美国俄勒冈州易火景观的适应:政策、管理、野火和社会网络的相互作用

• 摘要
• 简介
• 问题1。森林条件、火灾制度、所有权以及对火灾和森林管理的态度的景观结构是什么?
• 问题2。社会网络是如何构成的?它们如何影响土地所有者的态度和行动?
• 问题3。土地管理政策和制度以及参与者的决策如何相互作用，包括反馈，以影响火灾结果、生物多样性和生态系统服务?
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

在上个世纪，社会的足迹一直在向火灾易发地区迅速扩张，并产生了许多不良后果:越来越多的房屋和生命因野火而失去，消防成本不断膨胀，森林对火灾和气候变化的恢复能力下降(Hammer et al. 2007, Fischer et al. 2016)。beplay竞技几十年的消防政策有效地将火灾排除在历史上火灾频繁的森林中，这往往增加了火灾的规模和严重程度，相对于火灾的历史燃烧方式。随着气候变暖的加剧，火灾正在回到森林和景观中，这些地方过去的火灾频率要高得多，尽管仍然比历史上的要低。然而，目前的景观已不再是适应火的生态系统;由于多年来的防火、森林管理和住房开发，它们已经发生了变化。而且，居住在这些地方的人类没有使用火的文化，也没有与火生活在一起的文化，因为在火灾频繁的时候，这些地方的土著居民占据了很多。野火与人类价值(包括经济和生态)的交叉给社会、政策制定者和土地管理者带来了重大挑战。一些人将这种情况称为社会生态病理:一组相互关联的社会和生态条件和过程，这些条件和过程偏离了被认为是健康或理想的，并通过正反馈循环强化了这一结果(Fischer等，2016年)。这个问题可以简化为两个广泛的、不相互排斥的应对方案:(1)通过土地管理来减轻野火的行为和影响，以减少或排除火灾的影响;(2)通过改变实践(例如，火灾明智)政策和态度(例如，学会与火相处)来接受和适应野火的发生。

很明显，大多数容易发生火灾的景观是社会生态系统，但直到最近，科学家才开始呼吁采用社会生态方法来理解这些系统(Spies等人，2014年，Moritz等人，2014年，Fischer等人，2016年)。理解和有效管理火灾易发景观的社会-生态系统的挑战在于系统的复杂性，它包含许多组成部分:(1)火灾状态和影响的生态变异性;(2)野火对人类价值和土地管理目标的积极和消极影响，如大火和大火;(3)控制风险感知和火灾结果的社会系统和生态系统之间反馈的时空滞后;(4)管理、植被和火灾之间的时空相互作用，难以跨尺度理解火灾管理措施的效果;(5)历史在控制生物物理条件和火灾感知中的作用;(6)科学学科差异导致生态科学与社会科学难以整合;(7)在科学往往扮演次要角色的政治世界中，向利益攸关方传播科学，并制定基于科学的政策和实践。

鉴于对火灾频发地区社会生态系统的研究尚处于起步阶段(Moritz et al. 2014)，许多问题仍未得到解答，问题本身仍在演变中，研究方法几乎没有既定的标准。在这篇专题文章中，我们首次尝试将依赖火的地区理解为一个社会生态系统。我们将基于代理的方法与景观级流程模型结合起来构建我们的研究，但发现远远超出了模型结果。例如，为了建立模型和参数化模型，必须发现有关人类决策和影响管理目标和方法的因素的基本信息。

我们最初的重点是确定这一异质区域的生态和社会结构，以便了解空间和非空间变化，并为景观模型提供信息。如果不首先在适当的空间和过程尺度上描述其生态和社会组成部分，我们就无法理解我们的系统及其相互作用。我们的景观模型是我们构建和评估系统的透镜;其他模型或方法可能会导致不同的框架和发现(Kline等人，2017年)。我们的主要问题如下:

1. 森林条件、火灾制度、所有权以及对火灾和森林管理的态度的景观结构(种类、大小和空间格局)是什么?
2. 研究区域的社会网络是如何构成的?它们可能如何影响土地所有者的态度和行动?
3. 土地管理政策、制度和决策如何相互作用(包括反馈)影响未来的火灾结果、生物多样性和生态系统服务?

问题1。森林条件、火灾制度、所有权以及对火灾和森林管理的态度的景观结构是什么?

确定一个系统的生态和社会单位是建立对社会-生态系统及其相互作用的理解的第一步之一。这一步骤对于关注异质决策者之间交互的模型(“基于代理的模型”)是必不可少的，即，做出改变地块植被的决定的人或组织，部分是基于地块及其周围地块的火灾危险知识，或基于他们从与之沟通的人和组织获得的信息。景观也由生长变化的植被斑块组成，它们相互作用，动态地充当火源或火源。

区域的生态和社会空间结构可以在决定系统行为、agent和生态系统服务对系统动力学的响应方面发挥很大作用(Spies et al. 2017)。例如，在我们位于喀斯喀特山脉东部的研究区域，森林类型和火灾状况沿着自西向东的地形梯度发生了很大变化。在该地区的西部，荒野地区占主导地位，森林凉爽潮湿，历史上野火很少发生，但通常燃烧的严重程度很高。在荒野地区的管理非常有限。再往东，联邦森林占主导地位;火灾在历史上更加频繁，防火导致燃料堆积，这可能导致极端天气下的高强度火灾，或在较温和的天气下减少火灾蔓延。私人林地和人类住区出现在干旱森林类型中，延伸到该地区东部边缘的干旱土地(非森林)。干旱森林的土地所有权仍然由联邦所有者主导，但大型工业所有者、州森林所有者和小型家庭森林所有者集中在这些地区。野生-城市界面(WUI)在这一更大的联邦-私人森林景观中只占相当小的比例，集中在城市和干旱环境中的高速公路周围(Olsen et al. 2017)。

土地所有者对火和森林的看法各不相同。他们包括私人土地所有者和州土地所有者，他们不使用规定的火种，专注于排除火种来保护木材资源和房屋(Charnley等人，2017年)，以及联邦管理者，他们使用规定的火种来降低风险，并管理防火和恢复依赖频繁火灾的森林生态系统(Kline等人，2017年)。部落森林所有者的做法与联邦森林所有者类似，但与其他所有者相比，部落土地的人为引燃野火的发生率更高。

这种景观模式的结果是，单一土地所有者(美国林务局)的管理行为主导了景观。联邦政府的管理主要集中在被防火改造过的干燥森林(荒野地区以外)。WUI是这一景观中相对较小的一部分，但却获得了不成比例的政策兴趣，例如来自美国林务局，考虑到那里发生的高水平的人类价值(Olsen et al. 2017)。这片土地上的房主和私人森林所有者非常关注联邦土地上的火灾危险条件。这些业主中的许多人会采取行动减少对其房屋的风险，或进行森林稀疏和减少燃料，特别是如果他们经历过野火事件或熟悉他们社区的野火保护计划(Charnley等，2017年，Olsen等，2017年，Wolters等，2017年)。

Steen-Adams等人(2017)研究了研究地区大型所有者(美国林务局、公司和部落)的野火政策的历史趋势及其影响。他们发现，这些主人对火灾的态度和政策以不同的速度和程度发生了变化。在过去的100年里，政策变得更加集中，但近年来，一些所有者重新评估了他们的目标和方法，并给予经理更大的灵活性，以采用新的目标和实践。他们还发现，非正式制度，如文化规范和制度历史影响了野火管理的适应性。制度变革的时机很重要，并取决于非正式和正式制度的同步演变。政策和文化规范的不同步变化会延迟对野火的适应。

问题2。社会网络是如何构成的?它们如何影响土地所有者的态度和行动?

社会网络在组织机构之间的互动、促进学习和适应火灾风险方面发挥着重要作用。我们的目标是了解社会系统如何影响景观条件，反之亦然。如果我们要将这些过程纳入基于代理的模型，并确定增加社区适应能力的可能方法，就需要这些知识。我们的研究区域包含了关注野火风险的组织的丰富的社会景观。然而，这些组织并没有形成一个单一的有凝聚力的网络，很大程度上被划分为主要与其他价值观相同的组织合作的组织，即那些从事防火或森林恢复工作的组织(Fischer和Jasny 2017)。一些组织，如美国林务局和自然保护协会，有能力弥合各团体之间的分歧，也有能力提高该网络的适应能力。

在两个农村社区的规模上进行了社会网络分析(Jacobs和Cramer 2017)，解决了社区如何感知气候变化和野火风险以及他们从哪里获得信息。beplay竞技他们发现，对气候变化的认知更多地受到社会和文化系统的驱动，例如beplay竞技对政府的信任，而不是来自有关气候变化的科学基础或全球影响的一般信息。他们发现，与关注气候变化本身相比，利用野火风险等当地问题来构建适应气候变化问题的框架可能是更好的方法。beplay竞技最后，他们发现，通过加强当地媒体的努力以及居民与现有机构之间的对话，可以增强社区适应能力。

问题3。土地管理政策和制度以及参与者的决策如何相互作用，包括反馈，以影响火灾结果、生物多样性和生态系统服务?

我们使用“展望”建模框架(Bolte et al. 2007)，研究了在这一大片景观中管理消防和恢复的替代方法的结果。设想森林演代和燃料动态、野火的点燃和蔓延以及森林管理的综合过程，以评估包括火灾发生、严重程度、危险(潜在严重程度)、房屋对野火的暴露程度、烟雾、木材收获量、森林恢复力、碳和几种野生动物物种的栖息地面积在内的指标。我们以两种方式对土地所有者的行为进行了建模(Kline等，2017年)。对于大型土地所有者，我们假设土地所有者的管理决策是为了满足每年的木材采伐量和/或燃料处理英亩数的目标，这些目标受约束因素(联邦土地分配、法律/法规和火灾历史)和对地块和周边地区某些植被条件的偏好的影响。对于家庭森林所有者和屋主，我们使用了基于周围景观的火灾危险和/或所有权地块附近过去发生过的火灾的概率模型来进行木材收割和减少燃料处理。为了检验整个景观中管理、生态过程和随机野火干扰的综合效应，我们开发了一组简单的场景，不同的管理强度水平，并对未来50年的景观进行了预测。

Spies等人(2017)发现，在联邦土地上增加处理(将目前的处理速度增加一倍)对模型预测的平均火灾年高烈度火灾数量的影响相对较小，但它确实大幅降低了整个景观的潜在高烈度火灾风险。这些发现可以用以下事实来解释:野火仍然是相对罕见的事件，即使是处理区域的两倍也不足以显著增加野火在研究景观中减少燃料的时间段(约10年)内遇到处理区域的可能性。这项研究还发现，在碳和野生动物栖息地等指标之间存在权衡，一些组成部分受到更积极的管理的青睐，例如，使用开放森林的物种的栖息地，而其他组成部分，例如，碳和茂密森林物种的栖息地，则受到较少管理的青睐。

Barros等人(2017)发现，在任何管理情景下，野火行为都不会随着时间(50年)发生变化，这表明目前的野火发生率虽然是一个普遍的社会问题，但还不足以累积改变景观层面的燃料条件。在联邦土地上大幅度提高治火率的努力，例如增加两至三倍，对火灾的发生有一定的影响，但由于限制因素，例如植被条件或土地管理分配，无法持续进行治火率。

Ager等人(2017)模拟了在气候变化下可能发生的火灾发生率的增加。beplay竞技他们发现，在给定的模拟年里，在所有情景中，过去5年平均每单位面积的燃烧面积减少了约18%。燃烧面积的减少伴随着火灾严重程度的大幅降低，植被转变为开阔的森林和草-灌木条件，以牺牲老森林为代价。短期(< 10年)的负反馈来自于火灾遭遇最近烧毁的地区。由于火灾引起的加速演替，还看到了长期正反馈的证据，景观从相对稳定的成熟植被状态转变为较年轻的演替阶段，迅速过渡到日益易燃的条件。

Charnley等人(2017)利用Envision研究了大型联邦所有者和大型企业所有者之间的适应方法。他们发现，由于最近的管理和他们使用的森林保护战略，试图排除野火和规定的火(“堡垒”方法)，大型企业所有者没有弹性森林。在堡垒方法下，缺乏规定的火力导致地表燃料在收获后的几年里增加。大公司业主通常不使用规定的火灾，因为它会破坏现有的树木(降低木材价值)，并有一些与逃跑的规定的火灾相关的风险。他们还发现，与一些人的看法相反，由于使用规定的火种和大树的存在，联邦森林对野火的抵御能力更强，当火灾发生时，大树的抵御能力更强。他们得出的结论是，社会生态系统的异质性不会产生社会生态恢复力，更好地理解社会、经济和生态组成部分之间的联系可以识别影响社会生态恢复力的制约因素，如经济和制度。

我们的研究首次提供了火灾易发景观中社会生态系统复杂性的形式化表征之一，例如异质性和反馈。它说明了为什么在这些易受干扰的景观中制定适应策略和实践会如此困难。报告还指出了一些可能的领域，例如，扩大社会网络，弥合制度障碍，以及增加对不同管理行动的生态权衡的了解，在这些领域，可以在促进更适应火灾多发地区的生活方式方面取得进展。

在整个研究过程中，我们与利益相关者接触，了解他们的观点，同时分享我们的发现并参与联合学习(Shindler et al. 2017)，这一过程在项目正式结束后仍在继续。从多个角度来看，让利益相关者参与复杂系统的模型是非常具有挑战性的(Gustafson et al. 2007)，但最重要的是，需要的时间和投入可能超出许多科学家的能力。尽管许多科学家不从事这类活动，但考虑到我们环境问题的重要性和复杂性，他们从事这类活动变得越来越重要。

我们还了解了在追求理解社会和生态系统的过程中，如何整合生态和社会方法和知识(Kline et al. 2017, Shindler et al. 2017)。这些经验包括在过程早期与涉众接触，并拥有一个健壮的研究过程，包括确定团队中有兴趣和时间致力于集成的关键成员，以及促进沟通和内部同行评审的团队过程。最后，应该记住的是，社会科学和生态科学的整合涉及弥合不同学科如何进行科学研究的巨大分歧。将复杂的人类系统提炼为仿真模型不可避免地涉及到简化，这可能会消除社会和生态系统的关键维度，而模型和方法的早期选择将为可以解决的问题设定界限(Kline等人，2017年)。社会生态系统的研究有多种途径。我们期望跨学科方法的多样性将导致对这些系统的最大理解。

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