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第34節(jié):野火燒不盡(2)

大象為什么不長(zhǎng)毛:方舟子破解科學(xué)謎題 作者:方舟子


他們反復(fù)地運(yùn)行這個(gè)程序,統(tǒng)計(jì)每次虛擬野火的規(guī)模,并沒(méi)有找到典型的野火規(guī)模,卻發(fā)現(xiàn)野火的發(fā)生遵循冪律,野火的規(guī)模越大,發(fā)生的頻率就越低。

前面介紹過(guò),地震、沙堆崩塌的規(guī)模大小與發(fā)生的頻率關(guān)系都遵循冪律(參見《像沙堆一樣崩塌》)。冪律表明,大事件和小事件都是由相同的因素引起的,并沒(méi)有特別的“大”因素。地殼或沙堆處于自組織的臨界狀態(tài)(自身逐漸形成的高度敏感的不穩(wěn)定狀態(tài)),在這種情況下,任何規(guī)模的地震或崩塌都可能發(fā)生,大規(guī)模地震或崩塌的出現(xiàn)純屬偶然,并無(wú)其他的特殊因素,是不可預(yù)測(cè)的。

看來(lái)發(fā)生野火的虛擬森林處于自組織的臨界狀態(tài),那么真實(shí)的森林野火是否也如此呢?康奈爾大學(xué)的研究人員統(tǒng)計(jì)了發(fā)生在美國(guó)和澳大利亞的森林野火,同樣沒(méi)有找到典型的野火規(guī)模,并且它們也遵循冪律??磥?lái)森林的確是處于自組織的臨界狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)不僅不能用來(lái)預(yù)測(cè)野火的規(guī)模,反而表明大規(guī)模野火的發(fā)生是不可預(yù)測(cè)的。

不過(guò),研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)現(xiàn)象,卻對(duì)如何控制野火的規(guī)模很有啟發(fā)。他們用不同的點(diǎn)火頻率進(jìn)行模擬。有的模擬每種125棵樹扔一根火柴,有的每種500棵樹扔一根火柴,有的則每種2000棵樹才扔火柴。點(diǎn)火的頻率越低,發(fā)生大火的頻率就越高。在頻率低到每種2000棵樹才扔火柴時(shí),這時(shí)網(wǎng)格上已密密麻麻布滿了樹,扔下的火柴通常會(huì)點(diǎn)燃大量樹木,在許多情況下甚至燒光了所有的樹。

他們把這稱為“黃石公園效應(yīng)”。在1972年之前,黃石公園對(duì)野火采取零容忍政策,一旦發(fā)現(xiàn)野火就盡量將其撲滅。這就像是模擬程序中超低的點(diǎn)火頻率,也出現(xiàn)了類似的后果:1988年黃石公園突發(fā)大火,燒掉了32萬(wàn)公頃森林,占黃石公園面積的36%。

對(duì)任何野火都強(qiáng)行撲滅,這樣做讓森林不再處于臨界狀態(tài),而是處于更不穩(wěn)定的超臨界狀態(tài):森林里充滿了老樹、死樹、矮樹、野草,地面堆滿了樹枝、樹皮、枯葉,這些全都是上好的燃料。只要有了火源,就會(huì)熊熊燃燒起來(lái),不可抑制地蔓延開去。野火是不可能完全制止的,零容忍政策只會(huì)推遲其爆發(fā),推遲得越久,后果就可能越嚴(yán)重。

美國(guó)林業(yè)部門后來(lái)意識(shí)到,野火也是森林自然生態(tài)一個(gè)不可或缺的部分,對(duì)因自然因素引起的野火不再撲滅,任其燃燒(除非威脅到生命、財(cái)產(chǎn)的安全);林務(wù)員時(shí)不時(shí)地還在嚴(yán)格控制下有選擇地放火燒掉一部分森林。但是,要讓森林恢復(fù)被破壞了近百年的自然平衡還需要時(shí)間。如果美國(guó)林業(yè)部門早一點(diǎn)兒放棄對(duì)野火零容忍的政策,也許1988年的黃石公園大火就可以避免,安吉利斯國(guó)家森林所在的加州也不至于近年來(lái)連連發(fā)生森林大火了。


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