线性燃料隔离带与镶嵌式燃料处理协同降低野火风险的景观优化策略研究

本研究针对地中海地区日益严峻的野火威胁，通过模拟葡萄牙四种典型火情区域的燃料管理方案，首次量化了线性燃料隔离带网络(FBN)与镶嵌式燃料处理(FTM)协同实施的减灾效果。研究发现FTM在FBN周边紧凑布局可显著提升火灾遏制概率(最高达7%)，降低高强度燃烧面积(最高达56%)，为多目标火灾管理提供了空间优化范式。

　　

在气候变化加剧野火频发的背景下，地中海地区正面临前所未有的生态安全挑战。葡萄牙作为欧洲野火重灾区，过去40年累计过火面积超过国土一半，2017年单场火灾就吞噬了6.8万公顷森林。传统单一的燃料管理策略已难以应对日益复杂的火情，特别是当高强度野火轻易突破隔离带时，消防人员常陷入"扑救悖论"——越是努力灭火，未来火灾风险反而累积更高。

葡萄牙里斯本大学林业研究中心(Forest Research Centre, University of Lisbon)联合美国林务局落基山研究站(USDA Forest Service, Rocky Mountain Research Station)的科研团队，在《Fire Ecology》发表了一项开创性研究。他们采用最小传播时间算法(Minimum Travel Time, MTT)，模拟了葡萄牙从北到南四个典型区域（卡布雷拉山、埃什特雷拉山、皮尼亚尔内陆南部和蒙希克山）的燃料管理方案，首次系统评估了线性燃料隔离带网络(Fuel Break Networks, FBN)与镶嵌式燃料处理(Fuel Treatment Mosaics, FTM)的空间协同效应。

研究团队运用三大关键技术：1)基于历史火情的参数化火势蔓延模型，整合了ERA5-Land气候数据和Fernandes燃料分类体系；2)空间优化算法ForSysXR，在50公顷处理单元尺度上规划FTM布局；3)创新性提出"烧穿概率"(burn-over probability)指标，通过0-500米和500-1000米双重缓冲区分析，量化FBN在不同火焰长度(FL≥2.5m/≥3.5m)条件下的失效风险。

研究结果揭示多重发现

燃料管理协同效应
在FBN周边1000米内集中75%FTM的"紧凑型"方案展现出最强协同效应。以皮尼亚尔内陆南部为例，该方案使年过火面积减少达3810公顷（较分散布局多7%），相当于该区域年均过火面积的38%。蒙希克山地区的高强度燃烧面积降幅最显著，达56%。

区域特异性规律
森林火灾主导区（如皮尼亚尔内陆南部）FBN贡献率更高（占总效益50%），而FTM在降低燃烧强度方面表现更稳定。相反，以牧区火灾为主的卡布雷拉山，分散式FTM布局反而更有效，凸显"一地一策"的管理需求。

遏制效率阈值
研究首次绘制出FBN成功率与协同效应的非线性关系曲线。当FBN基础遏制率低于30%时，紧凑型FTM布局可额外提升681公顷保护面积；但当成功率超过45%后，布局差异的影响趋于消失，说明资源应优先配置至高危区段。

结论与展望
该研究为葡萄牙"2020-2030国家野火管理计划"三大目标——减半累计过火面积、控制500公顷以上火灾、杜绝农村伤亡——提供了科学支撑。Bruno A. Aparicio团队证实：1)FTM通过破碎连续可燃物降低火线强度，而FBN主要阻断火势蔓延，二者存在功能互补；2)最优协同策略取决于当地火情特征，森林区应优先强化FBN周边处理，牧区则适合全域分散布局；3)必须配套消防资源配置，单纯依赖工程措施无法实现30%以上的基础遏制率。

这项研究开创了景观尺度燃料管理优化的新范式，其开发的burn-over probability指标已被应用于美国西部防火规划。未来研究可进一步整合经济成本分析，并考虑气候变化对燃料动态的长期影响。正如Akli Benali在讨论部分强调的："真正的防火革命不在于新技术，而在于如何智慧地重组现有措施的空间组合"。