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第34节:野火烧不尽(2)

大象为什么不长毛:方舟子破解科学谜题 作者:方舟子


他们反复地运行这个程序,统计每次虚拟野火的规模,并没有找到典型的野火规模,却发现野火的发生遵循幂律,野火的规模越大,发生的频率就越低。

前面介绍过,地震、沙堆崩塌的规模大小与发生的频率关系都遵循幂律(参见《像沙堆一样崩塌》)。幂律表明,大事件和小事件都是由相同的因素引起的,并没有特别的“大”因素。地壳或沙堆处于自组织的临界状态(自身逐渐形成的高度敏感的不稳定状态),在这种情况下,任何规模的地震或崩塌都可能发生,大规模地震或崩塌的出现纯属偶然,并无其他的特殊因素,是不可预测的。

看来发生野火的虚拟森林处于自组织的临界状态,那么真实的森林野火是否也如此呢?康奈尔大学的研究人员统计了发生在美国和澳大利亚的森林野火,同样没有找到典型的野火规模,并且它们也遵循幂律。看来森林的确是处于自组织的临界状态。这一发现不仅不能用来预测野火的规模,反而表明大规模野火的发生是不可预测的。

不过,研究人员通过计算机模拟发现的另一个现象,却对如何控制野火的规模很有启发。他们用不同的点火频率进行模拟。有的模拟每种125棵树扔一根火柴,有的每种500棵树扔一根火柴,有的则每种2000棵树才扔火柴。点火的频率越低,发生大火的频率就越高。在频率低到每种2000棵树才扔火柴时,这时网格上已密密麻麻布满了树,扔下的火柴通常会点燃大量树木,在许多情况下甚至烧光了所有的树。

他们把这称为“黄石公园效应”。在1972年之前,黄石公园对野火采取零容忍政策,一旦发现野火就尽量将其扑灭。这就像是模拟程序中超低的点火频率,也出现了类似的后果:1988年黄石公园突发大火,烧掉了32万公顷森林,占黄石公园面积的36%。

对任何野火都强行扑灭,这样做让森林不再处于临界状态,而是处于更不稳定的超临界状态:森林里充满了老树、死树、矮树、野草,地面堆满了树枝、树皮、枯叶,这些全都是上好的燃料。只要有了火源,就会熊熊燃烧起来,不可抑制地蔓延开去。野火是不可能完全制止的,零容忍政策只会推迟其爆发,推迟得越久,后果就可能越严重。

美国林业部门后来意识到,野火也是森林自然生态一个不可或缺的部分,对因自然因素引起的野火不再扑灭,任其燃烧(除非威胁到生命、财产的安全);林务员时不时地还在严格控制下有选择地放火烧掉一部分森林。但是,要让森林恢复被破坏了近百年的自然平衡还需要时间。如果美国林业部门早一点儿放弃对野火零容忍的政策,也许1988年的黄石公园大火就可以避免,安吉利斯国家森林所在的加州也不至于近年来连连发生森林大火了。


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