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全球城市策略︱美國西部:氣候變化之下,提升野火適應性韌性

夏威夷毛伊島野火中被焚毀的車輛 視覺中國 圖
受干熱天氣和颶風“多拉”影響,有逾10萬人口的美國夏威夷群島第二大島毛伊島8月8日爆發野火并迅速蔓延。據當地時間8月12日消息,夏威夷毛伊島野火已造成至少93人死亡,遇難者人數預計仍將上升。針對防范野火災害,澎湃新聞市政廳曾發布《野火洶洶,人類何以自處?聯合國野火報告解析》和《著手去防范并減輕野火損失》等文章。正如聯合國野火報告所列結論:雖然全球野火態勢肯定是極端的,但并非毫無希望。我們必須學會更好地管理和減輕野火對人類健康以及生計、生物多樣性和全球氣候的風險。有鑒于此,本文引介美國西部地區野火與氣候變化的關聯,以及適應性韌性提升相關研究要點,以供借鑒。
人為氣候變化導致野火頻發
野火是指在森林、草原和其他生態系統中出現的非計劃起火,可能始于雷擊等自然事件,也可能是人類活動的結果,比如露營的篝火、丟棄的香煙,或者電線等電氣設備都會引發野火。
氣候變化導致環境易燃性增加,日益嚴重的高溫和干旱可能引發野火。而升高的溫度,導致土壤和植被中更多水分被蒸發,使植物變干,并使枝葉變成火種。干旱發生時,缺水的樹木也可能更易受到昆蟲和疾病的影響,進而導致死亡,從而為野火制造更多燃料。與此同時,積雪加速消融,減少了植被可用水量,使森林更為易燃。
野火本來是一種自然現象,有重要的生態作用,比如,為森林清除死亡和患病的植物,甚至幫助一些植物繁殖。但是,一個快速變暖的地球,加上不適宜的森林管理模式和土地利用決策延續多年,對荒野的開發快速推進,野火愈演愈烈,破壞力激增。

8月12日在美國夏威夷州毛伊島拉海納拍攝的野火過后的景象。
盡管氣溫升高和干旱加重作為野火的驅動因素是明確的,但相對自然氣候變化,人類因素造成的氣候變化對野火活動的貢獻尚不清楚。如同其他極端天氣事件,人們一直希望明確野火頻發的狀況可以在多大程度上歸咎于人為氣候變化。勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)針對美國加州野火開展的一項最新研究,提供了若干啟發。
過去50年里,加州夏季野火燒毀面積一直在增加。加州最大的10場野火,都發生在過去20年,其中5場發生在2020年,8場發生在2017年之后。除了巨大的環境影響外,這些火災還對人類健康和死亡率產生了廣泛的負面影響,并帶來多種社會經濟后果。研究表明,最近夏季野火過火面積的增加幾乎都可歸因于人為氣候變化。加州中部和北部的夏季野火過火面積,1996年至2021年間比1971年至1995年間增加了五倍。
此外,野火季節變得更長了——冬雪融化得更早,秋季降雨更晚。曾經四個月的野火季節,現在持續到六至八個月。例如,近年來,加利福尼亞州、亞利桑那州、新墨西哥州、田納西州和新澤西州的火災遠遠超出典型的火災季節。冬季的火災已成常態。火災季節延長的相關因素,包括長期干旱、松甲蟲導致的樹木死亡,以及入侵物種,比如導致野火易于燃起并迅速蔓延的草。

左側為1971年至2021年夏季(5月至9月)森林火災過火面積(BA,紅色)和春季至夏季(4月至10月)最高近地表溫度(黑色)的時間序列。采用簡單的回歸模型,提示野火燒毀面積與氣候變化的相關性。
近年來美國西部森林野火狀況的變化,是氣候和非氣候驅動因素之間復雜作用的結果。非氣候因素也在發揮作用,包括不恰當的森林和林地管理方式,“促進了可燃物積累,進而加重野火燃燒程度”。1935年以來,美國林業局出臺了一項積極滅火政策,要求撲滅所有森林野火。原本頻頻出現的小規模野火能夠清除枯枝落葉,同時不至于危及其他林木生存。但這項政策的出臺,導致大量可燃物蓄積,加之以更高的溫度和干燥的氣候,一旦野火出現,對林地的破壞力驚人。此外,加州老化電網對極端天氣的脆弱性增加,以及火災多發地區的持續增加,這都會改變起火模式和野火管理方式。
應對頻發野火,需要立即采取行動
當此之時,只有通過應對氣候變化,才能根本上應對野火。極端野火正在破壞社區和生態系統。必須共同努力,通過控制正在使地球變暖的溫室氣體排放,撲滅這些熊熊野火。關于如何減少溫室氣體排放,創造一個人類和自然繁榮的世界,早已是老生常談。現在要做的,則是每個人采取行動。

對林木開展人工疏伐,以防止嚴重森林火災。
撲滅災難性的野火耗費巨資。如果著手管理生態系統,使其更能抵御火災,就更加明智。如何才能降低野火的風險和嚴重程度?
其一,減少溫室氣體排放。通過破除對石油和天然氣的依賴來減緩地球變暖,還必須盡一切努力減少甲烷排放,因為甲烷短期內比二氧化碳能更快導致地球升溫。
其二,停止熱帶森林砍伐、促進土壤健康和濕地恢復,也是強有力的氣候解決方案。健康的森林、土壤和濕地可減少全球碳排放,并發揮碳匯功能,使凈排放量下降。除此之外,基于自然的氣候解決方案,還可提升生態系統對已然降臨的氣候影響的抵御能力。
其三,清除美國西部森林中大量積聚的干性可燃物。采用疏伐、有計劃的控制點火、清除灌木叢和清理出狹長防火帶等措施,有助于防止或減緩災難性野火的蔓延。更好地管理細枝、松針、干草和灌木等可燃物,對保護易發生火災的社區而言也至關重要。
其四,在易發生火災的社區向荒野地交界過渡的地帶,特別是在人和機械難以進入的地區,精心管護的山羊可以高效、廉價地清除易燃的灌木叢,同時也為干旱景觀提供所需的營養和水分。

放養山羊,以清理易燃的小樹、枝葉和灌木叢。
其五,將森林副產品轉化為新收入。通過人工或機械疏伐而去除的干燥植被,可轉化為有用的產品,比如工程木方建筑材料,以及潛在的生物燃料。移除的小樹可供出售,可能帶來可觀的收入,同時在急需它們的地區發揮作用。
愈發頻繁、嚴重和漫長的野火,更難控制。多年來,夏季幾個月里都依賴季節性消防員撲滅野火,但現在野火已燒到冬天,需要重新評估并擬定人員招募計劃。就荒野消防機構而言,還需要評估全年消防培訓的方式,并加以規劃,以應對人員持續作戰的疲勞。
林務局的工作人員則需要為全年應對野火做出計劃。這并非是否會發生火災的問題,而是什么時候發生的問題。因此,要積極尋求減少林中可燃物的方法,如機械削減和有計劃的控制性點火。當條件有利時,這樣的選擇可降低災難性野火的風險。
就居住在野火多發地區的居民而言,也必須就此規劃,在適應野火的社區之中生活。確定和維護野火防御空間,以及制定由于野火蔓延而疏散的家庭計劃,應成為在荒野-城市交接地帶居民生活的一部分。還需謹記,近90%的野火是人為造成的,因此野火預防無比重要。
阻斷加州野火致命循環的四項措施
Eric Holst是Natural Climate Solutions的副總裁,是為森林、農場和牧場制訂環境管理創新戰略的專家。Eric居住在薩克拉門托,對周圍山丘和山脈的火災,以及隨之而來的灰暗天氣和惡劣的空氣質量見慣不驚。但面對火災的頻率、強度和死亡人數不斷攀升,他拒絕接受這些災難是“新常態”。誠然,遏制氣候變化或改善森林健康可能需要數年、數十年或更長時間,但不能坐以待斃。至少可以即刻采取四項措施緩解致命的野火循環。
措施之一:讓消防和林業專家帶頭
指責或散布有關野火的錯誤信息是浪費時間。需要讓野火和林業專家告訴公眾是什么導致了火災,是什么助長了火災,以及首先需要什么來阻止火災的蔓延或發生。科學而非政治途徑,才有助于解決野火問題。因此,美國聯邦、州和地方各級的決策者必須帶著學習、合作和嘗試新技術的意愿來到會議桌前。
措施之二:州消防政策現代化
在過去30年里,消防政策已從強調不惜一切代價滅火,發展到注重在景觀層面管理野火。但政策的適應速度不夠快,無法應對快速變化的環境條件,也無法應對人口增長和快速發展模式。亟待出臺州層面的綜合性消防政策,以對未來火災動態的最佳理解為基礎。為實現這一目標,政策制定者必須召集專家評估當前的植被狀況和預測能力。提高預測能力,有助于消防管理人員優先考慮植被管理技術,包括疏伐、計劃中的控制性點火、清除灌木叢和清理防火帶等。還需要重新關注草原、橡樹林地和灌木叢,這些地方充滿了細碎可燃物,可能引發熊熊大火。
措施之三:改變關于控制性點火引燃的文化
需要更好地了解與列明計劃中的控制性點火相關的障礙和風險,并著眼于迅速消除障礙和風險,以便防患于未然。需要更好地了解與列明與之相關的合理空氣質量問題,并找到方法平衡這些風險與嚴重野火季節相關的更嚴重的健康風險。加州擁有龐大的架空電力線網絡,以及嚴格的空氣質量法規,所以,實施林木控制性點火引燃操作困難重重。
措施之四:推動消防安全社區建設
讓城市、郊區和農村社區的居民免受火災影響,意味著需要在荒野和城市交界地帶采取一項全面的消防應對策略。還需要創新的分區和建筑規范要求,以及嚴格執行消防安全標準。可通過表彰和獎勵有最佳消防生活計劃的社區和市政當局,來擴大這種做法。比如,可以為希望加快實施消防安全計劃的社區增加獲得公共資金的機會,這將激勵其他社區效仿。
適應氣候變化之下愈演愈烈的野火,需要改變土地利用模式和住區建設模式
2017年科羅拉多大學博得分校地理系學者Tania Schoennagel牽頭開展的一項研究,對防范野火的最嚴重影響提出了新方法,即改變荒野開發方式和土地利用模式。
如前文所述,過去三十年里,北美西部的野火數量和規模都在增加。氣候變化背景之下,這一趨勢仍將持續。預計未來幾十年,荒野與城市的交界處將面臨氣候引發野火的更大風險。盡管許多植物、動物和生態系統服務可從野火中受益,但尚不清楚生態系統本身將如何應對日益嚴重的野火燃燒和氣候變暖。研究者選擇北美西部地區開展研究。在這一區域,氣候變暖、頻繁的干旱、管理的遺留問題以及住宅開發的擴張(特別是住房與未開發的荒地植被相交或混合的區域,以及城市-荒野交界地帶擴張),導致社會生態系統更容易受到野火影響。過去三十年里,隨著每年被野火燒毀面積的增加,人們面臨著更長的火災季節,更頻發的嚴重野火,更多被燒毀的房屋,以及更頻繁的大規模疏散。

(左)2000年至2016年間,美國西部城市-荒野交界地帶內(紅色)外(黃色)被野火燒毀區域分布。(右)在此期間,約15%的城市-荒野交界地帶被野火燒毀,其中加利福尼亞州、科羅拉多州和華盛頓州燒毀區域所占比例最大。
隨著氣候變暖愈發顯著,預計社區面臨野火的風險也會增加。據預測,未來20年內,美國西部地區目前近40%的城市-荒野交界地帶將經歷中到大概率的野火。此外,已開發的非城市地區(如能源生產)和基礎設施(如電線、管道)的野火風險也在增加——這些地區是更為廣義和泛在的荒野-開發界面區域。到本世紀中葉,美國西部8200萬人可能會經歷越來越多、越來越長的“煙霧波”——意即持續多日因野火導致的高顆粒物水平。氣候變化以及現有和未來開發項目,使得對野火和煙霧的暴露愈發嚴重,對居民、地方官員和消防官員而言,都堪稱危險而棘手。
論文傳達的關鍵信息是,野火政策和管理需要一種嶄新模式。這取決于如何適應未來幾十年北美西部地區不可避免的愈演愈烈野火災害的迫切需要。目前來看,野火應對政策和管理方法主要集中在通過滅火來抵御野火,以及通過減少土地上的可燃物來保護森林。然而,僅憑這些方法,不足以糾正過去的野火管理做法,不足以應對北美西部地區熊熊野火的新狀態。
目前來看,有待制定提升野火適應性韌性的政策,通過這些政策,人類和生態系統都可以根據不斷變化的野火狀況進行調整和重組,以減少未來的脆弱性。
就管理野火而言,研究提出兩條建議:① 不必去撲滅每一起野火,并策略性采取計劃中有控制點火引燃可燃物的措施;② 利用每一次火災去增強對氣候變化的適應性。就管理可燃物而言,研究提出兩條建議:① 限制對可燃物處理的依賴,以改變區域火災趨勢;② 轉而關注生態系統中可燃物累積的處理以及私人土地上可燃物的處理。就促成和提升野火適應能力而言,提出兩條建議:① 促進和接納生態系統的適應性轉變;② 建設火災適應性社區。
總而言之,適應性韌性方法的要點如下:① 認識到減少可燃物無法改變區域野火趨勢;② 以減少可燃物為目標,提高某些生態系統和居民社區對更頻繁野火的適應能力;③ 積極管理更為嚴重的野火和實施計劃中的控制性點火措施;以及④ 對住區規劃和開發提供激勵,使其能夠抵御不可避免的野火。
這些戰略意味著政策和管理模式的轉變——從試圖基于歷史基線去恢復生態系統,轉變為去適應不斷變化的野火狀況;從不可持續的荒野-城市交界地帶防御,轉變為建設具備野火適應能力的社區。

野火是變革的催化劑,促進社區和生態系統對未來野火的適應性恢復。(A)和(B)是社區適應的例子。(A) 2010年,科羅拉多州博爾德縣的大火燒毀房屋,這是科羅拉多州歷史上房屋損失最嚴重的火災。(B)2016年冷泉大火中幸存的一棟房屋,在博爾德縣的野火合作伙伴計劃中,許多居民對房屋周圍的結構和植物可燃物實施管理,以減少火災危險。(C)和(D)分別是2002年亞利桑那州可可尼諾縣和納瓦霍縣大火和2016年俄勒岡州格蘭特縣峽谷溪大火,野火燒過后造成后果嚴重程度不同。
文章特別提到,在易發生火災的土地上建造房屋,很大程度上是因為激勵措施不到位——房主和社區面臨野火風險,但野火發生后,其他人將承擔大部分成本。因此,正確的激勵措施至關重要。不當的土地管理決策會帶來負面后果,從而增加風險。合理的土地利用決策則會帶來積極的財務回報,從而降低風險。例如,將更多的野火保護成本和責任,從聯邦轉移到州、地方和私人司法管轄區,能夠更好地促成野火風險與責任相一致,并提供有意義的激勵措施,防患于未然,在野火發生之前減少火災危險和脆弱性。
目前,保護社區免受野火侵襲的大部分責任和財政負擔,都落在公共土地管理機構身上。這樣的安排,是在野火多發地區幾乎沒有居住社區分布時發展起來的。今時今日,土地管理機構無法在面臨更多野火的態勢下,去對日益密集和擴大的荒野-城市交界地帶弱勢居民社區持續提供保護。關于野火風險-責任-義務的轉變呼之欲出,并進而促進野火適應性治理,并可能增加荒野-城市交界地帶社區對日益嚴重的野火的適應性韌性提升的動力。
研究者強調,野火的長期解決方案,必須將自然科學和社會科學的途徑都納入到促進適應未來野火的政策中。他們所提出的方法,是將野火視為變革的催化劑,并促進生態系統和居民社區對氣候變暖和野火頻發的未來做出適應性反應。雖然討論重點是北美西部的森林,但對于全球受野火影響的生態系統都適用。

野火發生期間舊金山昏黃的天空





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