Войти
A Интерфейс между дикими землями и городами (WUI) - это зона перехода между дикими землями (незанятые земля) и человеческое развитие. Сообщества в WUI подвержены риску катастрофических лесных пожаров, и их присутствие нарушает экологию.
Карта границы между дикими землями и городами в Каталонии с изображением смешанных и интерфейсных зон. В Соединенных Штатах Америки дикие земли-городские интерфейс (WUI) имеет два определения. Лесная служба США качественно определяет границу между дикими землями и городами как место, где «люди и их развитие встречаются или смешиваются с топливом диких земель». Включены сообщества, расположенные в пределах 0,5 мили (0,80 км) от зоны. Количественное определение дается в Федеральном реестре, в котором районы WUI определяются как районы, содержащие по крайней мере одну жилищную единицу на 40 акров (16 га).
Определение Федерального реестра в сочетании с количественными критериями разделяет WUI на две категории:
Структуры в смешанном WUI перемежаются с растительностью, тогда как дома в интерфейсе WUI прилегают к густой растительности.
Во всем мире человеческое развитие все больше вторгалось в границы между дикими землями и городами параллельно с увеличением числа крупных лесных пожаров, вызванных изменением климата, что привело к увеличению затрат на противопожарную защиту. Увеличение угрозы является реальным и измеримым путем измерения расходов, которые указывают на экономический риск. В Соединенных Штатах, начиная с конца 20 века, федеральные расходы на тушение пожаров утроились с 0,4 миллиарда долларов в год до 1,4 миллиарда долларов в год. Утроение расходов указывает на утроение угрозы. Граница между дикой природой и городом сместилась в сторону более плотного населения и стала более опасной.
ВПИ был самым быстрорастущим типом землепользования в Соединенных Штатах в период с 1990 по 2010 год. Факторы, лежащие в основе роста, включают перемещение населения, расширение городов в дикие земли и появление новой растительности рост. Основной причиной была миграция, а не рост растительности. Из новых областей WUI 97% были результатом нового жилья. В Соединенных Штатах наблюдается сдвиг населения в сторону WUI на западе и юге; увеличиваясь в национальном масштабе на 18 процентов за десятилетие, охватывая 6 миллионов дополнительных домов в период с 1990 по 2000 год, что в 2013 году составляло 32 процента жилых построек. В глобальном масштабе рост WUI включает такие регионы, как Аргентина, Франция, Южная Африка, Австралия и регионы вокруг Средиземного моря. В дальнейшем WUI будет продолжать расширяться, ожидаемая миграция уходящих на пенсию бэби-бумеров в поисках удобств в более мелкие общины, расположенные рядом с живописными природными ресурсами, будет способствовать росту WUI.
Экологические факторы привели к тому, что WUI стал более засушливым и населенным. Засушливый ландшафт является более легковоспламеняющимся ландшафтом WUI - факторы включают рост растений, вызванный изменением климата, и неместных насекомых и болезней растений. Рост растительности был второстепенным фактором роста WUI; на них приходится 3% всего роста WUI в США. Более важным фактором является изменение температуры и количества осадков, вызванное изменением климата, которое изменяет состав дикой природы. Лесные пожары в Соединенных Штатах, превышающие 50 000 акров (20 000 га), неуклонно увеличивались с 1983 года; большая часть произошла после 2003 года. Помимо увеличения воспламеняемости засушливых районов, изменение климата приводит к перемещению населения в ПП, что имеет экологические последствия.
Экологические проблемы, связанные с Рост WUI выходит за рамки повышенного риска ущерба человеческим поселениям от лесных пожаров. Например, рост жилья в регионах WUI может вытеснить и фрагментировать местную растительность. Кроме того, введение человеком неместных видов посредством озеленения может изменить состав дикой природы в интерфейсных регионах. На окружающую среду также могут влиять другие факторы, в том числе домашние животные, которые могут убить большое количество диких животных.
Фрагментация леса - еще одно воздействие роста WUI, которое может привести к непредвиденным экологическим последствиям. Например, усиление фрагментации лесов может привести к увеличению распространенности болезни Лайма. Одна из возможных причин этого эффекта - образование изолированных популяций переносчиков инфекции с высокой плотностью, таких как клещи и мыши. Изолированные участки леса во фрагментированной среде обычно окружены неблагоприятными местами обитания, что препятствует распространению инфицированных видов и увеличивает их локальную плотность. Кроме того, переносчики болезней в изолированных участках могут подвергаться генетической дифференциации, повышая их выживаемость в целом.
Повышение риска лесных пожаров представляет угрозу для сохранения в регионах роста WUI. В период с 1985–1994 годов по 2005–2014 годы площадь, сожженная лесными пожарами в Соединенных Штатах, увеличилась почти вдвое с 18 000 до 33 000 квадратных километров, и это увеличение частично можно отнести на счет роста WUI. В Северной Америке, Чили и Австралии неестественно высокая частота пожаров привела к появлению экзотических однолетних трав, заменяющих местные кустарники.
Расчет риска, представляемого для строения, расположенного в пределах WUI осуществляется с помощью прогнозных факторов и моделирования. Выявление факторов риска и моделирование этих факторов помогает понять угрозу лесных пожаров и управлять ею.
Например, коэффициент близости измеряет риск возгорания от переносимых ветром тлеющих углей, которые могут воспламенить новые очаговые возгорания на расстоянии более мили перед фронтом пламени. Фактор растительности измеряет риск возгорания углей, переносимых ветром; нижняя растительность имеет меньший риск.
Моделирование количественной оценки риска объединяет категории угроз лесных пожаров. Наибольшему риску подвержены районы, где умеренная популяция пересекается или граничит с дикими землями, которые могут поддерживать большие и интенсивные лесные пожары и уязвимы из-за ограниченных путей эвакуации.
The Calkin framework предсказывает катастрофические лесные пожары на границе дикой природы и города (WUI) с тремя категориями факторов. Эти факторы позволяют оценить степень угрозы лесных пожаров. Это экологические факторы, определяющие силу, человеческие факторы, определяющие возгорание, и факторы уязвимости, определяющие ущерб. Эти факторы обычно рассматриваются в геопространственной взаимосвязи.
Категория экологических факторов включает климат, сезонные погодные условия, географическое распределение растительности, исторические пространственные данные о лесных пожарах и географические особенности. Экологические факторы определяют размер и интенсивность пожаров.
Категория человеческого фактора включает расположение и плотность жилья. Плотность коррелирует с риском лесных пожаров по двум причинам. Во-первых, люди вызывают пожары; с 2001 по 2011 год люди стали причиной 85% лесных пожаров, зарегистрированных Национальным межведомственным пожарным центром (NIFC). Во-вторых, жилье усиливает лесные пожары, поскольку они содержат горючие материалы и производят подвижные тлеющие угли, такие как древесные тряски. Связь между плотностью населения и риском лесных пожаров нелинейна. При низкой плотности населения человеческие возгорания низкие. Возгорания увеличиваются с увеличением плотности населения. Однако существует порог плотности населения, при котором возникновение пожаров уменьшается. Это верно для ряда сред в Северной Америке, Средиземноморском бассейне, Чили и Южной Африке. Возможные причины уменьшения включают уменьшение открытого пространства для передачи тлеющих углей, фрагментацию топлива из-за городского развития и более высокую доступность средств пожаротушения. Районы с умеренной плотностью населения, как правило, подвержены более высокому риску возникновения лесных пожаров, чем районы с низкой или высокой плотностью населения.
Категория факторов уязвимости измеряется временем эвакуации через близость жилых построек к дорогам, соответствие администраторов обязанностям, землепользование, стандарты строительства и типы озеленения.
Распространение лесных пожаров обычно моделируется с помощью алгоритма минимального времени прохождения (MTT).
До алгоритмов MTT границы возгорания моделировались с помощью приложения Принцип Гюйгенса ; границы рассматриваются как волновые фронты на двумерной поверхности.
Методы минимального времени прохождения (MTT) основаны на принципе Гюйгенса, чтобы найти минимальное время, за которое огонь проходит между двумя точками. MTT предполагает почти постоянные факторы, такие как факторы окружающей среды для направления ветра и влажности топлива. MTT выгодно отличается от Гюйгенса в масштабируемости и скорости работы алгоритма. Однако факторы являются динамическими, и постоянное представление достигается за счет ограниченного окна, и поэтому MTT применимо только для моделирования в краткосрочном масштабе.
Воспламеняемость конструкции и растительности снижается за счет управление рисками, ориентированное на сообщества, за счет снижения уязвимости сообщества. Степень контроля уязвимости к лесным пожарам измеряется метриками ответственности и зон защиты.
Распределяя обязанности по управлению лесными пожарами, сообщества могут снизить риски. Вероятность катастрофического лесного пожара WUI контролируется путем распределения ответственности за три действенные цели WUI: контроль потенциальной интенсивности лесных пожаров, уменьшая источники воспламенения и уменьшая уязвимость. Когда эти цели достигнуты, сообщество становится сообществом, адаптированным к пожару. Лесная служба США определяет адаптированные к пожару сообщества как «осведомленное и заинтересованное сообщество, в котором осведомленность и действия жителей в отношении инфраструктуры, зданий, ландшафтного дизайна и окружающей экосистемы уменьшают потребность в обширных действиях по защите и позволяют сообществу безопасно принимать огонь. как часть окружающего пейзажа ».
За достижение трех целей WUI отвечают три группы: агентства по управлению земельными ресурсами, местные органы власти и частные лица.
Сообщества, адаптированные к пожарам, успешно справляются с лесными пожарами.
Ключевым преимуществом сообществ, адаптированных к пожарам, является то, что опора на отдельных лиц как на ключевой блок в структуре ответственности снижает расходы на ППИ местными, региональными и национальными правительствами.
Риск возгорания конструкции при пожаре рассчитывается с помощью метрики домашней зоны возгорания (HIZ). HIZ включает как минимум пространство в радиусе 200 футов (61 м) вокруг строения. HIZ - это руководство для тех, кто отвечает за защиту конструкции от лесных пожаров; арендодатели и арендаторы (домовладельцы, если они совпадают) несут ответственность за физическое строительство и поддержание защитных зон, в то время как местное правительство определяет границы землепользования таким образом, чтобы защитные зоны были эффективными (примечание: огнестойкость является произвольной и не определяется в часах устойчивость к заданной степени жары; эти правила смягчены для не- вечнозеленых деревьев, которые менее воспламеняются; это руководство не предназначено для предотвращения возгорания отдельных конструкций при лесном пожаре - оно предназначено для предотвращения катастрофических лесных пожаров в WUI):
Есть три проблемы.
Пример взаимодействия адаптированных к пожару сообществ и лесных пожаров был продемонстрирован в ноябре 2018 года, когда лесной пожар прошел через сообщество Конкоу в округе Бьютт, Калифорния. Это был Camp Fire (2018). Сообщество Concow было адаптированным к огню сообществом. Этот пожар в конце сезона стал стресс-тестом теории адаптированных к пожару сообществ. Сообщество Конков было уничтожено. Пожар продолжался по сообществу, не демонстрируя ожидаемого замедления фронта пламени. Если и происходило замедление, оно было меньше ожидаемого, хотя любое замедление способствовало эвакуации жителей перед фронтом пламени. Лесной пожар продолжался в диких землях между поселением Конкоу и городом Парадайз, Калифорния. Затем лесной пожар уничтожил город Парадайз, который развивался в адаптированное к огню сообщество. Предполагается, что возгорание возникло из-за неупрочненной инфраструктуры линии электропередачи, которая была недавно модернизирована, но не была реконструирована, и новая конструкция не включает упрочнение от возгорания в местах прохождения через WUI. Пожар в лагере продемонстрировал ограниченность теории адаптированного к пожару сообщества в отношении лесных пожаров в конце сезона, вызванных катабатическими ветрами, и в отношении ответственности агентств по управлению земельными ресурсами за контроль источников возгорания инфраструктуры.
