像保护眼睛一样保护生态环境

像对待生命一样对待生态环境

过去几十年，野火给全球带来了巨大的危害。在美国，加利福尼亚州已成为野火的爆发地，如发生在2017年和2018年的大量野火导致了当地本世纪最严重的生命和财产损失。其中，2018年的门多西诺大火（Mendocino complex fire）是加州历史上最大的野火，过火面积超过45万英亩（约合1800平方公里）。同年发生的加州营溪大火（CampFire）火势虽然小得多，但造成了86人死亡并摧毁了整个社区，受到了全美的关注。2019-2020年澳大利亚的火季，野火的过火面积超过4600万英亩（约合18.6万平方公里），造成超过34人死亡。事实证明，除非我们改变应对野火的方式，否则全球性的野火问题只会不断加剧。

大规模的野火本是自然现象，但其导致的人员死亡以及社区和重要自然资源的破坏，使其从自然过程转变成了人类的灾难。当下，越来越多的人受到野火的影响，包括呼吸有毒烟气直接导致的健康问题，也包括大规模预防性断电和野火过后的山体滑坡等带来的间接影响。随着人类发展对自然土地的需求急剧增加，森林—城镇交界域的人口不断上升，消防工程师更需要转变思维，去思考与紧邻林区的社区火灾风险和灾害。

难题

人们通常认为，引发破坏性野火的主要原因一是高压输电导致的起火，二是气候变化，它们正在改变野火的区域和尺度。单靠增加灭火预算解决不了这些问题，我们必须从无数次野火灾害中吸取经验，彻底改变我们建造房屋、规划社区和管理自然土地的方式。

和很多自然生态系统一样，加州地区自古就面临林火的问题。早期印第安土著居民曾用火来管理他们的土地（计划烧除），而在此之前，毁灭性的野火就已经存在。斯莫基熊（Smokey Bear，美国森林防火的吉祥物）是历史上最成功的广告宣传创意之一，但它也很好地展示了我们当前的问题——林火管理上彻底的失败。事实上，我们每扑灭一场小火，就让森林堆积了更多的可燃物，从而降低了森林应对变化的韧性。

气候变化进一步加剧了森林韧性降低的趋势，如病虫害致死的树木已经遍布森林地表。我们太擅长灭火了，但在扑灭98%林火的同时，也为森林留下了海量的可燃物。这些可燃物只能在最易燃的天气和最严重的野火中燃烧。虽然气候变化如何影响极端天气仍是一个有争议的话题，但极端天气在不断恶化的趋势确实存在。

因此，仅仅关注预防点火，只会导致这个地区长期无法应对野火的问题。加州绝大部分的野火是人为因素导致的，在全美，人为火的比例超过84%。许多毁灭性的野火是由输电线引起的。这很容易理解：大风会影响输电的基础设施，附近干燥的可燃物很容易被电火花点燃，随时会将大火蔓延至整个林区。不幸的是，高压输电线不是唯一的点火源。如加州历史上最大的野火——门多西诺大火（Mendocino fire）就源自一次错误的锤击（羊角锤敲击钉子时产生的火花引燃周围的植被）。其他点火的例子还包括挂在车后面的链条、割草机，甚至是落石等摩擦和碰撞产生的火花引燃周围植被。

随着火灾风险的加剧，干燥的森林可燃物、低湿度和强风、任何潜在的火花都可能引发林火，并使火场快速发展并增强；同时，森林—城镇交界域的人口不断上升，并且许多开发项目都靠近易燃的林地。事实上，人的存在本身就加剧了着火的风险，也将更多人置于险境。防火是一项崇高而艰巨的任务，如果我们无法保证在最危险的天气下扑灭这些野火，我们又能改变什么呢？

海报中的美国森林防火吉祥物斯莫基熊正在告诫大家：“预防林火，人人有责，浪费森林资源可耻。”

解决方案

我们必须认识到，不能也无法阻止所有的林火。我们需要把重心放在更好地管理林地上，如通过增加计划烧除，减少社区附近危险的森林可燃物，并允许一些林火在温和的条件下燃烧等措施，降低我们社区所面临的野火强度。但这些措施也面临很多挑战，因为即使是在可控的条件下，任何林火总是存在一定的失控风险。由于计划烧除会产生严重的烟雾且存在失控的风险，所以公众通常会强烈抵制通过这一手段来减少森林可燃物。可是，如果没有这些可控的小火，我们只能被迫应对最极端的野火。

我们必须保证这些野火无法蔓延到城区。这项工作的重点是建筑结构和基础设施的防火改造，如住宅和商业建筑，也包括其他重要的基础设施，如医院、电力、水、疏散路线和通信设施等。消防工程师在其中扮演着关键角色，要将丰富的消防设计知识也应用到建筑外部，通过适当的改变，就可以大大增强社区的抗火能力。改造住宅可防止飞火点火，如在通风口安装纱窗，使用不可燃的建筑材料，以及定期清理可燃的落叶等。“防御空间”是一个可以防止火势接近而引发建筑起火的范围，当火势逼近这些建筑时，也为消防员提供一个安全的保护空间。重要的是，若住宅周围五英尺（约1.5米）内的区域完全没有可燃物，包括地表的可燃覆盖物和木栅栏，将有助于将潜在的火焰与房屋隔离开，进而降低着火的风险。

真正落实这些防火措施的任务是艰巨的。“防御空间”需要定期维护。现行的森林—城镇交界域的消防规范和标准明显落后于建筑周围环境的变化。现有的一些社区级项目对建立新的标准和规范是有帮助的，例如智慧消防（Firewise）和火适型社区（Fire Adapted Communities）项目等。火适型社区项目是由美国林务局、内政部和国家森林工作者协会共同发起的， 旨在降低社区建筑物和植被的可燃性，从而降低建筑物在野火中暴露的敏感性。然而，这些项目的建设需要基层各界的共同努力，尤其是那些已经受到野火影响的社区。

可是，2017年塔布斯大火（Tubbs Fire）所摧毁的圣罗莎·科菲公园（Santa Rosa Coffey Park）附近的那些社区，即使经历了如此毁灭性的野火，还是无法促使大家采用更严格的建筑防火新标准。翻新现有房屋以替换原有的易燃木质屋顶、墙板和平台也是一个持续的挑战，因为这些改造对于危险社区中的人们而言是一笔不菲的开销。因此，需要新的机制来促使大规模的改变，如为社区和业主设立补助金，发展专业化工程队等。

所有的这些变革都需要居民、救援人员和公共政策制定者的广泛合作。诸如制定社区野火保护计划（CWPP），调查当地的林业资源、评估危害风险并寻求可能的预防措施和解决方案。还包括疏散方案和减灾措施的制定，召集更多利益相关者（如政府机构、消防救护、社区居民），共同协调、商讨未来野火防御的方案。

科学研究和专业化的机遇与前景

虽然我们的社会对野火、以及野火如何点燃和蔓延的认识正在不断提升，但仍然存在许多未解决的问题。例如：飞火颗粒是野火蔓延到社区的主要原因，但我们对它的了解还很初级；从水喷淋系统到房屋间距的设计，我们还在艰难地改进和量化最佳的建筑和社区防火设计方案。

通过详细调查以往的火灾事故案例，改进火蔓延的实验研究和现有的物理模型，可以提高我们对野火的认识。这些认知可以整合到一个风险指引的框架，用于优化未来的决策。这个专注于社区的野火防护框架可以帮助我们制定性价比最高的防护措施，并以公开透明的方式专注于风险防控。在我们设计的防火社区，短期目标是增加对森林—城镇交界域防火设计的培训，并将这些方法整合为标准化的最佳实践指南。

将科学研究转化为政策措施则是野火防控的更大挑战。这里存在很多问题。例如，我们要如何平衡屋主景观设计的自由和消防安全的要求？我们该如何处理大量现有的基础设施？我们要如何支付房屋在初期改建和后期维护的费用？

野火中的应急响应非常重要，但是我们常常直到林火对社区造成了巨大破坏时才确定它的位置。因此，我们迫切需要改进林火探测和紧急通信的方法，并密切跟进消防资源的调派，提高这些基础设施的安全性。这些措施可与改进的数据同化模拟整合为FIREFLY工具（法国图卢兹CERFACS实验室和美国马里兰大学合作开发的野火蔓延预测软件https://cerfacs.fr/en/wildland-fire-propagation/?cn-reloaded=1），即通过集成学习数据同化的方法，来实现对林火位置及蔓延速率的预测。目前我们研究的重点是，评估FIREFLY在大尺度草原火灾实验条件下的新功能FireFluxⅠ。FIREFLY林火模拟器的组件包括：求解林火传播规律的欧拉场算法以及预测火蔓延速率的Rothermel模型，该模型已在气象建模中应用。

总之，预防野火发生始终是我们努力的方向。很明显，我们需要改进，特别是在高压输电的基础设施方面；但我们也不要忘记，无论对基础设施做了多少改进，林火还是会发生，不管是自然火还是人为火，我们必须为林区和社区做好应对的准备。

作者丨MichaelJ. Gollner

翻译丨林少润 黄鑫炎 编辑丨王胜男

执行主编｜刘斯文

邮箱｜zgslfh@126.com