基于随机前沿分析的野火扑救技术效率评估——以马拉维Viphya人工林火势遏制成效为例

《Trees, Forests and People》：Wildfire suppression technical efficiency for the Viphya plantations in Malawi: A stochastic frontier analysis of fire containment success

　　

摘要专业翻译 野火扑救是一项复杂、高危且资源密集型作业，在保护生命、财产和森林生态系统方面发挥着关键作用。尽管撒哈拉以南非洲地区野火发生事件的报道日益增多，但关于扑救作业有效性与技术效率的实证证据仍然有限。本研究利用马拉维Viphya人工林2019—2023年的火灾事件记录，采用随机前沿分析（stochastic frontier analysis，SFA）评估野火扑救工作的技术效率。研究结果显示，平均技术效率较高，达88%。此外，结果表明，火灾前缓解活动，如保持建议的防火隔离带宽度（2.5—3.0 m）以及开展火灾意识宣传活动，与各火灾事件间扑救低效率变异的减少相关，这表明扑救绩效更具一致性。总体而言，研究结果表明，提升野火扑救绩效取决于扑救资源的有效组织与规划，而非仅靠人力部署。因此，对战略性设计的火灾前缓解项目和高效的人员协调进行投资，可在资源受限的人工林系统中提升野火遏制成效。

论文解读

一、研究背景与问题

野火扑救是森林管理中最具操作复杂性、危险性和高成本的活动之一。全球范围内，受极端天气和人类活动驱动，野火正变得规模更大、强度更高、频率更频繁，对生命、财产和生态系统服务构成严重威胁。以美国为例，1985年至2019年间野火造成的财产损失估计高达700亿美元，年均扑救支出约20亿美元。在持续预算约束下，消防管理机构面临如何在有限资源条件下高效配置资源的巨大压力。

现有研究已表明，野火扑救的有效性不仅取决于投入资源的数量，还取决于火险天气、地形、扑救资源与管理决策之间的交互作用。然而，在学术层面，尽管野火扑救的经济计量分析已较为成熟，但随机前沿分析（SFA）在野火扑救领域的应用仍相对有限。多数实证研究采用传统回归模型考察扑救成本、过火面积或火势遏制时长的影响因素，而非基于前沿方法评估扑救效率。更关键的是，一项涵盖56项研究的综述显示，森林部门效率研究主要集中在发达国家，尚无在非洲开展的相关研究。这一地理空白凸显了在火灾多发的人工林系统中开展野火扑救效率实证研究的必要性。

马拉维的Viphya人工林为此提供了理想的研究场景。该人工林占地约5.3万公顷，是撒哈拉以南非洲最大的商业人工林之一，长期遭受人为引发的反复野火侵袭。与发达国家依赖空中灭火飞机和机械化装备的响应体系不同，Viphya人工林的火灾管理主要依靠手动工具和地面灭火队伍。在资源严重受限的条件下，提升技术效率可能成为增强扑救绩效而不单纯依赖增加扑救资源的重要途径，有望产生可观的经济与生态效益。

二、研究设计与方法

研究人员基于马拉维Viphya人工林2019—2023年共247起野火事件记录开展分析。数据来源于8家长期运营的承租企业，包括Raiply Malawi Limited、Consolidated Processing Industries（CPI）、Total Land Care（TLC）、Reformed Timber Millers Union（RTMU）、Pyxus Agriculture Limited、Local Environmental Protection Zone（LEPZ）、马拉维政府和AKL Timbers。数据涵盖过火面积、扑救人员数量、扑救工具（树枝或灭火拍）、防火隔离带长度与宽度以及火势遏制时间等关键变量。

在方法层面，研究采用基于Battese和Coelli（1995）以及Kumbhakar和Lovell（2000）模型的随机成本前沿分析框架。与传统随机生产前沿不同，野火扑救本质上是一个损害控制过程，目标是尽可能缩短火势遏制时间。模型将遏制时长作为扑救产出，将扑救资源作为投入变量，复合误差项由对称随机成分（捕捉不可预测天气等随机冲击）和非负低效率项（衡量实际遏制时间超出前沿最小值的程度）构成。研究进一步采用异方差设定，将低效率项或随机项的方差表示为可观测解释变量的函数，通过一步最大似然法联合估计前沿函数和低效率分布，从而考察火灾前缓解活动等因素对扑救低效率变异的影响。

三、研究结果

平均技术效率为88%：随机前沿分析结果显示，Viphya人工林野火扑救的平均技术效率为88%，表明扑救队伍总体表现良好，但仍存在12%的改进空间。部分火灾事件的扑救效率明显低于前沿水平，意味着存在可观的效率提升潜力。

防火隔离带维护与效率变异的关系：研究进一步考察了火灾前缓解活动对扑救低效率变异的影响。结果表明，保持建议的防火隔离带宽度（2.5—3.0 m）与火灾意识宣传活动，与各火灾事件间扑救低效率变异的减少显著相关。这意味着，实施规范的火灾前预防措施有助于使扑救绩效更加稳定和一致，减少不同火灾事件间扑救效率的波动。

资源组织优于单纯人力投入：研究结果揭示，提升野火扑救绩效的关键在于扑救资源的有效组织与规划，而非单纯增加人力部署。这一发现对资源受限的人工林管理系统具有重要的政策含义——通过优化资源配置和加强预防性投资，可以在不显著增加扑救人员的情况下提升整体扑救成效。

四、讨论与结论

研究人员在讨论部分指出，Viphya人工林扑救效率的较高平均水平可能与当地长期积累的火灾管理经验和相对稳定的作业环境有关。然而，扑救低效率的变异仍然存在，这提示不同火灾事件间的管理协调和资源调度仍有优化空间。研究强调，扑救效率的提升不应仅着眼于火灾发生时的响应能力，更应重视火灾前的系统性预防措施。

研究结论明确指出，改善野火扑救绩效取决于扑救资源的有效组织和规划，而非仅靠人力部署。因此，对战略性设计的火灾前缓解项目和高效的人员协调进行投资，能够在资源受限的人工林系统中提升野火遏制成效。这一发现不仅对马拉维Viphya人工林具有直接指导意义，也为撒哈拉以南非洲及其他发展中国家火灾多发地区提供了重要的实证参考，填补了非洲地区野火扑救效率研究的空白。