森林火灾扑救中的“天-地-人-火”系统观

张 志 ，郑怀兵，杜 璇

（1.武警警种指挥学院森林灭火教研室，北京 昌平 102202；2.南京森林警察学院，江苏 南京 210046）

森林火灾扑救行动离不开理论指导，实践证明，照搬国外理论，并不能完全符合我国的民情、社情和林情；只靠经验打火，也势必远远落后于森林防火工作现代化建设的发展需求。我们必须走中西结合的道路，研究探索并发展具有自身特点的森林防火灭火理论体系。

1 问题的提出

从历史文化角度看，中国人执著于对“道”的探索，古代典籍往往注重舍事而言理，体现了中国实用理性。与西方相比，西方长于形式逻辑，致力于考察自然界本身的属性规律；中国则是以辩证法为主体的、经验的、非形式逻辑型的思维形式，侧重于对现实事物进行整体的、动态的理解，注重事物的普遍联系、能动转化和循环发展。显然，中国式的辩证思维更适于从主体的角度反映和驾驭经验知识和现实的矛盾运动，但在实践中往往不易把握。

森林防火理论与实践都需要面对以下问题：

（1）如何帮助指挥员在扑救重特大森林火灾行动中，建立一个综合的、完整的战场空间概念？

（2）如何把不同层面与林火相关的影响因子涵括起来，建立一个针对森林防火工作的理论模型？

（3）如何把现有的林火理论成果整合到一个理论框架当中，解决零散不成体系的问题，同时便于指导林火常态管理与非常态应急灭火实战，即解决实用性的问题？

2 “天-地-人-火”系统观

参考范维澄院士的公共安全科技“三角形”框架[1]，本文初步提出森林防火工作的“天-地-人-火”系统观。

森林火灾扑救系统包含但不限于火场环境因子，它是指在防火工作中，管理者和指挥员可以设定并支配的具有动态性和可选择性火场综合条件，并以此展开兵力投送、安全保护、信息获取、实施决战、持续作战、行动转化等一系列灭火行动。简单地说，指挥员需要有系统性的观念，在特定的时间控制特定的林火扑救有效空间，这是确保人员安全并取得灭火胜利的前提。

林火本质上是森林生态系统在景观尺度上的一种客观存在，在其超过临界量或遇到一定的触发条件，就可能导致人为力量的介入，引发林火扑救行动。“天-地-人-火”系统是指：火场天气、地形及地被、林火对象和灭火力量通过彼此之间物质、能量和信息的流动，形成一个多要素耦合作用、具有时空属性的动态系统（图1）。“天-地-人-火”系统观就是对该系统及其组成要素的理解与应用。

图1 “天-地-人-火”系统架构

森林火灾扑救“天-地-人-火”系统涉及了林火突发事件从风险管理到应急救援的全部要素，反应在现场就是林火扑救空间及其态势。整个林火扑救空间不仅仅局限于火场，科学的林火扑救需要在以下方面做出努力：天气与地表环境因素的监测监控；林火对象的预测预警；灭火力量的指挥调度；人与装备结合的效用发挥；有关单位的综合协调。在林火突发事件的处置阶段，主体是灭火力量，目标有两个方面：一是打击对象，是蔓延发展的森林火灾；二是保护目标，包括社区、重点设施、生命线工程以及灭火队伍的自身安全。

3 系统组分分析

3.1 天、地、人组成的环境因素

在森林防火灭火中，在某一地方“天-地-人”环境因素实质上是指与林火事件有联系的要素，包括了孕灾环境和承灾载体，同时还有林火扑救应急行动的保护对象。森林火灾作用于承灾载体表现为本体破坏和功能破坏两种形式，有可能导致其所蕴涵的其他风险要素的激活或意外释放，产生链式效应，引发次生衍生突发事件的出现。针对环境因素中的天气、地形、地表植被、人口密度、火源分布等，事前可以开展风险评估，确定风险管理关键目标，采取适当的防范措施；事中利用其中有利减灾的因素，提高灭火行动的效能和效率；事后实施合理的恢复重建。需要研究承灾载体对林火事件作用的承受能力与极限、损毁形式和程度，以及与社会、自然系统的耦合作用，实现对森林火灾及林火事件链的科学预警，并在林火应急扑救行动中采取适当的方法阻断事件链的发生发展。

3.2 林火扑救的直接对象——“火”

对于林火对象，重点要了解其孕育、发生、发展和突变的演化规律，认识林火类型、强度、时空格局和蔓延趋势，阻断林火多极突变造成的灾害升级，掌握开展林火扑救行动的正确方法和恰当时机。火场的形状主要决定于风速、可燃物与地形，小范围内可燃物类型和地形条件是相对固定的，而顺风方向和逆风方向的林火蔓延速度差别很大，此外，林火在一定范围内的燃烧蔓延与地形和可燃物关系也较大，所以在森林火灾扑救时空动态系统中的林火对象必须结合环境因素，并考虑到灭火力量的介入，重点把握火场、火线、蔓延态势、特殊火行为、火源与现场能见度等因子。

3.3 灭火力量——“人”

灭火力量是指对林火对象以及环境因素所构成的体系，通过人力、组织、机构、手段、资源等方面的协调，施加一系列的人为干预，最大限度地减轻灾害损失的综合能力和运作机制。需要对干预的方式、力度和时机进行科学的研究，真正做到知己知彼、把握全局，实施有效出击。林火扑救中的“重兵投入”，其概念不是搞人海战术单纯增加兵员数量，而是面向有效作战空间重点投入打击力量，在森林火灾扑救时空动态系统中的灭火力量包括组织体系、指挥调度、灭火梯队、灭火措施、装备机具、应急通信、信息报告等要素。

4 结论

“天-地-人-火”系统观有助于构建森林火灾扑救时空动态系统理念，通过指挥员对天气条件、地形与地被、灭火力量和林火对象及其具体要素组合的差异化进行权衡判断和综合推演，最终在有效空间内科学实施林火扑救行动。从某种意义上说，“天-地-人-火”系统观为指挥员提供了一种“谋势”的战略思考模式，解决战斗博弈中的合适定位问题。

5 讨论

“天-地-人-火”系统观作为一个理论模型，突破了“一对一”或“一对多”的关系，提供了指挥员的有效作战空间定位模式并拓展了考虑范围，引导了林火扑救实践中的观念创新。林火扑救成功的重要基础就是争取对有效空间的控制权。森林火灾扑救对象范围不是孤立的树，而是在空间上呈离散分布的“块”。在采取决定性行动之前，指挥员首先必须确定何时、何地、在林火何种状态时展开灭火行动；其次，必须确定灭火参战队伍的位置、条件和状态；最后，必须确定能够支持林火扑救行动的适宜的火场条件，然后为达到这些条件，运用信息化手段保障纵深协调，制订方案并开展系列行动。

通过 GIS、RS、GPS、无线传感器网络、通信系统等技术支撑，以森林火灾扑救信息平台为基础，形成可快速获取多尺度、不同时空分辨率林火事件信息的立体实时监测体系，满足应急现场的信息处理、指挥通信、视频会议、会商决策等需要，指挥员的“天-地-人-火”系统观可通过虚拟现实技术与火场实体空间联系起来，更好地实现贯穿现场与后方的持续协同应急处置。

目前对于森林火灾扑救“天-地-人-火”系统还只是提出了一个初步的理论架构，还需结合森林火灾扑救实战深入展开研究。

[1]范维澄,刘奕,翁文国.公共安全科技的“三角形”框架与“4+1”方法学[J].科技导报,2009（6）:3.