野火、森林火灾或丛林火灾是指在可燃植被区域发生的无计划、不受控制且难以预测的火灾。[ 1 ] [ 2 ]根据现有植被的类型，野火可能更具体地被定义为丛林火灾（在澳大利亚）、沙漠火灾、草原火灾、山火、泥炭火灾、草原火灾、植被火灾或草原火灾。[ 3 ]一些天然森林生态系统依赖于野火。[ 4 ]现代森林管理经常进行规定的焚烧，以减轻火灾风险并促进自然森林循环。然而，控制的焚烧可能会错误地变成野火。
野火可根据起火原因、物理特性、存在的可燃物质以及天气对火灾的影响进行分类。[ 5 ]野火的严重程度由多种因素决定，例如可用燃料、物理环境和天气。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]气候周期：潮湿期产生大量燃料，随后是干旱和高温，这通常会在严重野火发生之前出现。[ 10 ]气候变化加剧了这些循环。[ 11 ] : 247
野火是一些地区常见的灾害类型，包括西伯利亚（俄罗斯）、加利福尼亚州（美国）、不列颠哥伦比亚省（加拿大）和澳大利亚。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]地中海气候区或针叶林生物群系地区尤其容易受到影响。野火会严重影响人类及其居住地。其影响包括烟雾和火焰对健康的直接影响、财产损失（尤其是在野外与城市交界处）和经济损失。水和土壤也有可能受到污染。
在全球范围内，人类的行为加剧了野火的影响，与自然水平相比，野火烧毁的土地面积增加了一倍。[ 11 ] : 247 人类通过气候变化（例如更强烈的热浪和干旱）、土地利用变化和野火扑灭对野火产生了影响。[ 11 ] : 247 野火释放的碳会增加大气中的二氧化碳浓度，从而加剧温室效应。 这会产生气候变化反馈。[ 17 ] : 20
自然发生的野火可以对那些随着火灾而进化的生态系统产生有益的影响。 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]事实上，许多植物物种依靠火灾的影响来生长和繁殖。[ 21 ]
点火
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火灾的发生可能是由于自然原因或人类活动（有意或无意）造成的。
自然原因
[编辑]无需人类参与即可引发野火的自然事件包括雷电、火山爆发、岩石坠落火花和自燃。[ 22 ] [ 23 ]
人类活动
[编辑]人为火灾的来源可能包括纵火、意外点火或在清理土地和农业生产中不受控制地使用火，比如东南亚的刀耕火种。[ 24 ]在热带地区，农民经常在旱季采用刀耕火种的方法来清理田地。
在中纬度地区，最常见的人为火灾原因是产生火花的设备（链锯、磨床、割草机等）、架空电线和纵火。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
纵火可能占人为火灾的 20% 以上。[ 30 ]然而，在2019-20 年澳大利亚丛林火灾季节，“一项独立研究发现，网络机器人和网络喷子夸大了纵火在火灾中的作用。” [ 31 ]在2023 年的加拿大野火中，社交媒体上关于纵火的虚假指控引起了关注；然而，纵火通常不是加拿大野火的主要原因。[ 32 ] [ 33 ]在加利福尼亚州，每年一般有 6-10% 的野火是纵火造成的。[ 34 ]
世界各地发生过数千起煤层火灾，例如新南威尔士州燃烧山、宾夕法尼亚州森特勒利亚和中国多起由煤炭引发的火灾。煤层火灾也可能突然爆发，点燃附近的可燃物。[ 35 ]
传播
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野火的蔓延取决于可燃物质的种类、其垂直排列和水分含量以及天气条件。[ 36 ]可燃物的排列和密度在一定程度上受地形影响，因为地形决定了阳光和植物生长所需的水分等因素。总体而言，火灾类型通常可根据其可燃物分为以下几种类型：
- 地面火灾的火源是地下根系、森林地表腐殖质和其他埋藏的有机物。地面火灾通常以阴燃方式燃烧，可以缓慢燃烧数天至数月，例如印度尼西亚加里曼丹和苏门答腊东部的泥炭火灾，起因是稻田创建项目无意中排干了泥炭并使其干涸。[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]
- 爬行火或表面火的燃料是森林地表上低洼的植物物质，如落叶和木材凋落物、碎片、草和低洼灌木丛。[ 40 ]这类火的燃烧温度通常比树冠火（低于 400°C (752°F)）相对较低，并且蔓延速度较慢，不过陡坡和风会加速蔓延速度。[ 41 ]这种燃料类型特别容易因斑点而着火（）。
- 梯子火会烧毁低矮植被和树冠之间的物质，如小树、倒下的原木和藤蔓。葛藤、旧大陆攀缘蕨类植物和其他攀爬树木的入侵植物也可能引发梯子火。[ 42 ]
- 树冠火、林冠火或空中火会燃烧林冠层的悬浮物，如高大的树木、藤蔓和苔藓。树冠火（称为树冠）的点火取决于悬浮物的密度、林冠高度、林冠连续性、足够的表面火和梯状火、植被含水量以及火灾期间的天气条件。[ 43 ]人类点燃的林分替代火会蔓延到亚马逊雨林，破坏原本就不特别适合炎热或干旱条件的生态系统。[ 44 ]
物理性质
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当火灾三角关系中的所有必要元素都聚集在一个易燃区域时，就会发生野火：点火源与可燃材料（如植被）接触，这些材料受到足够的热量，并且周围空气中有足够的氧气供应。高水分含量通常可以防止点火并减缓蔓延，因为需要更高的温度来蒸发材料中的水分并将材料加热到其燃点。[ 8 ] [ 45 ]
茂密的森林通常能提供更多的遮荫，从而降低环境温度并增加湿度，因此不易发生野火。[ 46 ]草和树叶等密度较低的物质更容易着火，因为它们比树枝和树干等密度较高的物质含水量少。[ 47 ]植物不断通过蒸散作用失水，但水分流失通常会被从土壤、湿气或雨水中吸收的水分所抵消。[ 48 ]当这种平衡得不到维持时，通常由于干旱，植物会干枯，因此更易燃。[ 49 ] [ 50 ]
山火锋面是持续燃烧的部分，未燃物质与活火相遇，或为未燃物质与已燃物质之间的阴燃过渡。 [ 51 ]随着锋面逼近，火势通过对流和热辐射加热周围的空气和木质材料。首先，木材在 100 °C (212 °F) 的温度下水汽化，被烘干。接下来，木材在 230 °C (450 °F) 下热解，释放出可燃气体。最后，木材可以在 380 °C (720 °F) 的温度下阴燃，或者在充分加热后，在 590 °C (1,000 °F) 的温度下着火。[ 52 ] [ 53 ]甚至在野火火焰到达特定位置之前，来自野火锋面的热量传递就会将空气加热到 800 °C (1,470 °F)，这会预热和干燥易燃材料，导致材料更快点燃，并使火势蔓延得更快。[ 47 ] [ 54 ]高温和长时间的地面野火可能会引发轰燃或燃烧：树冠干燥，随后从下方着火。[ 55 ]
野火在燃烧密集的连续可燃物时具有很快的向前蔓延速度(FROS)。 [ 56 ]它们在森林中的移动速度可高达每小时 10.8 公里（6.7 英里每小时），在草原中的移动速度可高达每小时 22 公里（14 英里每小时）。[ 57 ]野火可以沿主锋面切线方向前进，形成侧翼锋面，也可以通过后退在主锋面的反方向燃烧。[ 58 ]当风和垂直对流柱将火把（热木余烬）和其他燃烧物质携带过道路、河流和其他可能起到防火作用的障碍物时，野火还可能通过跳跃或点状蔓延。[ 59 ] [ 60 ]树冠中的火炬和火灾有助于点状蔓延，而野火周围干燥的地面可燃物特别容易被火把点燃。[ 61 ]点火可能会造成点火，因为热余烬和火把会点燃火灾下风处的燃料。在澳大利亚的丛林大火中，已知点火发生在距离火灾前线 20 公里（12 英里）的地方。[ 62 ]
特别大规模的野火可能会通过烟囱效应影响其附近的气流：空气受热上升，大规模的野火会产生强大的上升气流，将周围地区较冷的新鲜空气吸入热柱中。[ 63 ]温度和湿度的巨大垂直差异会促进火积云、强风和火旋风的形成，其速度超过每小时 80 公里（50 英里/小时）。[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]快速的蔓延速度、大量的冠状或斑点、火旋风的存在以及强烈的对流柱意味着极端情况。[ 67 ]
白天和夜间的强度变化
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白天的强度也会增加。由于湿度较低、温度较高以及风速较大，闷烧木柴的燃烧速度在白天最高可达五倍。[ 68 ]白天，阳光使地面变暖，从而形成向上流动的气流。夜间，地面变冷，从而形成向下流动的气流。野火在风的吹拂下，经常跟随气流翻山越岭。[ 69 ]欧洲的火灾经常发生在中午 12 点到下午 2 点之间。[ 70 ]美国的野火扑灭行动以 24 小时灭火日为中心，从上午 10 点开始，因为白天温度升高会导致火势可预测地增强。[ 71 ]
气候变化的影响
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气候变化导致的风险增加
[编辑]气候变化促成了更容易发生野火的天气类型。在某些地区，野火的增加被直接归因于气候变化。[ 11 ]：247 来自地球过去的证据还表明，在较温暖的时期，火灾更多。[ 74 ]气候变化增加了蒸散量。这可能导致植被和土壤变干。当火灾发生在植被非常干燥的地区时，它会迅速蔓延。气温升高也会延长火灾季节。这是一年中最有可能发生严重野火的季节，特别是在积雪正在消失的地区。[ 75 ]
天气状况增加了发生野火的风险。但野火烧毁的总面积已经减少。这主要是因为草原已被改造成农田，因此可供燃烧的树木更少了。[ 75 ]
热浪、干旱、厄尔尼诺等气候变化以及高压脊等区域性天气模式可能会增加山火风险并显著改变山火行为。[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]多年的高降水量可导致植被快速生长，而随后的气温升高则可能引发更大范围的火灾并延长火灾季节。[ 79 ]高温会使可燃物变干并更易燃，从而增加树木死亡率并对全球森林健康构成重大风险。[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ]自 20 世纪 80 年代中期以来，在美国西部，融雪提前和相关气候变暖也与山火季节（即一年中最容易发生火灾的时期）持续时间更长和严重程度增加有关。[ 83 ] 2019 年的一项研究表明，加州火灾风险的增加可能部分归因于人类活动引起的气候变化。[ 84 ]
1974-1975 年夏天（南半球），澳大利亚遭遇了有记录以来最严重的野火，15% 的澳大利亚土地遭受了“大面积火灾破坏”。[ 85 ]那年夏天的火灾烧毁了约 1.17 亿公顷（2.9 亿英亩；1,170,000平方公里；450,000平方英里）的土地。[ 86 ] [ 87 ]自 1950 年以来，澳大利亚许多地区每年的炎热天数（高于 35°C）和非常炎热天数（高于 40°C）显著增加。该国一直有森林火灾，但在 2019 年，这些火灾的范围和猛烈程度急剧增加。[ 88 ]大悉尼首次被宣布为灾难性的森林火灾。新南威尔士州和昆士兰州宣布进入紧急状态，但南澳大利亚州和西澳大利亚州也出现火灾。[ 89 ]
2019年，极端高温和干旱导致西伯利亚、阿拉斯加、澳大利亚加那利群岛和亚马逊雨林发生大规模山火。亚马逊雨林的火灾主要由非法砍伐引起。火灾产生的烟雾蔓延到包括大城市在内的广大地区，大大降低了空气质量。[ 90 ]
截至 2020 年 8 月，该年的山火比 2019 年严重 13%，主要原因是气候变化、森林砍伐和农业焚烧。亚马逊雨林的生存受到火灾的威胁。[ 91 ] [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] 2021 年，土耳其、希腊和俄罗斯发生了创纪录的山火，据信与气候变化有关。[ 95 ]
火灾产生的二氧化碳和其他排放物
[编辑]野火释放的碳会增加温室气体浓度。气候模型尚未完全反映这种反馈。[ 17 ]：20
野火会向大气中 释放大量二氧化碳、黑色和棕色碳颗粒以及臭氧前体物，如挥发性有机化合物和氮氧化物 (NOx) 。 [ 96 ] [ 97 ]这些排放会影响区域甚至全球范围内的辐射、云层和气候。[ 16 ]野火还会排放大量半挥发性有机物质，这些物质可以在排放后数小时至数天内从气相中分离出来，形成二次有机气溶胶(SOA)。此外，在空气运输过程中形成的其他污染物可能会导致远离野火地区的居民受到有害暴露。[ 98 ] [ 16 ]虽然有害污染物的直接排放会影响急救人员和居民，但野火烟雾也可以远距离运输，影响当地、区域和全球范围内的空气质量。[ 99 ]
野火烟雾对健康的影响不仅限于直接接触，还会导致心血管和呼吸系统疾病恶化，每年造成近 16,000 人死亡，预计到 2050 年这一数字将上升到 30,000 人。其经济影响也十分显著，预计到 2050 年每年损失将达到 2400 亿美元，超过其他气候相关损失。[ 100 ]
在过去的一个世纪里，野火占全球碳排放量的 20-25%，其余则来自人类活动。[ 101 ]截至 2020 年 8 月，野火造成的全球碳排放量相当于欧盟的年平均排放量。[ 102 ] 2020 年，加州野火释放的碳排放量远远超过该州其他碳排放量。[ 103 ]
据估计，1997 年印度尼西亚的森林火灾向大气中释放了 8.1 至 25.7 亿吨（ 8.9 至 28.3 亿短吨）的二氧化碳，占全球每年燃烧化石燃料所产生的二氧化碳排放量的 13% 至 40%。[ 104 ] [ 105 ]
根据 CAMS 的分析，2019 年 6 月和 7 月，北极火灾排放了超过 1.4 亿吨二氧化碳。换个角度来说，这相当于 3600 万辆汽车一年的碳排放量。最近的野火及其大量的二氧化碳排放意味着，在实施符合《巴黎气候协定》的温室气体减排目标的措施时，必须考虑到这些因素。[ 106 ]由于野火烟雾在大气中运输过程中发生了复杂的氧化化学反应，[ 107 ]排放物的毒性会随着时间的推移而增加。[ 108 ] [ 109 ]
大气模型显示，这些烟尘颗粒的浓度可能会使冬季太阳辐射的吸收量增加 15%。 [ 110 ]据估计，亚马逊地区蕴藏着约 900 亿吨碳。截至 2019 年，地球大气中的碳含量为 415 ppm，而亚马逊地区的毁灭将使碳含量增加约 38 ppm。[ 111 ]
一些研究表明，野火烟雾有降温作用。[ 112 ] [ 113 ] [ 114 ]
2007 年的一项研究表明，雪中的黑碳对温度的影响是大气中二氧化碳的三倍。北极变暖的 94% 可能是由雪中的黑碳引发的融化造成的。黑碳来自化石燃料燃烧、木材和其他生物燃料以及森林火灾。即使在黑碳浓度较低（低于十亿分之五）的情况下也可能发生融化”。[ 115 ]
预防
[编辑]野火预防是指旨在降低火灾风险、减轻火灾严重程度和蔓延速度的预防措施。[ 116 ]预防技术旨在管理空气质量、维持生态平衡、保护资源[ 117 ]并影响未来的火灾。[ 118 ]预防政策必须考虑人类在野火中扮演的角色，因为例如，欧洲 95% 的森林火灾都与人类有关。[ 119 ]
世界各地的野火预防计划可能会采用诸如野火利用(WFU) 和规定或控制燃烧等技术。[ 120 ] [ 121 ] 野火利用是指任何受监控但允许燃烧的自然原因火灾。控制燃烧是由政府机构在不太危险的天气条件下点燃的火灾。[ 122 ]其他目标包括维护健康的森林、牧场和湿地，以及支持生态系统多样性。[ 123 ]
多年来，野火预防、检测、控制和扑灭策略各不相同。[ 124 ]降低不受控制的野火风险的一种常见且廉价的方法是控制燃烧：故意点燃较小、强度较低的火，以尽量减少潜在野火的可燃物数量。[ 125 ] [ 126 ]可以定期焚烧植被，以限制可能成为燃料的植物和其他碎片的积累，同时保持较高的物种多样性。[ 127 ] [ 128 ]虽然其他人声称控制燃烧和允许一些野火燃烧的政策是最便宜的方法，也是许多森林的生态适宜政策，但他们往往没有考虑到火灾所消耗的资源的经济价值，尤其是可销售木材。[ 129 ]一些研究得出结论，虽然也可以通过伐木去除燃料，但这种疏伐处理可能无法有效降低极端天气条件下的火灾严重程度。[ 130 ]
火灾多发地区的建筑规范通常要求建筑物必须采用阻燃材料，并且必须清除建筑物规定距离内的易燃材料，以保持可防御空间。 [ 131 ] [ 132 ]菲律宾的社区还在森林和村庄之间保留5 至 10 米（16 至 33 英尺）宽的防火线，并在夏季或干燥季节巡逻这些防火线。[ 133 ]在火灾多发地区继续进行住宅开发和重建被火灾摧毁的建筑物受到了批评。[ 134 ]保护建筑物和人类生命的经济和安全效益往往比火灾的生态效益更重要。[ 135 ]
检测
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近年来，对及时、高质量火灾信息的需求不断增长。快速有效的探测是扑灭山林火灾的关键因素。[ 136 ]早期探测工作注重及早响应、白天和夜间的准确结果以及优先处理火灾危险的能力。[ 137 ] 20 世纪初，美国使用火警瞭望塔，通过电话、信鸽和日光报时仪报告火灾。[ 138 ] 20 世纪 50 年代，人们使用即时相机进行空中和陆地摄影，直到 20 世纪 60 年代红外扫描技术被开发用于火灾探测。然而，信息分析和传递往往会因通信技术的限制而延迟。早期基于卫星的火灾分析是在远程站点的地图上手绘的，然后通过隔夜邮件发送给消防管理人员。1988年黄石大火期间，西黄石建立了一个数据站，可以在大约四小时内传递基于卫星的火灾信息。[ 137 ]
公共热线、火警瞭望塔以及地面和空中巡逻可作为早期发现森林火灾的手段。然而，准确的人工观察可能会受到操作员疲劳、一天中的时间、一年中的时间和地理位置的限制。近年来，电子系统作为解决人为失误的一种可能方法而越来越受欢迎。这些系统可能是半自动化或全自动的，并根据GIS数据分析显示的风险区域和人类存在程度采用系统。可采用多种系统的集成方法将卫星数据、航空图像和通过全球定位系统(GPS) 获得的人员位置合并为一个整体，供无线事故指挥中心近乎实时地使用。[ 139 ]
本地传感器网络
[编辑]可以使用本地传感器网络来监控植被茂密、人类活动频繁或靠近关键城区的小型高风险区域。检测系统可以包括充当自动气象系统的无线传感器网络：检测温度、湿度和烟雾。 [ 140 ] [ 141 ] [ 142 ] [ 143 ]这些传感器可能是电池供电、太阳能供电或树木充电式：能够使用植物材料中的小电流为电池系统充电。[ 144 ]较大的中等风险区域可以通过扫描塔来监控，扫描塔结合了固定摄像头和传感器来检测烟雾或其他因素，例如火灾产生的二氧化碳的红外特征。传感器阵列还可以结合夜视、亮度检测和颜色变化检测等其他功能。[ 145 ] [ 146 ] [ 147 ]
自然资源部与PanoAI签署了一项合同，将在太平洋西北部安装 360 度“快速检测”摄像头，这些摄像头安装在手机信号塔上，能够对 15 英里半径范围内进行全天候监控。[ 148 ]此外，总部位于巴西和多伦多的Sensaio Tech发布了一款传感器设备，可以持续监测森林中常见的 14 种不同变量，从土壤温度到盐度。这些信息通过仪表板可视化实时反馈给客户，同时提供有关危险级别的移动通知。[ 149 ]
卫星和空中监测
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通过使用飞机、直升机或无人机进行卫星和空中监测，可以提供更广阔的视野，可能足以监测非常大片的低风险区域。这些更复杂的系统使用GPS和机载红外或高分辨率可见光摄像机来识别和瞄准野火。[ 150 ] [ 151 ]卫星安装的传感器，如Envisat的先进沿轨扫描辐射计和欧洲遥感卫星的沿轨扫描辐射计，可以测量火灾发出的红外辐射，识别超过 39°C (102°F) 的热点。[ 152 ] [ 153 ]美国国家海洋和大气管理局的灾害测绘系统结合了来自卫星源的遥感数据，如地球静止环境卫星（GOES）、中分辨率成像光谱仪（MODIS）和先进甚高分辨率辐射计（AVHRR），用于探测火灾和烟羽的位置。[ 154 ] [ 155 ]但是，卫星探测容易出现偏移误差，MODIS 和 AVHRR 数据的偏移误差为 2 至 3 公里（1 至 2 英里），GOES 数据的偏移误差高达 12 公里（7.5 英里）。[ 156 ]地球静止轨道上的卫星可能会失去作用，极地轨道上的卫星通常受其观测时间较短的限制。云层覆盖和图像分辨率也可能限制卫星图像的有效性。[ 157 ] 全球森林观察[ 158 ]每天提供详细的火灾警报更新。[ 159 ]
2015 年，美国农业部(USDA)林务局(USFS)开始使用一种新的火灾探测工具，该工具使用Suomi 国家极地轨道伙伴关系(NPP) 卫星的数据，比以前的太空产品更详细地探测较小的火灾。高分辨率数据与计算机模型结合使用，可预测火灾将如何根据天气和土地条件改变方向。[ 160 ]
2014 年，南非克鲁格国家公园组织了一场国际活动，以验证包括新 VIIRS 主动火灾数据在内的火灾探测产品。在该活动之前，南非比勒陀利亚科学与工业研究理事会梅拉卡研究所是 VIIRS 375 米火灾产品的早期采用者，并在克鲁格国家公园的几次大型山火中使用了该产品。[ 161 ]
自 2021 年起，NASA通过资源管理系统火灾信息(FIRMS)近乎实时地提供活跃火灾位置。
2022 年至 2023 年间，北美各地的野火促使人们开始采用和设计各种技术，利用人工智能对野火进行早期发现、预防和预测。[ 162 ] [ 163 ] [ 164 ]
抑制
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野火扑灭取决于火灾发生地现有的技术。在欠发达国家，使用的技术可能简单到只需撒沙子或用木棍或棕榈叶扑灭火势。[ 165 ]在较发达国家，由于技术能力的提高，扑灭方法也各有不同。碘化银可用于促进降雪，[ 166 ]而无人机、飞机和直升机则可以向火中投放阻燃剂和水。[ 167 ] [ 168 ]虽然完全扑灭火灾已不再是期望，但大多数野火往往在失控之前就被扑灭。虽然每年 10,000 起新发生的野火中 99% 以上得到控制，但如果天气没有变化，极端天气条件下逃逸的野火很难被扑灭。加拿大和美国的野火每年平均烧毁 54,500 平方公里（13,000,000 英亩）的土地。[ 169 ] [ 170 ]
最重要的是，扑灭野火可能会酿成致命后果。野火的燃烧锋面还可能意外改变方向，跳过防火带。高温和浓烟可能导致迷失方向，无法判断火势的方向，这会使火灾变得特别危险。例如，在 1949 年美国蒙大拿州的曼恩峡谷火灾中，十三名空降消防员因失去通讯联系、迷失方向并被大火吞没而身亡。[ 171 ]在2009 年 2 月的澳大利亚维多利亚州丛林大火中，至少有 173 人死亡，超过 2,029 所房屋和 3,500 座建筑被野火吞没。[ 172 ]
扑灭野火的成本
[编辑]扑灭野火会花费一个国家大量的国内生产总值，从而直接影响该国的经济。[ 173 ]虽然每年的成本差别很大，具体取决于每个火灾季节的严重程度，但在美国，地方、州、联邦和部落机构每年总共要花费数百亿美元来扑灭野火。据报道，在美国，2004 年至 2008 年间，该国用于扑灭野火的支出约为 60 亿美元。[ 173 ]在加利福尼亚州，美国林务局每年花费约 2 亿美元来扑灭 98% 的野火，并花费高达 10 亿美元来扑灭另外 2% 的未受攻击而发展壮大的火灾。[ 174 ]
野外消防安全
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野外消防员面临着多种危及生命的危险，包括热应激、疲劳、烟雾和灰尘，以及其他伤害的风险，如烧伤、割伤、擦伤、动物咬伤，甚至横纹肌溶解症。[ 175 ] [ 176 ] 2000 年至 2016 年间，有 350 多名野外消防员在执勤时牺牲。[ 177 ]
尤其是在炎热天气条件下，火灾会带来热应激风险，热应激会导致炎热、疲劳、虚弱、眩晕、头痛或恶心。热应激会发展为热疲劳，导致心率加快和核心体温升高等生理变化，进而引发与热有关的疾病，如痱子、痉挛、疲惫或中暑。各种因素都可能增加热应激的风险，包括繁重的工作、年龄和健康状况等个人风险因素、脱水、睡眠不足和繁重的个人防护设备。休息、凉水和偶尔的休息对于减轻热应激的影响至关重要。[ 175 ]
烟雾、灰烬和碎屑也会对野外消防员造成严重的呼吸危害。野火产生的烟雾和灰尘可能含有一氧化碳、二氧化硫和甲醛等气体，以及灰烬和二氧化硅等颗粒物。为了减少烟雾暴露，野火扑救队应尽可能让消防员轮流通过浓烟区，避免顺风灭火，使用设备而不是人员在等候区灭火，并尽量减少清理工作。营地和指挥所也应位于野火的上风处。防护服和设备也有助于最大限度地减少烟雾和灰烬的暴露。[ 175 ]
消防员还面临心脏病发作的风险，包括中风和心脏病发作。消防员应保持良好的身体素质。健身计划、医疗筛查和检查计划（包括压力测试）可以最大限度地降低消防员心脏病的风险。[ 175 ]野外消防员面临的其他伤害危险包括滑倒、绊倒、摔倒、烧伤、刮伤和被工具和设备割伤、被树木、车辆或其他物体撞击、植物危害（如荆棘和毒藤）、蛇和动物咬伤、车辆碰撞、电线或雷暴电击以及不稳定的建筑结构。[ 175 ]
阻燃剂
[编辑]阻燃剂用于通过抑制燃烧来减缓野火的蔓延。阻燃剂是磷酸铵和硫酸铵以及增稠剂的水溶液。[ 178 ]是否使用阻燃剂取决于野火的规模、位置和强度。在某些情况下，阻燃剂也可用作预防性防火措施。[ 179 ]
典型的阻燃剂含有与肥料相同的成分。阻燃剂还可能通过浸出、水体富营养化或误用影响水质。阻燃剂对饮用水的影响尚无定论。[ 180 ]稀释因素（包括水体大小、降雨量和水流速）会降低阻燃剂的浓度和效力。[ 179 ]野火残骸（灰烬和沉积物）会堵塞河流和水库，增加洪水和侵蚀的风险，最终会减缓和/或损坏水处理系统。[ 180 ] [ 181 ]人们持续担心阻燃剂对土地、水、野生动植物栖息地和流域质量的影响，需要进一步研究。然而，从积极的一面来看，阻燃剂（特别是其氮和磷成分）已被证明对缺乏营养的土壤具有施肥作用，从而暂时增加植被。[ 179 ]
造型
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野火建模涉及对野火进行数值模拟，以理解和预测火灾行为。 [ 182 ] [ 183 ]野火建模旨在协助扑灭野火，提高消防员和公众的安全，并最大限度地减少损失。野火建模还可以帮助保护生态系统、流域和空气质量。
利用计算科学，野火建模涉及对过去火灾事件进行统计分析，以预测发现风险和锋面行为。过去提出了各种野火蔓延模型，包括简单的椭圆形、蛋形和扇形模型。早期确定野火行为的尝试假设地形和植被的均匀性。然而，野火锋面的确切行为取决于多种因素，包括风速和坡度。现代增长模型结合了过去的椭圆体描述和惠更斯原理，将火势增长模拟为一个不断扩大的多边形。[ 184 ] [ 185 ] 极值理论也可用于预测大型野火的规模。然而，在标准分析中，超过扑灭能力的大型火灾通常被视为统计异常值，尽管火灾政策受大型野火的影响大于小火灾。[ 186 ]对自然环境的影响
[编辑]关于气氛
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地球的大部分天气和空气污染都发生在对流层，即从地球表面延伸到大约 10 公里（6 英里）高空的大气层部分。在发生大型野火的区域，强雷暴或火积云的垂直升力会增强，从而将烟雾、烟尘（黑碳）和其他颗粒物推升至平流层下部。[ 187 ]此前，主流科学理论认为平流层中的大部分颗粒物来自火山，但人们已经在平流层下部检测到了烟雾和其他野火排放物。[ 188 ]火积云可以达到野火上空 6,100 米（20,000 英尺）的高度。[ 189 ]对野火烟柱的卫星观测显示，在超过 1,600 公里（1,000 英里）的距离内都可以完整地追踪到烟柱。[ 190 ] CALPUFF等计算机辅助模型可以通过大气扩散模型帮助预测野火产生的烟柱的大小和方向。[ 191 ]
野火会影响当地的大气污染[ 192 ]，并以二氧化碳的形式释放碳。[ 193 ] 野火排放物含有细颗粒物，可导致心血管和呼吸系统问题。[ 194 ]对流层中火灾副产物的增加会导致臭氧浓度超过安全水平。[ 195 ]
关于生态系统
[编辑]野火在气候湿润、植被生长良好但长期干燥炎热的地区很常见。[ 21 ]这样的地方包括澳大利亚和东南亚的植被覆盖区、非洲南部的草原、南非西开普省的芬博斯丛林、美国和加拿大的森林地区以及地中海盆地。
高强度的野火会形成复杂的早期演替森林栖息地（也称为“枯死森林栖息地”），这种栖息地的物种丰富度和多样性往往高于未烧毁的古老森林。[ 196 ]北美大多数森林中的动植物物种都是随着火灾而进化的，其中许多物种依靠野火（尤其是高强度的火灾）来繁殖和生长。火有助于将植物中的营养物质返回土壤。火产生的热量对某些种子的发芽是必不可少的，高强度火灾造成的枯死树和早期演替森林创造了有利于野生动物的栖息地条件。[ 196 ]高强度火灾造成的早期演替森林支持了温带针叶林中最高水平的本土生物多样性。[ 197 ] [ 198 ]火灾后伐木没有任何生态效益，却有许多负面影响；火灾后播种往往也是如此。[ 129 ]排除野火可能导致植被体系发生变化，例如木本植物的侵占。[ 199 ] [ 200 ]
虽然一些生态系统依靠自然发生的火灾来调节生长，但有些生态系统却遭受了过多的火灾，比如加州南部的灌木丛和美国西南部的低海拔沙漠。这些通常依赖火灾的地区发生火灾的频率增加，打乱了自然循环，破坏了当地的植物群落，并助长了非当地杂草的生长。[ 201 ] [ 202 ] [ 203 ] [ 204 ]入侵物种，如海金沙和雀麦，可以在被火灾破坏的地区迅速生长。由于它们高度易燃，所以会增加未来发生火灾的风险，形成一个正反馈循环，增加火灾频率，进一步改变当地的植被群落。[ 42 ] [ 117 ]
在亚马逊雨林，干旱、伐木、畜牧业和刀耕火种的农业破坏了防火森林，促进了易燃灌木的生长，形成了鼓励更多燃烧的循环。[ 205 ]雨林火灾威胁到其多种生物物种，并产生大量的二氧化碳。 [ 206 ]此外，到 2030 年，雨林火灾以及干旱和人类活动可能会损害或摧毁一半以上的亚马逊雨林。[ 207 ]野火会产生火山灰，降低有机营养的有效性，导致水流失增加，侵蚀其他营养物质并引发山洪暴发。[ 36 ] [ 208 ] 2003 年北约克郡荒原的一场野火烧毁了 2.5 平方公里（600 英亩）的石南花和下面的泥炭层。随后，风蚀剥去了火山灰和裸露的土壤，露出了可追溯到公元前 10,000 年的考古遗迹。[ 209 ]野火也会对气候变化产生影响，增加释放到大气中的碳量并抑制植被生长，从而影响植物对碳的总体吸收。[ 210 ]
在水道上
[编辑]野火过后，碎屑和化学物质流入水道，使饮用水源变得不安全。[ 211 ]尽管很难量化野火对地表水质量的影响，但研究表明，许多污染物的浓度在火灾后会增加。这些影响发生在主动燃烧期间，甚至长达数年之后。[ 212 ]营养物质和总悬浮沉积物可能会在一年内增加，而重金属浓度可能在野火发生后 1-2 年达到峰值。[ 213 ]
苯是野火后饮用水系统中发现的众多化学物质之一。苯可以渗透某些塑料管道，因此需要很长时间才能从供水基础设施中清除。研究人员估计，在最坏的情况下，需要对受污染的高密度聚乙烯服务管线进行超过 286 天的持续冲洗，才能将苯含量降低到安全饮用水限值以下。[ 214 ] [ 215 ]火灾（包括野火）引起的温度升高会导致塑料水管产生有毒化学物质[ 216 ]，例如苯。[ 217 ]
关于植物和动物
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火灾适应性是植物和动物的特性，可帮助它们在野火中生存或利用野火产生的资源。这些特性可以帮助植物和动物在火灾期间提高存活率和/或在火灾后繁殖后代。植物和动物都有多种在火灾后生存和繁殖的策略。易发生火灾的生态系统中的植物通常通过适应当地的火灾状况而生存。这些适应性包括对热的物理保护、火灾后增加生长以及促进火灾并可能消除竞争的易燃材料。
例如，桉树属植物含有可燃油脂，可促进火灾，坚硬的硬叶可抵御高温和干旱，确保它们在防火能力较弱的物种中占据优势。[ 218 ] [ 219 ]密集的树皮、脱落的下部树枝和外部结构中的高水分含量也可以保护树木免受气温升高的影响。[ 220 ]耐火的种子和火灾后发芽的后备嫩枝有助于物种的保存，先锋物种就是个很好的例子。烟雾、烧焦的木材和热量可以刺激种子发芽，这一过程称为晚熟。[ 221 ]接触植物燃烧产生的烟雾可诱导橙色丁烯酸内酯的产生，从而促进其他类型植物的发芽。[ 222 ]
对人类的影响
[编辑]野火风险是指野火在特定区域内发生或蔓延的可能性，以及火灾发生后人类价值的潜在损失。风险取决于多种因素，例如人类活动、天气模式、野火燃料的可用性以及扑灭火灾的资源的可用性或缺乏性。[ 223 ] [ 224 ]野火一直对人类构成威胁。然而，人为的地理和气候变化使人类更频繁地暴露于野火中，并增加了野火风险。据推测，野火增多的原因是一个世纪以来的野火扑灭措施，加上人类在易发生火灾的荒地中迅速扩张开发。[ 225 ]野火是自然发生的事件，有助于促进森林健康。全球变暖和气候变化导致全国气温升高、干旱增多，从而增加了野火风险。[ 226 ] [ 227 ]
空气传播的危害
[编辑]野火最明显的负面影响是财产损失。然而，释放的危险化学物质也会严重影响人类健康。[ 228 ]
野火烟雾主要由二氧化碳和水蒸气组成。其他浓度较低的常见成分包括一氧化碳、甲醛、丙烯醛、多环芳烃和苯。[ 229 ]烟雾和灰烬碎片中也存在细小的空气悬浮颗粒（固体或液滴形式）。按质量计算，80-90% 的野火烟雾属于直径为 2.5 微米或更小的细颗粒物。[ 230 ]
烟雾中的二氧化碳毒性低，因此健康风险低。相反，一氧化碳和细颗粒物，特别是直径 2.5 微米及更小的颗粒，已被确定为主要的健康威胁。[ 229 ]在 2007 年加州森林大火后的灰烬中发现了高浓度的重金属，包括铅、砷、镉和铜。由于担心接触这些物质会对健康产生影响，人们发起了一场全国性的清理运动。 [ 231 ]在 2018 年造成 85 人死亡的毁灭性加州坎普大火中，附近一处地点（奇科）的铅含量在火灾发生后的几个小时内增加了约 50 倍。在 150 英里外的莫德斯托，锌浓度也显著增加。在加州的许多火灾中也发现了锰和钙等重金属。 [ 232 ]其他化学物质被认为具有重大危害，但其浓度太低，不会对健康造成可察觉的影响。[需要引证]
个人接触野火烟雾的程度取决于火灾的长度、严重程度、持续时间和距离。人们通过吸入空气污染物，通过呼吸道直接接触烟雾。社区间接接触野火残骸，这些残骸可能污染土壤和水源。
美国环境保护署( EPA ) 制定了空气质量指数(AQI)，这是一种公共资源，提供常见空气污染物的国家空气质量标准浓度。公众可以根据能见度范围使用它来确定自己接触有害空气污染物的情况。[ 233 ]
健康影响
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野火烟雾含有可能对人体呼吸系统产生不利影响的颗粒物。应向公众宣传其健康影响的证据，以限制接触。这些证据还可用于影响政策，以促进积极的健康结果。[ 234 ]
吸入野火产生的烟雾可能危害健康。[ 235 ]野火烟雾由燃烧产物组成，即二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、颗粒物、有机化学物质、氮氧化物和其他化合物。主要的健康隐患是吸入颗粒物和一氧化碳。[ 236 ]
颗粒物 (PM) 是一种由灰尘和液滴颗粒组成的空气污染物。根据粒径，颗粒物可分为三类：粗 PM、细 PM 和超细 PM。粗颗粒介于 2.5 微米至 10 微米之间，细颗粒介于 0.1 至 2.5 微米之间，超细颗粒则小于 0.1 微米。吸入后对身体的影响因大小而异。粗 PM 经上呼吸道过滤后会积聚并引起肺部炎症。这会导致眼睛和鼻窦刺激以及喉咙痛和咳嗽。[ 237 ] [ 238 ]粗 PM 通常由更重、毒性更强的物质组成，会导致短期效应和更强的影响。[ 238 ]
较小尺寸的 PM 会进一步进入呼吸系统，对肺部深处和血液造成问题。[ 237 ] [ 238 ]对于哮喘患者，PM 2.5不仅会引起炎症，还会增加上皮细胞的氧化应激。这些颗粒物还会导致肺上皮细胞凋亡和自噬。这两个过程都会损害细胞并影响细胞功能。这种损害会对患有哮喘等呼吸系统疾病的患者造成影响，因为这些患者的肺组织和功能已经受到损害。[ 238 ] 小于 0.1 微米的颗粒称为超细颗粒(UFP)。它是野火烟雾的主要成分。[ 239 ] UFP 可以像 PM 2.5–0.1一样进入血液，但研究表明，它进入血液的速度要快得多。UFP 造成的炎症和上皮损伤也更为严重。[ 238 ] PM 2.5是与野火有关的最大问题。[ 234 ]这对幼儿、老年人以及哮喘、慢性阻塞性肺病 (COPD)、囊性纤维化和心血管疾病等慢性疾病患者尤其危险。接触野火烟雾产生的细颗粒物最常见的疾病是支气管炎、哮喘或 COPD 加重和肺炎。这些并发症的症状包括喘息和呼吸短促，心血管症状包括胸痛、心率加快和疲劳。[ 237 ]
哮喘恶化
[编辑]多项流行病学研究表明，空气污染与支气管哮喘等呼吸道过敏性疾病密切相关。[ 234 ]
一项关于 2007 年圣地亚哥山火烟雾暴露的观察性研究显示，在样本群体中，医疗保健利用率和呼吸系统疾病诊断率均有所增加，尤其是哮喘。 [ 240 ]山火发生时预计的气候情景预示着幼儿呼吸系统疾病的发病率将显著增加。[ 240 ] PM 会引发一系列生物过程，包括炎症免疫反应、氧化应激，这些都与过敏性呼吸系统疾病的有害变化有关。[ 241 ]
尽管一些研究表明，与山火产生的 PM 相关的哮喘患者的肺功能并未发生显著的急性变化，但这些违反直觉的发现的一个可能解释是，在那些已被诊断患有哮喘的患者中，为了应对烟雾浓度升高，他们更多地使用了吸入器等快速缓解药物。[ 242 ]
有一致的证据表明，野火烟雾与哮喘恶化有关。[ 242 ]
哮喘是美国儿童中最常见的慢性病之一，影响着约 620 万名儿童。[ 243 ]有关哮喘风险的研究特别关注妊娠期空气污染的风险。这涉及多种病理生理过程。气道在妊娠中期和晚期会发生显著发育，并持续到 3 岁。[ 244 ]有人假设，在此期间接触这些毒素可能产生相应的影响，因为在此期间肺上皮对毒素的通透性会增加。在父母期和出生前接触空气污染可能诱发表观遗传变化，而这会导致哮喘的发展。[ 245 ]尽管各研究之间存在异质性，但研究发现 PM 2.5和 NO 2与儿童期哮喘发展之间存在显著关联。[ 246 ]此外，在贫困社区中，母亲接触慢性压力源的可能性最大，而这可能与儿童哮喘有关，这或许可以进一步解释儿童早期接触空气污染、社区贫困和儿童期风险之间的联系。[ 247 ]
一氧化碳危险
[编辑]一氧化碳 (CO) 是一种无色无味的气体，在靠近阴燃火源的地方浓度最高。因此，它对野火消防员的健康构成了严重威胁。烟雾中的一氧化碳可被吸入肺部，然后被吸收进血液，减少输送到人体重要器官的氧气。高浓度的一氧化碳会引起头痛、虚弱、头晕、精神错乱、恶心、定向障碍、视力障碍、昏迷，甚至死亡。即使在较低浓度下，例如在野火中发现的浓度，患有心血管疾病的人也可能会感到胸痛和心律失常。[ 229 ]最近一项追踪 1990 年至 2006 年野火消防员死亡人数和原因的研究发现，21.9% 的死亡发生在心脏病发作之后。[ 248 ]
野火对健康的另一个重要但不太明显的影响是精神疾病和精神障碍。研究发现，直接或间接受到野火影响的不同国家的成人和儿童都表现出与野火经历相关的不同精神状况。这些包括创伤后应激障碍(PTSD)、抑郁症、焦虑症和恐惧症。[ 249 ] [ 250 ] [ 251 ] [ 252 ] [ 253 ]
流行病学
[编辑]过去几十年来，美国西部的野火发生频率和强度都有所增加。这归因于那里的干旱气候和全球变暖的影响。据估计，2004 年至 2009 年期间，美国西部有 4600 万人接触过野火烟雾。有证据表明，野火烟雾会增加空气中的颗粒物含量。[ 234 ]
美国环保署通过《国家环境空气质量标准》定义了空气中可接受的 PM 浓度，并强制要求监测环境空气质量。[ 254 ]由于这些监测计划，以及人口稠密地区附近发生的几起大型野火，人们开展了流行病学研究，并证明了人类健康影响与野火烟雾导致的细颗粒物增加之间的关联。
2002 年 6 月科罗拉多州海曼火灾产生的可吸入颗粒物烟雾增多，与 COPD 患者呼吸道症状增多有关。[ 255 ]通过对 2003 年南加州山林火灾的调查，研究人员发现，暴露于烟雾中可吸入颗粒物浓度达到峰值的人群中，因哮喘症状而入院的人数增加。[ 256 ]另一项流行病学研究发现，与非烟雾波日相比，在山林火灾特定颗粒物浓度高达 2.5 的烟雾波日，因呼吸系统相关疾病入院的风险增加 7.2%（95% 置信区间：0.25%，15%）。[ 234 ]
参与儿童健康研究的儿童还发现，他们出现眼部和呼吸道症状、用药和就医次数增加。[ 257 ]与未受火灾影响的母亲相比，在火灾期间怀孕的母亲生下的婴儿平均体重略轻。这表明孕妇也可能面临更大的野火不利影响风险。[ 258 ]据估计，全世界每年有 339,000 人死于野火烟雾的影响。[ 259 ]
除了 PM 的大小，还应考虑其化学成分。先前的研究表明，与固体燃料等其他烟雾来源相比，野火烟雾中PM 2.5的化学成分对人类健康的影响可能有所不同。 [ 234 ]
火灾后风险
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野火过后，危险依然存在。返回家园的居民可能会面临被大火烧得倒塌的树木的威胁。人类和宠物也可能因掉入灰坑而受到伤害。政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 还报告称，野火对电力系统造成严重破坏，尤其是在干旱地区。[ 260 ]
饮用水受到化学污染，其污染程度已达到危险废物令人担忧的程度，是一个日益严重的问题。特别是，2017 年，美国首次发现了地下水系统受到危险废物规模化学污染[ 261 ]，此后，在夏威夷、科罗拉多州和俄勒冈州发生山火后，越来越多的证据表明存在此类污染。[ 262 ] 2021 年，加拿大当局调整了不列颠哥伦比亚省火灾后的公共安全调查方法，以筛查这种风险，但截至 2023 年仍未发现此类风险。另一个挑战是，私人饮用水井和建筑物内的管道也可能受到化学污染，变得不安全。[ 263 ]这种受污染的水给家庭带来了各种重大的经济和健康影响。[ 264 ] 2020 年，首次制定了关于如何检查和测试受野火影响的水井[ 265 ]和建筑供水系统的循证指导。 [ 266 ]例如，在加利福尼亚州的天堂镇，[ 267 ] 2018 年的 Camp Fire 造成了超过 1.5 亿美元的损失。这需要近一年的时间来净化和修复野火损坏的市政饮用水系统。
2018 年加州坎普大火之后，人们首次提出了污染源，认为污染源来自供水系统中热降解的塑料、进入减压管道的烟雾和蒸汽以及被吸入市政供水系统的建筑物中的受污染水。2020 年，人们首次发现塑料饮用水材料的热降解是一种潜在的污染源。[ 268 ] 2023 年，第二种理论得到证实，污染物可能被吸入失去水压的管道。[ 269 ]
如果随后出现其他极端天气，火灾后的其他风险可能会增加。例如，野火会使土壤吸收降水的能力下降，因此强降雨可能导致更严重的洪水和泥石流等破坏。[ 270 ] [ 271 ]
高危人群
[编辑]消防员
[编辑]消防员因接触野火烟雾而出现急性和慢性健康影响的风险最大。消防员因长期吸入烟雾而患上的一些最常见健康问题包括心血管疾病和呼吸系统疾病。[ 272 ]例如，野外消防员可能会出现缺氧，即身体无法获得足够的氧气。[ 273 ]由于消防员的职业职责，他们经常长时间近距离接触危险化学品。一项关于野外消防员接触野火烟雾的案例研究显示，消防员接触到的一氧化碳和呼吸道刺激物浓度显著高于美国职业安全与健康管理局 (OSHA)允许接触限值 (PEL) 和美国政府工业卫生学家会议 (ACGIH) 阈值 (TLV)。5-10% 的人属于过度接触。[ 274 ]
2001 年至 2012 年间，野外消防员死亡人数超过 200 人。除了高温和化学危害外，消防员还面临电线触电、设备损伤、滑倒、绊倒和坠落、车辆翻车损伤、高温相关疾病、昆虫叮咬和螫咬、压力和横纹肌溶解症等风险。[ 275 ]
居民
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野火周围社区的居民接触的化学物质浓度较低，但他们通过水或土壤污染间接接触化学物质的风险更大。居民的接触情况在很大程度上取决于个人的易感性。儿童（0-4 岁）、老年人（65 岁及以上）、吸烟者和孕妇等弱势群体由于身体系统已经受损，即使接触的化学物质浓度较低且接触时间相对较短，他们的风险也会增加。[ 229 ]他们还面临未来发生野火的风险，可能会搬到他们认为风险较低的地区。[ 276 ]
野火影响了加拿大西部和美国的大量人口。仅在加利福尼亚州，就有超过 35 万人居住在“火灾危险程度极高的区域”的城镇中。[ 277 ]
火灾易发地区建筑居民面临的直接风险可以通过设计选择来降低，例如选择防火植被、维护景观以避免碎片堆积并设置防火带，以及选择阻燃屋顶材料。在温暖的月份，空气质量差和高温可能造成的复合问题可以通过在建筑通风系统中使用 MERV 11 或更高的室外空气过滤、机械冷却以及在必要时提供带有额外空气清洁和冷却的避难区来解决。[ 278 ]
历史
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野火的第一个证据是保存在木炭中的巨型真菌Prototaxites的化石，它们在南威尔士和波兰发现，可追溯到志留纪（约4.3 亿年前）。[ 279 ]在4.05 亿年前的早泥盆世之前的某个时间，阴燃的地面火灾开始出现。中泥盆世和晚泥盆世大气含氧量低，木炭丰度也随之下降。[ 280 ] [ 281 ]更多的木炭证据表明，火灾持续整个石炭纪。后来，大气含氧量从晚泥盆世的 13% 总体增加到晚二叠世的 30-31% ，随之而来的是野火的分布更为广泛。[ 282 ]后来，从晚二叠世到三叠纪，与野火有关的木炭沉积物减少，可以用氧气含量的下降来解释。[ 283 ]
古生代和中生代的野火模式与现代火灾相似。由旱季[需澄清]引发的地面火灾在泥盆纪和石炭纪的裸子植物森林中很明显。可追溯到石炭纪的鳞木属森林的山峰被烧焦，这是树冠火的证据。在侏罗纪裸子植物森林中，有证据表明存在高频率的轻微地面火灾。[ 283 ]晚第三纪火灾活动的增加[ 284 ]可能是由于C4型草类的增加。随着这些草类转移到更中生的栖息地，它们的高可燃性增加了火灾频率，导致草原取代林地。[ 285 ]然而，易发生火灾的栖息地可能促使桉树、松树和红杉等树种的出现，这些树种有厚厚的树皮，能够抵御火灾，并能利用自燃。[ 286 ] [ 287 ]
人类参与
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在旧石器时代和中石器时代，人类出于农业和狩猎的目的使用火，改变了先前存在的景观和用火状况。林地逐渐被较小的植被所取代，以便于旅行、狩猎、采集种子和种植。[ 288 ]在有记载的人类历史中， 《圣经》和荷马等古典作家都提到过对野火的小小暗示。然而，虽然古希伯来、希腊和罗马作家知道火灾，但他们对发生野火的未开垦土地并不十分感兴趣。[ 289 ] [ 290 ]在整个人类历史上，野火都作为早期的热武器用于战斗。从中世纪开始，就有关于职业焚烧以及管理用火的习俗和法律的记载。在德国，有记录显示 1290 年在奥登瓦尔德和 1344 年在黑森林有定期焚烧的记录。[ 291 ]在 14 世纪的撒丁岛，防火带被用于防止野火。在 16 世纪 50 年代的西班牙，菲利普二世在某些省份不鼓励养羊，因为在季节性迁徙中用火会产生有害影响。[ 289 ] [ 290 ]早在 17 世纪，人们就发现美洲原住民将火用于多种用途，包括耕作、发信号和战争。苏格兰植物学家大卫·道格拉斯注意到，当地人用火种植烟草，吸引鹿进入较小的区域进行狩猎，以及改善蜂蜜和蚱蜢的采集。在中美洲太平洋沿岸的沉积物中发现的木炭表明，西班牙殖民美洲前 50 年的焚烧量比殖民后更多。[ 292 ]在二战后的波罗的海地区，社会经济变化导致空气质量标准更加严格，并禁止生火，从而消除了传统的焚烧习俗。[ 291 ] 19 世纪中叶，贝格尔号 上的探险家发现澳大利亚土著人使用火来清理地面、狩猎和再生植物养料，这种方法后来被称为火柴农耕。[ 293 ]几个世纪以来，卡卡杜国家公园的保护区一直谨慎地使用火，以促进生物多样性。[ 294 ]
野火通常发生在气温升高和干旱时期。黄石国家公园东北部冲积扇中与火灾有关的泥石流增加与公元 1050 年至 1200 年之间的时期有关，这一时期恰逢中世纪温暖期。[ 295 ]然而，人类的影响导致了火灾频率的增加。芬兰的树木年轮火灾疤痕数据和木炭层数据显示，虽然许多火灾发生在严重干旱条件下，但公元前 850 年至公元 1660 年期间火灾数量的增加可以归因于人类的影响。[ 296 ]来自美洲的木炭证据表明，与前几年相比，公元 1 年至 1750 年间野火总体减少。然而，来自北美和亚洲的木炭数据显示，1750 年至 1870 年间火灾频率增加这一时期之后，由于农业扩张、牲畜放牧增加和防火工作加强，20 世纪的火灾总体呈下降趋势。[ 297 ]一项荟萃分析发现，1800 年之前，加州每年烧毁的土地是近几十年的 17 倍（180 万公顷/年 vs 10.2 万公顷/年）。[ 298 ]
根据《科学》杂志发表的一篇论文，1998 年至 2015 年间，自然和人为火灾的数量减少了 24.3%。研究人员将此解释为从游牧生活到定居生活方式的转变以及农业集约化，导致使用火清理土地的次数减少。[ 299 ] [ 300 ]
某些树种（即针叶树）数量超过其他树种（即落叶树）会增加野火风险，尤其是如果这些树种也种植在单一栽培中。[ 301 ] [ 302 ] 一些入侵物种是由人类（即为纸浆和造纸工业）带入的，在某些情况下也增加了野火的强度。例子包括加利福尼亚州的桉树[ 303 ] [ 304 ]和澳大利亚的甘巴草。
社会与文化
[编辑]野火在许多文化中都有一席之地。“像野火一样蔓延”是英语中常见的习语，意思是“迅速影响或被越来越多的人所知”的事情。[ 305 ]
野火活动被认为是古希腊发展的主要因素。在现代希腊，就像在许多其他地区一样，野火是自然灾害中最常见的灾害，在希腊人民的社会和经济生活中占有重要地位。[ 306 ]
1937 年，美国总统富兰克林·罗斯福发起了一场全国性的防火运动，强调人类疏忽在森林火灾中的作用。后来，该计划的海报上出现了山姆大叔、迪斯尼电影《小鹿斑比》中的角色，以及美国森林管理局的官方吉祥物Smokey Bear。[ 307 ] Smokey Bear 防火运动造就了美国最受欢迎的人物之一；多年来，Smokey Bear 吉祥物一直存在，并被印在邮票上以纪念它。[ 308 ]
野火还会对社会产生重大的间接或二阶影响，比如要求公用事业公司防止输电设备成为火源，以及取消或不再续签火灾多发地区居民的房屋保险。[ 309 ]
参见
[编辑]- 野火列表
- 火地理学 ——研究野火的分布
- 荒地-城市交界处 ——荒野与开发用地之间的过渡区
- 野火风险指数：
- 森林火灾天气指数 – 评估野火风险
- 海恩斯指数 – 评估野火风险
- Keetch-Byram 干旱指数 – 土壤水分亏缺的估计值
- 麦克阿瑟森林火灾危险指数 - 澳大利亚火灾危险指数
- 国家火灾危险等级系统 – 野火危险等级
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