王進坤
(撫寧縣林業局,河北 撫寧 066300)
撫寧縣4·12山林火災的成因分析
王進坤
(撫寧縣林業局,河北 撫寧 066300)
山林火災的發生與山地可燃物質多少、氣候因素有很大的關聯。人為火源是撫寧縣4·12山林火災的罪魁禍首,充分利用氣象預報資料,減少和控制冬春野外違法用火,是防止山林火災的有效措施。
山林火災;火警預報;氣候;火源
大面積(≥100hm2)山林火災的發生具有地域性、季節性特點,還具有時間性特點。火災的發生必然性和偶然性并存,隨機性較強。大多數火災由人為因素引起,但較大規模的山林火災,氣候因素的作用不能低估。
撫寧縣4·12(2011年4月12日至4月18日)山林火災,人為火源是直接原因,但是也有利于火災發生的氣候背景和氣候條件。
在一片山林中,火情、火警、火災的發生和強度大小,取決于現場可燃基質的多少,當可燃基質處于稀、疏、薄的情況下,發生火情的機率較小,且容易撲救;當可燃基質厚度大,連續分布的情況下,發生火警、火災的機率較大,撲救有一定困難。撫寧縣4·12山林火災的發生,就是在山場內可燃基質十分豐富的情況下發生的。撫寧縣處于世界溫帶落葉闊葉林(季風)氣候帶內,一到秋冬,所有的闊葉林均脫掉綠裝,葉片、果實、種子脫落在地,每年都形成一層厚厚的落葉層;針葉林中的油松,每年也更新落下1~2cm厚的針葉,這些枯枝落葉和干枯的草本植物及半灌木狀的蒿、艾類整株干枯的地上部分,就形成了0.1~1.0m的可燃燒高度。表1、2為撫寧縣北部山區喬木、灌木和草本植物冬季枯枝落葉的觀察情況。

表1 撫寧縣北部山區可燃物(部位及厚度)主要喬木情況

表2 撫寧縣北部山區可燃物(部位及厚度)主要灌木草本情況
由表1、2中可見,撫寧北部山區山林中可燃基質的主要成分是喬灌木的落葉和干枯的草本植物的莖和葉,燃燒時間較長的是喬木的殘枝和枯倒木。另外,林中的油松針葉和樺樹皮含有易揮發的易燃氣體,一旦形成火災,油松針葉會在地面火焰的烘烤下,揮發出可燃氣體,火焰會在較短時間內向樹冠躍升,形成樹冠火或單株樹上的火球,漫天飛騰,在風的助推下,火球瞬間形成火海。4·12山火形成了火柱、火爆、飛火、平流火、高溫熱流等。表中情況僅為一般地段和較平緩地段的枯落物厚度,不少特殊地段如溝縫、土坑、巖石根、樹根處和人員不常進的林地內,枯枝落葉厚度可達30~50cm,空曠地和疏林地由于雜草灌木密集,可燃高度在0.1~2.0m之間。
在喬木樹種中,易燃的樹種為油松和樺樹類;灌木樹種中易燃的品種有荊條、胡枝子、螞蚱腿子、一葉荻、歐李、繡線菊;宿根型半灌木有艾子、蒿類,草本植物有羊胡子草、黃背草、大葉草、白羊草、鹽盧草等。
森林火險與氣象因子緊密相關,林業上常把風速、氣溫、降水和相對濕度作為預報指標。東北林業大學的懷新江、孫仲秋將報警指標定為:①風速報警指標為2.1m/s;②氣溫報警指標為5℃;③相對濕度報警指標為45%;④月降水雨量報警指標為20mm。并指出,當其中有3個達到指標時,為高度火險,當4個因子同時達到指標時,為5級火險,處于最高危險。下面就撫寧縣“4·12”山林火災與氣象因子的關系做一分析。
撫寧縣位于中國東部沿海季風環流區,冬季盛行來自高緯度大陸內部的偏北氣流,氣候寒冷干燥,多風沙。春季由于東南與西北兩氣壓系統輻合線上鋒面活躍,氣旋頻繁交替,天氣多變,在變性的極地大陸氣團控制下,天氣晴朗,氣溫回升很快,降水稀少,多年平均為71.6mm,春旱幾乎連年發生。由于干冷空氣頻頻南下,最大風速大風日為一年中最多的季節,占全年的56%,此時風干物燥,具備引起山火的基礎條件。
據觀察,當氣溫在0℃以下時,如有可燃物質,只發生火情,且林地火燒面積不大,形成火災的機率較少;隨著氣溫的升高,火警和火災發生的機率加大,且燃燒蔓延較快;當氣溫達到5~15℃時,火災發生的機率大大加強,林地受災面積也較大,損失嚴重。圖1是撫寧縣2011年4月的氣溫觀測值。

隨著氣溫的增加,火情、火警、火災的次數與面積又會逐漸下降。撫寧縣6~8月的月均氣溫在19~25℃時,植物已進入旺盛生長期,同時進入了雨季,植物體內含有大量水分,林地內的枯枝落葉處于潮濕狀態,不具備引起山林火災的基質和干燥性的氣候條件。而4~6月,光照強、氣溫高,使山區的可燃基質處于高度干燥易燃的危險時期,此時“一點星星火,可毀萬畝林”。
月風速平均值愈大,山火發生的次數會增多,形成災害的面積愈大,當日均風速在2.1m/s以上時,火燒的速度會大大提高。2011年4月初,撫寧縣日均風速在1.8~4.2m/s之間轉換,且多為東北風或西北風(見圖2),4 月 12~18 日,空曠地的風速為 2.7~4.0m/s,而著火的山地風速目測為5~7m/s。較大的風力造成火焰水平向推進,速度極快。火借風勢,風助火威,出現了撫寧縣歷史上山火的奇特現象,火頭高度可達十幾米,跳躍狂奔,國營林場修筑的7m寬的防火道也未能阻止火頭的推進;由于山區地形復雜,局部地段風向多變,出現了火旋風、飛火、火球、熱流、火柱等景觀。大風造成火災蔓延速度快,燃燒的火線快速擴大,形成多股火頭,7d中過火面積數萬畝,有的還威脅到了國家的重點工程建設區。

有資料及經驗證明:月降水量在40mm以下,特別是連續干旱無雨,山火發生的次數較多;降水量增加,山火次數減少,受災面積也減少。當降水量超過100mm時,通常不會發生森林火災或山火。撫寧縣的春季十年九旱,2011年3月,全月無雨雪降落,4月份降水17.8mm,且發生在火災之后。3月和4月的蒸發量分別為106mm和170.4mm(圖3)。較高的氣溫,稀少的降水,較大的蒸發量,造成了3~4月(火災前)空氣相對濕度一直在23%~56%之間,火災前的空氣濕度下降為28%。經驗證明,相對濕度在10%~30%時,容易發生特大山林火災,危害最大。相對濕度小于55%可能發生火災,這是“4·12”山林火災留下的教訓。相對濕度在55%~75%時可能發生林火,相對濕度在75%以上時,一般情況下不會發生山林火災(圖4)。

以上4項山林火災氣象報警指標,4·12以前均已達到高危山火標準。火災前,撫寧縣月平均風速為3.8m/s,空曠地最大記錄風速為7.2m/s;最高溫度為23.9℃;最大降水量僅為4月10日的0.1mm;日蒸發量最大值為8.5mm;相對濕度上旬平均為36%。中央氣象臺預報撫寧縣為高危山林火險區,紅色森林火險預報罩在了秦皇島北部山區撫寧、青龍、遼寧西部位置上,連續播報15d以上,卻沒有引起重視。由于氣溫的上升,熱氣流的襲擊,增加了撫寧北部山區可燃物的干燥性,遇到火種,一觸即發,形成火勢大,蔓延速度快的山火,大風助火威,形成了在較短時間內難以控制的局面。
撫寧縣歷年所發生的山林火災,99%以上是人為用火所致。其中有非生產性野外用火,如吸煙、生火取暖、燒烤干糧、上墳燒紙、熏烤野獸,還有生產性用火,如燒荒、燒秸稈、燒火糞等。撫寧縣春季火災占全年火災的60%以上,時間在3~5月份,此期間春旱高溫持續時間長,山林可燃物干枯,火險等級高,稍有松懈,監管不力,野外非法用火便會釀成山林火災。人為因素是撫寧縣山火發生的主要因素,清明前后人們懷念先人,上墳燒紙和耕作前對田地進行清理、焚燒垃圾,燎地邊等活動,靠近山場的極易引起山火。4·12火災是山林內村民在自家承包地內清理和焚燒雜物,因風速突變,將雜草、秸稈之火吹向臨近的山場,在風的助推下,枯枝落葉和雜草迅速燃燒,一發而不可收拾,終于釀成了撫寧歷史罕見的山林火災。造成了國家山林資源和人力物力的巨大損失。
撫寧4·12山林火災罕見的場面,巨大的損失、慘痛的教訓和耗費人力物力的撲救成本,給我們留下的經驗教訓是多方面的。下面僅就火災形成的兩個關鍵方面提出建議如下。
(1)注重火險預報,防患于未然。各級政府部門、防火機構應注重護林防火工作中的火險預報,特別是各級氣象部門的火險等級預報。一到冬天,冀東地區北部山區風干物燥,可燃物進入遇火可燃的狀態。春天氣溫上升快,降雨少、蒸發量大,大風頻繁,極易發生山火,從中央到地方各級氣象部門的預報極具參考價值,應予以高度重視,采取有力措施,防患于未然。
(2)控制火源,減少山火發生次數。林火是一種自然現象,屬于隨機事件,杜絕是不可能的,也是不科學的,只能因勢利導,控制和減少人為火源對山林的威脅,對山林大火要以預防為主。在防火戒嚴期間內,對重點林區不間斷的進行巡查,處理違法野外用火事件。將山火發生的機率控制在最小。重點控制和掌握上墳燒紙、燒火糞、燎地邊等野外用火。重點地區重點抓,狠抓易發生火災(不是火情)的山區鎮、村和溝谷道路的火源盤查,減少山林火災發生的機率。
[1]林業部森林防火雜志編委會.森林防火[內部資料].1988.
S762.1
A
1002-3356(2012)05-0037-03
2012-08-01