适应林业生态系统的森林防火策略研究

2022-03-16保涛志

农业灾害研究 2022年10期

保涛志

甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心大河口自然保护站，甘肃民乐 734500

作为我国重要的生态资源，森林存在的意义十分重要，其作为陆地生态资源最关键的一部分，对生态循环有着非常重要的作用。森林不仅含有大量木材资源和其他动植物副产品，还保存了许多珍稀动植物物种，是物种的基因库；森林就是地球的净化系统，可吸收二氧化碳，提高空气质量，转换氧气，吸灰降尘，吸收有毒气体；森林还能够美化环境，净化水源，调节气候，改善人类生态环境，降低风速，防风止沙，缓解土壤荒漠化和沙尘暴的形成，保持水土。1987年5月6日，大兴安岭北部发生了极为罕见的巨型森林大火,大火燃烧了28 d ,跨越了约100 km，造成了巨大的直接损失与间接损失[1]。

因此，为提高森林防火的安全性、保障林业生态系统的完整性，森林生态防火势在必行。以保持生态系统稳定性为起点，结合当地实际情况，运用现代化科技，综合考虑实施适应林业生态系统的森林防火措施，探索适合当地森林林区生态防火的道路。

1 生态防火的特点

1.1 森林生态防火效果好

森林防火的主要目标在于减少可燃物的数量，降低可燃物的易燃性，即提高森林本身的耐火性。森林内的可燃物是产生森林火灾的基本条件之一，因为不同的植物有不同的燃点，所以选种耐火性强的植物可以更好地发挥阻火、防火功能，由此可以从源头降低森林火灾发生的概率。

1.2 森林生态防火可持续时间长

相比于人工森林防火措施，生态防火周期长，利用森林改造后的难燃性与抗火性防止火灾。在构建生态防火带后，可持续时间长，一般持续年限与树木寿命同等，能够长时间地预防森林火灾的发生。

1.3 森林生态防火可靠性强

随着科技的发展和时代的进步，森林防火建立了预测预报、防火阻隔网、森林火灾自动化监控系统等，但正因为人工的干预，电子设备和人工造物的可靠性较差，若监控不当，易导致用电起火，引发森林火灾。而森林生态防火的可靠性强，对森林生态的影响较小，可有效地防止森林火灾的发生。

1.4 森林生态防火存在一定的经济效益

在生物防火带上，可选择具有经济价值不易燃的野生或栽培植物，如药材、蔬菜、果树等植物，建立绿色生态防火带，有计划地、科学合理地种植、栽培、采收，这样便可以在实现森林生态防火的同时，为林区人员带来经济效益，或减少森林防火的资金投入。森林下也可以种植一些抗火性好、不易燃的植物或药材，更好地发挥阻火性，防治地下火的产生。

1.5 森林生态防火的重要生态意义

森林火灾的危害远远不止直接的木材、药材、自然资源的损失，还会间接影响整个森林生态系统的平衡，使得许多珍贵动植物资源在大火中消亡，造成的生态损失无法估计[2]。森林生态防火措施可以调节森林生态系统结构，增加物种的多样性，恢复森林系统的结构层次和复杂多样性，随即提高森林生态系统的调节能力，从而增加森林生态系统的稳定性。从长远来看，森林生态防火是一条实现生态自然恢复的必经之路。

2 生态防火策略

生态防火的目标是在不破坏、不干扰森林生态的情况下，保持生态系统的稳定性。要做好森林防火工作，必须从森林生态长远发展的角度考虑森林育苗、林区改造规划工作，提高森林的抗火、耐火性，保持森林生态系统的稳定性，最后达到森林防火的目的。常见的生态防火措施有以下几点。

2.1 提升森林自身防火性，降低可燃物的危险性

在造林过程中，应因地制宜，正确选择适应当地防火带的植物，比如经济价值高、耐火性好的常绿阔叶树种。一般来说，适合作为防火带的植物，一般是含水量高、耐火性强、枝叶茂密、含油量低、难燃、生长快、冠层闭合快、适应性强、萌芽能力强的树木。

防火能力较强的常见树种有紫穗槐、刺槐、柿子、海桐、冬青、女贞、毛白杨、元宝械、水曲柳、火炬树、柯木等。相反，桦树、蒙古栎、落叶松、油松、偃松、兴安桧、桉树、橡树、丁香、侧柏的防火能力较差，此类树种应避免选用。在选择防火带植物时，应坚持适地适树的选种原则，并充分发挥选种树木的防火能力。

目前，中国南部应用最广泛的耐火带种类是木荷，木荷的含水量极高，有助于减缓火灾蔓延。部分地方还使用黑墨、绿钩烤、闽粤烤、苦楚、油茶、红椎、麻栎等；景区内还可使用海桐、青冈、水曲柳、石斛、楠木、冬青、桂花等。一些经济类作物如柑橘也可作为防火树种。

2.2 调节森林生态结构，减少易燃物的积累

从理论来看，危险天气、火源及可燃物构成了森林火灾产生的三要素。其中，危险天气是不可控的，只能在防火期间测量计算相关天气指标，并进行预防。火源是发生森林火灾的起因，常常是人为因素导致的。可燃物决定了森林火灾的大小和规模，是森林火灾产生的因素之一。在这3个条件中,人类可以采取各种措施进行控制的只有2/3，即减少可燃物的数量、控制火源。只要控制其中的一个因素,将极大地降低发生森林火灾的概率。因此，控制森林火灾发生大小的关键是控制可燃物的积累量。

（1）尽量减少森林中的荒山、荒地以及空地。林区内的草地和空地大多为禾本科、莎草科等草本植物或死地植物，干燥后都极易燃烧，常为火源；森林之间的空地、稀疏的幼林、贫瘠的山脉及荒地等也长满了杂草和灌木，这些杂草和灌木高度易燃，经常引起火灾。森林火源主要为荒山、荒地、空地及林缘道路两侧。如果这些地方尽快种植防火树种，并加强抚育管理，很快就会形成森林生态，这不仅会减少林地杂草，而且会增加森林覆盖率。它将提高森林的耐火性，减少火灾发生的可能，提高林地的利用率。

（2）日常清理森林可燃物数量。根据当地实情，应经常进行林区间伐和卫生采伐，及时清除枯死树、枯死树、腐烂树，尤其是在可燃、易燃树种之间，应合理修剪树枝，清除下垂近地面的树枝枯枝。这既可以减少死可燃物的数量，降低下层火势蔓延转变为上层火的可能，又可以减轻树木压力，促进树木的生殖生长。

（3）及时清理采伐迹地和火烧迹地。林区内的火烧迹地和采伐迹地遗留下来的伐木残留物、枯枝落叶以及燃烧残留物大多为易燃物，应及时进行清理，以免发生森林火灾。

（4）计划火烧。计划烧除可燃物是以火防火的有效方式。如果使用得当，不仅可以降低森林大火发生的可能性，还可以提高树木的生长速率。因为在焚烧之后，摧毁大量生长茂盛的植物，还能促进植物新种子的发芽。燃烧的灰烬也可以作为天然的高效复合肥料，富含氮、磷、钾以及肥沃的腐植质与土壤养分，有利于林区中其他各种资源的繁衍，这对树木生长和自然演替进化极其有益。但同时，野生用火极其危险。如果使用不当，容易引起火灾，甚至造成严重失火。因此，在实际应用中必须注意消防安全。

2.3 构建绿色生物防火带，减缓火势蔓延

生物带防火的概念是指使用园林绿化动植物作为防火带，包括乔木、灌丛、草本以及移栽植被。通过育种、造林、培养等管理方式,可以大大减少林区易燃物的堆积,进一步提高树木本身的抗火性，形成自然生物防火带，防止或延缓林区火灾的传播[3]。生物防火带可以绿化、美化、净化人类生存的生态环境，调节森林结构，增加物种多样性，提高森林生态系统的稳定性，具有重要的生态意义[4]。

在生物防火带上从事人类农业活动可以起到生态防火的作用。只要人们从事防火带的农业活动，防火带就能起到持久的防火作用。利用黄芪、柑橘、油菜、小麦等经济作物，或选择具有食用、药用等价值的野生植物或栽培植物建立生物防火区，不但可以起到防火作用，而且可以取得一定的经济效益。坚持生物防火，不仅可以减少森林火灾造成的直接经济损失，还可以减少森林防火和消防所需的投资。

例如，东北林区落叶松防火带的防火效果可以持续30～40年，这是任何其他防火措施所无法比拟的[5]。生物防火带除了可靠、有效外，还可以长期保持防火效果。同时，可以通过在林区构建生态防火，不仅可以增加林区的就业机会，带动林区经济产业的发展，还可以改善林区生活人员的经济条件，具有显著的经济价值。

3 科学的森林防火策略

3.1 建立智慧森林火灾监控系统

森林火灾监测系统的安装以智能林业为核心主题，按照投资少、多整合、重实效、强应用的建设理念，实现林业监测24 h积极管理，全面提高安全森林防火监控水平。这是一种先进、有效的预警机制，能够对大范围森林资源进行全天候实时监测，在森林发生火灾或存在不明烟雾时自动报警，并确定火灾点位置。一旦发生火灾，它会自动报警，并立即通知消防人员，利用这种反应迅速的预警机制为森林防火预警提供十分有效的解决方案[6]。

通常在地面设置森林防火监控预警系统，系统由视频采集系统、烟火热成像识别系统、太阳能供电系统一体化集成，包括摄像机、太阳能供电储电板、野外大型防护罩、数字云台、前端传输网络等。综合形成整片的林区烟火与热源地形图，24 h对森林林区进行监控管理。

空中设置森林防火监控巡航系统，包括巡航机巡逻、无人机巡航、遥感卫星检测预计等。在地面难以勘察或地面监控死角处进行巡航监测，实现天地一体，全领域、全天候、全连接的一体化监测预警，全方位了解森林环境变化情况。

基于森林火情发现不及时的缺陷，不少公司在森防领域不断进行探索与实践，提出了构建“天空地人”一体化监测预警体系；通过卫星、无人机、视频监测含移动巡护部共同构建立体式的“空、天、地”一体化智慧检测网络，实现一体化监测预警，4个部分相互补充，提升预警的及时性，实现协同调度，互联互通，统一指挥。

3.2 科学预测森林火灾发生的概率

火险天气是森林火灾发生所需的第二个重要条件。根据气象专家的研究，森林火灾的发生主要与4个天气变量有关：风、相对湿度、温度、雨。在森林防火中，通过在森林各个林区布置相应的传感器收集风、相对湿度、温度、雨等天气信息，进而得出火险天气指数，在火险天气指数较高的情况下，做好防火和救援准备。

降水量直接影响森林内可燃物的含水量。可燃物的含水量越低，越容易发生火灾。如果一个地区的年降雨量小于1 500 mm，或月降雨量小于100 mm，通常容易发生森林火灾。

在天气变量中，空气相对湿度是火险天气的关键因素。它影响着森林内可燃物的含水量，当空气相对湿度低于60%时，可燃物中的水分开始流失，就有可能发生森林火灾。一般来说，空气相对湿度越低，可燃物含水量越低，便越有可能发生森林火灾。

对森林火灾影响最大的是温度，而且是多方面的影响。温度越高时，可燃物的含水量流失和林间水分蒸发速度越快，越可能发生森林火灾。高温还会使火灾更加猛烈。此外，高温会降低可燃物达到燃点所需的能量，使其更容易燃烧。

风的大小会影响森林火灾的扩散范围和大小。风不仅可以加速植物水分蒸发，减少可燃物的含水量，还能为森林火灾提供充分的氧气供应，使其燃烧更加充分，同时，加速火灾蔓延，扩大火灾面积，使森林火灾火势加大。

此类科学的预测可以更好地辅助森林防火工作。通过预测，可以防止自然形成的火灾事故。科技的进步使得森林防火将变得更加有效、容易。但即使人们可以预测自然，也无法预测人类的活动，世界上因为人类导致的森林火灾占90%以上，我国由于人类因素引发的森林火灾高达98%，因此做好森林防火的管控至关重要。

4 森林火灾的常规预防策略

4.1 做好森林防火监控管理

森林防火监督是一项长期而艰巨的工作。每个人都必须对森林防火负责。不仅要掌握林区火灾的规律，还要了解人民群众的动态和活动规律，让每个人都对森林保护和防火负责。

此外，要做好野外火源管理，实施火源管理，划分管理区域，严格控制、定期预测火源。在查明火源规律的基础上，预测森林火灾，防止其发生。大多数森林火灾是由人类引起的，控制火源才是预防工作的重点和难点。每逢节日或上山祭祖的日子，田野里都会发生许多火灾，容易发生山火。因此，要做好森林防火，集中人力在风险区域进行管理，明确责任，严格控制。进入防火期前，应组织专业力量清理林区内的可燃物、易燃物。加强对进入林区人员的管理，严令禁止携带火种。组织检查队伍，加强重点林区巡查。在3级以上火险期间，坚决停止所有田间用火，并且积极引导农民改变耕作方式。

4.2 加强森林火灾防护宣传

为了减少火灾的发生，必须做好森林防火宣传教育工作。加强森林防火知识宣传，增强人们的防火意识，引导人们合理用火，减少森林防火隐患。

加强宣传教育，引导人们依法防火。在日常工作中，林业部门可以借助电视、手机、电脑等新媒体方式宣传森林防火知识，使人们了解森林火灾发生的原因和相应的防火措施，尤其是确保野外用火安全。对群众进行森林防火条例等法律法规教育，依法防火，避免发生严重森林火灾。建立规章制度，自觉形成防火意识。在森林火灾高发的季节，如干燥多风的冬天，应加强宣传，警告村民不要点燃田地和田地里的草，以避免火灾。密切巡逻，及时制止和惩处违法行为。

4.3 组建专业森林防火团队

组建一支有组织的森林消防队队伍，其主要任务是保护森林资源安全和扑灭森林火灾。必须经过严格的防火战术、安全防火培训及体能训练，并装备安全防护设备和必要的消防设备。队员年龄应在中青年之间，体格健壮，经医院体检后签订劳动合同。加强消防队的培训，使其充分掌握森林消防的相关知识，并邀请官员或消防员对队员进行军事和消防培训，以提高他们的身体素质。定期开展火灾监测、防火宣传检查，森林火灾演练，并制定应急预案。若发生火灾，应在第一时间组织配备，前往现场进行灭火救援。