寒月 2003-11-20 14:23
[摘抄] 山林风火人
早在4亿多年前，火就在地球上出现了。生命使火成为可能。海洋生物不断向大气中输送氧气；地面生物为火提供了燃料。当氧气和生物在适当的条件下遇到火花，火便点燃了。燃烧的基本化学原理存在于生命世界的核心。当燃烧发生于细胞内时叫呼吸，当它发生于机体外时叫火。森林大火本来是一种自然现象，在漫长的进化过程中，许多植物和动物已经学会了与火共存。但是人类打破了火与生态的和谐......
几秒钟内，一个火花或是太阳的热量就可以引发一场灾难。森林大火迅速蔓延，吞噬干枯的植被以及前进道路上的一切障碍。森林在顷刻间变成了失控的燃烧库。转眼之间大火已占领周围数千公顷的土地，威胁到生命和财产的安全。森林大火蔓延的速度超过每小时23公里。火焰在灌木和树林间行走时，想方设法保存生命，他抛出的燃点可引发数公里外的小型火灾。下面我们来看一看森林大火是如何诞生、成长、死亡的。
在一个炎热的夏日，连日干旱之后，火车车轮与铁轨磨擦产生的火花也可能引发狂暴的森林大火。有时火是自然引发的，阳光和闪电都能成为纵火犯。然而，多数情况下，森林大火源于人的粗心大意。最常见的起火原因包括：人为纵火、露营火、未灭的烟头、不当燃烧垃圾、玩耍火柴或烟花、指定火。
每种物质都有一个燃点。木材的燃点是300摄氏度。当木材被加热到这个温度，他释放出碳氢化合物与空气中的氧气混合、燃烧产生火焰。着火和燃烧需要三种元素：燃料空气和热源。热氧和燃料组成火三角。消防员常常讨论火三角，只要消除三角的一条边，他们就能控制并最终消灭大火。
森林大火的散播首先取决于其周围燃料的种类和数量。树木灌木干草地房屋都属于燃料。火周围可燃材料的数量称为燃料载重量（FL:fuel load），它是由每单位面积燃料数量算出的，通常按每公顷吨计算。
小FL导致火缓缓燃烧传播，火势也较弱。如果FL数目巨大，火势更猛传播更快，周围燃料升温快，着火也快。燃料的干湿程度同时影响火的行为。当燃料很干时消耗也快，产生的火更难控制。燃料对火的影响主要取决于下列基本特征：大小和形状、排列方式、水分含量。
小燃料又称闪光燃料，主要包括干草、松针、枯叶、小树枝、干枯灌木。它们比大圆木和树桩燃烧得快。从化学理论上来说，不同化学构成的燃料着火的时间不同。但在森林大火中，多数燃料的化学构成相同，点燃时间的长短主要取决于燃料表面积与其容积的比例。树枝的表面积与表积值相差不大，因此点燃很快。相比之下，树干的表面积值比容积小很多，因而在点燃前需要更多时间加热。
火在前进的过程中同时烘干周围的燃料——热能和烟雾先期抵达，导致燃料水分蒸发，火焰真正到达时，这些干燥后的燃料更加容易点燃。相同体积的物体表面积越大，水分蒸发速度越快，因为它与氧气的接触更充分，表面积小的物体，更容易保住水分，水分吸收或的热能延缓火势。
天气在森林大火的诞生成长和死亡过程中扮演主要角色。干旱导致森林大火成长的绝佳条件，风帮助火蔓延。天气可能刺激火势向前进，使扑火工作更加艰巨。影响森林大火的主要有三种天气因素：温度风和湿度。
正如前面所说，温度对森林大火的产生有直接影响，因为热能是火三角的三大支柱之一。地面植被吸收太阳的辐射热能，水分蒸发形成潜在的燃料。高温天气使燃料点燃和燃烧更快，加快大火传播的速度。因此，森林大火在气温最高时最猛烈。
风——丰对森林大火的行为影响最大。它也是最难以预测的因素。
风为火提供更多氧气，加快潜在燃料的干燥，加快火势蔓延速度。美国国家气象研究中心气象学家特里-克拉克博士研究发明了一个电脑模型，它能显示风在小范围内的运动方式。从1991年起，克拉克就开始改进模型，以加入森林大火的特性，比如燃料、火和大气之间的热量交换等。
克拉克的研究发现，不单是风可以影响火的行为方式，火反过来也可以影响风的模式。火形成自己的天气模式后，这个模式可反映火传播方式。大型、猛的森林大火产生风，称为火旋风。火旋风好像龙卷风，源于火热能产生的漩涡。当这些漩涡由水平方向向垂直方向倾斜就形成火旋风。有的火旋风能将燃烧的圆木抛到相当远的距离之外。
风力越强火势蔓延速度越快，火本身产生的风的速度可以达到周围风速的10倍。它能把灰烬抛向天空，把火传播到远处。风同样可以改变火前进的方向，把火引向树顶，引发树冠火。
山——影响森林大火行为方式的第三种因素是地形，尤其是山坡的陡峭程度。
地形可以阻挡或助长火的前进。其中关系最大的是坡度。火上山比下山快，正好与人相反。坡度越陡火势蔓延越快，火顺着环境风的方向前进，环境风通常向上刮。此外在火焰到达前，烟和辐射热已将山上的燃料加热烘干。反之火一旦抵达山顶，热返回下山就困难了，因为它无法使山下的燃料预热。
在极个别情况下，当风朝山下刮时，火上山的速度才可能比下山慢。除破坏表面植被外，森林大火还留下了更为严重的长期后遗症，其症状可能在大火熄灭数月后才出现。大火使土壤中的有机质减少，阻止水分渗入地下。随之产生的问题之一就是土壤被侵蚀引发的泥石流。1994年7月美国科罗拉多州的一次森林大火摧毁了2000公顷森林和灌木林，两个月后暴雨引发泥石流，成吨的泥石倾泻到三英里长的国道上，吞没了三十辆汽车，还把其中的二辆扫进了科罗拉多河。
虽然人们通常把森林大火视为灾难，但它也有有益的一面。一些森林大火除去森林中的矮灌木，消除了更大型火灾的隐患。森林大火还能减少病毒、虫害的传播，帮助新一代植物健康成长。此外更多的生物演化出与森林大火共同生存的本事。
林——森林大火多发地区的林木已经演化出一套与火共生的策略。
植物拥有一些可抵御各种自然压力的特性。自然压力包括干旱、放牧、以及森林大火。还有一些特性是专门对付森林大火的。一些植物通过保持它们的重要器官得以在烈火后余生。落叶松有着厚厚的树皮，能够忍受地面森林大火。美国黄松成熟后褪去低处的枝干和敏感的松针一面惹上地表的火焰。非洲龙舌兰和巴西山龙眼用湿润的组织包裹幼芽。
矮橡树和加州常绿灌木在森林大火烧毁他们的树枝后能从根部和主干重新发芽。小桉树的树干被烧毁后舱在它根部的特殊营养存储器官能长出粗壮的新芽。澳大利亚草树在大火过后发出新的叶片和花朵——有时只是花朵。
还有一些植物中的机会主义者，他们利用森林大火达到繁殖的目的。岩百合在地下保持休眠状态，直到森林大火清楚地面物料，它们的花朵便在一夜之间盛放。Lodgepole松和Jack松依靠森林大火帮助它们除去封住松果的蜡质，它们的种子落在新鲜的灰烬中自由的生根发芽，几乎不会有其它植物和它竞争养料。红杉的幼苗在深度燃烧、没有野草和其他竞争对手的土壤中长势最佳。长叶松在幼年时经历大火之后迅速生长形成厚厚的树皮（可防止黄斑菌的侵袭），等待下一次火焰的洗礼。柳叶菜、山柳葡业菊芹等草生植物的种子休眠在土壤中，等待森林大火解放它们。这一类植物是真正的爱火者，它们的生存依赖森林大火的周期发作。
在澳大利亚还有一类叫斑克瑟亚（Banksia）的树种，其种子壳非常坚硬，不能自行开裂，只有黑色凤头鹦鹉（Calyptorhynchus banksia）可以咬开它（请注意，鹦鹉的拉丁名称也是“斑克瑟亚”Banksia）。然而，仅仅依靠鹦鹉是不行的。应为它们很少会将到口的果实遗留在地面上。而且随着欧洲人大量引进坚果类树种（如松树橡树等），鹦鹉已不太喜欢Banksia的种子。那么“播种”的重任就落到了野火的身上。大火可以使坚果炸裂，种子飞出很远。可想而知如果在原野上没有野火，这类种子就没有机会破壳发芽生长和传播。在原始状况下许多植物要依靠大火去跟新换代。一种叫格拉斯的矮小植物只有在大火之后才开花结果，平时他们根本没有机会获得生存空间和营养。
有争议的问题是，这一类爱火植物是否扮着煽风点火的角色。它们是否演化出易燃的特性？加州常绿灌木年老后枯枝的比率增加，树叶中的水分降低，体内可燃化学物质相对于水分的比率增加，枯死的枝干落在地上形成干柴堆。当森林大火烧过后，加州灌木重新迅速发芽，抢先夺走了竞争对手的养料。那么加州灌木是否算纵火犯而非简单受火者？这是一个难以回答的问题。
我们可以确定的是森林大火情态与爱火植物之间存在互惠关系。毕竟森林大火燃烧的不是成堆的碳条，而是进化过程和生长压力塑造的生物量，而森林大火本身就是生态压力的一种。从这个意义上来说，生物体确实在某种程度上“控制”着森林大火的行为，因为森林大火永远追随燃烧的踪迹，植物确实决定接受什么样的火的洗礼。
动物也学会了与森林大火共生。一些动物选择对森林大火避而远之。如果它们会钻洞就躲在地下避难，如果它们会飞逃起难来就更加方便了。不管以何种方式它们几乎总能逃过火灾。像美国动画片《小鹿斑比》中描绘的动物们被森林大火吓得惊慌失措的长眠在现实生活中非常罕见。
事实上正如植物一样一些动物学会了利用火焰。它们围堵在蛇、昆虫或其他大型猎物逃避森林大火的道路上，往往能饱餐一顿。还有一些甲虫靠红外线感应器官找到闷燃的树桩、树干，在那里饱餐、筑巢。
在森林大火频发的地区动物们学会了适应森林大火塑造的特殊地貌。如果它们生存的环境因森林大火的忽然消失而改变动物们也会随之遭殃。在这种情况下，动物们通过它们的捕猎、食草习惯也成为改变地貌的积极因素，决定着可供森林大火燃烧的燃料的数量和种类。
人——在森林大火生态学中最不可忽视的因素是人。
人类是唯一懂得玩火的物种。我们会纵火，能在一定范围内灭火，我们会用不同的燃料控制火势。我们还会利用生物化石作燃料。我们作为火的使用者留下了深深的生态络印......
北美洲 加拿大和美国的森林覆盖率分别高达1/2和1/3。在这两个国家闪电引发的周期性森林大火实际上是有益于森林生态系统的。加拿大的森林主要位于北风地区（borealzone），这里的数目已经学会了适应和利用树冠火，大火之后它们迅速散发种子。在美国专门研究大火后恢复期的森林物种构成的科学家发现，大火发生几年后，年轻的森林的物种并未受到影响。
在北美洲尤其是在美国森林大火管理的关键在于维护微妙的平衡。一方面当大火威胁生命和财产安全时必须采取火压制措施。另一方面长期压制自然火可导致灌木矮树等燃料的大量堆积，最终导致灾难性的大火。加拿大和美国都建有复杂的灾难性森林大火管理系统，帮助维护森林健康和人类安全之间的平衡。
在北美洲大陆上多数森林大火是闪电引起的，只有墨西哥里例外，这里97%得也火是为农业目的故意燃放的。北美洲气候多样，几乎每两个月就会有森林大火发生。尤其是在美国西南部，全美70%的计划性人工引火（prescribed fire）发生在该地区。
每年11月至次年2月北美洲的森林大火首先从墨西哥开始一直燃到7月。3月和4月的旱季抵达高峰期。美国的森林大火从早春开始一直燃烧到10月，7月、8月、和9月抵达高峰期。纬度较高的加拿大和阿拉斯加森林大火从4月份开始，夏季达到高峰期。总的来说北美洲的森林大火随气温的逐渐升高由南向北移动，大火季节贯穿春夏季。
南美洲 南美洲的森林大火既有人为的也有天然的。南美洲人从古代就故意焚烧森林已获得耕种和放牧的土地，或者清除人迹罕至的密林为道路和猎场空出土地。今天在南美洲很难分辨具体那一次大火是自然的还是人为的。研究表明50%-90%的起因是农民为获得耕地而故意燃放但不幸失控而造成的。在巴西正如在非洲一般绝大多数的森林大火是人为造成。
南美洲大型森林大火集中在巴西阿根廷玻利维亚和委内瑞亚。这些国家的农场主和牧场主经常实施计划性人工引火。引火的季节配合5月到10月的干旱季节，多发生在草地和稀树草原上。
每年令人担忧的大量人工引火发生在亚马孙雨林地区，亚马孙雨林是世界上最大的热带雨林，又叫“世界之肺”。虽然热带暴雨几乎消除了森林因闪电起火的可能，但当地的农民却抓住一切机会用大火从森林夺取土地。可惜的是这些土地在几年之后往往不能再继续耕耘，于是农民又开始放火。
欧洲 火生态学家界定的“欧洲”地区与传统意义上的欧洲不同。欧洲火区又包括“‘地中海”（地中海沿岸，包括北非）和西-东-北欧两个地区。欧洲火区北至冰岛南到摩洛哥包括50个国家。
两个欧洲火区对人工引火（以阻止森林燃料的堆积）的运用截然不同。在地中海地区尤其是意大利葡萄牙西班牙希腊和北非国家几乎从不使用人工引火。因为在这些地区灭火的成本更加便宜。每年在地中海盆地地区平均爆发5万次森林大火，通常在春夏季，这些火灾多因人的粗心大意和事故引起。
在西-东-北欧，森林管理员越来越多使用人工引火作为保护森林生态系统和防止灌木过量生长的措施。夏季这一地区的山林火多属于这种类型。
欧洲最大森林面积位于俄罗斯，横跨七个时区。俄罗斯森林90%位于北温带北部。其森林大火季节因此与加拿大相仿。多发与夏季。俄罗斯的北温带北部森林多位于边远的人迹罕至的地区，堆积了大量的燃料，这一地区的大火往往失控。近几年俄罗斯森林大火管理部门开始研究对付北温带北部森林失控大火的方法。这些火灾是地球碳排放的主要来源。北温带北部森林储存的碳占地球碳总量的37%。
非洲 火生态学家把非洲叫做“火的大陆”。这里的大火分布广泛。在南部、西部、东部非洲分布着世界上面积最大的热带稀树草原，在干旱季节非常容易着火。在南部非洲旱季从五月持续到十月，在东部和西部非洲旱季从一月持续到四月。
大约90%的非洲大火是人为造成的。农民在旱季放火以清除收获之后地里残存的植物，保证新播种作物更好的生长。农民也用火清除农田里的杂草，或者把食草动物赶到其他地方。
闪电是非洲大陆第二大火源。非洲是雷暴频发地区尤其是在湿季。在湿季开始时燃料较干燥足以支持大火。这个时期又叫“野火季节”。这是非洲所独有的。与世界其他地区人为造成的森林大火（比如南美洲的热带雨林大火）不同，野火是非洲生态系统的组成部分。科学家相信野火对非洲大陆的物种进化有着重要的影响。许多非洲动物植物的生长繁殖周期与非洲“野火季节”密切相关。如果野火消失可能导致这些物种的灭绝。
亚洲 东南亚地区的森林大火受厄尔尼诺现象影响尤其严重。厄尔尼诺多年发生一次，往往伴随干燥或湿润季节的延长。干旱可造成东南亚森林植被的水分减少，难以抵御大火侵袭。
在过去十年中厄尔尼诺造成了东南亚地区最严重的森林大火。火灾发生在印尼的苏里曼丹地区。1997-1998年间长期的干旱造成森林大火持续数月，大火产生的浓烟笼罩了整个东南亚地区造成普遍的呼吸疾病，陆地水上甚至空中交通事故增加。经济损失估计超过93亿美元。
中国是森林大火多发地区之一，虽然森林面积仅占国土面积的16.5%。超过95%的火灾是人的粗心大意造成。唯一例外的是东北地区，30%的森林大火是闪电引起。
大洋洲 澳大利亚的植被种类众多（许多为该大陆独有），因而很容易发生森林大火。在澳大利亚平坦干燥湿润的土地上一年四季都有大火发生。这里的火多数是自然发生的，虽然当地的的农场主和土著部落也实行有控制的农用引火。消防部门定期用人工引火清除堆积的燃料。在西北和西南的大城市周围，最常使用人工引火措施。
在斐济，大面积的草地每年被烧掉，主要是当地的甘蔗农引发的。在新西兰，山林火灾相对较少（大约3000次），多数火灾是人为的。
我们不能忽视火，火既能保持也能打破生态平衡。一个地区森林大火的行为模式一旦改变将威胁到当地动植物生存，正如降雨模式的改变一样。我们也不能忽视人类在火生态系统中扮演的角色。很久以前人类祖先作了一次浮士德式交易，我们得到了火以及它的力量，作为交换我们必须管好火。最终森林大火不仅是一个生态过程或者环境问题，而是一种关系。人类以及地球生态系统的每个因素相互作用才造就了今天的世界。（摘抄自2003年11月2日《南方都市报 地球周刊-地球故事版》）
