防治森林火灾研究的新进展
一、研究森林火灾走势与影响的新成果
（一）探索近期森林火灾危害的新信息
1．韩国山火过火面积逾1.6万公顷[43]
2022年3月7日，韩国媒体报道，韩国中央灾难安全对策本部推算，截至当天上午6时，东海岸地区发生的大规模森林火灾，已造成16755公顷森林被烧毁，面积超过首尔市的四分之一，相当于23466个足球场。
据报道，虽然尚无人员伤亡报告，但已造成343栋民宅被烧毁。截至6日晚9时，共有4659户的7355人紧急避险。报道称，截至7日上午5时，山林和消防部门共投入1.7万人力，95架直升机，781辆消防车辆展开灭火工作。
韩国总统文在寅6日宣布，将近日发生大规模森林火灾的庆尚北道蔚珍郡和江原道三陟市划为重灾区。
2．美国山火蔓延威胁到国家天文台观测站[44]
2022年6月18日，美国媒体报道，从6月11日开始，美国孔特雷拉斯大火在亚利桑那州的群山中肆虐。而在6月17日清晨, 大火已经蔓延到基特峰国家天文台，威胁着该观测站的部分望远镜。据悉，其中一台望远镜或已受损。
基特峰国家天文台始建于1958年, 位于美国亚利桑那州图森山区，天文台由美国国家科学基金会的国家光学红外天文研究实验室运营。
报道说，火灾从位于基特峰国家天文台以南巴博基瓦里山脉的偏远山脊开始。大火由雷击引起，而该地区的山区地形、大风、干燥植被加剧了火势, 使消防工作变得困难。据亚利桑那州紧急信息网络报告，截至6月16日，孔特拉斯大火已经烧毁了近11500英亩土地，并没有放缓的迹象。
根据当地气象台的新闻稿，为了防止大火向天文台设施蔓延，南部山脊的干燥灌木丛和树木被清除。同样，飞机在该地区喷洒了阻燃剂，6月17日上午天文台电力被切断。17日凌晨2点，大火席卷了西南山脊，威胁着4台望远镜：包括希尔特纳2.4米望远镜、麦格劳·希尔1.3米望远镜、甚长基线阵列碟形望远镜和亚利桑那大学12米射电望远镜。这台12米射电望远镜由亚利桑那大学管理，是事件视界望远镜的一部分，人类第一张黑洞图像以及最新的银河系中心黑洞图像, 就是由事件视界望远镜的观测数据制作而成。
另据天文台工作人员报告，他们通过梅耶尔望远镜圆顶外的5个网络摄像头监视火情, 看到的情况是：亚利桑那大学12米射电望远镜可能已经受损；附近的超长基线阵列天线四周都是火；希尔特纳2.4米望远镜的网络摄像头断了，望远镜目前被烟火挡住。
（二）探索森林火灾变化趋势的新信息
1．分析过去数十年森林火灾的变化趋势[45]
发现过去数十年全球“火灾天气”延长导致森林火灾增加。2022年7月，澳大利亚联邦科学与工业研究组织专家佩普·卡纳德利等人参与的一个国际研究团队，在《地球物理学评论》学术期刊上发表论文称，他们的研究显示，在长期气候变化推动下，最近四十年间，澳大利亚及全球“火灾天气季节长度”明显延长。
研究团队分析了过去数十年来全球和区域的“火灾天气季节长度”，在气候变化背景下的变化趋势。据介绍，“火灾天气”是指天气条件有利于野火的发生和蔓延。
研究显示，1979至2019年，澳大利亚“火灾天气季节长度”增加约27天，增幅约为20%。这期间全球范围的“火灾天气季节长度”平均增幅达27%，北美西部、亚马孙河流域和地中海等地区“火灾天气季节长度”增长尤为显著。
该研究预测，考虑到未来气候变化情景，假如全球平均气温到2100年时上升1.5℃至4℃，可能导致全球“火灾天气季节长度”比当前再延长11至36天。
卡纳德利说，全球“火灾天气”呈显著增多的趋势，长期气候变化正在推动这一增长趋势。该趋势导致澳大利亚森林火灾数量增加，特别是2019至2020年的“黑色夏季”，凸显澳大利亚森林火灾日益增长的状况。
卡纳德利表示，通过这项研究可以更深入了解全球“火灾天气”变化趋势，这有助于救援人员、政策制定者和社区更好地应对森林火灾。此外，该研究再次强调遏制全球碳排放的重要性。
2．分析今后数十年森林火灾的变化趋势[46]
通过建模分析未来三十年山火走势。2009年4月，美国加利福尼亚大学伯克利分校山火生态学家麦克斯·莫瑞兹领导的一个研究团队，在《公共科学图书馆·综合》杂志上发表研究成果称，全球变暖以及由此产生的灼热高温，像念咒一般点燃了一处又一处的森林大火，以至于人们被迫逃离自己的家园。近日，他们依据真实火灾数据建立首个全球模型，展示未来30年山火的可能走势。
建模分析表明，在未来的30年中，与那些面临较高山火概率的地区相比，有更多的地区遭遇火灾的可能性减少了。专家强调，森林大火减少并不总是一个好消息，因为世界上的许多灌木地带需要这种周期性的山火才能够存活下来。
判断一个地区是否容易发生森林大火需要考虑两个因素：干燥的植被以及炎热多风的夏季。然而即便是用这种简单的一次方程，研究人员依然很难对全球范围内山火走势作出准确的预测。当他们进行这项研究时，需要基于一些粗略的假设，例如环境的温度高于某一确定值，且湿度低于特定水平。
在这项新成果中，该研究团队对全球森林大火10年的卫星数据进行了分析。研究人员把陆地分为了两类，即不易着火的地区和火灾频发的地区。随后，他们着手研究了容易发生火灾的地区与植被数量、气候模式以及点火的时机（不是人为造成就是闪电击中）之间的关系。最终，研究人员把这些数据加入到一个气候预测模型中，该模型假设这些山火不会对当前的温室气体排放造成太大的影响。
研究人员说，在未来的30年中，超过1/4的陆地的山火模式可能出现相对显著的变化。大约9%的陆地，包括斯堪的纳维亚半岛、美国西部以及中国的西藏高原将出现森林大火上升的趋势。与此同时，大约19%的陆地，包括美国南部、非洲中部以及加拿大的大部分地区，只会有少量的山火。
但是野火的减少也会造成一些麻烦。莫瑞兹指出：“在加利福尼亚，我们有茂密的灌木丛。其中一些灌木的种子，必须在一场山火后才能够发芽。”
德国波茨坦市气候影响研究所的地球生态学家安德里亚·梅恩指出，“太好了，终于有人迈出了第一步，在全球尺度上对山火模型的环境驱动因素进行了量化。”研究火灾与气候变化关系的生态学家迈克·巴尔希表示，了解全球山火的变化趋势为构建未来山火事件的模型填补了缺失的环节。
（三）探索森林火灾带来的影响与警示
1．研究森林火灾带来影响的新发现
⑴发现森林火灾残留木炭可能促进二氧化碳排放。[47]2017年12月，俄罗斯科学院和日本北海道大学相关专家联合组成的一个国际研究小组，在《土壤生物学与土壤生化学》杂志上发表研究报告说，在储存地球温室气体二氧化碳方面，森林发挥着重要作用。然而森林火灾会大大削弱这种作用。他们研究发现，森林火灾后留下的木炭，会促进土壤中树木细根的分解，而这会促使蓄积在细根中的二氧化碳释放。
森林中的植物会吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被或土壤中。与树叶、树干和树枝一样，在蓄积二氧化碳方面，像胡须一样的树木细根也发挥着重要作用。
受全球变暖和人类活动影响，俄罗斯远东地区的森林火灾日益增多。在森林火灾中，树木燃烧会释放大量二氧化碳。但火灾后留下的木炭，会对土壤有机质分解等过程产生何种影响，人们却所知甚少。
该研究小组介绍，他们在北方针叶林开展了500多天野外研究，结果显示，土壤中的木炭含量越高，落叶松细根分解越严重。研究人员说，这表明火灾产生的木炭可能加速落叶松细根的分解，从而促使其中的二氧化碳释放。他们认为，这一发现，可能有助于预测大气中二氧化碳浓度的变化。
⑵发现澳洲山火之后海中浮游植物爆发增长。[48]2021年9月15日，美国杜克大学生物地球化学教授尼古拉斯·卡萨尔主持，普林斯顿大学研究助理唐伟义，以及巴塞罗那超级计算中心研究员琼·劳特等人参加的一个研究团队，在《自然》杂志上发表论文，强调澳洲山火对海洋生态系统的影响，表明大火排放的气溶胶很可能为数千公里外南大洋即南极洲附近海域的浮游生物提供了养料。
该研究首次把海洋生物的大规模反应，与野火产生的铁气溶胶的施肥相联系，表明风中的烟雾和灰烬中的微小铁颗粒在落入水中使水肥沃，为该地前所未有的大规模水华提供养分。
论文称，人类活动正在改变全球水循环和碳循环。尽管各地区面临的气候变化相关的干旱风险不同，但变暖和干燥会增加野火的发生频率和强度。野火不仅让栖息地和生物多样性丧失，还排放了大量大气气溶胶。气溶胶可以通过提供可溶性形式的氮、磷、铁等营养元素来影响陆地和海洋生态。
此项成果中，研究人员对 2019～2020 年澳大利亚野火如何刺激南大洋广泛的浮游植物反应，进行了首次评估。他们根据哥白尼大气监测服务估计的黑碳气溶胶光学深度，发现野火排放主要来自澳大利亚南部和东部，并在几天内扩展到南太平洋。
研究人员使用了卫星和自主生物地球化学阿尔戈浮标数据，来评估大火气溶胶沉积对浮游植物生产力的影响。他们发现，从2019年12月到2020年3月，在火灾的下风处，南大洋出现浮游植物大量繁殖。
南大洋的高营养低叶绿素海区大多铁含量有限。一般认为，输送至此海域的铁，是海洋初级生产、吸收大气二氧化碳，以及在地质时间尺度上改变气候的重要驱动因素。而澳大利亚野火的气溶胶样本含有高铁含量，大气轨迹显示这些气溶胶很可能被输送到水华地区。这表明，铁的“施肥”作用导致了水华。
这一发现引发一个有趣的新问题：野火促进了浮游植物生长，但浮游植物又能通过光合作用从地球大气层吸收大量二氧化碳。论文显示，2019年10月至2020年4月，海水中的浮游植物吸收了约186± 90百万吨碳 ，相当于澳大利亚野火二氧化碳排放量（约195 百万吨碳）的95%± 46%。
研究人员同时表示，这一数据具有高度不确定性。目前，受大火影响的浮游植物群有待确定，这会对碳输出效率产生影响。浮游植物在海洋上层通过光合作用生成颗粒有机碳，并由海洋表层向深层传输，这是海洋固碳的一条重要途径。
卡萨尔说：“目前很难确定有多少藻类碳被传输到深海，以及传输了多深（这将决定碳被隔离的时间）。很大一部分藻类生物可以在海洋表面呼吸，导致二氧化碳迅速释放回大气。”目前尚不清楚澳大利亚大火或其他野火引发的藻类爆发所吸收的碳中，有多少储存在海洋，有多少被释放回了大气。
论文指出，2019～2020 年澳大利亚野火对初级生产、碳输出和二氧化碳交换的大规模和长期影响，值得进一步研究。
2．研究森林火灾带来警示的新进展
反思澳大利亚森林火灾带来的警示。[49]2009年2月17日，《自然》杂志网络版刊文对澳大利亚森林火灾进行剖析，试图解答一些人们关注的问题，如在日益变暖之时这种“地狱景象”是否将更加频繁出现？人类能从这场灾难获得什么经验教训？
2月7日，澳大利亚维多利亚州发生史上最严重的山火，至今已造成超过180人死亡，1000多所房屋被毁，4000多人无家可归，预计死亡人数将会增至230人。在奋力灭火的同时，人们也开始反思这次火灾带来的警示。
文章指出，造成此次火灾的原因是多方面的。澳大利亚维多利亚州附近的植被主要是灌木和高高的桉树，当天气干燥时，这些植被很容易被引燃。而且祸不单行，2月7日，维多利亚州的气温达到历史新高48.4℃，再加上大风和可能存在人为纵火嫌疑，火势很快在城郊地区蔓延。种种因素交织在一起，导致了这场灾难性的大火。
闪电通常也会引发山火，但8日之前，该地区一直没有雷电交加的暴风雨的报道，这加深了人们对有人故意纵火的怀疑，如果情况属实，澳大利亚总统陆克文说：“这与大屠杀毫无分别。”
气候变化并不是一个“筐”，任何气候事件都可以往里面装。温暖、干燥的夏天是澳大利亚亚热带气候的典型特征，野火也是。如果火势比较温和，将对生态系统有益，例如，小火能够烧掉干枝枯草，为植物生长提供营养。大多数树木和高高的植物都能够在普通的林区大火中存活，而且，频繁的小火也会减少发生灾难性大火的隐患。
然而，气候模型表明，澳大利亚的夏天确实将会变得越来越干燥，越来越炎热，由此带来的火灾风险毋庸置疑。
联合国政府间气候变化专业委员会预计，到2080年，澳大利亚中部的平均温度可能增加8℃。海岸线400公里附近范围内陆地的温度将会上升5.4℃，降雨的数量可能减少80%以上。其他地区也置身于极高的野火危险中，包括欧洲南部、非洲南部、美国西南部等。火灾频率的增加可能导致植被改变，将会减少植被的生长，减少植被从大气中吸收的碳的数量，进一步使全球温室效应加剧，形成恶性循环。
那么，人类应该如何预防大火，并将大火带来的风险降到最低？
澳大利亚、葡萄牙和美国加利福尼亚等国家和地区都在采用一种名为“计划烧除”的防火方法，其思路是不时地故意引燃森林中的部分枯木以防止大火。但是也有专家称，该方法也存在缺陷，一是火势不好控制，因为受地形和气候等因素的影响；二是费用太高。
生态学家也在评估燃烧不同类植被的最好时间，以期找到最好的策略，尽可能降低对植被造成的损失。但有专家建议，最好的适应野火频繁发生的方法包括采用更加明智的城市规划和建设计划，在城市家庭中安装预警系统等等。
二、研究引发或减少森林火灾因素的新成果
（一）探索厄尔尼诺现象诱发森林火灾的新信息
1．认为厄尔尼诺现象或是加拿大林火的一个主要诱发因素[50]
2016年5月7日，新华社报道，加拿大西部艾伯塔省发生大面积林火，目前过火面积已经超过2000平方公里，近10万人被疏散。专家分析认为，此次严重林火的主要诱发因素，是全球变暖以及厄尔尼诺现象的双重夹击。
全球变暖是基本面影响。艾伯塔省气象部门的监测显示，林火所在的麦克默里堡地区近期气温明显高于往年同期。从更长的时间尺度来看，近年来，加拿大北部林区的气温上升幅度高于全球变暖幅度，因此林火发生更为频繁。
据统计，仅今年以来，艾伯塔省就已经发生了约330次林火，是近年来同期发生林火数量的两倍。此外，受全球变暖影响，自1979年以来，加拿大西部每年的防火季也明显延长。例如，2016年的防火季从3月1日开始，2015年是3月15日，而以前加拿大西部的防火季要到5月才开始。
艾伯塔大学研究人员麦克·弗兰尼根等人今年１月发表论文称，全球变暖会导致加拿大出现极端火险天气的频率显著升高。弗兰尼根日前指出，气候变化是导致此次麦克默里堡林火的重要因素之一。
从2015年持续至今的超级厄尔尼诺现象则“火上浇油”，给包括艾伯塔省在内的加拿大西部大部地区带来了极端暖冬和干旱天气。世界气象组织指出，当前的厄尔尼诺强度是这种现象有记录以来最强之一，给各地带来了极端天气，并助推了全球创纪录的高温。外媒报道称，反季节的高温加之干旱，使得艾伯塔省的大片林区变得就像“打火匣”一样危险。
位于艾伯塔省的莱斯布里奇大学教授朱迪斯·库利格说：“我们经历了一个超级干旱的冬季，积雪量不足。”她认为，全球变暖和厄尔尼诺现象共同促成了这次严重林火。
2．发现厄尔尼诺现象大大增加森林火灾次数[51]
2017年11月28日，美国加州大学科学家陈扬主持的一个国际研究团队，在《自然·气候变化》杂志网络版上发表论文称，厄尔尼诺现象大大增加了泛热带森林中的火灾次数和因此产生的碳排放量。研究发现厄尔尼诺现象减少泛热带森林中的降雨和蓄水，助长火灾的发生和扩散。这些大火遵循大陆热带地区的一条季节性规律，因此具有可预测性，这或许有助于预测火灾发生。
厄尔尼诺及南方涛动现象是一种海洋大气系统的周期性变化，伴随每2至7年东太平洋热带区域海面温度变化现象，即出现暖洋阶段(厄尔尼诺)和冷洋阶段(拉尼娜)。厄尔尼诺及南方涛动现象对气候的年度变化产生巨大影响。
1997年至2016年期间出过现6次厄尔尼诺和6次拉尼娜现象，该研究团队利用这段时间的卫星数据，鉴定与火烧地区和燃烧排放物相关的气候条件。他们发现，相比于拉尼娜现象，厄尔尼诺引起的降雨和蓄水减少，使泛热带森林中的燃烧排放物平均增加133%。这些结果表明，亚洲赤道地区的火灾次数在8月到10月达到顶峰，次年1月到4月转移到东南亚和南美北部，3月到5月则进入中美洲，最后在7月到10月转至亚马逊南部。
研究人员所描述的火灾行进路线，揭示了地球系统应对厄尔尼诺及南方涛动现象的重要滞后，这可以帮助改善火灾风险预报，并解释厄尔尼诺现象期间大气中二氧化碳浓度的增长率加速。
厄尔尼诺是指发生在赤道太平洋中东部的海水大范围持续异常偏暖现象，反之，这一区域海水大范围持续异常偏冷的现象则称为拉尼娜。厄尔尼诺现象可以产生严重影响，在拉丁美洲引发洪水、导致澳大利亚出现干旱和印度的农作物歉收。
（二）探索高温干旱天气导致森林火灾的新信息
1．因高温干旱天气导致欧洲多国山火频发[52]
2022年7月21日，国外媒体报道，近来，包括英国、意大利、法国、西班牙、葡萄牙、德国在内的欧洲多国遭遇罕见高温干旱天气，局部地区最高气温达到45℃。高温干旱天气导致多国山林火灾不断。
7月20日，肆虐西班牙多地的林火仍在燃烧。在卡斯提尔和莱昂、加利西亚、阿拉贡、马德里和卡斯提尔-拉曼查等地区，消防队员正在灭火，一些当地服务机构的灭火能力已经耗尽。中部阿维拉省塞布洛斯已有约4000人因火灾被疏散。
7月20日，葡萄牙北部穆尔卡市的一场山火已经肆虐了四天，炎热干燥的天气让灭火工作变得更加艰难。当地居民担心，这场大火会对当地的农业生产，以及野生动物的生存造成威胁。自上周，超过40℃的热浪席卷葡萄牙多个地区以来，葡萄牙全国有1000多名消防员，一直在与包括穆尔卡市在内的多处林火搏斗。
7月20日，意大利有多个地区发生林火。其中一场大火有可能导致东北部城市里雅斯特的部分地区断电和缺水。而在中部托斯卡纳区，马萨罗萨村也有上百人因火灾逃离。
在英国温宁顿地区，林火烧毁大量房屋。有当地居民表示，他们在火灾中失去了一切。
在希腊，雅典东北部郊区的小规模着火点也正在控制中。目前仍有19架消防飞机和大批消防人员参与灭火行动，直到火势得到完全控制。希腊公民保护部表示，截止到目前，共有630名消防员和230辆消防车等消防力量，参与此次灭火工作。
自上周起，一股超过40℃的残酷热浪席卷欧洲南部，这是全球气温上升模式的一部分，科学家和气候学家普遍认为这是人类活动造成的。
2．高温干旱天气或致全球高山森林火灾增强[53]
2022年11月，重庆大学副教授游超为通讯作者的一个研究小组，在《生态地理学》杂志上发表论文称，他们研究显示，全球高山地区森林火灾在过去20年呈现出增强态势。
这项研究利用卫星遥感资料发现，21世纪以来全球植被火燃烧随海拔高度变化呈现出迥异的变化规律：在低海拔地区受人类生产活动抑制植被火燃烧表现为减弱趋势，但随海拔高度增加人类生产活动对植被火燃烧的抑制减弱，至海拔3000米以上的高山地区植被火燃烧呈现出明显的增强态势。高山地区植被火燃烧主要由森林火灾等自然野火构成，几乎不会受到人为成因农残物燃烧的影响。
进一步研究发现，在2020年全球高山森林火灾达到了21世纪以来的最高水平，包括亚洲的天山—喜马拉雅山—横断山、北美洲的落基山和南美洲安第斯山等高山的燃烧面积均超过了多年平均值的2倍，且2020年高山地区森林火灾异常，主要与气温、土壤含水量、相对湿度等相关气候条件异常有关。或者说，高山森林火灾增强主要是由高温干旱原因引起的。
高山地区是全球生物多样性最丰富的区域，因其脆弱的生态环境条件，对气候变化极其敏感，且自20世纪末以来高山地区升温速率超过了同时期低海拔地区的两倍，引起主要生态环境要素的快速调整适应。以森林火灾为代表的植被火燃烧对塑造全球生物多样性具有重要作用，但早先的研究极少关注全球高山地区的植被火燃烧变化。
游超认为，这项研究，对理解近期全球变暖背景下高山森林火灾频发，及制定应对策略具有重要科学意义。近年来，在我国凉山地区和林芝地区等高海拔山区，发生了严重的森林火情，正是近期全球高山植被火燃烧增强的具体体现。我国西部高山占国土面积超过三分之一，随着全球变暖引起高温干旱等极端天气频繁出现，要做好应对高山森林火灾频发的准备，以尽量减少因火灾造成的损失和对生态环境的破坏。
（三）探索促使全球火灾减少因素的新信息
发现农业规模增长会驱使全球火灾减少[54]
2018年7月，国外媒体报道，生态学家尼尔斯·安德拉和同事组成的一个研究小组，发表的一项有关火灾的全球性评估报告显示，在过去18年中，遭到焚烧的面积大约下降了24%，而农业规模的扩展在其中起到了主要的作用。
火灾对生态系统的塑造扮演了重要角色，它对气候也有广泛的影响，因为它会影响植被及土壤碳含量、地表反射率及大气中气溶胶和温室气体的浓度。因此，了解发生火灾的趋势对气候变化模型的信息提供至关重要。
研究小组分析了1998至2015年间的卫星数据，旨在确认全球范围内遭到焚烧的区域。他们还进行了其他数项分析，以评估焚烧区域长期走势的驱动因子和意义。他们发现，除了欧亚大陆之外的每个大陆都呈现焚烧面积的总体下降，降幅特别大的区域位于南美和非洲的热带稀树草原及整个亚洲草原带的大草原。
研究人员说，降雨模式可解释焚烧地区大部分的短期变化，但对焚烧的长期性减少则无法解释；他们发现，长期性的焚烧减少更多与自然土地向人类管理土地的转变有关。在高度资本化地区(具有高国内生产总值地区)，被焚烧地区显著减少，这可能反映了当地为保护高价值作物、牲畜、住房、基础设施和空气品质所实施的消防措施。他们得出结论，这些土地使用的改变提示，所观察到的遭焚烧面积的减少可能会在未来的几十年中持续如此甚或加速。
三、研究森林火灾防治的新成果
（一）开发森林火灾防治的新技术
研制出监测森林火灾的新技术[55]
2019年5月，国外媒体报道，瑞典皇家理工学院宣布，该校一个研究小组与加拿大不列颠哥伦比亚省自然资源和农村发展部研究人员合作，开发出一种利用卫星数据和机器学习的新技术，用于更有效的监测森林火灾并分析灾后损害。
2018年瑞典北部森林曾发生严重火灾，由于当时用直升机和无人机采集光学图像、GPS位置及其他火灾信息，效率低、时效性差，对森林灭火指引效果不佳。
该研究团队开发的新技术，以美国国家航空和航天局的装备红外光传感器、雷达系统的欧洲航天局哨兵-1卫星、哨兵-2卫星、地球资源卫星、可见光红外成像辐射仪及中分辨率成像光谱仪等24小时免费开放数据为基础，通过深度人工卷积神经网络机器学习技术，来分析计算目标区域火灾前后图像之间的比率对数，然后把结果转化为二进制图像，以区分燃烧区域和未燃烧区域，从而更准确的获得火灾位置、燃烧程度等信息。
2017～2018年间，这个瑞典与加拿大合作研究团队，追踪分析了500多起森林火灾，对此技术进行了验证改善。瑞典民事应急局将于近期将此纳入火灾监测新手段，以进一步检验其实际效果。
（二）研制森林火灾防治的新设备
1．开发森林火灾报警设备的新进展
⑴研制仿生低成本新型森林火灾报警器。[56]2004年7月27日，德通社报道说，松甲虫主要生活在北美和加拿大。黑色雌性松甲虫，喜欢把卵产到被烧焦的树木上。由于大多数昆虫不会去光顾被烧焦的树木，松甲虫的卵因此不易受到伤害，而且那里有足够的食物供幼虫享用。所以，在森林着火后，它们会从几里之外蜂拥奔向火场，抢占刚刚被火烧过的树木产卵。近来，德国波恩大学动物学家施密茨领导的研究小组，发现这种甲虫腹部的特殊感应器官，对烟火高度敏感，他们由此得到启发，开始开发新型森林火警传感器。
研究人员说，松甲虫腹部侧面的两个感觉器官对红外线特别敏感，能感觉和确定火源地点。这是因为，松甲虫的感觉器官由大约70个感觉细胞组成，每个感觉细胞都是一个微小的硬表皮球体，这个硬表皮球体对3微米波长的热辐射的吸收特别好。在吸收过程中，表皮球体会变热、扩张并刺激感受器。松甲虫因此可以利用这种波长的辐射，辨认出几十公里之遥的火灾源。
施密茨研究小组根据上述原理，正在开发一种传感器。他们先制作出由坚硬材料构成的空心球体，球体材料中含有被研究甲虫的甲壳成分。此后，在这个空心球体内放入一个手指状的突起装置。实验中，当波长与森林着火所辐射波长相同的红外线，到达空心球时，球体材料受热膨胀，由此产生的压力可传递到内置的突起装置。此外，研究小组还尝试用同样能热胀的聚乙烯塑料，制作这种传感器的部件。
报道说，虽然消防了望塔、直升机或卫星等都有助于及早发现火灾，但人们一直都希望能够开发出成本低廉且能自动及时发出火灾警报的新技术。因此，研究小组对这种新型传感器的开发充满信心。
⑵研制出新型火灾自动报警耐火壁纸。[57]2018年5月，中国科学院上海硅酸盐研究所朱英杰研究员带领的研究团队，在《美国化学学会·纳米》杂志发表论文称，壁纸在房屋装修中颇受青睐，然而大多易燃，具有安全隐患，为了克服这个缺陷，他们成功研制出新型火灾自动报警耐火壁纸。
朱英杰说，这种壁纸，由羟基磷灰石超长纳米线为原料制成的耐火纸，以及氧化石墨烯温敏传感器两部分构成。把火灾报警系统集成在该壁纸上，能够及时地发出火灾警报。这是因为氧化石墨烯在室温下不导电，但遇到火灾后，火焰产生的高温可去除氧化石墨烯中的含氧基团，使其由不导电转变为导电状态，这样就可以触发报警装置，在火灾发生的第一时间自动发出警报。
这种新型火灾自动报警耐火壁纸具有优异的耐高温和耐火性能，可耐1000℃以上的高温，在一般的火中不管灼烧多长时间都不会燃烧；并且环境友好，其主要成分羟基磷灰石超长纳米线是典型的生物材料，生物相容性好，可用于人体骨缺损修复，适合于日常生活中与人体近距离接触；另外柔韧性好，可以做成各种形状，也可染成各种颜色，还可以打印或印刷彩色图案和文字。
目前，该研究团队正在探索低成本量产方法，希望能尽快把新型火灾自动报警耐火壁纸产业化。
2．开发森林灭火救灾设备的新进展
⑴研制出扑灭森林大火的新式水陆两用飞机。[58]2005年6月30日，俄罗斯新闻社报道，近日，俄罗斯政府紧急情况事务部，为组织扑灭远东哈巴罗夫斯克边疆区的森林大火，在俄罗斯国内首次正式使用了其刚刚研制出的水陆两用飞机。
据报道，参加此次灭火行动的最新式水陆两用飞机——“别-200ЧС多用途水陆两用飞机，由俄功勋飞行员瓦列里·克鲁泽驾驶。这是“别-200ЧС”型飞机自2003年正式出厂后，俄罗斯政府首次在国内公开使用该型飞机。
“别-200ЧС”型飞机，是塔干罗格市别里耶夫设计局，在“信天翁”A－40型水陆两用飞机的基础上研发制造的。“别-200ЧС”与世界上同类型水陆两用飞机相比，它的特点是：不仅可以从短距离混凝土跑道，以及一般性湖泊水面上起飞，而且还可以从崎岖不平的土路上起飞。此外，该型飞机在执行灭火任务时可以从河流、湖泊及海洋直接取水；飞机的载重重量可以达到12吨。
目前，俄罗斯紧急情况事务部，只拥有两架“别-200ЧС”型水陆两用飞机。据悉，下个月，伊尔库特航空公司将向紧急情况事务部交付第3架该型飞机。在2007年前，俄政府将拥有并使用7架该型飞机。
⑵发明可飞入森林火灾现场的微型救灾直升机。[59]2007年1月，德国《世界报》报道，德国卡尔斯鲁厄大学电子技术和系统优化研究所，格特•特罗默尔领导的研究小组，近日研制出一种微型救灾直升机。这种迷你蜂式直升机，配有照相机或传感器，能向救援人员提供通常无法获得的信息，能独立飞到人无法进入的森林火灾现场再返回。
据报道，这种迷你蜂式直升机，是“会飞的眼睛”。它的驾驶员，不在机内而是从地面上进行操控。特罗默尔说：“这种飞机，就像民航飞机里的自动驾驶设备那样运作，自动按照指定航线飞行。目前，我们已能让它在很小的空间内工作。”
这种微型直升机，由4个旋翼驱动，它的电动马达的蓄电池可供在5公里活动半径内飞行25分钟，飞行高度最高可达500米。它高约90厘米，重1000克，可选择装载夜视仪、化学传感器或照相机等重量不超过200克的仪器。
这种微型直升机，有一个比香烟盒还小的小黑匣子，里面装有不断测量直升机加速度等参数的传感器。此外，它的位置由全球卫星定位系统测定，方向由罗盘确定，气压传感器负责调整高度。
导航系统使这种微型救灾直升机，能自动飞行。参与研制的奥利弗•迈斯特说：“我可以对它下令，让它飞到指定地点停留1分钟，拍摄照片后再飞回。”
（三）研制与森林防火相关的新材料
1．开发防火消防服装材料的新进展
⑴研制森林消防队员新型防火衣材料。[60]2006年3月，欧洲航天局官方网站报道，意大利、比利时和波兰的5家公司，正在共同实施一项计划，准备采用疏水纤维等材料，以及宇航员太空行走穿的宇航服工艺，研制森林救火消防队员等专业人员穿的防火衣材料。
实施这项计划的关键，是研制嵌入安全冷却系统的新型材料，它将用作确保更好防止热量和水汽的防护服夹层。
据报道，在安全冷却系统中，用了三种工艺：一是特殊的三维织物，它是用疏水纤维制成，疏水纤维不会使自身周围存水，形成细管的疏水纤维能去除水分。二是借用宇航服工艺，在织物中安放由细管组成的冷却系统，液体可以沿这些细管循环流动。三是添加水粘性聚合物，用来吸收和粘住透过半透膜的水分。在这种情况下，如果表面温度急剧升高，例如在与燃烧材料接触时，聚合物会放出贮存的水，水的高比热可以有效消除大量热量。
⑵研制出纳米级碳素防火消防服面料。[61]2010年1月，日本媒体报道，日本的帝人技术制造公司，与细川微米公司联合发布消息称，作为新能源产业技术综合开发机构推进的“纳米先端材料实用化研究开发事业”的重要一环，他们共同研制出一种新型防火面料，以这种采用纳米技术面料制成的森林消防队员防火服，不但极耐高温，而且穿着舒适。
据介绍，这种新开发的消防服面料，采用可使纳米级碳素系超微粒子平均分布在芳香族聚酰胺纤维上的新技术。纳米级碳素系超微粒子的热传导性非常强，可以很容易地把热量扩散出去，从而降低消防服本身的温度。这种新面料制成的消防服，与以往芳香族聚酰胺纤维制成的消防服相比，可使烧伤程度降低40%，达到业界最高的防火性。同时，比起具有相同防火性能的原有消防服，重量可减轻15%，舒适性大大提高。
目前，世界上消防服的国际标准主要有两种，一种是注重高防护性的北美标准，一种是重视舒适性的欧洲标准，而日本过去由防灾协会制定的防火消防服性能标准，主要是延续欧洲标准。
此次新面料防火服的开发成功，不但保证了舒适性，而且也符合目前对防护要求最严格的北美标准，因此两公司相信，用该面料制成的消防服，在未来具有广阔的市场应用前景。
2．开发耐高温隔热防火建筑材料的新进展
⑴研制出可耐1300度高温的隔热防火建筑材料。[62]2018年3月，中国科学技术大学俞书宏教授主持的研究小组，在《应用化学》杂志发表研究成果称，钢筋混凝土结构在受热350℃以上时强度会迅速下降，就会引起坍塌。近期，他们研制出一种具有双网络结构的酚醛树脂与二氧化硅复合气凝胶建筑材料，可将1300℃高温“隔热”为300℃左右，在提高建筑物安全及节能等方面具有应用前景。
该研究小组研制的这种双网络结构的复合气凝胶，具有树枝状的微观多孔结构，纤维尺寸在20纳米以内，且两种组分各自都成连续的网络，实现了有机、无机组分在纳米尺度上的均匀分散。这种气凝胶可承受60%的压缩而不破裂，具有良好的机械强度和可加工性。两组分间具有很强的相互作用，协同其多孔性，从而产生很好的保温隔热效果，优于传统发泡聚苯乙烯、矿物棉等材料。
研究人员使用1300℃的丙烷丁烷喷灯火焰，检测这种气凝胶的防火性，并用红外热成像仪记录样品背面的温度变化。经过30分钟测试，样品背面的温度稳定在300℃左右，而且随着有机组分的燃烧，二氧化硅网络暴露出来并附着在气凝胶表面而不会脱落，继续发挥隔绝热量作用。
据了解，这种新型材料优异的防火阻燃和耐火焰侵蚀性，可避免火灾时建筑物承力结构的失效，为人员撤离争取宝贵时间。此外，隔热材料的使用可以提高建筑物的能量利用率，降低能耗。
⑵研制出1000℃高温不变形的泡沫瓷砖建材。[63]2020年1月7日，有关媒体报道，中科院重庆绿色智能技术研究院研究员崔月华负责的研究小组，近日自主研发出新型建材泡沫陶瓷，不但能够保温、防潮、隔音，还能防火，在1000℃高温下也不变形。
这种泡沫陶瓷看起来与火山石很像，表面粗糙，但重量很轻，每立方厘米仅重0.2克，放在水里能漂浮。在酒精灯500℃高温的烧灼下并未起火，而且另一侧温度仅四五十摄氏度。
崔月华介绍说：“我们研发的泡沫陶瓷焙烧温度达到800℃，成品可以耐1000℃高温。”目前，在建筑领域广泛采用的保温材料，使用的原材料是陶瓷黏土、废弃矿渣等，虽然价格便宜也具有保温效果，但由于其中含有大量有机材料，因此不能防火。他们从5年前开始研究，在工艺流程中加入有机无机发泡工艺部分，不仅让泡沫陶瓷具备了质量轻、防潮防水保温性能，同时高温烧制也让泡沫陶瓷具备耐高温的性能，即使在1000℃高温环境下也可以做到不燃烧、不变形，远高于国内外其他泡沫陶瓷高温变形的温度，进一步提高了泡沫陶瓷的安全性。
同时，为实现产业化，通过技术攻关将最初的1300℃焙烧温度降低到800℃。不仅消除了高温焙烧过程空气中氮气氧化过程，避免了生产过程中产生氮氧化物而造成酸雨的环境污染问题，而且将烧制成本降低了1/3，打破了国外产品的垄断。
崔月华表示，这种泡沫陶瓷既能保温又可隔热防火，是建筑外墙保温层的理想材料。同时，通过调变它的组成成分，还可以形成更多新产品。
（四）研究火灾频发山林栽培树种的新信息
发现松树或是火灾频发山林合适的栽种树种[64]
2009年8月，有关媒体报道，法国农艺研究所近日报告说，法国等16个欧盟国家合作进行的一项最新研究显示，松树在火灾中的生命力十分顽强，或可成为火灾频发地区选用的栽培树种，但不同种类松树的“耐火”能力存在差别。
参与这项研究的法国农艺研究所研究人员说，他们在评估中主要关注两方面内容。一是树木的特性，如树皮的厚度、树木的枝叶特点及其整体结构，这些特性往往能在火灾中发挥关键的保护作用。二是树木的再生能力，这也是研究人员的重点考察对象。
研究结果显示，松树的“耐火”能力远远超过阔叶植物。火势不大时，它们基本不会受到影响。即使火势猛烈，将火灾区域的植物全部烧毁，松树也是最先“重生”的树木，只要有充足的阳光和肥沃的土壤，小松树就能迅速成长起来。
研究人员同时发现，不同种类松树的“耐火”能力存在一定差别，例如海岸松和意大利五针松最“耐火”，而地中海松和辐射松的“耐火”能力相对较弱。
研究小组成员埃里克·里戈洛说，这一成果，将帮助人们在火灾频发地区选择合适的树种栽种。受气候和人为等多种因素影响，地中海地区每年都有约50万公顷左右的森林遭受火灾。因此，挑选哪些合适的树种栽种以降低损失，一直是当地生态研究人员很关注的课题。
