《Frontiers in Environmental Science》:Land management to mitigate the risks of future fire in the Mediterranean region: strategies and barriers to their adoption
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摘要专业翻译
极端野火在地中海地区正变得日益频繁,且已频繁超出可控阈值,对自然和社会系统造成重大影响。由于持续的全球气候变化,预计该地区21世纪的野火风险将上升。农村土地弃耕(rural land abandonment)加剧了景观可燃性的增加,同时野火-城市
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极端野火在地中海地区正变得日益频繁,且已频繁超出可控阈值,对自然和社会系统造成重大影响。由于持续的全球气候变化,预计该地区21世纪的野火风险将上升。农村土地弃耕(rural land abandonment)加剧了景观可燃性的增加,同时野火-城市交界区(wildland-urban interface, WUI)的扩张进一步放大了野火风险。为应对火情格局变化带来的挑战,迫切需要改进现有管理策略以降低火灾风险并最大限度减少极端野火的发生。成功实现这一目标需要整合来自多种野火管理范式的见解,这些范式源于不同的学科传统,且往往服务于相互竞争的政策优先级。本文综述了地中海地区野火管理的知识与实践现状。研究首先梳理了有意或间接用于火灾风险缓解的多样化土地管理实践,这些实践塑造了当代地中海景观与火情格局。随后总结了政策优先级与火灾管理实践的演变过程,以及基础设施、经济和法律框架的变化如何影响景观对野火的脆弱性。研究还考察了阻碍地方和国家层面采纳野火风险最小化管理策略的部分障碍。本文整合了生态学、土地管理、治理、规划与经济学等通常被分开处理的视角,以阐明当前野火风险降低策略在哪些方面有证据支撑、在哪些方面仍存在重要障碍。最后,研究整合上述不同见解,识别关键知识空白并提出未来行动建议。
论文主体内容总结
1 引言与动机
地中海国家的许多生态系统天然适应野火的发生,火在该地区已存在数千年。南欧国家历史上频繁遭受野火,但近年来意大利(2017年)、希腊(2021年和2023年)以及葡萄牙和西班牙(2025年)的灾难性火灾加剧了人们对未来野火风险的担忧。过去十年间火灾数量和过火面积均有所增加,部分反映了气候变化条件(以火险天气指数(Fire Weather Index, FWI)衡量),但农村土地弃耕导致可燃物负荷增加进一步加剧了这一趋势。南欧74.4%的NUTS3统计单元在1998–2018年间火险与过火面积呈正相关,24.1%的区域土地弃耕与过火面积呈正相关。预计21世纪地中海地区野火风险将因全球气候变化而增加,土地利用变化(包括农村弃耕和WUI扩张)也可能加剧火灾风险。自19世纪末以来,地中海地区的野火管理以灭火(fire suppression)为主,该地区灭火成本估计每年约25亿欧元,但这一策略被认为效果有限。长期以灭火为中心的策略在火适应性地中海生态系统中会造成均质化高生物量景观,导致火灾强度超出生态系统承受阈值。对灭火中心政策的长期无效性的认识推动了以预防为导向的项目发展,包括积极生态系统管理、整体火灾管理和综合火灾管理(integrated fire management, IFM)。有效的野火管理需要整合预防、保护、探测、灭火和灾后恢复策略。
2 用于火灾预防的土地管理实践
2.1 计划烧除
计划烧除(prescribed burning, PB)是一种实现多重土地管理目标的技术,包括火灾风险降低、牧场改良和文化景观维护。该技术在地中海大部分地区曾长期被禁止或严格限制,目前已在葡萄牙、西班牙、法国、意大利和塞浦路斯实施。希腊于2026年初通过法律5281/25-2-2026将其纳入国家法律框架。当前重点日益转向将计划烧除作为战略性可燃物管理方案的一部分以缓解野火风险。在草地和灌木地中,计划烧除通常为全林替换型,火线强度较高;在林地中则以低强度林下火烧为目标,以降低树冠火发生风险。实证证据显示其有效性因生态系统而异:葡萄牙灌木地计划烧除使相对燃烧比降低24%,但效果随时间衰减,平均每5–6年需重复处理;松林中的处理效果可持续2–6年。计划烧除可提供生态效益,包括维持开阔生境和促进生物多样性,但生物多样性响应高度依赖情境。潜在负面影响包括碳储存减少、侵蚀增加、大气污染和失控风险。决策需考虑当地情境、成本效益、社会政治条件和社区经验。
2.2 放牧
放牧(grazing),无论是家养动物还是野生有蹄类动物,被视为有效降低可燃物负荷的手段。西班牙莱萨河谷放牧的强化管理自1986年以来使火灾数量和过火面积逐步减少。模拟实验表明,撒丁岛林地中通过放牧降低可燃物负荷可使过火面积减少约80%。放牧效果取决于动物种类:绵羊和山羊以及野生有蹄类动物啃食草本和木本植物,能有效降低可燃物负荷;山羊比绵羊更有效;牛类通常仅取食禾草,可能促进木本植物侵入而增加可燃物负荷,但某些品种可消耗高达45%的木本饲料。放牧被视为一种高成本效益的可燃物降低方法。西班牙多个地区已实施针对燃料隔离带定向放牧的付费计划,如安达卢西亚的RAPCA计划2022年覆盖超过7,000公顷。放牧与灌木清除相结合在西班牙拉里奥哈地区被证明极为有效。其他效益包括减少入侵物种、改善天然草地生物多样性和支持农村经济。
2.3 机械植被管理
机械植被管理(mechanical vegetation management)包括对非林地草本和灌木植被以及林分的处理。当计划烧除受到生态、技术或法律限制时,机械处理提供了替代方案。在非林地地中海植被中,机械切割、灌木清除和粉碎处理在坡度、可达性和植被类型允许高效使用机械的情况下具有经济优势。在森林植被中,火-造林处理(pyro-silvicultural treatments)通过改变林分结构和物种组成来降低林分可燃性。这些处理改变垂直可燃物连续性、树冠基高和树冠体积密度,以及树木、树丛和空隙的空间排列,可中断树冠火的持续蔓延。处理效果的持久性因处理类型而异:非林地植被中仅移除地上生物量的处理可能允许快速萌发,而同时移除地下芽库的干预能更有效延缓木本恢复。在森林中,间伐和粉碎处理后树冠可燃物负荷的降低可持续至少5年,但林下可燃物可能恢复到未处理水平。关于机械间伐有效性的研究显示,保留>75%树冠覆盖的轻度间伐若未配合地面可燃物清除则效果有限;重度间伐(保留50%–60%树冠覆盖)可提高树冠基高并降低梯状和树冠可燃物,但可能因冠层开放而促进林下植被快速发育。长期研究显示机械处理对木本植物多样性的影响非常持久。
2.4 清除促火植物或使用耐火植物
清除具有促火特性的植物看似是降低野火风险的合理措施,但地中海许多生态系统以火适应植物为特征。地中海松类是火适应的再播种者,许多岩蔷薇科植物需要火来触发萌发。除有限情况外,若希望保护自然景观和生态系统,清除促火植物并非可行选项。地中海地区再造林主要依赖本地树种,但历史上许多人工林为同质同龄林分,加剧了野火风险。用耐火阔叶树种(如栓皮栎、冬青栎等)替代针叶树被认为是降低野火风险的途径,尤其是通过放牧保持林地相对开阔时。物种替代可增加森林对野火的恢复力,通过促进林分和景观尺度的组成、结构和功能多样性也能增强风险缓解。单一种植比混交林更易受野火影响,异龄林分比同龄人工林更不易受影响,这为“近自然”森林管理提供了论据。然而,该策略鼓励保留枯死木作为栖息地,这可能提供可燃物并维持可燃物连续性。地中海灌木地通常高度可燃且自然火灾回归期短。灌木扩张增加了野火风险,清除灌木以创造镶嵌景观已被用于降低风险。欧盟生物多样性政策与野火风险降低目标存在交叉但未优先考虑火灾降低。入侵木本植物虽不如其他地中海型气候区普遍,但可显著影响火行为,火促进入侵物种对景观管理构成挑战。
2.5 景观破碎化
在更广泛的尺度上,许多预防策略通过破坏可燃物连续性和创造更异质的景观镶嵌来运作。增加景观破碎化的更明确政策已被提出,包括创建防火线和燃料隔离带、鼓励生物质能源利用,以及针对高风险位置(如道路沿线)的可燃物处理。阴影燃料隔离带或绿色防火带——有意创建的低可燃性植被区域——在地中海地区被倡导为管理策略,因其除降低野火外还带来多重环境效益,包括侵蚀控制、水质改善和生物多样性支持。这些方法也有缺点:广泛创建防火线或燃料隔离带已被证明对昆虫运动和种群动态有不利影响;生物质移除可显著影响养分有效性并造成长期生态损害。
2.6 预防野火-城市交界区的野火
野火-城市交界区(WUI)是人类定居点与自然植被之间的过渡地带。WUI扩张已增加了南欧多个地区的野火暴露。近年来许多最灾难性的野火(就死亡和基础设施损失而言)发生在WUI,包括2017年葡萄牙佩德罗冈格兰德和10月15日火灾,以及2018年希腊马蒂火灾。靠近WUI已被证明在地中海许多地区促成更大规模的火灾。农村弃耕被确定为地中海地区野火增加的一般原因,城市周边地区游牧牲畜减少增加了希腊WUI野火风险。传统农业系统(如葡萄园、橄榄园和果园)在地中海景观中可充当有效燃料隔离带,前提是维护良好并定期清除林下生长。WUI火灾缓解建议包括恢复传统农业实践、植被管理、创建可防御空间和使用防火结构,但多数侧重于更好的预报、土地规划政策修订、教育和社区准备。拟议缓解措施的有效性尚未得到系统评估。更严格的WUI扩张控制措施,包括分区或价格和保险政策调整,尚待探索。
3 地中海欧洲火灾政策的演变
南欧地中海国家立法中早期关于野火的引用主要出现在森林管理背景下。火被视为对可采伐森林资源的威胁,监管框架强调对森林资源的严格控制,严重偏向灭火,并通过再造林举措强制保护和恢复火灾受损土地。到20世纪中期,政策焦点仍坚定地放在灭火上,设立了专门机构监管林地。自20世纪后期以来,在综合火灾管理的发展和实施方面取得了实质性进展。立法承认文化用火(尽管在限制的背景下),要求在可燃物管理中纳入地方知识,推进教育倡议,并鼓励公民参与可燃物管理和灭火行动。政策日益整合到民防计划中,并建立以科学为依据的火灾风险指标。
3.1 葡萄牙
葡萄牙1990年第327号法律因森林火灾日益频繁而制定,要求市政规划与森林管理优先事项一致,并引入严格规定防止火灾后土地用途变更。2001年成立了环境警察部门负责森林监测和火灾调查。2007年第65号法律建立了市政民防框架。2015年第33号法律引入了国家火灾风险预警基础设施。2017年灾难性火灾后,在综合农村火灾管理系统下成立了农村火灾综合管理机构(AGIF),引入预防、准备、响应和恢复的综合治理模式,标志着向基于景观的预防战略转变。
3.2 西班牙
1950年代前的立法引入了系统性国家林业战略。1957年森林法引入了公用林登记制度。1968年第81号森林火灾法是第一部独立处理森林火灾的法律,引入了包括国家消防服务规划、火灾风险区识别、火险天气评估、公众教育、防火线创建和快速响应团队的综合预防策略。2003年森林法强调公民社会在森林火灾预防中的重要性。2017年国家野火战略引入了综合管理框架。2022年战略指南反映了向综合野火管理的转变,强调景观尺度可燃物管理和火灾恢复力景观。加泰罗尼亚是综合野火管理最先进的例子,整合了空间规划、计划烧除和野火风险模拟。
3.3 法国
1827年森林法定义了国家对林地的所有权。1987年民防安全法建立了国家层面的火灾预防和响应原则。1990年代初通过国家火灾预防战略采用了预警和快速灭火策略。2023年法律加强了野火预防和响应,将火灾风险整合到土地利用规划和生物多样性保护中。
3.4 意大利
意大利火灾相关政策的起源可追溯到1822年撒丁王国创建的森林管理局。2000年第353号框架法定义了森林火灾,引入了权力下放元素,要求地方当局实施区域火灾预防和灭火计划,并规定创建过火面积登记册和限制过火区域的土地用途变更。该法于2021年更新。
3.5 希腊
1975年宪法修订强调国家保护森林。1979年第998号森林法详细规定了森林保护、管理和开发。1998年第2612号法律将森林火灾管理责任从森林服务部门转移到消防部门,旨在创建统一指挥系统下的集中消防力量,但被批评为削弱了景观和森林管理。2021年第70号总统令设立了专门的气候危机和民防部。2026年第5281号法律“积极战斗”引入了森林火灾预防、准备和响应的全面改革,首次将计划烧除合法化作为可燃物降低的预防工具。
3.6 塞浦路斯
1969年森林法引入了森林保护和野火预防的综合措施,包括防火线、受控燃烧和纵火处罚。2002年民防法规定了协调野火响应的原则。2021年和2024年的改革提高了故意和意外点火的处罚。
3.7 欧洲层面倡议
欧洲层面的野火治理通过涵盖民防、环境/气候、林业和土地利用政策的各种机制协调。2001年建立的欧盟民防机制(UCPM)协调成员国之间的灾害援助。rescEU提供战略储备。2026年3月欧盟委员会概述了跨灾害风险周期的综合方法。2030年欧盟林业战略包括基于土地的野火预防植被管理指南。共同农业政策(CAP)将成为下一规划期(2028–2034年)基于土地的野火预防的资助工具。
4 野火风险缓解措施采纳的障碍
许多障碍阻碍了缓解未来野火风险管理政策的采纳。制度性障碍存在于南欧多国:希腊管理林地的机构直到最近才被允许使用计划烧除;意大利和西班牙的计划烧除实施由区域而非国家层面处理。土地管理、民防和市政规划之间的碎片化授权可造成委托-代理问题和事前风险降低问责薄弱。法律和规划障碍方面,空间规划历史上未系统纳入野火风险,尤其在WUI区域。与洪水指令不同,火灾风险方面没有平行发展。政治障碍包括历史立法优先灭火、部署成本(培训和人员经费、预防措施补贴)不足,以及灾害风险管理的政治经济学导致预防投资系统性不足。社会因素包括缺乏特定区域最佳实践信息、公众对野火风险认知度低、文化价值观(如为遮荫植树)、以及低概率高损失风险在行为上被忽视。经济机制方面,许多缓解行动具有公共品特征,造成搭便车和战略拖延;保险和补偿安排的结构可削弱预防激励;融资约束即使缓解措施在期望值上具有成本效益也可能阻止采纳。最普遍且可能最难解决的障碍是利益冲突:景观服务于多种目的,产生可能不相容的多重需求。预防成本往往集中在特定土地所有者或市政当局,而收益是分散的,这种不对称可使决策偏向有组织群体的偏好。
5 减少不确定性的路径
在四个领域取得进展可改善野火管理:改进证据基础、考虑土地管理实践的生态影响、解决利益冲突、改善治理,以及动员金融和保险支持预防和恢复力建设。
5.1 改进证据基础
需要更多关于特定管理活动有效性及其成本比较的证据,以及多种策略组合实施的有效性。关键问题是特定干预措施的最优部署规模(空间尺度和战略位置)和实施频率。建模实验可用于识别合理的区域管理策略,但最终需实地验证。需要野火科学家与实践者合作,并通过国际论坛有效传播信息。
5.2 考虑土地管理实践的生态影响
火灾频率、季节性和强度是复杂影响生态系统生态的重要变量。关键知识空白涉及土地管理实践对生态系统生态功能的影响,以及如何调和保护与风险管理目标。需要地方层面的研究以避免损害生物多样性、生态功能或危及保护政策的不当管理结果。
5.3 解决利益冲突
利益冲突是采纳管理策略的主要障碍。降低火灾发生以减轻社会经济损害的政策可能与维持自然火情以维持火适应生态系统生物多样性的需求直接冲突。制定地方或区域优先事项的明确声明必须涉及所有利益相关者的讨论,并考虑多种替代管理策略。由于优先事项可能随时间变化,持续监测和对话至关重要。
5.4 改善治理
在许多国家,野火保护责任与景观管理(包括空间规划和森林管理)责任由不同机构承担。需要综合治理来改善这一状况。葡萄牙2017年后创建AGIF是改善治理的尝试范例。地中海地区需要改进和协调的治理,欧盟可发挥作用,区域层面可通过分享最佳实践和证据做更多工作。
5.5 动员金融和保险支持预防和恢复力
野火预防仍常被视为经常性公共支出,而非对避免损失、减少财政波动性和增强恢复力的投资。欧洲的自然灾害保护缺口仍然巨大。这指向风险定价和保险与信贷市场激励的更大作用,以及结合公共或集合设施与市场转移剩余灾难性风险的分层风险融资结构。金融机制应设计为更广泛治理改革的补充而非独立解决方案。