野生地域と都市の境界

原野と都市の境界（WUI）は、原野（人が住んでいない土地）と人間の活動によって開発された土地との間の移行地帯であり、人工環境が自然環境と出会うか混ざり合う地域です。WUIの人間の居住地は、壊滅的な山火事の危険性が高くなります。^[1]

米国では、原野と都市の境界（WUI）には2つの定義があります。米国森林局は、原野と都市の境界を「人間とその開発が原野の燃料と出会う、または混ざり合う」場所と定性的に定義しています。 ^[2]この区域から0.5マイル（0.80 km）以内のコミュニティが含まれます。量的な定義は連邦官報によって提供されており、WUIエリアは40エーカー（16ヘクタール）あたり少なくとも1つの住宅ユニットを含む地域と定義されています。

連邦官報の定義では、植生密度に基づいて WUI を 2 つのカテゴリに分類しています。

• 混合 WUI、つまり 40 エーカー (16 ヘクタール) あたり少なくとも 1 つの住宅ユニットがあり、植生が陸地面積の 50% 以上を占める土地。植生が密集した混合 WUI とは、植生が陸地面積の 75% 以上 (少なくとも 5 km ² ) を占める地域を指します。
• インターフェースWUI、つまり40エーカー（16ヘクタール）あたり少なくとも1つの住宅ユニットがあり、植生が陸地面積の50％未満（少なくとも2.4km2）を占める土地^。 [ ^3]

人間の開発は、荒野と都市の境界にますます侵入してきています。

WUI は、1990 年から 2010 年にかけて米国で最も急速に成長した土地利用タイプでした。要因には、地理的な人口移動、都市と郊外の荒野への拡大、以前は植物のなかった土地への植物の成長が含まれます。主な原因は移住です。新しい WUI エリアのうち、97% は新しい住宅によるものです。^[4]米国では、西部と南部の WUI への人口移動が見られ、全国的に 10 年ごとに 18% 増加し、1990 年から 2000 年の間に 600 万戸の追加住宅をカバーし、2013 年には居住可能な構造物の 32% を占めました。世界的に、WUI の成長には、アルゼンチン、フランス、南アフリカ、オーストラリア、地中海周辺地域などの地域が含まれます。^{[4] [5]}今後も WUI は拡大し続けると予想されます。ベビーブーマー世代が、生活費が安く、景観やレクリエーションの自然資源に近い小さなコミュニティにアメニティを求めて移住することが予想され、WUIの成長に貢献するだろう。 ^[2]気候変動も、WUIへの人口移動や野生生物の構成の変化を引き起こしている。^{[6] [7] [8] [4]}

WUI地域での住宅の増加は、在来植物を移動させたり断片化したりする可能性があります。造園を通じて人間が外来種を導入すると、境界地域の野生生物の構成が変化する可能性があります。^[4]ペットは大量の野生生物を殺す可能性があります。^[9]

森林の断片化はWUIの成長によるもう一つの影響であり、意図しない生態学的影響につながる可能性があります。たとえば、森林の断片化が進むと、ライム病の蔓延が増加する可能性があります。^[10] ライムダニの主な宿主であるシロアシネズミは、断片化された生息地で繁殖します。^[11]

都市化の進行は植物にさまざまな影響を与えます。存在する影響に応じて、木質化や高さなどの植物の形質が増加する可能性がありますが、他の多くの形質は混合反応を示すか、十分に研究されていません。^[12]

さらに、孤立した集団内の病原菌は遺伝的分化を起こす可能性があり、全体として生存率が向上します。

山火事のリスクの増加は、WUI の成長地域における保全にとって脅威となります。

人間の影響と気候変動によって引き起こされた生態学的変化は、しばしばWUIの乾燥化と火災発生の危険性を高めています。その要因には、気候変動によって引き起こされた植生の成長と、外来植物、昆虫、植物病の導入が含まれます。^[13]

北米、チリ、オーストラリアでは、外来の一年生草のせいで異常に高い火災頻度が発生し、在来の低木林が失われている。^[5]

人間の開発は、ますます荒野と都市の境界に侵入してきている。近年の大規模な山火事の増加と相まって、防火コストの増加につながっている。1985～1894年から2005～2014年の間に、米国で山火事により焼失した面積は、18,000平方キロメートルから33,000平方キロメートルへとほぼ倍増した。^[4]米国で50,000エーカー（20,000ヘクタール）を超える山火事は、1983年以降着実に増加しており、近代史における大部分は2003年以降に発生した。^[14]米国では、1985年から2016年にかけて、連邦政府の山火事抑制支出が年間4億ドルから14億ドルへと3倍に増加した。^[4]

WUI地域での避難は、人口密度が高く、道路網が限られており、住民の準備レベルやリスク認識のレベルが異なるため、渋滞、遅延、安全でない避難経路につながる可能性があるため、複雑になる可能性があります。^{[15] [16]}これらの地域の人口統計は多様で、高齢者から若い家族まで多岐にわたります。そのため、さまざまな脆弱性や安全上のニーズに対応するために、カスタマイズされた避難戦略が必要です。^[17]効果的なWUI避難計画では、早期警報システム、明確なコミュニケーション、適切なインフラ、コミュニティの関与のバランスを取り、準備を強化し、緊急時に迅速かつ安全な対応を確保する必要があります。^{[18] [19]}

WUI 内にある構造物に及ぼされるリスクの計算は、予測要因とシミュレーションを通じて行われます。リスク要因を特定し、それらの要因を使用してシミュレーションを行うことで、山火事の脅威を理解して管理することができます。

例えば、近接係数は、風に運ばれた残り火による火災の危険性を測定します。残り火は、炎の先端から1マイル以上先で新たな点火を引き起こす可能性があります。^[2]植生係数は、風に運ばれた残り火による火災の危険性を測定します。植生が少ないほど、危険性は低くなります。

定量的リスク評価シミュレーションは、山火事の脅威のカテゴリーを組み合わせたものです。最もリスクが高い地域は、中程度の人口が大規模で激しい山火事を引き起こす可能性のある原野と重なっているか隣接しており、避難経路が限られている脆弱な地域です。^[20]

Calkin フレームワークは、3 つのカテゴリの要因を使用して、野生地域と都市の境界 (WUI) における壊滅的な山火事を予測します。これらの要因により、山火事の脅威の程度を評価できます。これらは、力を定義する生態学的要因、発火を定義する人的要因、および被害を定義する脆弱性要因です。これらの要因は通常、地理空間の関係で見られます。

生態学的要因のカテゴリーには、気候、季節的な気象パターン、植生の地理的分布、過去の山火事の空間データ、地理的特徴が含まれます。^[6]生態学的要因は山火事の規模と強度を決定します。

人的要因のカテゴリーには、住宅の配置と密度が含まれます。密度は、2つの理由で山火事のリスクと相関しています。第1に、人が火災を引き起こすためです。2001年から2011年まで、国立合同消防センター（NIFC）によって記録された山火事の85％は人為的なものでした。第2に、住宅は可燃性物質を含み、木のシェイクなどの可動性の残り火を生成するため、山火事を激化させます。 ^[2]人口密度と山火事のリスクの関係は非線形です。人口密度が低い場合、人為的な発火は少ないです。人口密度とともに発火は増加します。ただし、火災発生が減少する人口密度の閾値があります。これは、北米、地中海盆地、チリ、南アフリカのさまざまな環境に当てはまります。減少の理由としては、残り火が伝わるオープンスペースの減少、都市開発による燃料の断片化、消火リソースの利用可能性の向上などが挙げられます。人口密度が中程度の地域では、人口密度が低い地域や高い地域よりも山火事のリスクが高くなる傾向があります。^[5]

脆弱性要因カテゴリは、居住可能な構造物と道路の近さ、管理者の責任の一致、土地利用、建築基準、および造園の種類による避難時間で測定されます。

山火事の広がりは、一般的に最小移動時間（MTT）アルゴリズムでシミュレートされます。^[20]

MTT アルゴリズム以前は、火災境界はホイヘンスの原理を応用してモデル化されていました。つまり、境界は 2 次元表面上の波面として扱われていました。

最小移動時間（MTT）法は、ホイヘンスの原理に基づいて、2点間の火炎の移動に要する最短時間を求める。MTTは、風向や燃料の水分などの環境要因がほぼ一定であると仮定する。MTTは、スケーラビリティとアルゴリズムの速度においてホイヘンス法よりも優れている。しかし、要因は動的であり、一定の表現には限られたウィンドウという犠牲が伴うため、MTTは短時間スケールのシミュレーションにしか適用できない。^[21]

コミュニティの脆弱性を軽減することで、コミュニティに焦点を当てたリスク管理を通じて、構造物と植生の可燃性が低下します。^[2]山火事に対する脆弱性の制御の程度は、責任と防御ゾーンの指標によって測定されます。

壊滅的な WUI 山火事の可能性は、3 つの実行可能な WUI 目標 (潜在的な山火事の強度の制御、発火源の削減、脆弱性の削減) に対する責任の割り当てによって制御されます。これらの目標が達成されると、コミュニティは火災に適応したコミュニティになります。米国森林局は、火災に適応したコミュニティを「インフラ、建物、造園、および周囲の生態系に関する住民の認識と行動によって、広範囲にわたる保護措置の必要性が軽減され、コミュニティが火災を周囲の景観の一部として安全に受け入れることができる、知識が豊富で積極的なコミュニティ」と定義しています。

WUIの3つの目標を達成する責任は、土地管理機関、地方自治体、個人の3つのグループにあります。^[22]

• 土地管理機関は、インフラを強化することで発火源を排除し、燃料と植生の管理を通じて山火事の規模と激しさを軽減し、個人の備えに関するコミュニティ教育を通じて脆弱性を軽減し、山火事の鎮圧に対応します。
• 地方自治体は、中程度の密度の開発区域を避けることで人的要因を制御します。
• 個人は、住宅の耐火性を高め、建物の可燃性を低減し、燃えさしを発生させる物質を排除する準備を通じて、脆弱性を軽減します。

火災に適応したコミュニティは、山火事に対処することに成功しています。

火災に適応したコミュニティの主な利点は、責任の枠組みの中核として個人に依存することで、地方、地域、および国の政府によるWUI支出が削減されることです。^[23]

山火事で建物が発火するリスクは、住宅着火ゾーン（HIZ）測定基準によって計算されます。HIZには、少なくとも建物の周囲200フィート（61メートル）の半径内の空間が含まれます。^[24] HIZは、建物の山火事対策の責任者に対するガイドラインです。家主と借主（同じ場合は住宅所有者）は、防御ゾーンを物理的に構築して維持する責任があり、地方自治体は防御ゾーンが効果的であるように土地利用境界を定義します（注：耐火性は任意であり、特定の熱に対する耐性時間で定義されるものではありません。これらのガイドラインは、燃えにくい非常緑樹については緩和されます。このガイドは、山火事で個々の建物が燃えるのを防ぐことを目的としたものではなく、WUIでの壊滅的な山火事を防ぐことを目的としています）。

• 構造に関するガイドライン:
  • 屋根材は耐火性があり、燃えさしが出ません。
  • 外壁材は耐火性です。
  • 軒先、屋根裏、基礎、屋根の通気口は、燃えさしを捕らえるのに十分な目の細かい金網で覆われている
  • デッキとポーチの素材は耐火性です。
• 造園のガイドライン:
  • 窓の周囲に植物を置かないでください（熱でガラスが割れます）。
  • 植物は壁から 5 フィート (1.5 メートル) 以上離してください。これは裸地の非成長ゾーンであり、刈り取った緑の芝生と不燃性のマルチをまばらに敷き詰め、落葉植物を植えることもできます。
  • 建物から 30 フィート (9.1 メートル) 以内に木が生えないようにしてください。
  • 建物から 100 フィート (30 メートル) 以内の植生を間引きます。
• 屋外メンテナンスのガイドライン:
  • 木の枝を屋根から 10 フィート (3.0 メートル) 離れたところで剪定します。
  • 木の枝を電線から離してください。
  • 屋根、雨どい、窓の井戸、デッキの下から落ちた残骸を取り除きます。
  • 地面から6フィート（1.8メートル）の高さで木の枝を剪定します。
  • 落ち葉や針葉樹の地面を焼却します。
  • 枯れた木や低木を除去して処分します。
• 可燃物に関するガイドライン:
  • 薪の山を含む主要構造物および補助構造物の周囲 30 フィート (9.1 メートル) 以内に可燃物を置かないでください。
  • プロパン タンクまたは燃料油タンクの周囲 10 フィート (3.0 メートル) を空けてください。

課題は3つあります。^[22]

• 山火事は生態系の発達に自然に寄与する生態学的プロセスであり、多くの原野は歴史的に周期的な火災が発生しやすい傾向にあります。そのため、WUI 地域での火災の根絶は現実的ではありません。
• 山火事は遠くまで広がる可能性があり、地域によって山火事のリスクや準備状況が異なるため、山火事管理活動の調整は困難です。
• 実際の山火事の危険性と山火事管理サービスに対する社会政治的な期待は一致しておらず、過度の自信によって本当の危険が隠されています。

火災に適応したコミュニティのパフォーマンスの一例は、2018年11月にキャンプファイアがカリフォルニア州ビュート郡のコンコウのコミュニティを通過したときに実証されました。コンコウのコミュニティは火災に適応したコミュニティでした。 ^[25]このシーズン後半の火災は、火災に適応したコミュニティ理論のストレステストとなりました。コンコウのコミュニティは破壊されました。山火事は、予想された炎面の減速を示さずにコミュニティを通過し続けました。減速があったとしても、それは予想よりも小さかったでしょうが、減速は住民が炎面の前に避難することを可能にしました。山火事は、カリフォルニア州コンコウのコミュニティとパラダイスの町の間の荒野を通過し続けました。その後、山火事は、火災に適応したコミュニティへと発展中だったパラダイスの町を破壊しました。^[26]山火事の発火は、最近再設計されたものの再構築されておらず、新しい設計にはWUIを通過する部分の発火に対する強化が含まれていなかった、強化されていない送電線インフラストラクチャに由来すると思われます。^[27]キャンプファイアは、カタバティック風によって引き起こされるシーズン後半の山火事における火災適応コミュニティ理論の限界と、インフラの発火源を制御する土地管理機関の責任の限界を実証した。

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• 火災適応コミュニティ学習ネットワーク
• Firewise Communities USA/表彰プログラム
• 都市境界での火災