伍行進(jìn)的路線和位置及時(shí)的傳輸?shù)椒阑鹬笓]地理信息系統(tǒng)之中，并通過GIS準(zhǔn)確地定位到地圖之中，因而可以及時(shí)調(diào)整和糾正撲火行動(dòng)的位置、方向和到達(dá)的目的地［32］。梅蓉［33］探討了基于3S技術(shù)的森林防火C3I（［指揮（Command）、通信（Communication）、控制（Control）、情報(bào)（Intelligence）］指揮自動(dòng)化系統(tǒng)參考模型，實(shí)現(xiàn)火情信息的及時(shí)采集、傳輸、處理自動(dòng)化，結(jié)合計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，協(xié)助指揮人員對(duì)火情進(jìn)行科學(xué)的判斷和調(diào)度處理，可將實(shí)時(shí)火場(chǎng)狀態(tài)和撲救過程同時(shí)傳遞到指揮中心大屏幕上，為指揮人員指揮決策提供一定的依據(jù)。徐虹等人［34］利用遙感、GIS技術(shù)，采用加權(quán)疊置法，將云南省森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)指數(shù)劃分為沒有危險(xiǎn)、低度危險(xiǎn)、中度危險(xiǎn)、高度危險(xiǎn)和極度危險(xiǎn)5個(gè)等級(jí)。該預(yù)報(bào)模型更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)發(fā)生林火的可能性，能夠更好地滿足森林防火需求。

2．4 林火通訊技術(shù)

世界上發(fā)達(dá)國(guó)家的森林防火通訊技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)地面通訊、地對(duì)空和空對(duì)空通訊。美國(guó)利用衛(wèi)星通信和電子天線實(shí)現(xiàn)了覆蓋全國(guó)，特別是偏遠(yuǎn)林區(qū)的通訊，可及時(shí)高效并迅速的監(jiān)測(cè)火情。加拿大則形成了主要由地面站、微波通訊塔、防火基地、聯(lián)絡(luò)站、無人中繼站、無線電通訊和空中飛機(jī)組成的林火通訊系統(tǒng)。完善的裝備和通訊設(shè)施，讓這些國(guó)家的森林防火力量形成了一個(gè)有序的整體，因而大大提高了工作效率［35］。1995年，云南省防火安全委員在昆明召開首次全體會(huì)議，出臺(tái)了《云南省消防群防群治條例》、《云南省公共文化娛樂場(chǎng)所消防管理規(guī)定》等法規(guī)，提高了防火部隊(duì)建設(shè)和備戰(zhàn)建設(shè)［36］。邵劍飛［37］在消防產(chǎn)品監(jiān)督管理工作現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合《云南省消防產(chǎn)品監(jiān)督制度》，建立消防監(jiān)督檢查管理系統(tǒng)的總體模型，對(duì)利用面向?qū)ο笠?guī)范的［38］系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，并結(jié)合云南省的實(shí)際情況，創(chuàng)新性地在全國(guó)首次提出了利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)消防產(chǎn)品網(wǎng)上驗(yàn)證服務(wù)的管理新思路［39］，落實(shí)防火措施，實(shí)現(xiàn)全省對(duì)消防產(chǎn)品的統(tǒng)一管理，以技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)云南省消防產(chǎn)品監(jiān)督工作的快速發(fā)展與完善，在人力防火的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高防火、滅火的效率。近年來，云南省立足自身省情，出臺(tái)加強(qiáng)和改進(jìn)《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)消防工作的實(shí)施意見》、《云南省消防工作“十二五”發(fā)展規(guī)劃》、《云南省地方消防經(jīng)費(fèi)保障標(biāo)準(zhǔn)》、《云南省消防技術(shù)服務(wù)管理規(guī)定》和《云南省建筑消防監(jiān)督管理規(guī)定》等多個(gè)政策性文件和地方政府規(guī)章，為全面推動(dòng)各州市消防工作的發(fā)展提供了有力的政策和依據(jù)，有力牽引和推進(jìn)了全省消防事業(yè)科學(xué)、健康、快速的發(fā)展［39］。

2．5 林火撲救

直升飛機(jī)吊桶滅火技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)部分林區(qū)林火撲救的一種新型手段，具有及時(shí)高效的特點(diǎn)，吊桶可以隨時(shí)折疊和拆卸，拆卸較為方便，而且占用空間小、重量輕、易于搬運(yùn)和攜帶［40］。楊旭東［41］分析了大理市森林防火現(xiàn)狀，提出要全面落實(shí)森林防火責(zé)任制，確保責(zé)任到人、廣泛深入地開展森林防火宣傳教育，使“護(hù)林防火，人人有責(zé)”成為人們的自覺行動(dòng)。還要進(jìn)一步強(qiáng)化火源管理，不要在林子里隨便扔未燃盡的煙頭，普及科學(xué)防火、安全撲火常識(shí)。加強(qiáng)森林防火基礎(chǔ)建設(shè)和巡山護(hù)林、快速撲火專業(yè)隊(duì)伍和武警森林中隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的建設(shè)，真正構(gòu)筑起森林防火地方政府行政領(lǐng)導(dǎo)負(fù)全責(zé)的工作機(jī)制，加強(qiáng)林火撲救指揮系統(tǒng)建設(shè)。國(guó)家制訂了《全國(guó)森林火險(xiǎn)區(qū)劃等級(jí)》、《撲救森林火災(zāi)技術(shù)》、《全國(guó)森林火險(xiǎn)天氣等級(jí)》、《森林火災(zāi)成因和森林資源損失調(diào)查方法》、《中國(guó)森林火災(zāi)編碼》、《森林火災(zāi)撲救技術(shù)規(guī)程》、《森林防火瞭望臺(tái)瞭望觀測(cè)技術(shù)規(guī)程》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為林火管理和撲救工作提供政策支撐。

3 結(jié)論

云南省森林覆蓋率大，加之特殊的氣候條件，導(dǎo)致其極易發(fā)生森林火災(zāi)。近年來，云南省把生態(tài)建設(shè)放在林業(yè)工作的首位，大力推進(jìn)天然林保護(hù)、退耕還林、防護(hù)林體系建設(shè)、石漠化治理、農(nóng)村能源建設(shè)等重點(diǎn)工程和生態(tài)效益補(bǔ)償制度。云南實(shí)施“綠水青山”計(jì)劃，建西南綠色屏障、創(chuàng)興林富民大業(yè)、揚(yáng)七彩云南文化，努力把云南建設(shè)成為生態(tài)系統(tǒng)更加完備、林業(yè)產(chǎn)業(yè)更加發(fā)達(dá)、森林文化更加繁榮、人與自然更加和諧的“森林云南”。因此，做好森林防火滅火工作并繼續(xù)研究新的防火措施對(duì)云南省的建設(shè)有很大的促進(jìn)作用。

雖然云南省森林防火取得了很大的進(jìn)展，但是還應(yīng)繼續(xù)努力開展火險(xiǎn)天氣、火險(xiǎn)形勢(shì)的科學(xué)研究和短期、中長(zhǎng)期火險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，逐步建立云南省林火預(yù)報(bào)系統(tǒng)；加強(qiáng)以防火林帶網(wǎng)絡(luò)和體系建設(shè)為主的生物防火建設(shè)，提高對(duì)初發(fā)火的阻隔能力；要盡快建立云南省森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)地面、航空和衛(wèi)星監(jiān)測(cè)一體化系統(tǒng)，就必須盡快完成全國(guó)衛(wèi)星林火監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。加快微機(jī)輔助決策系統(tǒng)、GIS森林資源地理信息系統(tǒng)和GPS全球定位系統(tǒng)建設(shè)的步伐，還要加強(qiáng)云南省防火通訊設(shè)備，先進(jìn)的通訊設(shè)備，可加快森林火情的傳遞，為制定正確決策提供可靠的信息。加強(qiáng)航空飛機(jī)滅火和化學(xué)滅火的力度，實(shí)現(xiàn)撲火機(jī)具現(xiàn)代化，加強(qiáng)研究和開發(fā)高效的、多種適用于林區(qū)的滅火工具。

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