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赵婧:防林火之痛 护生态安全

2020-04-15 10:12:00    来源: 中国自然资源报    作者:

3月30日16时,四川省凉山州西昌市突发森林火灾,经过68小时的鏖战,付出了19个鲜活的生命,这场令全国揪心的大火终被扑灭。

为什么时隔一年,西昌火灾再发?付出惨重的生命代价,林火一定要救吗?2019年的两场世界级大火亚马孙雨林大火、澳大利亚大火犹在眼前,“地球之肺”的千疮百孔、考拉们的惊慌失措,引发全球叹息与争议。

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亚马孙雨林大火之后 图片来源:中国日报

今天是全民国家安全教育日,关于林火与生态安全的问题值得我们深入探究。

林火对生态系统有利还是有害?

作为毁灭森林的一种方式,林火是否直接有损于生态系统?

2019年9月肆虐至今年2月下旬的澳大利亚大火,过火面积超过1000万公顷,绵延超过1400多公里的海岸线,导致了大约10亿只野生动物死亡,对当地环境和物种多样性的破坏难以估量。然而,在澳大利亚,林火是位“熟客”。每年11月、12月至次年1月是澳大利亚的夏季,也是森林火灾的多发季节。

有专家表示,这种周期性的自然灾害在某种程度上可以说是森林生态系统的一次自我调节。火可以控制或减少病虫种群,也能促进种子散播,加快土壤营养繁殖。

森林生态系统有着许多“世界之最”的美誉:在陆地生态系统中物种组成最多、层次结构最复杂、基因资源最丰富、生产力最强、对环境的影响最重要。

有数据表明,一个国家森林面积达到总面积的30%以上且分布均匀布局合理,就能使农作物高产、稳产。森林可以调整河流流速和流量,使其源远流长,从而涵养水源。大量的枯枝落叶在林地形成腐殖质,增加了土壤的有机质,加厚了土壤的层次,具有保土、保水、过滤作用,使土壤不致受到风蚀、水蚀。森林可以减低风速,固定流沙,我国“三北”防护林工程即是应用该功能的例子之一。

“一个市民需要10平方米的森林,就可以吸收全部呼出的二氧化碳。加上城市中各种燃料产生的二氧化碳,每个成人须拥有30 ~ 40平方米的森林”,长期从事林业发展相关工作的昆明理工大学教授王松江撰文表示,森林还能影响二氧化碳的循环,吸收大气中的氟、二氧化硫,对环境污染起到净化作用。

我国的林业专家对林火与森林生态系统的关系做过大量实证研究,结果表明,火的作用对生态系统究竟是有利还是有害,主要取决于火作用的时间和强度。高强度的火能摧毁森林,破坏森林环境的多样性,从而使物种的多样性明显减少。小面积或低强度的火反而能增加环境的多样性,使一些喜光植物得以侵入,有利于森林物种的多样性,维持和促进森林生态系统的平衡与稳定。

更进一步的研究结果表明,烧掉的可燃物占总可燃物的比例不同,对森林生态系统的影响各不相同。我国研究人员发现,人工樟子松林发生树冠火时,若烧掉的可燃物占总可燃物的1/3以上时,森林生态系统会遭到破坏;若这个数值仅保持在6%左右,则不仅不会破坏系统结构,反而还会加速有机物质转化为矿物质的过程。

漫漫时空长河,火与林如影随形,适度的火有利于森林。为何如今的林火,常常演变成具有极强破坏力的、高强度的、大面积的“灾”呢?

对于澳大利亚大火肆虐数月的原因,国内外诸多专家谈到气候变化的影响。西悉尼大学森林恢复专家塞巴斯蒂安·普弗特施说,每个人都说这些森林烧不起来,没有足够的材料,而且很潮湿,但气候变化正在发生,我们正在目睹其后果。据澳大利亚气象局的报告称,2019年是澳大利亚100多年来年平均气温最高、降雨量最少的一年。

国际中国环境基金会杨明博士分析指出,气候变化导致印度洋和南大洋的温度升高,致使2019年夏天整个澳大利亚的天气更加干燥炎热。更长时间、更频繁的极端高温令植被更加干燥易燃,更容易发生最危险的火灾。

森林火灾该扑救还是任其蔓延?

林火扑救,危险极大。2019年8月燃起的亚马孙热带雨林大火,曾引起全球两种声音的对峙:积极扑救,或是让其自由蔓延。

作为全球最大、物种最多的热带雨林,亚马孙占全球森林面积的20%,被称为“地球之肺”和“绿色心脏”。支持积极扑救者认为,小火失控会酿成大灾,森林火灾不仅会烧毁大量动植物,释放大量有毒气体,甚至还会引发流域污染,严重威胁全球生态安全。而自由蔓延说却认为,雨林每年旱季都会着火,这是正常的自然现象。

近几十年来,我国专家学者从物种多样性、土壤、水分、大气等方面研究了火灾对生态系统的影响。研究结果普遍认为,高强度、大面积火灾对森林生态系统乃至整个生态系统的破坏力极强。高强度火由于突然释放了大量能量,使各种生物致死,破坏了森林生态系统的平衡;多次发生的火灾还会延缓森林生态系统的恢复过程;若火与其他因素协同作用,如灾后又遇病虫害,则能加速森林生态系统的破坏。

北京林业大学李菁等学者调查过内蒙古阿尔山地区1998年“5.13”雷击火发生地的林下植被的自然恢复状况。结果表明,火灾核心区的物种丰富度、物种多样性、灌草地上生物量等均居于最低水平。内蒙古农业大学周梅等学者以2017年毕拉河“5.2”特大森林火灾的火烧迹地为研究区域,发现随着林火干扰程度加重,植物群落稳定性越低。

东北林业大学崔晓阳等研究了林火对土壤的影响。他们对大兴安岭偃松林的研究表明,低强度火烧能提高土壤微生物物种丰富度、物种优势度及群落均匀度,而中高强度火烧使这一指数降低。

澳大利亚大火导致大约10亿只野生动物死亡,超过2万只考拉丧生火海,数十万人上街为考拉抗议。许多专家表示,对于很多动物来说,逃离大火后生存机会仍然渺茫,因为火灾已经损毁了它们的栖息地。

大连理工大学许士国、周艳春等学者在林火影响流域水文过程的研究中发现,森林火灾通过影响植被、地表枯落物、土壤及生态环境等,影响流域水文过程的各个环节,影响流域水资源的时空分布,进而影响经济社会的可持续发展。如火灾烧毁了植物冠层,破坏了地表的枯枝落叶层,会导致森林生态系统的截留作用锐减或者消失。火灾烧毁地表植被的同时,还破坏了凋落物层和腐殖质层,从而影响土壤的渗透性和持水能力。而且,森林火灾往往是灾后短期内流域径流增加的主要原因。

亚马孙大火期间,浓烟一度笼罩2700多公里外的巴西圣保罗城市上空。澳大利亚连绵数月的森林大火曾导致当地空气质量直线下降,堪培拉的空气污染严重程度甚至位列世界第一。

前不久,中国科学院大气物理研究所魏科、陈文等专家在《中国科学》杂志发表了《平流层放大火灾的全球气候影响》一文。该文谈到,平流层空气以水平运动为主, 致使进入平流层的黑烟可以持续存在较长时间。高灵敏度的卫星观测数据显示,这些烟羽在平流层的持续停留时间可长达8个月之久。平流层可以在气候变化中充当“放大器”的作用,将局地的影响放大为区域甚至全球。

科技防范火灾到底作用有多大?

西昌大火发生后,加强森林防火专业化、科学化建设的建议被一再提及。

1987年以来,我国实施了严格的森林防火、灭火政策。中国科学院森林生态与管理重点实验室(沈阳应用生态研究所)房磊等专家在今年年初撰文表示,受严格的林火防控政策影响,我国林火的发生面积呈显著下降趋势,这表明近20年来我国积极的森林防火、灭火政策取得了显著成绩,但同时也深刻改变了自然林火情势。“持续的暖干化气候和禁伐导致可燃物快速累积,必然会加剧林火发生的可能性和灾害强度,使当前的森林防火形势愈加严峻。”

房磊进一步解释,现阶段我国的林火主要分布于漠河—腾冲一线以东区域,与我国人口密度对比线基本重合。区内人口密度高,是我国农业、社会、经济高度发展区域,同时也是我国林业资源主要分布区。农业秸秆焚烧、野外用火、祭祀风俗等频繁的人类活动与极端气候、气象事件的发生将为森林火灾的发生发展提供重要点火源和成灾要素。

有关专家建议,要宏观、准确地掌握当前我国林火的时空分布特征,深入理解林火发生规律,科学认识和定义林火的生态角色与社会属性。当前,我国公开发布的林火信息仍以各省、市、地区汇总数据为主,火斑尺度的信息通常难以获取,数据的准确度较难衡量,可以利用遥感技术,提供不同尺度、时空特征明确的对地观测信息,监控短期内林火事件发生发展动态,也能完善林火信息数据库。

在火情监测技术方面,目前,许多国家主要采取3种形式,即地面巡护、瞭望台监测和空中巡护。前两种主要依赖于人的因素,而且视线受限,不一定能及时发现火情,也无法保证24小时不间断及时监测。空中巡护则成本高,易受天气情况影响。

近年来卫星监测林火技术兴起。记者注意到,去年西昌火灾后,来自四川省森林和草原防火监测中心的消息称,有8颗卫星24小时不间断对四川全省进行监控。卫星监控传回的林火卫星热点图,可以精确到村组,这既是火灾预警监测系统的一部分,也可以为救援工作提供火灾位置信息。

有专家表示,卫星监测适用于大面积林区较大火情的监测,但是对于林区内的人类活动、生活用火、微火(如烟头)无法及时发出警戒信号。

2015年1月23日,福建省龙岩市武平中堡和上杭珊瑚交界发生森林大火。时任龙岩市林业局防火办主任的陈光明介绍,龙岩新一代天气雷达12时48分监测到林火回波后,经研判,13时即向市防火办通报,林火于次日早晨被彻底扑灭。“然而,我们14时30分才接到卫星对这次林火的监测信息,比雷达晚了近2个小时。”近年来,我国林火监测技术发展迅速,红外线监测、雷达监测等新技术的应用,大大提高了林火监测的及时性和准确性。

林火行为研究一直是林火研究领域的重点,但因为林火的复杂性、林火试验比较难,火行为研究与发展比较缓慢。西南林业大学教授王秋华撰文表示,研究林火行为有助于及时掌握林火的发生发展,准确掌握在何时何地何种条件下会发生林火,有助于事先准备、正确决策,更加有效、安全地扑火。目前,全球高端科研机构开发了各类林火模型并被广泛应用于林火管理,包括以实验或历史火灾观测数据为基础的经验模型、以流体动力学物理原理等为基础的物理模型、以物理规律为基础的半经验模型等,并在20世纪80年代开始研究火行为,以预报林火。随后,又将热分解、热传导以及大气流向等因素考虑进去,并应用到火险等级预报、林火发生预报系统中。

森林生态管护与修复从何抓起?

从亚马孙、澳大利亚再到四川西昌,那些映红天空的火光,那些来不及道别的“打火人”,都让普通人谈火色变。然而,不少专家表示,维护森林生态安全,在防火、灭火的同时,更要进行林火利用、林火管理。

可燃物、火环境、火源是火灾发生的三个基本要素。有关专家表示,随着林火扑救行动日渐强化,林火扑救举措也取得了一定成效,然而却导致不耐火植被的增加、树冠密度加大,很容易形成连续、均匀的可燃物结构,使得发生重大或特大森林火灾发生的概率增加,强度与烈度越发严重。加上全球变暖,干旱天气增加,形成了于火有利的环境,使可燃物越来越干燥。因此,要对可燃物进行有效管理。

机械疏伐和计划火烧是目前可燃物管理的两种主要方式。中南林业科技大学肖化顺撰文表示,减少地表可燃物、增加枝下高、降低树冠生物量所占比例、降低树冠的连续性,是减少树冠火发生、降低林火强度最有效的手段。疏伐是最好的减少过渡可燃物、降低树冠密度的处理策略,然后是计划烧除。但计划烧除会有相关风险, 如跑火会造成意想不到的火灾损失。

吉林省林业实验区国有林保护中心仲维纯表示,可以通过发展林下经济来减少森林可燃物,如制定一些积极支持政策,鼓励探索林禽、林药、林菜、林菌结合模式。还可以根据“近自然林”的理论对森林适时地进行林分改造,降低发生森林火灾的可能性。如将不易燃的阔叶林更新进易燃的针叶林中,营造成混交林。对于天然更新的柞树、水曲柳、黄菠萝等抗火性能非常强的树种给予重点保护,通过这些树种来提高森林自身的防火能力。

我国的可燃物研究起步较晚,研究相对零散,没有国家尺度的可燃物模型,缺少对可燃物相关参数进行长期定量监测。有关专家建议,今后林火管理的重点之一是建立全国的可燃物分类标准和体系,并基于可燃物分类系统进行全国火险区划。

针对三大基本要素之一的火源管控,在西昌大火之后成为全国各地的防范重点。

据新华社报道,中国林学会森林防灭火分会委员王秋华称,“人为引发”仍是当前引发森林火灾的首要原因。应急管理部统计信息表明,今年第一季度已查明起火原因的森林火灾中,人为引发占99.6%。

针对近期森林火灾多发情况,国家森防办部署从3月15日起,在全国范围内开展为期3个月的野外火源专项治理行动。4月4日,应急管理部召开清明节安全防范工作视频调度会。会议要求,各地针对近期森林火灾风险等级高的特点,加强祭祀、踏青、农事等火源管控,重点部位派人盯守、务必消除隐患、严防小火酿成大灾。

北京林业大学生态与自然保护学院教授刘晓东在接受媒体采访时说,目前世界各国都在积极探索火源管控的有效手段。我们应按照《森林法》和《森林防火条例》的规定,严格落实地方行政首长负责制,层层压实各方责任,群防群治,用社会学手段做好森林火源管控。

大火过后森林蓄积量的恢复十分缓慢。森林火灾过后生态修复如何开展?有关专家表示,人工更新可以极大缩短火烧后植被恢复所需的时间,使其越过某些演替阶段,直接恢复到针叶林或针阔混交林阶段,对大火烧过的森林重建具有重要意义。目前我国在火灾过后的造林更新方面主要采用了遥感技术、地理信息技术,以便清晰了解林地的生长状态、对森林生态系统的影响等,这些都能为造林更新提供基础信息。

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