云南省森林火灾原因及应对措施

2014-08-15毕正能

陕西林业科技 2014年2期

毕正能

（昆明市盘龙区滇源街道办事处农林水服务中心，云南昆明 651709）

森林火灾，是指失去人为控制，在林地内自由的蔓延和扩展，对森林、森林生态系统以及人类带来一定危害和损失的林火行为。森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。近年来，全球气候变化问题引起全人类的广泛关注和重视，气候变化在一定程度上影响未来世界社会和经济的发展，是重构全球经济和政治格局的重要因素之一［1］。加之全球气候变化导致的全球增温，造成的极端高温事件（如干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等）、干旱、夏季降水减少，以及与全球变化相关的拉尼娜（LaNifio）、厄尔尼诺（EiNifio）、南方涛动（Southern Oscillation）等现象使得中低纬度夏季森林火灾频繁发生［2］。随着全球气温不断地变暖，全球很多的地区都在发生森林火灾，并且，火灾发生的频率越来越大，给森林带来破坏［3］。我国是一个林火发生率较高的国家，林火造成的多种损失居高不下。我国森林资源相对较少，第七次全国森林资源清査结果显示，我国森林面积约1．95亿hm2，森林覆盖率为20．36%。人均森林面积0．145hm2，不足世界人均占有量的1／4；森林蓄积量为10．151m3，只有世界人均占有量的1／7，全国乔木林生态功能数为0．54，生态功能好的仅占11．31%［4］。

云南省位于我国西南边，与东北林区、东南林区和南方林区并列，是我国四大林区之一，森林面积达1 287．3万hm2，森林覆盖率为52．93%，蓄积量超过14亿m3，居全国森林蓄积量第3位。云南省是一个有25个少数民族的山区省份，其森林资源丰富，也是我国重点林区之一，多种野生珍稀动植物居全国之首，生物物种资源占全国种数近60%，自然保护区多达120个，素有“动植物王国”之美誉［5－6］。云南省也是一个火灾发生比较频繁的省份。特别是从2002年以来，云南处于夏秋季降水偏少、气温偏高的气候背景下，加之春耕火源增多，这一时期是森林火灾的主要时期。2004年3月27日，云南省永平县曲硐镇三道河林区发生森林火灾，火势严重威胁了当地的森林、学校、通信设施和人民生命财产安全，扑火救灾用80多个小时［7－8］。2006年3月8日上午，国家级自然保护区云南省大理白族自治州苍山突发森林大火，过火面积133．3 多hm2［9］。2010年5月8日云南省安宁青龙镇笔架山发生火灾，山上植物以灌木、小枫树和杂草为主，森林受损面积20多hm2［10］。

因此，进行火因研究，做好森林防火工作，直接关系到森林资源的保护和林业工程的实施，对西部大开发、森林资源可持续发展及生态环境建设均有重要意义。

1 火因分析

1．1 气候条件

云南省总体上属亚热带高原季风区，干湿季节分明，降水量在季节上分配极为不均。每年11月至次年4月的冬春季为云南旱季，降水量只占全年的10%～20%，冬春季干旱多发。云南省的干季，清晨多露雾，相对湿度较大，地被物湿润，加之日气温差大，清晨气温低，风速小，4～5h以后，增温较快，风速变大，相对湿度减小，枯枝落叶等可燃物变干，极易引燃［11］。

1．2 森林植被分布

云南是我国四大重点林区之一，针叶林分布最广，共有1亿亩以上，占全省有林地面积的74%。主要优势树种为云南松（Pinus yunnanensis）、思茅松（Pinus kesiyavar．1angbianensis）、华山松（Pinus armandii Franch）、云杉（Picea asperata）、冷杉、栎类等［12］，尤其是云南松和思茅松，复层异龄，林分密度大，高度易燃，形成树冠火，损失严重。云南松林易发生森林火灾，其燃烧值全部是由针叶有焰燃烧所贡献的，受害也很严重，这与其主要生长在土壤贫瘠的阳坡以及防火季节出现大量落叶有关［13－14］。思茅松主要分布在思茅、临沧、西双版纳和德宏等地州［15］，云南松和思茅松的挥发物主要是萜烯类成分，其中β－蒎烯相对含量（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］，分子量较小的萜类化合物如单萜和倍半萜多为有特殊气味的挥发性油状液体，遇明火极易引起火灾，后果严重。华山松是云南省主要造林树种，由于针叶油脂含量高，受森林火灾危害严重。华山松树皮厚度小、导热系数大、氧指数小，火烧时树皮对内部韧皮部和形成层活组织的保护作用有限，耐火性差［17－20］。华山松凋落物和腐殖质含水率低，加之凋落物较细小、密实度大，一旦着火，燃烧时间较长，很可能引起腐殖质阴燃，由于阴燃持火力强且维持高温的时间较长，造成树干基部韧皮部、形成层细胞大范围死亡，从而造成大量树木死亡。

1．3 人为破坏

在云南省人口聚居的林区，历来有烧荒烧垦、烧灰积肥的习惯，如果在干季用火不慎，很容易引起大面积的荒火，进而毁烧林区。云南省引起森林火灾的火源，仅烧垦烧荒、烧灰积肥等就在50%以上。加之市民森林防火意识薄弱，随地乱扔未熄灭的烟头，而且森林防火法律法规及相关知识宣传力度不够，各县（区）指挥员和林火管理员防火业务培训少，工作能力不高，都是发生森林火灾的原因［21］。

2 防火技术

随着通信技术、计算机技术、空间信息技术的发展，20世纪80年代后期，大部分国家根据本国实际情况，制定出各自的林火管理系统，因而大大提高了对林火的监测、信息传递和扑救指挥的能力，很多国内外研究学者致力于林火时空分布格局的研究，相关研究已有大量的报道，涉及的研究区域也非常广泛，其研究方法是基于研究区域多年来的林火统计数据（包括林火发生及过火面积、扑灭时间、火点地理坐标、起火原因等），利用包括SPSS、ArcGIS、Matlab、R、S－Plus、SAS等空间分析和数学统计分析工具，并使用遥感技术研究当地林火时空变化规律［22］。我国在建立森林火灾扑救指挥系统方面比国外发达国家起步较晚，但是随着计算机技术、GIS技术、通信技术的发展和日趋成熟，我国许多单位也进行了森林火灾管理信息系统的研究［23］。我国林火防火技术包括林火预测预报技术、林火阻隔技术、林火监测技术、林火通讯技术和林火扑救。

2．1 林火预测预报技术

目前，在林火预报研究中常采用的主导因子是降水量或干旱日数、可燃物的含水量、温度、相对湿度和风5个因素。一天之内火险高危时间一般在13：00～15：00时，因而在这段时间内测定森林可燃物含水量能够更为准确的用作火险评估［24］。舒立福等［25］报道用动力学方法进行林火预报，将可燃物湿度与气象要素之间的关系引入火源因素，与点火试验等方法结合起来，应用线性动力学和非线性动力学等数学方法，借助计算机模拟来进行林火预报，其准确性较高，可以预报火灾出现的时间、林火蔓延速度和林火强度等，是目前世界各国采用比较多的林火预报方法。温广玉等［26］利用人工神经网络的学习，对着火样本和不着火样本进行了重新划分，训练一个神经网络包括用一系列的输例子和理想的输出作为训练“样本”，其二层感知器是在二维输入空间上用三条相交的直线，根据一定的训练算法对网络进行足够的训练，得到一个封闭区城以实现样本集的正确划分。但是，由于人工神经网络方法是一种黑箱算法，其算法在选择上难以说明其原理，因而对于在林火预测预报上应用神经网络的方法，还有待于进一步研究。

2．2 林火阻隔技术

林火阻隔网络是将自然的河滩、河流、裸地、池塘、水库、山脊，难燃的森林和人为阻火障碍物如铁路、公路、地道、防火沟、生土带、防火线、防火林带、火烧清理林地、农田以及火烧清理迹地等，通过因地制宜，因害设防相互联结成封闭网状所形成的闭合网络系统，网络由大到小，先易后难，在网络中将所发生的林火尽量控制在最小网眼面积内［27］。李世友等人［28］对昆明地区春季野生绿色草本类植物进行调查研究，发现鼠麴草（Gnaphalium affine）、毛连菜（Picris hieracioides）、千里光（Senecio scandens）、一年蓬（E－rigeron annuue）、水杨梅（Geum aleppicum）、珍珠菜（Lysimachia clethroides）、白三叶（Trrifo－lium repens）、三点金（Desmodium triflorum）等40种植物形成的绿色草带具有防火、阻火的价值。李世友等人［29］提出利用城市消防研究与管理方法对森林防火分区及隔离带的借鉴作用，并借鉴建筑避难层（间）加强林区的消防安全设施建设。另外，云南省西双版纳傣族自治州建成首个生物防火隔离带，这对林业大省云南的森林防火工作将产生积极的作用。生物防火隔离带是一种较新的森林防火方法，其研究主要集中在防火树种的选择、经营技术和防火机理上，为防止火灾蔓延而专门设置的具有一定宽度和长度的无可燃物区域。通过铲除林间通道两侧杂草，种植涵养水源丰富的扁竹根等植物，以达到阻止地表火蔓延的目的。目前，当地农户种植模式已由先前的甘蔗地和固定耕作模式向茶＋林、农田＋水域、茶＋樟树转变，并形成天然防火屏障［30－31］。

2．3 林火监测技术

3S技术，即遥感（Remote Sensing RS）、地理信息系统（Geographic Information System GIS）和全球定位系统（Global Positioning System GPS）的总称，以其独特的优越性在林火监测过程中发挥着巨大作用，在森林防火方面的应用越来越广泛。它是利用GIS的空间查询、分析和综合处理能力，RS的大面积获取地物信息特征及GPS快速定位和获取数据准确的能力这三者有机结合形成一个系统以实现各种技术的综合。GIS技术采用交会方法将林火的位置定位在地图上。GPS可以将队伍行进的路线和位置及时的传输到防火指挥地理信息系统之中，并通过GIS准确地定位到地图之中，因而可以及时调整和纠正扑火行动的位置、方向和到达的目的地［32］。梅蓉［33］探讨了基于3S技术的森林防火C3I（［指挥（Command）、通信（Communication）、控制（Control）、情报（Intelligence）］指挥自动化系统参考模型，实现火情信息的及时采集、传输、处理自动化，结合计算机和数据库技术，协助指挥人员对火情进行科学的判断和调度处理，可将实时火场状态和扑救过程同时传递到指挥中心大屏幕上，为指挥人员指挥决策提供一定的依据。徐虹等人［34］利用遥感、GIS技术，采用加权叠置法，将云南省森林火险预报指数划分为没有危险、低度危险、中度危险、高度危险和极度危险5个等级。该预报模型更加准确的预测发生林火的可能性，能够更好地满足森林防火需求。

2．4 林火通讯技术

世界上发达国家的森林防火通讯技术已经基本实现地面通讯、地对空和空对空通讯。美国利用卫星通信和电子天线实现了覆盖全国，特别是偏远林区的通讯，可及时高效并迅速的监测火情。加拿大则形成了主要由地面站、微波通讯塔、防火基地、联络站、无人中继站、无线电通讯和空中飞机组成的林火通讯系统。完善的装备和通讯设施，让这些国家的森林防火力量形成了一个有序的整体，因而大大提高了工作效率［35］。1995年，云南省防火安全委员在昆明召开首次全体会议，出台了《云南省消防群防群治条例》、《云南省公共文化娱乐场所消防管理规定》等法规，提高了防火部队建设和备战建设［36］。邵剑飞［37］在消防产品监督管理工作现状分析的基础上，结合《云南省消防产品监督制度》，建立消防监督检查管理系统的总体模型，对利用面向对象规范的［38］系统进行设计与分析，并结合云南省的实际情况，创新性地在全国首次提出了利用互联网络实现消防产品网上验证服务的管理新思路［39］，落实防火措施，实现全省对消防产品的统一管理，以技术进步推动云南省消防产品监督工作的快速发展与完善，在人力防火的基础上，进一步提高防火、灭火的效率。近年来，云南省立足自身省情，出台加强和改进《关于加强和改进消防工作的实施意见》、《云南省消防工作“十二五”发展规划》、《云南省地方消防经费保障标准》、《云南省消防技术服务管理规定》和《云南省建筑消防监督管理规定》等多个政策性文件和地方政府规章，为全面推动各州市消防工作的发展提供了有力的政策和依据，有力牵引和推进了全省消防事业科学、健康、快速的发展［39］。

2．5 林火扑救

直升飞机吊桶灭火技术已经成为我国部分林区林火扑救的一种新型手段，具有及时高效的特点，吊桶可以随时折叠和拆卸，拆卸较为方便，而且占用空间小、重量轻、易于搬运和携带［40］。杨旭东［41］分析了大理市森林防火现状，提出要全面落实森林防火责任制，确保责任到人、广泛深入地开展森林防火宣传教育，使“护林防火，人人有责”成为人们的自觉行动。还要进一步强化火源管理，不要在林子里随便扔未燃尽的烟头，普及科学防火、安全扑火常识。加强森林防火基础建设和巡山护林、快速扑火专业队伍和武警森林中队领导的建设，真正构筑起森林防火地方政府行政领导负全责的工作机制，加强林火扑救指挥系统建设。国家制订了《全国森林火险区划等级》、《扑救森林火灾技术》、《全国森林火险天气等级》、《森林火灾成因和森林资源损失调查方法》、《中国森林火灾编码》、《森林火灾扑救技术规程》、《森林防火瞭望台瞭望观测技术规程》等行业标准，为林火管理和扑救工作提供政策支撑。

3 结论

云南省森林覆盖率大，加之特殊的气候条件，导致其极易发生森林火灾。近年来，云南省把生态建设放在林业工作的首位，大力推进天然林保护、退耕还林、防护林体系建设、石漠化治理、农村能源建设等重点工程和生态效益补偿制度。云南实施“绿水青山”计划，建西南绿色屏障、创兴林富民大业、扬七彩云南文化，努力把云南建设成为生态系统更加完备、林业产业更加发达、森林文化更加繁荣、人与自然更加和谐的“森林云南”。因此，做好森林防火灭火工作并继续研究新的防火措施对云南省的建设有很大的促进作用。

虽然云南省森林防火取得了很大的进展，但是还应继续努力开展火险天气、火险形势的科学研究和短期、中长期火险预测预报工作，逐步建立云南省林火预报系统；加强以防火林带网络和体系建设为主的生物防火建设，提高对初发火的阻隔能力；要尽快建立云南省森林火灾监测地面、航空和卫星监测一体化系统，就必须尽快完成全国卫星林火监测网络建设。加快微机辅助决策系统、GIS森林资源地理信息系统和GPS全球定位系统建设的步伐，还要加强云南省防火通讯设备，先进的通讯设备，可加快森林火情的传递，为制定正确决策提供可靠的信息。加强航空飞机灭火和化学灭火的力度，实现扑火机具现代化，加强研究和开发高效的、多种适用于林区的灭火工具。

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