摘要:森林火灾的防控是一个世界性难题,森林火灾主要是由人为因素引发。本文运用火、森林大火的规律、原理及相关知识对人们认识上的一些误区进行了辨析,以期在提高人们对森林大火的防控意识方面起到一定的作用。
关键词:森林火灾;认识误区;辨析
初来澳大利亚留学之时,适逢澳洲森林大火无法控制之际,其景象令人触目惊心。在我国,目前发生的森林火灾绝大多数是人为原因引发。据统计,2010年至2019年,在已查明火因的森林草原火灾中,由人为原因引发的占97%以上[1]。人为因素包括祭祀用火、农事用火、野外吸烟、炼山造林、燃放鞭炮等。根据相关文献和调查,在这些人为因素引发森林火灾的事故中,绝大多数的人不是想有意引起森林火灾,主要原因是对火的原理及森林大火的规律缺乏全面、深刻的认知,从而导致他们在认识上存在着严重的误区。
误区之一:点燃的火很小,可燃物很少,这样的火不会引起火灾。
存在这种认识误区的人没有充分考虑到风力、地形、地被物的干燥程度等因素,比如不期而至的大风有可能会把正在燃烧的灰烬吹散。尽管自己所带的可燃物很少,点燃的火苗也很小,但周围可能存在着极易被点燃的可燃物。比如,在我国北方,春天杨絮柳絮会漫天飞舞,空气中、地面上、草丛中到处都是。杨柳絮因含有大量油脂,遇到明火会引起轰燃,且蔓延速度极快,存在很大的火灾隐患[2]。再者,风力、地形、地被物干燥等因素的适当组合能对火源的快速传播与扩散起到最大程度上的放大效应。
2019年4月5日中午,内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区黄合少镇一村民为其父亲上坟,意想不到的是,突然一阵风吹来,大风把燃烧的烧纸吹散至坟地边干草丛中引发火灾,导致该镇退耕还林地林木发生大火,损失严重。类似这样的案例很多。
误区之二:放完火后,用脚踩灭或埋上土即可无事。
事实上,火是一种复杂的自然现象,有看的见的明火,也有眼睛看不到的阴燃。阴燃是靠异相化学反应放热,实现自维持传播的燃烧方式,与有焰燃烧相比,阴燃可以在较低的外界热源及氧气浓度下持续,潜伏时间长[3]。在温度、风力等因素的影响下,阴燃会变为明火,给森林资源带来极大威胁。
如果土中含有大量的地被物和腐殖質,用这样的土掩埋灰烬,那么很有可能会引起阴燃。在森林之中或森林附近,阴燃持续一段时间后,在适当的风力作用下,就会转化为明火,如果附近有干枯的杂草、落叶等可燃物,就可能会发生地表火。如果地表火没有被及时扑灭,就会引发近地表火。当近地表火达到一定的程度与范围时,就可能会引燃灌木、幼树群、碳化的树皮、大树低垂的枝条等。如果火势进步发展就可能会引发树冠火,树冠火往往会造成难以扑救的局面和惨重的损失。
2020年2月15日,云南省弥渡县寅街镇发生一起离奇的火情。一村民为方便种地,将自家地里的苞谷秆聚在一起引燃,烧完后用土掩埋了灰烬。但是8小时后,阴燃变成明火,火势迅速蔓延到距林区仅10米的位置,若不是发现及时并进行了有效扑救,很可能会引发森林大火。
误区之三:火是通过地表的可燃物传播的,只要附近没有可燃物就很安全。
火的传播也很复杂,除了通过引燃明显看得见的临近的可燃物进行传播,通过上文提到的不太明显的腐殖质的阴燃进行传播,还可以通过空气传播热量与火种。火灾的蔓延不仅仅与通过一个个紧邻的可燃物进行直接的连续性传播有关,更主要的与热对流造成的非连续性的跳跃式传播有关。
在燃烧过程中,火产生的热量向上运动,外部的常温空气不断补充到火的最下部,补充过来的常温空气经火加温后又产生高温气体,这部分高温气体又迅速上升,如此形成不断上升的气流。上升气流可以将燃烧着的可燃物带到高处,在风的作用下,可吹落到周围数米甚至更远的地方。如果周围有大量干枯的杂草、乔木、灌木、枯叶、杨柳絮等易燃物,发生火灾的可能性就会非常大。这些可燃物的燃点很低,比如:干枯杂草燃点仅为150~200℃。
很多人以为在家中做饭,火苗不会影响到户外附近的可燃物。其实不然,热对流现象在有烟囱时,表现得会更为明显,对流烟柱会显著升高。2020年4月20日,四川省西昌市樟木箐镇一村民在户内做饭时,烟囱放大了热对流现象,灶内火星通过烟囱落至房外,引燃了户外的可燃物,引发山火,过火面积约17.2公顷。由此可见,在用火的时候一定要充分考虑到热对流这一重要因素。
误区之四:炼山、烧荒时,只要在临近森林的地方制造出足够宽的隔离带,再选择适当的天气条件,就比较安全。
实际情况并非如此。2019年3月10日,广西壮族自治区资源县鹅公岭山场发生了一起因炼山导致的森林火灾。为防止走火,在炼山之前相关责任人清扫出了一条宽约5米的隔离带。但因风势较大失去控制,火引燃了周边的杉树,导致他人责任山上的树木全部被烧毁。
一些人自以为在炼山、烧荒方面积累了丰富的经验,事前充分考虑到了地表物相对湿度、地形、空气的湿度、气温、风向等因素,预测出了自认为较为精确的燃烧速度、燃烧面积、燃烧时间,并为此采取了防止火蔓延到周边林区的安全措施。由此,认为此次行为是安全的。事实往往并非如此。在炼山过程中,当燃烧范围较小时,火的运行轨迹可能会和最初的设计相拟合。但是随着燃烧面积的加大,火的传播速度会因地形的高低起伏而时慢时快,有时快得令人心惊,而且传播方向也会出现忽左忽右的情况。如果火烧到狭窄的陡坡、草塘沟等特殊地形时,因可燃物同时预热,共同燃烧,很可能会瞬间形成巨大火球。如果火蔓延到了林内因可燃物堆积时间长、发生腐烂、存有大量沼气的地方,爆燃现象就会发生。巨大火球和爆燃产生的巨大火焰都会形成更加强大的对流柱,上升气流可以将燃烧着的可燃物带到高空,由高空风传播到远方,形成飞火。如果再加上风力突然加大或风向发生变化等因素,那么,这么大的能量向哪个方向传播、传播多远的距离、传播速度有多快,这些都是难以预计的。
可见,如果燃烧面积大、地形复杂、气候多变、地表可燃物种类多且能量大,很容易出现不可控的、极其危险的特殊火行为。大面积的燃烧造成的烟雾有可能会升入平流层,在平流层中产生焦积云,焦积云可能会演变成能产生风和雷暴的焦积雨云,它往往会造成新的森林大火。
误区之五:春、秋、冬季节干燥、风大,不能在野外点火;夏季在野外点火不会引发火灾。
一般人依据常识认为,气候干燥时植物体内含水量变少,就容易发生火灾。在夏季,我国的气候一般比较湿润,植物体内含水量大,就不容易发生火灾。这仅仅是常识性思维。张思玉等研究发现,我国夏季森林火灾发生次数表现出增加规律[4]。传统上,认为夏季森林不仅难以着火,即使起火也难以蔓延成灾,这样的认识是片面的。比如,希腊在2007年和2009年夏季接连发生了对当地生态造成严重损害的森林大火。巴西亚马孙雨林在2019夏季也发生了难以扑救的森林大火。
最新的研究表明:森林火灾的原因并非仅仅是因干燥而起,主要是因干燥与湿润的不正常变化。在夏天,经历了一段风调雨顺,森林地表生长了大量茂盛的植物。如果随后一段时期气候干旱,日照强度大,地表温度高,那么地表这些茂盛的植物的含水量就会大大降低,这反而增加了森林内的可燃物,火灾风险程度就会提高。
误区之六:森林火灾不会轻易发生,即使发生了火灾,有现代化的灭火手段,也会很快会被扑灭。
有的人有生火时难以点燃木材的生活经验,于是以此类推,认为森林中的大多树木正在生长中,森林大火不会轻易发生。即使发生了,我国有健全的森林防火组织机构,有庞大的森林防火队伍,森林火灾也很好扑救。存在上述误区,缺乏忧患意识,存在侥幸心理的人为数众多。
随着地球温室效应日趋严重,全球大部分地区变得更热、更干燥,森林火灾隐患也更大。由于森林是一个巨大的能量库,含有丰富的低燃点的可燃物,一个燃烧未尽的烟头、一个微弱的火星,一根火柴的能量,就可能会引发一场森林大火。造成一場森林大火很容易,消灭一场森林大火却极端困难,很多时候人类只能听之任之。森林大火因其能量巨大、地形复杂、风向多变等因素会产生一些特殊的、不可预测、不可控制的火行为。即使现代化水平再高,往往也会束手无策。
扑灭森林大火有湿法与干法之分。受自然条件所限,很多森林大火无法采用湿法。干法对技术和条件的要求很高,比如由于大火蔓延速度太快,在无法迅速移除大火运动前方的适当的可燃物或清理出足够宽的隔离带时,有时会采取“点烧迎面火”来降低可燃物载量,以小火阻止更严重的大火发生。但这种方法从理论上讲具有可行性,实际操作起来难度巨大。2019年12月14 日,在澳大利亚森林大火扑救中,消防员在威尔逊山和欧文山地区通过以火灭火来控制火势蔓延,但由于可燃物载量过大加之天气条件不稳定,最终失去人为控制,蔓延到隔离带以外的火焰一度高达 70 米,飞火越过公路烧入社区,造成巨大损失[5]。
从知识角度来说,造成以上误区的原因是对火尤其是森林大火的原理规律认识肤浅、片面。有的只知道明火的危害,没有认识阴燃的潜在危机;有的只知道热传导,却不知道热辐射、热对流;有的只看到了静态的火,没有看到风与地形的作用;有的只知道干燥时易起火,而不知道气候的不正常变化同样会提高火的风险程度;有的只注意到了常态的火,而没有意识到火的特殊行为;有的只看到防火、救火的现代化手段,而没有意识到森林大火的异常复杂性。总之,这些人对火及森林大火的原理及规律认识不全、不深刻,思维片面、不完整。
从本质上说,燃烧是一个能量的积累、释放、传播的过程。森林因其能量巨大、能量分布不均衡、地形多样、空气对流难以预测等方面的原因,导致了森林大火的原理、规律异常复杂,难以很好地研究清楚。从相关文献资料看,在所有发生的森林火灾中,没有两个森林大火是完全一样的,各有各自的轨迹。
这样看来,在森林大火的防控工作中,首先,每位公民严格遵守国家的相关法律规定是最为重要的前提。其次,每位公民要自觉学习火及森林大火的相关知识,提高森林大火的防控意识。再者,森林管理部门在做好防控工作的同时,努力排除安全隐患,采用科学手段加速多余能量及时转化、分解,促进森林生态系统的平衡,促使森林可持续发展,这也是至关重要的。
参考文献:
[1]倪弋. 森林防火 人人有责[N].人民日报,2020-04-09(19) .
[2]汪渝.杨絮柳絮飞舞时 防火安全请牢记[J].消防界(电子版),2020(11):21.
[3]王信群,R Klemens, P Wolanski, 徐天瑞.谷物纤维及粉尘阴燃实验研究[J].粮食与饲料工业,2009(4):14-15.
[4]魏书精,罗斯生等.气候变化背景下森林火灾发生规律研究[J].林业与环境科学,2020(02):133-143 .
[5] 张志,许文浩.澳大利亚2019—2020森林火灾对我国应急管理体系建设的启示[J].中国应急救援,2020(02):18-22 .
作者简介:
邓肖(1995.05—),男,山东德州人,2019年7月毕业于北京大学,现为墨尔本大学研究生,研究方向:环境科学。