護林防火技術在森林資源保護中的應用

朱顯珍，趙如剛

（涼山州會東縣林業和草原局，四川 涼山 615200）

森林是地球上最重要的生態系統之一，具有調節氣候、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生嚴重威脅到了森林資源的安全和生態平衡，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 森林火災發生的主要原因

森林火災的發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歷火災），這些自然條件不僅提供了火災發生的觸發機制，而且在特定的氣候和環境條件下，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的土地利用和管理實踐（如農業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，如接近城鎮或農田的森林邊緣，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。隨著技術的發展，新型滅火設備如無人機、衛星監測、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，對于經費有限的地區而言，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，即便有些地區引進了新型滅火設備，也面臨著無法充分發揮其作用的現狀。

與傳統滅火設備相比，新型滅火技術在應用過程中需要更為復雜的協調和管理，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調，以避免信息斷層和作業重復。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調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，也無法實現最優的滅火效果，缺乏對新型滅火設備的充分利用以此降低了滅火作業的效率[2]。

2.2 缺乏科學的火災預防管控系統

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。在許多情況下，森林火災的預防和管控依賴于傳統方法和經驗判斷，而不是基于科學分析和數據驅動的決策。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域，也難以及時響應突發的火災事件，沒有有效的預測和監測系統，就意味著火災發生時，撲救行動往往是在火災已經形成一定規模之后才開始，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。主要通過創建隔離帶來實現，隔離帶可以是天然的，如河流或巖石區域，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域。除了物理隔離之外，護林防火隔離技術還包括對隔離區域內植被的管理和維護，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，由專業人員控制的火災，用于消除過量的可燃物質，模擬自然火災的生態作用，同時，減少未來大規模無法控制的火災的發生概率[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。除了傳統的滅火方法，現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測、利用衛星技術進行火災動態跟蹤以及采用人工智能算法優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?；馂念A防和撲救工作的高效執行。技術的核心在于建立一個覆蓋廣泛、反應靈敏的通信網絡，通過這個網絡可以實時監控森林火情、協調防火和滅火資源，以及傳遞關鍵的火災信息，包括無線電通信、衛星通信、移動通信和互聯網技術，例如：使用衛星遙感技術可以對森林覆蓋區進行全天候監測，及時發現火災跡象；利用無線電通信則可以確保火場周邊或偏遠區域的通信聯絡，保障指揮調度和前線撲救隊伍之間的信息實時傳遞。隨著技術的發展，護林防火通信技術已經趨向智能化和網絡化。智能化體現在使用物聯網（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、風速等環境變量，并通過無線網絡將數據實時傳回監控中心，這樣不僅可以準確地定位火災發生的位置，還能根據環境數據分析火災發展的趨勢；網絡化則意味著通過云計算和大數據技術，對收集到的大量數據進行存儲、處理和分析，實現火災預警、火場模擬和滅火資源優化配置等功能。

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據分析和建模方法來預測森林火災的可能發生時間、地點和潛在影響，從而為火災預防和準備提供科學依據。這一技術的核心在于收集和分析影響森林火災發生的各種因素，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據等。通過對這些數據的綜合分析，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（GIS）技術，能夠處理大量復雜的數據，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，利用歷史火災數據和當前環境數據，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，主要體現在通過科學的林業管理和恢復生態系統的措施，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，降低火災的發生概率。特別是在火災頻發區域，優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測技術，可以精確地識別火災風險高的區域和時段，針對性地實施森林恢復和綠化工作。例如，通過分析氣象數據、植被信息和火災歷史記錄，科學地規劃綠化種植區域和種植模式，以最大化提升森林的防火能力和生態效益[6]。

4.2 構建科學的預防火災管控系統

構建科學的預防火災管控系統是通過綜合應用現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。系統需要基于大數據分析和人工智能技術，整合氣象數據、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（GIS）技術，有效地進行火災監測和火情管理，確保信息的實時性和準確性。預防火災管控系統還應包括專門的培訓計劃，提高消防人員和社區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和標準，明確各級政府、森林管理機構、企業以及社區居民在火災預防和應對中的責任和義務。這些法規和政策應涵蓋森林火災的預防、監控、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控體系，通過定期的森林巡查、遠程監測和風險評估等手段，及時發現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

合理利用護林防火通信系統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?；馂念A防、監測、撲救和恢復各環節信息的及時傳遞和準確處理。首先要建立和優化森林防火通信網絡，包括部署穩定的無線電通信設備、衛星通信系統和移動通信技術等，形成覆蓋森林區域的全天候、全方位通信網絡。網絡不僅能夠實現對森林火情的實時監控，還能保障火災發生時，現場指揮部與外部救援力量、相關政府部門之間的高效溝通。此外通過引入互聯網和物聯網技術，可以實現更加智能化的數據收集和分析，比如利用安裝在森林中的傳感器網絡收集關于溫度、濕度、風速等環境變量的數據，為火災預警提供科學依據[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，為有效應對森林火災帶來的挑戰，必須采取綜合措施，不斷完善和創新護林防火技術，建立健全的火災預防制度，實現科學的管控系統，以此保護森林資源，維護生態平衡。