世界主要林火多发国家的森林火灾与雷击火概况分析

翟杰休，李勇，张博，王爱斌，闫淳，艾金毅，蒋金佐，殷继艳

（中国消防救援学院, 北京102202）

联合国发布的《2021年全球森林目标报告》显示，2010—2020年期间全球森林面积下降了1.2%，作为最大的陆地碳汇，森林生态系统每年可以吸收大约20亿t CO2，而全球森林面积减少，使得全球森林碳储量也下降了近6亿t[1]。自从地球上出现了森林，林火就一直对森林生态系统的物质循环和能量流动具有调节和促进作用。中国森林覆盖率达23.04%，然而森林火险一旦失去控制形成森林火灾，森林火灾中火势强蔓延快的火行为不仅可以导致大量林内树木毁坏或死亡以及对野生动物的迁移造成巨大影响，还会改变森林结构、林内生物、气候和土壤的性能[2]。如2022年初阿根廷发生的山火，大火对阿根廷境内最大的湿地生态系统造成了严重破坏，对野生动植物和环境的影响不可估量。除此之外，还造成了约15.4亿人民币的经济损失。这种突发性强、破坏性大、处置救治较为困难的自然灾害，将对“地球之肺”和人类社会带来严重的危害和损失。

由于全球极端天气事件发生频率和强度的上升，以及经济衰退和疫情的冲击，多种因素的复合效应导致全球森林火灾有持续上升的趋势。IPCC于今年发布的第六次评估报告中提到，2021—2040年全球温度升高幅度将达到1.5℃，世界将不可避免地面临多重的气候灾害[3]。极端气候大量增加，导致世界各地大火也迅速增加。除此之外，各国如何应对雷击火引发的森林火灾也是世界性难题，雷暴天气时大气放电产生闪电，若此时降雨量很少则会形成干雷暴天气，当闪电击中林内可燃物，很容易产生雷击火。由于此时闪电电流强度较大，与可燃物接触时，会产生大量热量，使林内可燃物温度骤升，加之此时的高危火险天气，极易引发森林大火[4-5]。持续燃烧的森林大火释放大量有害气体危害居民身心健康，严重影响居民正常生产生活秩序[6]。往往雷击火的发生有特定的时空分布规律，因此通过分析雷击火引发森林大火较多的国家，可以帮助中国预测和降低雷击火的发生概率。

根据《2020年全球森林资源评估》显示，森林面积与全球土地面积比值约为30.8%[7]。森林总面积为40.6亿hm2，俄罗斯、巴西、加拿大、美国和中国拥有世界一半以上的森林，因此针对其中世界领土排名前四的国家，本研究梳理了4个国家发生森林火灾次数与过火面积随时间的变化趋势，从自然因素和社会因素等方面，总结并分析了中国、美国、俄罗斯、加拿大森林火灾的整体情况、特点和发生原因，并针对最主要的自然火源——雷击火进行分析，以期对中国森林防灭火与森林生态保护等工作起到重要借鉴作用。

1.1 美国森林火灾

注：数据来源同图1。

图 2 2001—2019年美国雷击火次数及过火面积的年际变化 Figure 2 Interannual change of lightning-caused fire frequency and burned area in USA from 2001 to 2019

总体而言，美国在过去21年中，森林火灾的过火面积整体变化趋势较为波动（图1）。美国自2006至2013年期间，发生的森林火灾次数呈现下降趋势。自2013年后，又呈现上升趋势；
2017年又出现下降趋势；
近3年又呈现上升趋势。在2013年森林火灾发生次数达到最小值，为47 579起；
2006年发生的火灾次数达到最大值，为96 385起。21年间，美国森林火灾过火面积在2015年达到最大值，为409.75万hm2，其次为2020年，高达409.64万hm2；
森林火灾过火面积最小值发生在2010年，达到138.51万hm2。

如图2所示，自2006年以来，美国雷击火的发生总体呈现下降趋势，2006年发生的雷击火次数最多，为16 165次；
2019年发生的雷击火次数最少，为6 362次。雷击火引发的森林火灾面积总体变化较为波动，2015—2016年分别达到受害森林面积的最大值和最小值，分别为328.31万hm2和70.55万hm2。

去年1月到6月，美国共发生30 626次山火，过火面积高达576万hm2。尤其是3—5月以及7月，每月发生的森林大火次数均超7 000次。2021年1—2月，美国森林大火发生次数最少。美国近年山火季显著提前且呈现集中爆发的态势。原因是受全球气候变暖、极端天气频发影响，美国提前进入山林大火的集中爆发季节，其中美国过火面积最大的20场山火均发生在2021年6月，且分布地区都集中在美国西南部。美国每年发生的森林大火时空分布相对集中[8]。去年由于“热穹顶”效应引发的极端高温更加剧了夏季的大火发生。这种稳定的“阻塞高压”将大量热空气聚集在区域上空，持续不断的热量聚集使得温度骤然上升，因此加剧了山火的发生。除此之外，由于灭火救援力量严重不足，山火有时并未得到有效控制。据统计，2021年美国用于扑火工作的队伍占紧急救援队伍的60%，但面对山火集中爆发的恶劣态势，现有救援力量难以有效应对。虽然美国森林火灾防控存在较多问题，但其火险等级系统、火行为预测系统、风险区规划和火险评估等还是比较先进的，值得借鉴[9]。

1.2 俄罗斯森林火灾

注：数据来源于俄罗斯环境保护国家报告(2) 数据来源：俄罗斯环境保护国家报告（https://greenpeace.ru/blogs/2021/09/17/2021-god-polnyj-rekordsmen-po-pozharam/）。。

图 3 2000—2021年俄罗斯森林火灾次数及过火面积的年际变化Figure 3 Interannual change of forest fire frequency and burned area in Russia from 2000 to 2021

俄罗斯境内的森林覆盖率高达50.7%，森林覆盖面积8.67亿hm2，居世界第一位[9-10]。如图3所示，俄罗斯自2010年以来，其境内森林火灾总体呈现下降趋势，在2010—2013年间下降趋势尤为突出。自2015年以来，尤其在2017—2019年间，森林大火的过火面积呈现显著上升趋势,俄罗斯的过火面积在近5年中呈现陡然上升趋势，且在此期间成为北半球森林火灾过火面积最大的国家。截至9月21日，俄罗斯2021年共发生森林火灾14 201次，过火面积达1.074亿hm2，已创下历史新高。在2020年，西伯利亚地区的持续高温创下了北极地区前所未有的高温纪录，异常温暖的天气在多地引发了强烈的火灾，仅在2020年6—7月，俄罗斯北极地区的大火释放出的二氧化碳就超过了2003年开始收集数据以来的任何一个火灾季节。

在全球气温变暖的背景下，西伯利亚和远东地区大量的针叶林在持续的高温下变得干燥易燃，极易引发大规模森林火灾[11]。另外，由于人口密度和道路交通网稀少等原因，导致俄罗斯森林火灾的发现与处置不及时。因此，俄罗斯平均每起火灾的过火面积普遍比世界其他国家高。人为火源引发的森林火灾占比较多。由于2020年新冠病毒的蔓延，政府疏于森林防火的宣传与管理，加之面对大面积火灾时俄罗斯联邦政府航空灭火力量薄弱等各方面原因，使2020年森林火灾在俄罗斯疯狂肆虐[12]。

1.3 加拿大森林火灾

注：数据来源于加拿大国家林业数据库(3) 数据来源：加拿大国家林业数据库（http://nfdp.ccfm.org/en/data/fires.php）。

图 4 2000—2021年加拿大森林火灾次数及过火面积的年际变化Figure 4 Interannual change of forest fire frequency and burned area in Canada from 2000 to 2021

注：数据来源同图4。

图 5 2001—2019年加拿大雷击火次数及过火面积的年际变化Figure 5 Interannual change of lightning-caused fire frequency and burned area in Canada from 2001 to 2019

加拿大在近21年中森林火灾发生次数和过火面积的变化趋势整体较为波动（图4）。自2006年至2009年，森林火灾次数明显下降。2006年达到21年间森林火灾发生次数的峰值，为9 718次。2020年发生森林火灾最少，为3 935次。2021年发生森林火灾6 317次，低于自1990年以来每年的平均次数（7 500次）。加拿大森林火灾的过火面积在2004至2009年间呈现显著下降趋势。2020年森林火灾过火面积最小为22.75万hm2；
2000—2001年期间，过火面积次之，分别为63.42～64.76万hm2。近2021年年中，过火面积在2014年达到峰值，为454.57万hm2，2021年过火面积为429.95万hm2。

与往年同期相比，加拿大山火次数显著增多，尤其是雷击火占比上升。如图5所示，2001—2006年间，加拿大发生的雷击火次数呈上升趋势，自2006年以后，雷击火发生次数呈现整体下降趋势。其中，2006年发生的雷击火次数最多，为5 404起。近19年间雷击火引发的最大过火面积火灾发生于2013—2015年，面积分别达448.38、419.43、374.10万hm2。过火面积的最小值出现在2001年，为37.30万hm2。2021年6月加拿大发生的山火次数是往年同期的2倍以上。同时，雷击火次数占全国山火总数的76%。2019年中，加拿大森林大火多发生在4—7月，共852起，占全年森林大火次数的83.4%。其中，5月发生的森林火灾次数最多，达306次。

加拿大近年来山火频繁爆发的原因：1）持续高温干燥的天气导致可燃物含水率降低，且可燃物大量积累，加之森林集中连片，为火灾的发生和蔓延创造了条件；
2）消防力量不足，尤其是在火灾初发阶段，处置力度不足。在突发山火情况下，各地区消防人员严重不足，对初发火没能及时控制，从而错过了最佳扑救时机；
3）城市规划建设存在严重隐患。加拿大人民一般喜好居住在森林和城镇交互地带，火源会沿着城市边缘烧入林区，增加了火源管控难度，极易引发城市山火，更易遭受森林火灾侵袭[13]。

1.4 澳大利亚森林火灾

澳大利亚森林总面积约1.57 亿hm2，覆盖率达16.2%。1951—2013 年，澳大利亚森林大火造成677人死亡，烧毁土地面积高达228亿hm2，损失惨重[14]。自2019年7月进入防火季，高温和干旱已在澳大利亚持续肆虐。2019年8月的山火最终持续燃烧了210天之久，干旱是澳大利亚这次跨年大火的重要原因之一，最终山火过火面积超过1 000万hm2，超30亿只野生动物被山火危及生命或丧生，对澳大利亚的社会和生态系统造成了巨大的影响。除此之外，据澳大利亚科学院的研究数据表明，澳大利亚超过50%的森林火灾是由雷击火引起的，加之澳大利亚炎热干燥的高危火险天气，雷击火会引发严重的森林大火。

澳大利亚森林大火燃烧持续时间长且火势不可遏制的主要原因为：1）气候条件不利。高温、干旱、干燥、大风天气等因素，导致森林大火灾在澳大利亚遍地开花[15-16]。2）森林植被易燃。澳大利亚的桉树分布面积非常广泛，在森林总面积中占比75%。郁闭成林年限短，其枝、叶以及树干油脂含量高，为高挥发性可燃树种。一旦着火，会发生火势强、蔓延快的易燃火行为[17]。3）山火处置不当。火灾初期，人们对发生的大火像往常一样，没有重视；
另外，加之政府反应迟缓，初发火扑救不力，火源管控不当，防火机制存在弊端等原因，山火发生并蔓延后依然重视程度不够，导致小火处置不当酿成大灾[18-19]。

1.5 中国森林火灾

注：数据来源于中国统计年鉴(4) 数据来源：中国统计年鉴（http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/）。。

图 6 2000—2020年中国森林火灾次数与过火面积的年际变化Figure 6 Interannual change of forest fire frequency and burned area in China from 2000 to 2020

注：数据来源同图6。

图 7 2000—2017年中国雷击火次数的年际变化Figure 7 Interannual change of lightning-caused fire frequency in China from 2000 to 2017

如图6所示，中国森林火灾次数自2008年以来呈现下降趋势，整体趋势中，自2001年至2004年期间呈现上升趋势，随后呈现下降趋势。近20年中，2008年森林火灾发生次数最高，达到14 144起，随后呈现大幅下降。2020年森林火灾次数达到最小值，仅有1 153起。中国近20年的森林火灾过火面积，在2003年达到峰值，为45.10万hm2，其次是2006年，过火面积高达40.83万hm2。自2006年之后，过火面积呈显著下降趋势。2016年过火面积达到最低，为6 223 hm2。2020年过火面积为8 500 hm2。

中国2000—2017年间雷击火发生情况如图7所示，中国林业统计年鉴仅对雷击火发生次数进行统计，过火面积数据并未统计。由图7可知，在18年间中国雷击火发生次数变化情况较为波动，但在2002—2014年总体呈现下降趋势，除了2000、2002、2007、2015和2017年，剩余年份雷击火次数不超100次。近年来由于异常天气，雷击火次数又呈上升趋势，在2015年达到雷击火峰值，为148次，2001年雷击火发生次数最少，仅为25次。中国是森林火灾多发的国家。统计数据显示，森林防火工作虽然成效显著，但是近年来因人为活动引发的森林火灾形势依然严峻，尽管火灾次数在减少，但伤亡损失仍较严重。2020年的“3·30”事件，四川凉山大火，在救援过程中由于火场风向突变、风力陡增、飞火断路等原因，导致火灾扑救难度加大，最终造成参与火灾扑救的19人牺牲、3人受伤[20]。这起森林火灾造成各类土地过火总面积3 047.78 hm2，综合计算受害森林面积达791.6 hm2，直接经济损失达9 731.12万元。这起导致重大伤亡的森林火灾暴露出准备与协调不到位、航空灭火力量未发挥、专家研判不充分以及火情与气象情况不确定等问题[21]。

截至2022年1月23日，中国共发生森林火灾616次，森林火灾过火面积为4 292 hm2。与近5年均值相比，森林火灾发生次数、过火面积和伤亡人员数量均呈下降趋势。中国近5年的森林火灾总体较为平稳，发生森林火灾的年际变化与季节变化趋势较为明显。2021年中，1月中国的森林火灾共发生118起，2月发生的森林火灾共103起，3月森林火灾次数高达168起。第一季度森林火灾总起数占中国全年森林火灾总次数的63.1%。其次是第二季度，分别发生火灾68、22、39次，本季度发生的森林火灾次数占全年的20.9%。11—12月发生森林火灾共71次，也占有较大比例。从全年时间上看，2021年度中国发生森林火灾主要集中在1—4月。总体来看，中国发生的森林火灾季节分布较为集中。中国森林火灾发生的原因主要有以下3种。

1）全球变暖与极端天气

全球范围内不断升高的气温带来了“暖干旱”现象和极端天气的频发。可燃物含水率是决定林火发生的关键因子。中国在植树造林方面有了显著成效，同时也不断积累了大量的森林可燃物，“热干旱”现象导致中国森林可燃物含水率持续下降，加上雷暴和大风天气，极易发生森林大火[22-23]。

2）人为因素

在中国已查明火源的森林火灾中，人为火源引发的森林火灾高达九成以上，各地农事用火、生产用火难防难控，而烧荒烧炭、祭祀用火和野外吸烟这3种占人为火源的八成左右。因此，这3种人为因素给中国森林火灾的预防与管理工作提出了一定的挑战，中国政府只有时刻警惕不断加强人为火源的管理，才能有效减少和避免中国森林火灾发生。

注：数据来源同图6。

图 8 1998—2018年中国主要人为火源占森林火灾总数比年际变化Figure 8 Interannual change of man-made fire cause as a percentage of total forest fires in China from 1998 to 2018

图8为主要引起森林火灾的3种人为火源占已查明火灾总数比例的年际变化情况。其中，野外吸烟造成的森林火灾占比最少且呈现逐年下降趋势。自2008年以来，除2012—2013年外，烧荒烧炭引发的森林火灾次数逐年减少；
但在2008—2012年，由于祭祀引发的森林火灾呈现显著上升趋势，随后呈现显著下降又上升的波动变化趋势。3种原因相比较，2007—2011年由烧荒烧炭引发的森林火灾次数最多。

3）中国的地域植被特点

中国的重点防火区域是东北林区和西南林区。东北林区内多为混交天然林，森林集中连片且郁闭度高，夏季会出现干雷暴天气，需要防范突发性森林火灾。西南林区林下植被茂密，针叶林、落叶阔叶林和常绿阔叶林垂直分布，且地形和气候极为复杂，冬春季节极为干旱，引发的森林大火扑救难度大[22,24]。

受极端天气频发、人为活动控制不当等因素的影响，世界各国森林火灾发生趋势为多发高发[25]。相较于其他国家，中国的森林火灾发生次数和过火面积均有明显的下降趋势，这得益于中国政府对森林火灾的预防与扑救工作的正确决策和部署，消防救援队伍的火灾防控与处置能力提升[26]，以及中国学者在森林火灾预测和防范以及灭火力量的配属等方面的研究[27]。然而，在全球森林火灾频发的大趋势下，中国的森林防灭火工作压力以及凸显的问题不容小觑，应认真汲取他国森林大火教训，进一步优化体制机制，加强力量建设、基础设施建设，提升风险防控水平和应急处置能力[18,28]。

1）建立健全森林大火的政策制度。为防止森林大火的发生，应专门制定针对响应的应急预案；
尽快完善和出台《森林草原防灭火条例》，实现依法治火、防扑一体化；
模拟发生大火的情景，加强联合演习；
出台森林防火隔离带标准，为制定巨灾应急预案提供依据；
各地共享火情预测、应急物资、力量布防、防灭火基础设施等资源，建立高效的预防保障体系。

2）加强森林火灾风险调研与监督检查

深化森林火灾风险区域和发生条件的精准研判，依据风险程度实施精准防控，常态化风险评估和隐患排查，降低火灾风险。在北方可燃物较多的次生林、林缘等交错地带，实施计划烧除等人为营林用火方式，有计划地对可燃物实施降载工作，使森林生态系统积聚的能量得以释放，从源头上降低重大火灾风险，在重点区域的防火紧要期内，适度增加人工增雨作业等措施，减少森林火灾的发生概率。

3）提升精细化预警监测能力

要重点研发森林火灾动态监测预警系统，实现灾前预判、灾中辅助、灾后分析的功能，推进火险预报、火情发现、值班调度、基础信息搜集等实质性环节，建设统一精准的森林火险预警平台，建立森林大火防控的完整预警监测业务链，实现森林大火预警精准化、监测精密化、决策科学化。

4）加强建设专业力量与提高科技手段

重点加强森林火灾指挥扑救辅助决策系统；
推广新技术手段，同时加强建设林内防火阻隔系统相关的基础设施建设，加强通信保障；
构建火灾防控科研体系，设立森林大火研究的专项资金和课题，鼓励国内外学者研究火灾发生的机理以及潜在社会影响并建立科学的应对方案。

5）建好国家航空应急救援体系

尤其重点加强航空消防能力建设和防灭火物资储备库建设，切实满足航空护林和火灾扑救等现实问题，加强自主研发的投入，遇到森林火灾充分发挥空中优势，加快航空护林场站、取水点、实训基地等设施建设，逐步实现航空消防全覆盖。加快森林草原消防装备现代化建设步伐，逐步实现从以人力防灭火为主向以科技防灭火为主的转变。

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