摘 要 森林草原是保護區域生態安全的重要屏障。近年來,隨著氣候變化和人類活動加劇,森林草原火災頻發,防火形勢日趨嚴峻。為提升森林草原火災防控能力,推進區域生態文明建設,以陜西省榆林市為例,分析了榆林市森林草原防火存在的火源管理存在漏洞、早期火情監測預警技術局限、防滅火資源配置與調度較難、社區參與和防火法規普及不足等問題,并提出了嚴格火源管理、推廣高精度遙感與物聯網監測預警技術、優化防滅火資源布局并實現智能化調度、加大防火知識宣傳教育力度與法規執行力度等對策。
關鍵詞 森林草原;防火;火源管控;智能調度;陜西省榆林市
中圖分類號:S762.3 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.16.069
森林草原是人類賴以生存的重要生態系統,在調節氣候、涵養水源、保護生物多樣性等方面發揮著不可替代的作用。然而,隨著人類活動與氣候變化的加劇,森林草原火災頻發,破壞性與危害性日益突出,已成為影響生態安全的重大隱患。陜西省榆林市地處黃土高原腹地,林草資源豐富但生態脆弱,森林草原防火形勢嚴峻。因此,基于榆林市森林草原防火現狀,剖析存在的問題,并提出切實可行的改進對策,以期為區域生態文明建設提供參考。
1 榆林市概況
榆林市地處黃土高原北部,總面積近4.4萬km2,森林草原生態系統類型多樣而獨特,形成了以山杏林、白羊草草甸草原等為代表的植被群落鑲嵌分布格局[1]。以米脂縣為例,境內棗樹、杏樹次生林斑塊化分布,林下灌叢稠密,與周圍農田、村落交錯,生態過渡帶復雜而脆弱。這種景觀格局雖然有利于保持生物多樣性,但也極大增加了火災發生風險與防控難度[2]。同時,榆林市氣候呈現春旱秋燥、風大物燥的特點,晝夜溫差劇烈,極易引發林火。加之近年來黃土高原生態恢復工程的實施,退耕還林(草)使可燃物積累加速,一旦失火極易引發大面積火災。此外,榆林市煤炭、石油等礦產資源豐富,開采活動頻繁,生產、運輸環節火源管控難度大,進一步增加森林草原火災隱患。總體而言,榆林市獨特的自然地理條件和人類活動特點交織作用,使其森林草原火災隱患較多,防火減災已成為事關區域生態安全的重大課題。
2 榆林市森林草原防火存在的問題
2.1 火源管理存在漏洞
榆林市森林草原火源管理面臨諸多挑戰。1)榆林市生產生活用火、野外旅游用火、林區施工用火等火源類型多樣,時空分布廣泛。例如,橫山區村落分散,居民以柴草為主要燃料,用火管理難度大[2]。2)火源管控措施難以全面落實到位。以榆陽區小紀汗煤礦為例,礦區運輸車輛防火裝置老化失修,易引發沿途可燃物燃燒[2]。同時,紅外探測、電弧識別等先進火源感知技術在林區推廣應用不足,難以有效識別和預警隱蔽火源。此外,重點防火區對違規用火的查處力度不足,火源管理法規落實不到位,從而導致火源管控措施流于形式。
2.2 早期火情監測預警技術局限
目前,榆林市森林草原早期火情監測預警面臨諸多技術挑戰。傳統的地面瞭望塔監測受制于有限的監測范圍和不穩定的天氣條件,難以實現對林區的全面覆蓋和持續監測。以橫山區白界林場為例,由于地處黃土高原丘陵溝壑區,地形起伏變化大,局部區域容易形成視野盲區,瞭望塔的火情監測能力受到極大限制[3]。而星載熱點探測技術雖然監測范圍廣泛,但受限于衛星過境周期和傳感器分辨率,數據更新頻率不足,對小面積早期火情的識別能力有限。以定邊縣郝灘林場為例,由于林場內部植被類型復雜,下墊面信息多變,遙感影像的混合像元效應明顯,急需研發適應區域特點的火情識別算法[4]。此外,森林草原早期火情預警的及時性和準確性受到火災蔓延過程模擬可靠性的制約,由于缺乏區域尺度上的可燃物空間分布、燃燒特性等基礎數據,榆林市森林草原早期火情預警模型的適用性和精準度有待提高。
2.3 防滅火資源配置與調度較難
榆林市森林草原火災撲救面臨資源配置與調度的多重挑戰。1)榆林市林草分布廣泛,地形復雜多變,道路通達性差,給地面滅火力量機動部署帶來了難題。例如,佳縣林區大多位于山區,公路網絡不完善,一旦發生火情,大型滅火裝備難以快速抵達火場。2)榆林市防滅火資源分散,跨區域調度機制有待完善。以米脂縣為例,林區內消防供水系統不完備,遠程輸水能力也不足,且缺乏與鄰區之間的資源共享機制,難以實現區域聯防聯控[5]。3)防滅火裝備技術水平亟待提升。榆林市氣候干旱,林內可燃物含水率低,火勢蔓延速度快,而目前使用的傳統高壓細水霧滅火裝置射程有限,難以滿足較大火勢快速撲救的需求。4)在榆林市森林草原防滅火方面,復雜地形條件下的偵察定位、火線構筑等關鍵滅火技術有待突破,相關研究投入不足,缺乏科技支撐,導致防滅火效率不高。
2.4 社區參與和防火法規普及不足
在榆林市森林草原防火工作中,社區參與不足和防火法規宣傳滯后的問題日益凸顯。由于榆林市部分林區周邊社區交通不便,信息化水平落后,防火知識普及渠道受限,居民防火意識淡薄。部分林農文化程度偏低,對《森林防火條例》等法律法規認知不足,違規用火行為時有發生,而基層防火督察、火源管控措施落實不到位,違規用火行為查處難度大。同時,社區防火物資儲備不足,火情早期處置能力有限。例如,一些村落缺乏必要的滅火工具,一旦遇到火情,難以快速扼制火勢蔓延。此外,社區志愿消防隊伍專業化程度不高,缺乏必要的防滅火技能培訓和實戰演練,火場組織協同能力欠缺,難以發揮應有作用。
3 對策
3.1 嚴格火源管理
針對榆林市火源類型多樣、時空分布廣泛及管控措施落實不到位等問題,必須加強火源管理。
1)在火源識別環節,應充分運用紅外熱成像、電弧光譜等先進探測技術,實現對明火、電火花等典型火源的高精度識別,并結合地理信息系統空間分析方法,繪制區域火源時空分布圖譜,及時發現潛在火險隱患。例如,可以在關鍵林區節點部署熱釋電紅外傳感器,實時監控過往車輛、人員攜帶火種情況,并通過視頻分析算法自動識別可疑行為,及時預警阻斷違規行為。
2)在火源管理環節,應借助射頻識別電子標簽、移動采集終端等物聯網技術,對生產生活用火、野外施工用火等重點火源進行全流程可追溯管理,明確管控責任人,確保管控措施落實到位。在鄉村地區,可對農戶爐灶、煙花爆竹等火源逐一建檔,定期開展隱患排查與整改,有效管控農事用火行為。同時,應強化火源管控大數據分析應用,利用機器學習算法,深入挖掘管控場景中的風險因子,形成智能輔助決策模型,優化火源分級分類管控策略。通過先進技術手段與嚴格管理制度相結合,構建全天候、立體化火源管控防線,從源頭遏制林草火災發生。
3.2 推廣高精度遙感與物聯網監測預警技術
為應對榆林市林草火情早期監測預警技術滯后的問題,急需引入先進的遙感與物聯網技術,構建精準、高效的火情監測預警體系。
1)應充分利用高時空分辨率衛星遙感數據,提升林區火情監測能力。例如,可基于國產高分五號衛星亞米級光學影像,根據異常提取與變化檢測算法,實現林區火情的早期識別,縮短火情監測滯后時間。同時,應加強地物光譜特征庫的構建,采集不同植被、地表覆蓋類型的高光譜曲線,借助深度學習算法對不同下墊面進行精細分類,提高遙感火情識別的空間適應性。
2)大力推廣物聯網技術在火情監測中的應用。可在重點林區布設由紫外/紅外復合火焰傳感器、風速風向傳感器、煙霧濃度傳感器等組成的火情監測節點,實時采集火情多參數數據,將數據回傳至數據中心后,基于機器學習隨機森林算法建立火情預警模型,自動分析識別可疑火情跡象,在火災初起階段及時預警,為撲救行動爭取寶貴時間。此外,應加快推進視頻遙測系統在林區的部署應用。在鄉村地區,可利用覆蓋半徑達5 km的遠程視頻探測設備,對山林進行全天候火情監控。通過智能圖像識別技術,自動捕獲畫面中的可疑煙霧、火光,結合三維定位算法精準確定火情地理坐標,實現火情的快速發現與準確定位。
3.3 優化防滅火資源布局并實現智能化調度
針對榆林市防滅火資源配置與調度較難的問題,應充分運用現代信息技術,優化防滅火資源時空布局,提升跨區域智能調度能力。
1)加快補齊林區交通基礎設施短板。根據林區實際,因地制宜規劃建設林區機動道路網絡,滿足滅火設備如重型消防車通行需求。在高火險村落,應配備小型滅火裝備,如使用遠程供水系統,結合輕便化手抬機動泵等,構建小、輕、靈的火災快速撲救體系。
2)統籌優化區域防滅火物資儲備布局。以榆陽區為例,可建立“一縣一庫三級儲備”的物資保障體系,在縣級設立500 m2以上的區域物資儲備庫,各鄉鎮、重點林場分別建立200 m2、100 m2的分支儲備庫,形成梯次配置、縱深分布的防滅火物資儲備格局。同時,應用大數據算法動態分析區域火險等級變化,結合火災蔓延過程模擬,對防滅火物資儲備規模進行滾動優化調整,提高防滅火物資保障的有效性和時效性。
3)構建區域森林草原地理信息基礎庫,基于大樣本火災案例,訓練優化多目標智能調度算法,自動匹配最優防滅火資源組合與運力方案。例如,在榆陽區建立智慧調度指揮平臺,通過移動通信、北斗導航等技術,實時追蹤防滅火人員、車輛的位置與狀態,并結合回傳的火場實況視頻,支撐指揮員及時、科學地下達防滅火資源調度指令,確保火災撲救及時有效。
3.4 加大防火知識宣傳教育與法規執行力度
面對目前榆林市森林草原防火社區參與度不高、防火法規宣傳普及滯后等問題,應創新宣教模式,加大法規落實力度,提升全民森林草原防火意識和能力。
1)充分應用新媒體技術手段,拓寬防火知識傳播渠道。例如,林區可借助“兩微一端”等移動互聯網平臺,制作系列生動直觀的防火科普動畫、微視頻,開設“指尖上的防火課”專欄,也可利用虛擬現實、增強現實等沉浸式體驗技術,開發森林草原火災逃生模擬演練系統,為社區居民提供身臨其境的實戰化培訓。
2)積極探索培育新型社會化防火宣教力量。以榆陽區為例,可與高校聯合開展防火宣傳志愿者行動,招募培養一批懂技術、善于宣傳的“青年林火預防官”,深入基層開展互動式科普宣教,促進防火知識在社區的快速擴散與深度滲透。在重點林區,應大力實施村規民約工程,將防火責任落實到戶,督促社區居民掌握報火、撲火等知識技能,提高火情早期處置能力。
3)強化《森林防火條例》等法規的執行與監督。綜合運用衛星遙感、無人機巡查等技術手段,增加對違規野外用火行為的動態巡查頻次,做到“見火就罰、露頭就打”。開展護林護草專項整治行動,采取“四不兩直”明察暗訪方式,對各類火災隱患做到發現一起、查處一起。另外,積極發揮行政執法與刑事司法的協同威懾作用,對情節惡劣的違法用火案件,依法從嚴從重處罰,最大限度震懾違法行為。
4 結語
森林草原是人類賴以生存的重要生態系統,加強森林草原防火對于維系區域生態平衡、保障人們生命財產安全具有重要意義。面對森林草原火災防控的新形勢、新挑戰,榆林市應從優化管理體制、創新技術方法、強化社會參與等方面入手,全面提升森林草原火災防控能力。只有堅持守正創新、與時俱進,榆林市才能在新時代譜寫森林草原防火減災的嶄新篇章,為區域生態文明建設提供有力保障。
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(責任編輯:劉寧寧)