骚乱引发灾难:为什么森林火灾会增加山体滑坡和岩崩的危险

在森林火灾之后，你想要的最后一件事是即将到来的自然灾害威胁，如岩石或滑坡。不幸的是，这很可能。防火树可能会死，他们的根可能无法撑起土壤强度，地面很容易让道路。森林山坡以下的内置区域特别容易受到影响，生活可能存在危险。伯尔尼大学应用科学和瑞士联邦研究所WSL融合在一起开发突出高风险情况的模式，以便可以在灾难发生两次之前进行有效的造林和技术干预措施。

在地球上最近有一个野火的浪涌。最新的发展已经看到澳大利亚被摧毁的森林，今年1月至8月之间的亚马逊火灾增长了80％，甚至在北极爆发的火灾。这些通常是由于普遍提高的温度，干燥，以及缺乏政府意识的结果。再加上媒体覆盖率的提升，现在火灾被视为一个非常真实和全球威胁。

虽然火灾是森林生态系统中的自然障碍，但它也被视为对人类和野生动物的立即危险，特别是当它消除了森林提供的重要服务和利益时。

一个稳定的斜坡
树根对于地面的机械强度非常重要，因为它像网状骨架一样穿过土壤。众所周知，这是为了防止河岸坍塌，但更普遍的是在任何斜坡环境中——这被称为“基于生态系统的减灾解决方案”(Eco-DRR)。当火灾杀死树木时，随着时间的推移，树根将退化，斜坡土地的稳定性将不可避免地下降，这将导致严重的中长期问题(火灾后0 - 40年)。

树木也可以作为岩崩的屏障。它们使落石偏转或停止下落，也为斜坡上固定的岩石提供稳定性。当火灾来袭时，许多树木受损并开始腐烂，这些重要的防御措施也逐渐丧失。

在森林火灾之后，重要的是要理解这些威胁，可以在可能的情况下实施预防行动。在建成区域，山体滑坡和岩石可能会导致严重的基础设施损伤，甚至是人类伤亡。火灾后事件也可能窒息栖息地和野生动物，这些栖息地试图在燃烧的活动之后再生。伯尔尼大学的应用科学和瑞士联邦研究所WSL集中在一起，通过提供评估工具来分析烧焦的山毛榉森林后消防后的高风险区域，并实施有效的孤立稳定性在火灾后多年来，防止岩石。

树根对于地面的机械强度非常重要，因为它像网状骨架一样穿过土壤。

创建虚拟灾难
该研究小组的研究着眼于欧洲山毛榉森林类型，这种森林在阿尔卑斯山西南部很常见，最近这里的火灾干扰有所增加。他们使用了一种所谓的“时空方法”，通过调查山毛榉林间不同的旧火灾，以创建一个37年的时间轴。

通过分析意大利皮埃蒙特(Piedmont)和瑞士提契诺(Ticino)的历史火灾数据，他们确定了34个适当的被烧毁山毛榉林地点，并在其中进行了一系列测量。测量了所有的活树和死树的特征，包括“树冠死亡体积”、大小和木材腐烂阶段。通过观察火灾后和火灾前的活树基部面积的比例，结合随时间变化的树冠体积损失，计算火灾严重程度

要了解防止岩石的保护，这些特征被输入了一个名为Rockfor.net的在线数学模型。该模型符合一定岩石落下山坡的破坏性能量。然后，它检查有问题的森林支架数据，以产生“保护能力”，并将其与岩石的能量进行比较。如果他们拥有所有所需的测量，该团队现在可以解决任何山毛榉森林的保护能力。

在他们的平行研究中，为了量化根系提供的加固作用，对树木根系进行了田间拔管试验。将这些补根数据与山毛榉林分火灾后特性数据相结合，可以提高山毛榉林分火灾后补根的时间动态。

然后，该数据进入另一个名为Slidefor.net的在线工具，用于评估森林对浅层滑坡的保护效果。考虑到根加强件空间分布的影响，该工具适用于计算边坡稳定性的3D概率方法。输入变量，如土壤凝聚力和摩擦角（基于统一土壤分类系统），坡角（25°，35°和45°），森林燃烧强度（Unburnt和低，中，高）和剪切平面系统地组合深度（0.5,1.0和1.5米），以计算森林在不同条件下的保护作用。该值称为“火灾后森林保护能力”（FPC）。

欧洲山毛榉森林燃烧的中至高严重程度燃烧坡地落地山坡和岩石风险。

当烟雾清除时
对于造型，森林地块分为三个几乎平等的未燃烧以及低，中等和高分性烧焦的地块。无论火灾有多严重，都会死亡的小型树木的数量通常死亡，而树越大，则随着火灾严重程度的增加而降低的生存概率就越多。此外，在火灾受伤的树木（大而小）中，数量并释放了足够的光和营养，一代新一代的小树长大。还显然，FPC在陡峭的斜坡上减少，并且具有低凝聚因子的深土壤。高烧伤严重程度也在几乎所有场景中大大降低了FPC。

建模方法的总体结果表明，FPC在低燃烧情景下相对保持不变。中度烧伤时，FPC降低，坡度大于25°时，对深度超过0.5m的土壤的保护能力全部丧失。更严重的是，严重烧伤导致FPC在所有情况下在火灾后最多6年的时间里下降到0%。

低燃烧的环境表明，山毛榉林在浅山坡上有一个合理的保护能力，小火灾根本不会阻碍这一点。陡峭的山坡和深厚的土壤大大降低了这个深度，然而，这种情况在现实中是不可能的，因为表面侵蚀不允许土壤堆积到那个深度。适度的火灾会对树木造成足够的损害，随着时间的推移，它们会开始死亡和腐烂。这导致FPC持续下降，在火灾后的前25年，森林更新对土壤稳定性有显著贡献的可能性很小。高强度的火灾烧毁了森林的大部分，任何残留的根在火灾后迅速腐烂——因此这些地区很容易发生滑坡。

至于岩石，有类似的结果。低矮的森林勉强落在FPC中，但对于中等和高燃烧岩石的风险大大增加。由于树木在10年内消失，FPC减少了。随着森林再生的逐渐，将重新扭转的树木逆转FPC在30年内略微增加。堕落的原木和死树可能已经存在一些保护能力，但这些迅速衰退。然而，重要的是在森林火灾之后删除这些，因为在严重的情况下，他们可能会导致防御落地。

此外，严重烧伤后的再生需要很长时间。当提供山毛榉树种子缺失时，由于缺乏冠层覆盖而产生的充足光线可能有利于机会主义快速生长的先锋物种。在新一代山毛榉形成之前，这可能会让山坡在火灾后几十年都很容易受到影响。在中度烧伤中，情况会稍微平衡一些，当被烧伤的树木死亡时，小块的光会打开，新的树苗可以毫无争议地通过——然而这仍然需要很长时间。

从两项研究群体的工作明显看出，欧洲山毛榉森林中的中等急剧燃烧的高度严重烧伤可以以非常高的山体滑坡和岩石的风险留下倾斜的地面。突出这些问题对于提高对森林火灾的长期威胁的认识是重要的。值得注意的是，这些模型可用于评估火灾后立体的动态，并实施适当的造林技术，以降低暴露和高风险斜坡的风险 - 特别是在内置区域附近。