護林防火技術在森林資源保護中的應用

朱顯珍，趙如剛

（涼山州會東縣林業(yè)和草原局，四川 涼山 615200）

森林是地球上最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，具有調(diào)節(jié)氣候、保護生物多樣性等重要功能。然而，近年來森林火災的頻繁發(fā)生嚴重威脅到了森林資源的安全和生態(tài)平衡，火災的原因多種多樣，包括自然因素和人為因素，而防火技術的應用則是保護森林資源不受火災威脅的重要手段。本文將分析森林火災發(fā)生的主要原因，探討當前森林資源保護中存在的問題，并詳細介紹護林防火技術的種類及其在森林資源保護中的有效應用，以期為森林防火提供科學的指導和參考。

1 森林火災發(fā)生的主要原因

森林火災的發(fā)生往往是多種因素共同作用的結果，其中，自然因素和人為因素是兩大主要原因。自然因素主要包括雷電擊中、極端氣候條件（如長期干旱、高溫等）、火山爆發(fā)以及某些生物的自然活動（例如，有的植物種子的傳播需要經(jīng)歷火災），這些自然條件不僅提供了火災發(fā)生的觸發(fā)機制，而且在特定的氣候和環(huán)境條件下，如極端干燥和高溫天氣，會顯著增加森林火災的蔓延速度和范圍，使得火災更加難以控制，尤其是在氣候變化的背景下，極端天氣事件的頻率和強度增加，導致森林火災的風險進一步升高[1]。

人為因素則包括不當?shù)耐恋乩煤凸芾韺嵺`（如農(nóng)業(yè)或建設采取燒除森林植被的措施）、放火（無論是出于犯罪動機還是因為疏忽而未能控制火源）、煙蒂或玻璃瓶聚光等引起的火災以及野外活動中的火源管理不當。隨著人口增長和社會經(jīng)濟活動的擴展，人為引起的森林火災也日益增多，特別是在人類活動頻繁的地區(qū)，如接近城鎮(zhèn)或農(nóng)田的森林邊緣，火災的風險尤為顯著。

2 森林資源保護存在的問題分析

2.1 缺少新型滅火設備

在當前的森林資源保護工作中，一個顯著的問題是缺少新型滅火設備，這直接影響到了火災應對效率和效果。隨著技術的發(fā)展，新型滅火設備如無人機、衛(wèi)星監(jiān)測、高效滅火劑等，能夠大幅提升火災探測的準確性、撲滅火災的速度以及降低滅火過程中的風險。然而，這些先進設備在許多地區(qū)尚未得到廣泛應用。一方面，這些新型設備通常成本較高，對于經(jīng)費有限的地區(qū)而言，購置和維護成本成為了一大負擔；另一方面，使用這些高科技設備需要特定的技術支持和操作人員培訓，而這樣的技術支持和人員培訓在很多情況下是缺乏的。因此，即便有些地區(qū)引進了新型滅火設備，也面臨著無法充分發(fā)揮其作用的現(xiàn)狀。

與傳統(tǒng)滅火設備相比，新型滅火技術在應用過程中需要更為復雜的協(xié)調(diào)和管理，例如：無人機在森林火災偵察和撲救中的應用需要與地面滅火隊伍的行動緊密協(xié)調(diào)，以避免信息斷層和作業(yè)重復。然而，目前在很多森林火災防控體系中，尚未建立起有效的協(xié)調(diào)機制來整合這些新技術，這導致即使在配備了先進設備的情況下，也無法實現(xiàn)最優(yōu)的滅火效果，缺乏對新型滅火設備的充分利用以此降低了滅火作業(yè)的效率[2]。

2.2 缺乏科學的火災預防管控系統(tǒng)

當前森林資源保護面臨的一個關鍵問題是缺乏科學的火災預防管控系統(tǒng)。在許多情況下，森林火災的預防和管控依賴于傳統(tǒng)方法和經(jīng)驗判斷，而不是基于科學分析和數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策。這種方法的局限性在于，它無法準確預測火災的潛在風險區(qū)域，也難以及時響應突發(fā)的火災事件，沒有有效的預測和監(jiān)測系統(tǒng)，就意味著火災發(fā)生時，撲救行動往往是在火災已經(jīng)形成一定規(guī)模之后才開始，這不僅增加了滅火的難度，也大大提高了火災造成的損失。

3 常見的護林防火技術

3.1 護林防火隔離技術

護林防火隔離技術是一種通過物理手段減少森林火災傳播速度和范圍的重要技術。主要通過創(chuàng)建隔離帶來實現(xiàn)，隔離帶可以是天然的，如河流或巖石區(qū)域，也可以是人工建造的，如防火道路、防火帶或裸露的土地帶等。人工隔離帶的建設通常涉及移除可燃物，如樹木、灌木和地表雜草，以減少火源，隔離帶的寬度和位置的選擇基于對特定森林區(qū)域火災行為的詳細分析，旨在有效切斷潛在的火源傳播路徑，從而防止或延緩火勢蔓延到更廣泛的區(qū)域。除了物理隔離之外，護林防火隔離技術還包括對隔離區(qū)域內(nèi)植被的管理和維護，比如定期清理落葉和枯枝，以及實施有計劃的燃燒管理，這些措施旨在進一步降低火災風險，有計劃的燃燒是一種預先設定條件下，由專業(yè)人員控制的火災，用于消除過量的可燃物質(zhì)，模擬自然火災的生態(tài)作用，同時，減少未來大規(guī)模無法控制的火災的發(fā)生概率[3]。

3.2 火災撲救技術

火災撲救技術是指在森林火災發(fā)生時，通過各種方法和工具直接對火災進行控制和撲滅的技術。包括但不限于使用水和化學滅火劑進行地面和空中撲救、創(chuàng)建防火隔離帶以及利用反向燃燒等策略。地面撲救通常涉及消防人員直接進入火場，使用滅火器、水槍、水泵和背負式噴霧器等設備進行撲救，而空中撲救則通過飛機或直升機投放水或滅火劑，對大面積的火場進行迅速壓制，特別適用于地形復雜、地面撲救困難的情況。除了傳統(tǒng)的滅火方法，現(xiàn)代火災撲救技術還包括了高科技裝備和方法的應用，如使用無人機進行火情偵查和監(jiān)測、利用衛(wèi)星技術進行火災動態(tài)跟蹤以及采用人工智能算法優(yōu)化撲救方案和資源分配。這些技術的應用大大提升了火災撲救的效率和安全性，使得滅火作業(yè)更加科學和精準，例如：無人機不僅可以在火災早期快速識別火源位置，還能在撲救過程中提供實時的火場信息，幫助指揮官做出更合理的決策[4]。

3.3 護林防火通信技術

護林防火通信技術是森林防火體系中的關鍵組成部分，它涉及到信息的采集、傳輸、處理和分析，以確保火災預防和撲救工作的高效執(zhí)行。技術的核心在于建立一個覆蓋廣泛、反應靈敏的通信網(wǎng)絡，通過這個網(wǎng)絡可以實時監(jiān)控森林火情、協(xié)調(diào)防火和滅火資源，以及傳遞關鍵的火災信息，包括無線電通信、衛(wèi)星通信、移動通信和互聯(lián)網(wǎng)技術，例如：使用衛(wèi)星遙感技術可以對森林覆蓋區(qū)進行全天候監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)火災跡象；利用無線電通信則可以確保火場周邊或偏遠區(qū)域的通信聯(lián)絡，保障指揮調(diào)度和前線撲救隊伍之間的信息實時傳遞。隨著技術的發(fā)展，護林防火通信技術已經(jīng)趨向智能化和網(wǎng)絡化。智能化體現(xiàn)在使用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術在森林中部署大量的傳感器，這些傳感器能夠感知溫度、濕度、風速等環(huán)境變量，并通過無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)實時傳回監(jiān)控中心，這樣不僅可以準確地定位火災發(fā)生的位置，還能根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)分析火災發(fā)展的趨勢；網(wǎng)絡化則意味著通過云計算和大數(shù)據(jù)技術，對收集到的大量數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析，實現(xiàn)火災預警、火場模擬和滅火資源優(yōu)化配置等功能。

3.4 護林防火預測技術

護林防火預測技術是利用先進的數(shù)據(jù)分析和建模方法來預測森林火災的可能發(fā)生時間、地點和潛在影響，從而為火災預防和準備提供科學依據(jù)。這一技術的核心在于收集和分析影響森林火災發(fā)生的各種因素，包括氣象條件（如溫度、濕度、風速）、植被類型、地形地貌以及歷史火災數(shù)據(jù)等。通過對這些數(shù)據(jù)的綜合分析，可以構建出森林火災風險評估模型，用以評估不同區(qū)域在不同時間的火災風險等級。這些模型通常采用機器學習、人工智能或地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，能夠處理大量復雜的數(shù)據(jù)，并從中識別出火災風險的模式和趨勢，隨著技術的進步。護林防火預測技術越來越多地應用于實際的森林火災預防工作中，例如：通過實時監(jiān)測氣象條件和植被干燥度，預測模型可以實時更新火災風險等級，為決策者提供即時的風險評估報告，利用歷史火災數(shù)據(jù)和當前環(huán)境數(shù)據(jù)，模型可以預測在特定條件下火災的蔓延速度和潛在影響范圍，幫助制定更有效的預防措施和應急計劃[5]。

4 護林防火技術在森林資源保護中的有效應用

4.1 擴大森林綠色防火植物的覆蓋面積

護林防火技術在擴大森林綠色植物覆蓋面積方面的有效應用，主要體現(xiàn)在通過科學的林業(yè)管理和恢復生態(tài)系統(tǒng)的措施，以增強森林的自然防火能力。一方面，通過實施精細化的森林管理策略，如選擇適宜的樹種進行造林和綠化，能夠有效改善森林的結構和功能，增加森林的濕度，降低火災的發(fā)生概率。特別是在火災頻發(fā)區(qū)域，優(yōu)先種植耐火或防火性能較強的樹種（如橡樹、櫟樹等），建成綠色防火阻隔帶，提高森林自身抵御火災能力。另一方面，利用先進的護林防火預測和監(jiān)測技術，可以精確地識別火災風險高的區(qū)域和時段，針對性地實施森林恢復和綠化工作。例如，通過分析氣象數(shù)據(jù)、植被信息和火災歷史記錄，科學地規(guī)劃綠化種植區(qū)域和種植模式，以最大化提升森林的防火能力和生態(tài)效益[6]。

4.2 構建科學的預防火災管控系統(tǒng)

構建科學的預防火災管控系統(tǒng)是通過綜合應用現(xiàn)代科技手段和管理策略，形成一個全面、有效的森林火災預防和應對機制。系統(tǒng)需要基于大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術，整合氣象數(shù)據(jù)、植被覆蓋情況、歷史火災記錄等多源信息，進行火災風險評估和預測。同時需要結合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，有效地進行火災監(jiān)測和火情管理，確保信息的實時性和準確性。預防火災管控系統(tǒng)還應包括專門的培訓計劃，提高消防人員和社區(qū)居民的火災防控意識和能力，建立起社會廣泛參與的火災預防網(wǎng)絡[7]。

4.3 建立更加健全的火災預防制度

建立更加健全的火災預防制度要求從法律、政策和實踐操作3個層面綜合施策，形成一個全方位、多層次的防火管理體系。在法律和政策層面，需要制定和完善相關的森林防火法規(guī)和標準，明確各級政府、森林管理機構、企業(yè)以及社區(qū)居民在火災預防和應對中的責任和義務。這些法規(guī)和政策應涵蓋森林火災的預防、監(jiān)控、應急響應和災后恢復等全過程，確保有一個清晰的法律框架支持火災預防和管理工作；在實踐操作層面，關鍵在于實施有效的森林火災風險評估和監(jiān)控體系，通過定期的森林巡查、遠程監(jiān)測和風險評估等手段，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的火災隱患。此外，要開展針對性的火災預防教育和培訓，提高公眾特別是森林周邊居民的火災防范意識和能力，公眾教育可以通過舉辦宣傳活動、發(fā)放防火手冊、設置防火標識和開展模擬演習等形式進行。并要建立和完善火災應急響應和災后恢復機制，確保一旦發(fā)生火災，能夠迅速有效地組織撲救。

4.4 合理利用護林防火通信系統(tǒng)

合理利用護林防火通信系統(tǒng)是提升森林火災防控效率的關鍵措施之一。它依托先進的通信技術，確保火災預防、監(jiān)測、撲救和恢復各環(huán)節(jié)信息的及時傳遞和準確處理。首先要建立和優(yōu)化森林防火通信網(wǎng)絡，包括部署穩(wěn)定的無線電通信設備、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和移動通信技術等，形成覆蓋森林區(qū)域的全天候、全方位通信網(wǎng)絡。網(wǎng)絡不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對森林火情的實時監(jiān)控，還能保障火災發(fā)生時，現(xiàn)場指揮部與外部救援力量、相關政府部門之間的高效溝通。此外通過引入互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術，可以實現(xiàn)更加智能化的數(shù)據(jù)收集和分析，比如利用安裝在森林中的傳感器網(wǎng)絡收集關于溫度、濕度、風速等環(huán)境變量的數(shù)據(jù)，為火災預警提供科學依據(jù)[8]。

5 結語

通過深入探討護林防火技術及其在森林資源保護中的應用，我們可以看到，科技在森林防火中發(fā)揮著不可替代的作用。從護林防火隔離技術、火災撲救技術到護林防火通信技術和預測技術，每一種技術都是森林資源保護體系中不可或缺的一環(huán)，為有效應對森林火災帶來的挑戰(zhàn)，必須采取綜合措施，不斷完善和創(chuàng)新護林防火技術，建立健全的火災預防制度，實現(xiàn)科學的管控系統(tǒng)，以此保護森林資源，維護生態(tài)平衡。