· 正 · 文 · 來 · 啦 ·
上一節(jié)課，我們講了與地球物理有關的災害，那么接下來，我們要講一講
與水文氣象有關的自然災害。有關水文與氣象方面的災害呢，我們其實在前面第四章有關大氣圈與氣候系統(tǒng)的內容中已經有所涉及。為了避免重復，我將忽略一些內容，而將注意力放在這些氣象現(xiàn)象的致災方面。同時，還有些與氣象有關的災害，可能與地球物理過程本身有著千絲萬縷的聯(lián)系。在具體分析災害的時候，我們的確不需要劃分得如此清晰。
有人說，災害與平均數(shù)無關，而是由極端情況造成的，這句話用在與水文氣象有關的災害上，那真是再恰當不過了?；貞浺幌挛覀兊谒恼滤v的內容，就是極端氣象現(xiàn)象。水過多，就會產生洪水，對于水庫來說，有潰壩的風險，如果短缺，又會導致干旱。而且，水還可能是其他災害的受體，因為其他災害可能都會以不同的方式影響水資源和水環(huán)境。
洪水和災害之間，本來并沒有什么直接的聯(lián)系。在無人居住的地區(qū)，洪水只是一個物理過程，大多時候洪水也只是一種自然現(xiàn)象。那么什么時候不是呢？在潰壩情況下的洪水就不是自然現(xiàn)象，因為壩體是人類修建的。雖然極端氣候會增加洪水的頻率和強度，但是所有這些事件可能都不是災害的特征。只有當水文過程影響到一個脆弱的地區(qū)，使其無法恢復的時候才會發(fā)生災害。而在城市地區(qū)，由于下墊面性質發(fā)生了變化，強降水使得土壤不能吸收所有的水，過量的水無法進入城市排水系統(tǒng)，災害就發(fā)生了。
城市排水系統(tǒng)的優(yōu)劣，直接決定了水是否會帶來災害。許多城市，由于森林砍伐、侵蝕、泥沙淤積、混凝土和瀝青防水結構的修建、對河流和河流邊界附近的建筑物進行結構干預，而城市擴張過程又導致原始水文循環(huán)發(fā)生了變化，這就更加增加了城市的脆弱性。
與洪水相反的，是干旱。如果在一段時間內某一地區(qū)的降水量低于平均值，就可能導致供水不足。然而，在分析干旱影響的時候，應該不僅僅是缺少雨水，還有一些是看不見的問題，因為干旱災害是一種時間上漸進、效果上累加的災害。比如，除了隨干旱而來的一些直接破壞，干旱導致糧食產量下降，一些地區(qū)出現(xiàn)饑荒和營養(yǎng)不良。干旱不僅使農業(yè)和林業(yè)生產受害，也給航運，發(fā)電，工業(yè)和生活用水帶來威脅。在干旱的時候，空氣中的各種微粒懸浮時間延長，可能會影響空氣的質量，從而加重肺部疾病。而且，干旱還可能誘發(fā)火災，蟲災，疾病和沙漠化等一系列次生災害。在干旱期間，媒介傳播疾病和真菌疾病的發(fā)病率也可能會增加。
干旱只是一個詞，但我們根據(jù)其后果和類型，可以分為三類：氣候干旱，降雨量低于該地區(qū)的正常值；水文干旱，這樣就造就了河流和水庫的水位較低；導致土壤干旱，土壤的濕度不足。這三類干旱整體上會帶來社會經濟干旱。首先，氣象干旱的特征是一段時間內沒有降水，導致江河、水庫來水減少，進而發(fā)生水文干旱。農業(yè)中土壤干旱意味著土壤水分虧缺，造成農業(yè)損失。最后的社會經濟干旱是其他類型干旱的結果，給受災地區(qū)帶來貧困和經濟停滯。另外我想說一下，水資源短缺可能是干旱造成的，但也可能是人為造成的，比如過度開采地表水、水質退化、土地使用不當，這都會讓生態(tài)系統(tǒng)的蓄水能力下降。
從全球來看，干旱區(qū)約占全球陸地的35%，而這里居住的人口是全球近1/3的人口。世界各國對干旱區(qū)劃分、氣候成因及干濕變化趨勢，都有不同的分類方式。最簡單的，就是按照降雨量與蒸發(fā)量之比，劃分為四個區(qū)。極端干旱區(qū)，降水與蒸發(fā)的比例小于0.03；干旱區(qū)，降水與蒸發(fā)的比例在0.03到0.20之間；半干旱區(qū)，降水與蒸發(fā)的比例在0.20到0.50之間；半干旱，也稱半濕潤區(qū)，這個是相對的，對吧，半干旱，肯定也可以認為是半濕潤，這個降水與蒸發(fā)的比例在0.50到0.75之間。
長期干旱的一個直接后果是沙漠化，多數(shù)沙漠化現(xiàn)象都應該看作是氣候和人類活動共同作用的結果，沙漠化主要發(fā)生在中緯度區(qū)的干旱和半干旱氣候帶。沙漠化是全球共同面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，也一直是讓中國頭疼的問題，不過，中國經過30多年的治理，上世紀80年代末和90年代初，北方土地沙漠化趨勢逐步得到控制，多處沙地甚至出現(xiàn)了逆轉。
我們剛才說，水還可能是其他災害的受體。富營養(yǎng)化和藍藻水華，一般是作為次生災害的，是洪水等主要災害的后果。根據(jù)聯(lián)合國國際減災戰(zhàn)略署（UNISDR）2009年的標準，湖泊和水庫中的藍藻水華可以被認為是潛在的生物危害，直接給漁業(yè)生產這些與水相關的行業(yè)帶來巨大的經濟損失，而且藍藻產生的毒素，還可能對公共健康構成威脅，因為它們能引起哺乳動物體內的一些反應，比如胃病、過敏反應、皮膚問題和腫瘤等等。所以有人建議，目前的天氣預報應該擴展到監(jiān)測藍藻水華，你覺得呢？
中國是一個傳統(tǒng)農業(yè)文明的國家，在中國這片古老的土地上，水資源分布在時間和空間上嚴重不均，洪澇災害頻繁發(fā)生。幾千年來，以農耕為核心、靠水吃飯的華夏文明，始終面對著黃河、長江、淮河幾大河流的水旱無常。讓老百姓免于水旱災害，成為貫穿中國歷史的最基本公共需求，這個應該不難理解吧?！爸螄叵戎嗡?，自古以來水治理都是中國極為重要的公共事務。要治理水，就必須由一個強有力的中央集權動員全國資源，集中指揮眾人進行治水，才能在滔滔河水的常年威脅之下，給予人們安全感。從這個角度講，大一統(tǒng)的中國就是一個必然，否則很難脫離自然的壓力。所以，總體上來說，中國在水利領域的成就是非常突出的，從傳說中的大禹治水，到李冰父子的都江堰，無不彰顯著中國在治水方面的巨大成就。
縱觀中華民族五千年的歷史，在某種意義上，就是與水旱災害持續(xù)不斷斗爭的歷史。不知道大家注意沒有，在中國的各個層面，我們的防汛抗旱是放在一起的。所以，說到水的災害，多和少是永遠的話題，剛解決了多的問題，馬上就要再解決少的問題。
直觀上看，當代中國的治水成就是輝煌且偉大的。這張圖，反映了從2001年到2015年這15年間，中國水資源的壓力，其整體模式幾乎保持一致。
2020年，我國萬元國內生產總值的用水量，與2015年相比降低了23%。所以，中國最近幾十年的用水量增長并不快，但同期的經濟發(fā)展和農業(yè)產量卻增長迅速，這既體現(xiàn)出中國的用水效率快速提高，也體現(xiàn)出中國高效治理能力在治水方面所發(fā)揮的作用。討論完了水災和旱災這個與水有關的災害，還有一個我們之前沒有提到的災害，它與氣象條件和自然地理條件都非常相關，那就是森林大火，或者簡稱林火。
林火，如果按照英文字面的翻譯，也可以稱為野火，就是自然荒野燃燒的火。林火會導致森林資源的破壞，森林也是人類賴以生存的重要自然資源，而森林大火，則是森林損失的一個重要方面。
但有時候，我們從生態(tài)學上來講，甚至從經濟學上來講，自然森林火災可能是非常有益的，也不算是自然災害。在自然生態(tài)過程中，比如在生態(tài)演替中有著不可或缺的作用：它去除了干燥的植被，為新的群落發(fā)展開辟了道路。這些新的群落，其物種多樣性比舊的未燃燒森林更加豐富。在地質史上，古生代的林火被認為是那個時期大量煤炭堆積的主要原因。不管是在潮濕的地區(qū)還是干燥地區(qū)，林火都有發(fā)生，如果發(fā)生在足夠潮濕的地區(qū)，就可以支持植被生長更好，如果面臨長期炎熱和干旱的天氣，則又可能積累更多的燃料，引起下一次火災。如果當?shù)剡€容易刮風，就會傳播得更快，更遠。自然森林火災大多閃電引起的。但這種閃電往往伴隨著雨水，在它開始后不久就熄滅了，所以自然導致的林火是容易得到控制的。
這是一個生態(tài)演替的示意圖，從荒蕪的裸地到茂密的森林，可能需要100年到200年的時間。
在原始森林中，地面會積累許多的枯枝落葉。
茂密冠層的遮蓋，我們從上面就看不到地表。
同樣，我們從下面，也看不到天空，對于生長在這里的矮樹來說，是極為不利的，它們得不到陽光。
如果閃電發(fā)生，點燃了地表的枯枝落葉。
那么就有可能迅速蔓延。
大片的森林開始燃燒。
森林大火越來越猛烈，動物們開始逃竄。
林火燃燒后，首先遭殃的是那些高大的樹木，由于它們在林火中被消滅，這樣才能讓地面那些長期見不到陽光的矮小樹種有一個重新生長的機會。通過這樣的自然過程，森林保全了其生物多樣性。否則，任憑高大樹木的生長，樹種可能會越來越單一。
所以，在森林豐富的地區(qū)，林火是森林恢復和更新的自然循環(huán)的一部分。在加拿大的許多地方就采用了林火這個重要生態(tài)因子進行森林管理，這樣可以保持森林的健康和多樣性。
野火發(fā)生的頻率，一般比我們想象的要高。只要不是荒漠地區(qū)，只要當?shù)氐臍夂蜃阋灾沃脖簧L，都有可能發(fā)生野火。由于全球氣候變化的影響，森林火災也會加劇。熱浪、干旱、El Nino為森林火災的發(fā)生帶來了特別好的條件。但近些年來森林火災最常見的原因是人為因素引起的。這些火災大多是無意的，比如亂扔沒有熄滅的香煙頭，森林燒荒沒有控制好，還有些點火是為了驅趕動物和蜜蜂等，當然，也不排除有些故意縱火的。
如果森林火災是由人類造成的，那就沒有像自然林火所伴隨的大雨，也就很難撲滅大火防止火災蔓延了。森林火災對植被的影響無疑是巨大的，火災中，大量的空氣污染會嚴重影響人類的生存健康，最明顯的特征是減少了生態(tài)系統(tǒng)的生物量，大量的生物多樣性消失了，土壤可能會嚴重退化，這需要一個新的生態(tài)演替過程，而要建立一個頂級群落，比如森林，可能需要100年，甚至1000年的時間。
全球范圍內的氣候變化并不一定意味著世界將變得到處都熱。有些地方變得越來越熱了，比如說北極地區(qū)。但是地球上的其他地方也面臨著不同的氣候變化。例如，不列顛群島一直面臨著比過去更潮濕的夏季，加拿大經歷了比以前更干燥的冬季。北歐經歷了異常寒冷的冬天。所以，實際的情況是：由于氣候變化，世界各地的氣候變得越來越極端。那么，這與森林火災有什么關系？在研究森林火災時，比平常更干燥、更熱的條件是特別感興趣的，這是因為這些條件有助于森林火災的啟動和傳播。
在氣候變暖條件下，森林火災是這樣形成的。溫暖、干燥的環(huán)境，會導致更多的森林火災，樹木本身儲存了大量的碳，一旦發(fā)生火災，所有的碳都會釋放到大氣中，這樣又促使這個地區(qū)變成更溫暖，更干燥的條件。所以森林火災會形成一個正反饋回路。
森林防火，也是林業(yè)管理部門非常重視的事兒，就是要在植被或其他可燃材料之間留出間隙，作為減緩或阻礙森林大火進展的屏障。如河流，湖泊或峽谷，還有人造的防火墻和道路。
另外，人們還有一個更主動的防火方案，那就是營林用火。這可以降低森林中可燃物的積累，防止森林火災的發(fā)生和蔓延，改善森林更新和林木生長的條件，減少病蟲害和鼠害。這在一定程度上改善了野生動物的生存條件，有利于野生動物的繁殖和利用。
這是美國森林進行營林用火時的一個用于躲避的小房子，看這個裝備，大家就應該能猜到這是干什么用的吧。
這一節(jié)課的內容，不知道大家有什么體會？是不是覺得，水與火造就的自然災害，其實大多就是一個度的問題，還有在什么地點、什么時間發(fā)生的問題。相對于那些與地球物理有關的災害來說，這樣的潛在災害發(fā)生的頻率更高，但在人類的努力下，大多是可以提前預防和控制的，希望大家在比較中學習。好，同學們，今天的課就到這里，再見！
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