森林火災風險特征及預防體系探討
時間:2022-10-10 16:56:55
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摘要:分析了上海市森林火災發生的風險要素,并提出建設城市森林火災預防體系的建議。研究表明,上海城市森林高度破碎化,林區內及周邊人口高度密集,受人為影響較大,引起森林火災發生的主要風險為人為火源。研究建議,應依托城市現有資源,通過監測預警、防火阻隔、撲救,以及用火管控等體系建設,加強火源和可燃物管理,有效預防森林火災發生。
關鍵詞:城市森林;森林防火;火源;可燃物
城市森林人為干擾頻繁,在干旱條件下極易引起森林火災,對社會穩定、經濟發展、人民群眾的生命安全都具有巨大的威脅[1]。隨著我國經濟發展模式轉型,生態環境建設在社會經濟發展中所占比重越來越大,城市森林作為城市生態環境建設的重要組成部分快速發展。上海市作為特大型城市,城市森林資源豐富,發生森林火災的風險較高,森林防火工作需要全面加強。基于以上原因,本研究分析了上海市城市森林火災的風險特征和預防體系建設等,為城市森林的火災防控提供科學依據。
1上海市森林資源特點
上海是現代化特大平原型城市,城鄉交錯,建筑密布,道路水系縱橫,城市化水平近88%,森林資源城市化特征明顯,是我國城市森林與城市化協同發展的典型代表[2]。上海市工業化程度較高、人口眾多、經濟發達,森林資源分布較散,空間分布不均,體量偏小,林業基礎薄弱,且受人為影響大。上海森林99%為人工林,僅存少量的天然次生林。森林資源主要由公園綠化、道路與河道綠化、居住區與單位綠化以及經濟果林、林苗一體化等多類別林業資源構成。森林資源的空間分布極為破碎,全市森林資源小班數量已超過70萬個[2],且林地林木的管理權屬錯綜復雜,動態變化大。
2上海市森林火災要素風險分析
森林火災3要素分別是火源、可燃物、氣象環境,城市森林火災的發生原因比較復雜,主要涉及自然因素和社會因素,相關因素通過直接或者間接影響火災3要素引發火災[3]。
2.1可燃物風險分析
可燃物是森林生態系統的基本組成部分,是森林火災發生和燃燒的物質基礎[4]。上海城市森林與一般森林資源相比可燃物較少,主要原因有2點:上海市森林資源為人工造林,且發展較晚,林區內可燃物積累較少,這是因為上海市森林資源稀少,林業基礎薄弱,在進入21世紀后,上海市政府投入大量資金,重點推進大型公園、市級重點生態公益林項目和經濟果林建設,上海林業才步入跨越式高速發展時期,這就造成上海森林資源以中幼齡林為主,森林蓄積總量尚處于低位,可燃物總量不高;上海市森林資源為人工造林,在營造林以及管護過程中采取精細化管理模式,《上海市公益林生態補償轉移支付考核實施細則》中對枯落物、林下雜草雜灌清理規定了具體的考核標準,森林管護中注重林下管理,因此造成林下易燃可燃物積累較少。但近年來,隨著上海市林業快速發展,以及城市林業自然化經營逐步實施,森林可燃物累積也呈逐步增加態勢,由此帶來的火災風險也逐步提高。
2.2氣象環境風險分析
氣象環境是森林火災發生與發展的環境條件,與森林火災發生發展相關的氣象要素很多,包括氣溫、風、濕度、降水以及各種天氣現象[4]。其中,風力風速是誘導森林火災發生的關鍵因素,也是導致森林火災蔓延的重要氣象因子[5]。上海屬北亞熱帶季風性氣候,雨量充沛,氣候溫和濕潤,全年平均氣溫16℃左右,全年平均降水日數129d,降水主要出現在梅雨和春雨階段,年平均降水量1272mm,降水量南多北少。上海市風速≥17m·s-1(8級以上)的大風日數平均20.7d,大風產生的主要原因是臺風的侵襲和雷雨颮線,即大風基本上都伴隨著高濕度的氣候環境。同時,上海市屬于建筑密集型的超大型平原城市,城市化率達到88%。據相關研究表明,城市開發建設強度對氣候具有顯著的影響,在城市空間變化上,濕度與風速在空間上總體表現為由市中心向周圍增大的趨勢?;谝陨戏治霰砻鳎鄬τ谄渌貐^,上海市氣候環境引起森林起火以及蔓延的風險較低。
2.3火源風險分析
火源是森林火災發生的關鍵因素,在可燃物和氣象環境具備的狀況下,一旦出現微小的火源都會引發火災[5]。上海市森林呈現資源斑塊破碎化、人與森林密切交叉的特點。由于森林高度城市化,人口、企業、經濟等高度發達集中,森林資源可及度高,人們在森林中或靠近森林的區域活動高度密集,抽煙、垃圾焚燒、電氣線路、居民用火等人類生產活動頻繁,對森林造成的威脅日益加重,成為引發森林起火的首要風險。
3上海市森林防火體系建設建議
森林火災起火與蔓延的3要素為可燃物、氣象因素和火源,3要素中只要缺少任何1個要素,火災就不能發生。前述分析表明,上海市作為人類活動密集頻繁的特大型城市,森林火災引發與蔓延的最大風險為人為火源,其次是可燃物。因此,要預防森林火災的發生需要通過防火信息化、林火阻隔、火災撲救、預防管理等體系建設,加強火源和可燃物管理。
3.1森林火災監測預警體系建設
3.1.1定點自動監測上海市工業化程度較高、經濟發達,基礎設施完備,因此可以使用林區及周邊現有氣象、廣電、鐵塔公司等鐵塔之類的基礎設施進行高密度視頻監控體系建設,通過視頻監控和AI分析相結合的方式,對森林資源進行全覆蓋監控,實現有效的自動檢測預警。上海市為了進行城市森林生態系統結構和功能等動態過程的長期觀測研究,建設了12個長期定位觀測站(點),森林火災監控可利用這些觀測站(點)布設視頻監控,通過AI分析技術自動對森林資源和重要貨源點進行重點監測預警、智能識別,及時采集預警信息。3.1.2空天預警監測通過衛星遙感技術,依靠高分辨衛星可以實現對環境因素、火源因素、可燃物因素3方面因子的監測和預警,結合數學建模、大數據技術、氣象數據、地表植被、歷史火災信息、地表其他參數數據等,構建小尺度精細化森林火險等級預測預報模型,疊加樹種結構、地形地貌、森林自然度、地表可燃物含水率等因子對林火現象進行監測和預警,實現對小尺度森林火險等級預報[5,6]。上海市已經建成大數據中心,實現了數據的有效采集、傳輸、處理等功能。森林防火可以依托大數據平臺建設森林防火子系統,通過空天監測、網絡傳輸等多種方式引入熱紅外、近紅外、高分遙感等森林監測數據,結合氣象衛星大尺度遙感數據,對森林資源、火源、人員活動實現森林火災宏觀和微觀的多尺度全方位的監測、預警。3.1.3地面移動巡護上海市森林資源主要由各級綠化、生態廊道造林、水土涵養公益林等組成,在營造林的同時,分別配有管理和養護隊伍,因此森林防火可以通過賦予森林和綠化巡護隊伍防火巡護監測職責,構建科學合理的地面巡護隊伍。通過科學設置固定巡護路線、臨時巡護路線、打卡點等方式,結合手持式監控設備、移動APP,科學進行護林巡護任務分配,開展森林防火系統巡查,并將防火巡護責任落實到具體的管護區和管護人員,強化對森林火災高發期、高發區實時監控,做到疑似火源早發現、早撲救。
3.2森林火災防火阻隔系統建設
3.2.1可燃物控制與清理可燃物是森林火災燃燒的物質基礎,通過可燃物控制,可以有效阻斷森林火災發生和蔓延。加強撫育間伐,搞好衛生清林工作。通過撫育間伐、衛生伐、清除林內的瀕死木、枯立木、病腐木,減少森林可燃物,可以減輕林分的可燃性,增強抗火性。同時,通過森林撫育,可促進林分生長,減少了細小可燃物(枝葉)的比例,降低森林可燃性[7];采取近自然化經營措施,調節林分結構,降低針葉樹比例,營造針闊混交林,降低林分燃燒性。3.2.2營造防火林帶和林網在集中連片的江河兩岸的水土涵養林、城市生態廊道等區域進行科學造林和林相改造,避免營造針葉純林。在已有針葉純林和針闊混交林地區,用闊葉樹防火林帶代替防火線。合理利用經濟林區,將消費性的防火線變為生產性的防火線,以增強防火性能。3.2.3建造防火隔離設施防火線是在林區開辟出來的帶狀無林空地,其作用是隔離地面火、林冠火和地下火的蔓延,為撲救森林火災創造條件。上海市作為城市林業的代表,可以將公共基礎設施與森林專用防火線融合建設。如,可在公共綠化、開放式公園區域內,建設綠道、游步道、人工水系;在集中連片的項目造林區內修筑林道。
3.3森林火災撲救體系建設
3.3.1滅火基礎設施上海市森林高度城市化,取水碼頭、輸水管網、消防栓等公共設施建設完備,考慮到火險基本由人為用火產生,應根據森林防火需要,在集中連片項目造林、城市公園、綠地的區域內布設森林和公用一體化的以水滅火消防體系。在用水條件較好區域,可以參照城市消防標準,建設專用防火水管、消防栓等設施。在離取水碼頭較遠區域,建設小微濕地、布設森林消防水池或者水桶水箱。小微濕地和森林消防水池水桶水箱樣式和位置,應與城市景觀融合,與小節點相關公共建設設施結合,避免突兀破壞景觀環境。3.3.2建設各種形式的消防隊伍上海市應加強森林消防與公共應急管理之間的溝通協調,從消防裝備、基礎設施、護林員隊伍等方面進行綜合性建設,充分利用專業消防隊伍和各類養護隊伍加強森林防火工作。護林員隊伍是森林防火、滅火的第一道防線,組織、建設、運用好護林員隊伍,對提高林區用火管理水平具有重要作用,可以根據林區經營情況和主體責任單位不同,建設不同類型的護林隊伍。上海市行業部門應根據森林資源管理主體不同,結合森林管理與養護需要,配置正式職工與外聘護林員組成合理的護林員隊伍,其他林區作業單位,如供電、通訊、公路、水利部門等,在開展定期巡查時,也應建設兼職巡護隊伍,兼顧自身設施周圍防火巡查。
3.4森林火災預防管控體系建設
3.4.1加強火源控制管理火源是上海市森林起火與蔓延的關鍵因素,加強火源管理是預防森林火災中最關鍵、最基礎的工作。火源管控的基礎是制定健全的野外用火審批程序,嚴格控制引起森林火災的各種火源。林業主管部門和各級經營主體應采取多樣化手段對火源進行管控,對生產用火要認真執行各地規定的野外用火制度,對生活和其他用火則應嚴格控制。3.4.2加強林區防火宣傳上海市森林火災主要風險是人為活動,因此加強森林防火宣傳,作好思想工作,嚴格約束人類行為,規范林區及周邊區域生產生活用火,是減少和杜絕森林火災的發生有效措施。林業管理部門及時建設宣傳設施,管理人員應及時借助各種途徑宣傳普及森林防火知識與制度,使林區及周邊人群提高自身的防火意識與能力,并能主動參與到森林火災防火工作中。
4結語
城市森林的發展與城市密切相關,森林資源的特征也表現為高度破碎化、分布不均勻,且處在人口高度密集、經濟高度發展、人們生產生活高度頻繁的城市化地帶,受人為影響較大,其伴隨而來就是人為原因造成的森林火災風險日益增加。有森林的地方就有森林火災發生的風險,城市森林火災最大風險來自于人為火源和可燃物,因此,應該按照“預防為主、積極消滅”的森林防火總方針,根據城市森林火災起火要素和森林資源現狀,通過科學分析風險點和風險源,重點建設和完善城市森林火災監測、預防、撲救、管控4大大體系,加強火源和可燃物管理,約束人為生產生活用火,強化森林防火的長效機制建設,從而全面加強城市森林防火工作,最大限度地減少森林火災對森林資源和社會生產生活的危害。
參考文獻
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作者:吳建勛 丁艷 單位:國家林業和草原局華東調查規劃院
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