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防范森林火灾,最好的办法是先放一把火

作者按:此文系旧文,这是一篇科普文章,主要观点是,为了防范森林火灾,最好的办法是先放一把火。看过的可以忽略。
 
写在前面的话:此文是我在FT中文网发表的一篇文章。要义是为了避免致命的风险,必须释放小的风险。零容忍政策或将导致意想不到的灾难。
 
1988年6月,在美国黄石公园的南部边界,闪电引发了一场森林火灾。
 
在黄石公园,每年夏季,闪电都会引发上百次规模不等的森林火灾。大部分情况下,火势的蔓延最多不超过一公顷,就会慢慢地熄灭。起初,这场火灾看起来也不例外。过了一周的时间,下了一场小雨,尽管还有几处火源在闷闷地燃烧,但火灾好像很快就要结束了。不知道是因为天气异常干燥,还是大风刮个不停,到7月中旬,大火再度燃起,而且愈演愈烈。仿佛有一场接力赛,一个地方的火灾突然引发另一个地方的火灾,终于酿成一片火海。7月14日,一处火灾烧掉了4700公顷森林,另一处火灾烧掉了2900公顷森林。真还不是最严重的。到了7月底,多处火源引起的大火烧到了一起。1988年8月20日是损失最为惨重的一天,超过6.1万公顷的园区被烧毁。火势彻底失控。浓浓的黑烟高达10英里,在黑烟的下面,疯狂的野火向四面八方蔓延。
 
在接下来的两个多月时间里,超过一万名消防队员和军人投身到灭火工作中,他们面对熊熊烈火却束手无策。大火一口气烧掉了1500万公顷森林,直到秋季的第一场雪降临,火势才最终退去。在黄石公园的历史上,之前最大一次森林火灾是在1886年,但那次大火的受灾面积只有2.5万公顷。
 
为什么会是这样呢?从1890年起,美国森林管理局就对森林火灾采取了“零容忍”的政策。黄石公园管理局有业务精良的消防队,还会从空中派飞机监控火情。一有火灾,消防队员马上就会过去灭火,由于他们的努力,火灾的发生率已经大大减少。难道这一切做得还不够?
 
1998年,康奈尔大学的三位地理学家BruceMalamud、Gleb Morein和DonaldTurcotte试图找出爆发森林火灾的原因。他们设计了一个非常简单的模型,并在电脑上做模拟。
 
首先,他们假设树木会随机地生长。于是,他们让电脑在一张地图上随机地撒下树木。一棵树占一个小方格。假设树木的数量按照一个固定的速率增长。其次,他们假设火灾会随机地发生。于是,他们又让电脑在森林地图上随机地撒下火柴。如果火柴落在没有树木的空地上,就会自动熄灭。如果火柴恰好落在有树木的小方格里,这棵树就会着火。如果这棵树着火,那么紧邻着它的小方格里的树也会随之被点燃。他们做了一次又一次模拟,结果发现,火灾爆发的频率和严重程度呈现出指数规律:即小的火灾爆发的概率远远大于大的火灾。这正符合历史纪录:美国每年都会发生很多起小规模的森林火灾,但像1988年黄石公园大火那样的灾难性事件,一百年也不会有一次。
 
这三位学者又做了一个试验:如果改变掉落火柴的速度,会对火灾有何影响呢?他们先让火柴掉落的速度较快,结果发现火灾爆发的次数明显增加,但很少会出现大的火灾。他们再让火柴掉落的速度放慢,结果发现火灾爆发的次数明显减少,但一旦爆发火灾,很容易出现那种势不可挡、毁灭一切的火灾。这三位地理学家把他们的发现称作“黄石公园效应”。尽管这看起来像是电脑上的一个小游戏,但却揭示了黄石公园大火背后的秘密。
 
正是因为黄石公园管理局采取的“零容忍”政策,才导致树木数量的增长速度加快。结果是森林老化的速度也加快。死掉的树木在森林中横七竖八地躺着,到处是灌木、树枝和落叶,都是易燃物质。这使得黄石公园的森林处于一种极其不稳定的状态:一旦爆发火灾,很快就会蔓延到整个区域。
 
风险无处不在,就看我们如何应对风险。为了避免出现毁灭性的灾难事件,我们必须学会容忍小的风险。风险是我们生活中的一部分,正如大火是森林生态系统中的一部分。如果你到森林中散步,有时候会看到一些林中旷地,没有大的树木,只有灌木和小树,隐约还能看到焦黑的残株和树桩。这些林中旷地就是曾经发生过火灾的地方。大火烧去了苍翠高大的树木,但却给森林留下了一个隔离带,有效地防止森林大火的蔓延。
 
痛定思痛。黄石公园管理局改变了过去的做法。如今,公园的防火政策是禁止一切人为因素造成的火灾,但如果是自然发生的火灾,只要火势没有失控,没有威胁到人类和建筑,他们就会听任这些火苗自生自灭。甚至,公园的工作人员会故意把一部分存在火灾隐患的死亡树木烧掉,人为地烧出来一些隔离带。
 
防范森林火灾的最好办法,就是主动地先放一把火。
 
文章原题为“先放一把火”
 
【作者注】文中提到的研究可参见:B. Malamud, G.Morein and D. Turcotte, “Forest Fires: An Example ofSelf-Organized Critical Behaviour”,Sciences281(1998):1840-1842.本文的介绍转引自Ubiquity: Why Catastropheshappen一书。此书作者Mark Buchanan是一位物理学家,也是Nature杂志的编辑。他在这本书中提出了“历史物理学’的概念,认为诸如地震、森林火灾、金融危机、战争等灾难性的事件,都遵循着一种类似的规律。小的风险和大的风险从本质上都是一样的,但随着风险因素的积累,当一个系统越过了某个关键点,就会进入不稳定状态,随时可能会爆发灾难性事件。
 
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