楊國斌

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院，云南 大理 671000)

大理市蒼山森林火險等級區(qū)劃研究

楊國斌

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院，云南 大理 671000)

采取數(shù)據(jù)處理、補充調(diào)查、統(tǒng)計分析等方法，根據(jù)森林燃燒環(huán)網(wǎng)理論，以林火三要素在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上分布的火險值作為定量劃分標準，將蒼山的林地劃分為3個火險等級區(qū)；蒼山林地燃燒類型中，易燃類占87.9%；特級火險區(qū)和一級火險區(qū)的面積達20731.9 hm2，占林地面積的69.4%。研究表明，大理蒼山森林火險等級高，火災危險性大，屬全國高?；痣U區(qū)域。

林火；森林燃燒環(huán)；森林火險等級；大理市蒼山

蒼山是大理滇西中心城市的生態(tài)屏障，有效保護蒼山直接關系到大理市60萬人口的生命財產(chǎn)安全，對建設“森林大理”，保護大理良好的人居環(huán)境、旅游環(huán)境和投資環(huán)境具有十分重要的意義。開展大理市蒼山森林火險等級區(qū)劃研究，合理劃分蒼山林地火險等級，可以最大限度地降低蒼山森林火災的發(fā)生率和受害率，對提高森林防火的科學決策具有重要的現(xiàn)實意義。近5 a來，由于云南連續(xù)遭受嚴重旱災，蒼山森林火災的防控更是異常嚴峻。2012年，云南省人民政府電視電話會議將蒼山列為全省5個森林火災重點防范區(qū)域之一。本文通過補充調(diào)查和統(tǒng)計分析，對蒼山的林地燃燒性等級、林地火險等級進行了一些研究和探討，可供各級林業(yè)部門參考。

1 研究區(qū)域概況

1.1 地理位置

蒼山位于云南省大理白族自治州境內(nèi)，東經(jīng)99°55′—100°12′、北緯25°34′—26°00′。蒼山為南北走向，長48 km，寬18 km，地跨大理市(蒼山東坡)、漾濞縣(蒼山西坡)、洱源縣(蒼山北段)。大理蒼山不僅是我國著名的國家級風景名勝區(qū)和旅游勝地，同時也是我國西部模式標本植物的重要產(chǎn)地和生物多樣性保護的關鍵區(qū)域之一。蒼山在大理市境內(nèi)北起上關、南止西洱河、東瀕洱海、西以山脊與漾濞縣為界，自北而南由19座海拔3074～4122 m的山峰組成，最高峰馬龍峰海拔高達4122 m，與洱海相對高差約2100 m。

1.2 森林植被

研究區(qū)從北向南涉及大理市上關、喜洲、灣橋、銀橋、大理和下關6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，土地總面積32390.2 hm2。其中：林地面積29873.2 hm2，占92.2%；非林地面積2517.0 hm2，占7.8%。林地面積中，有林地面積15204.6 hm2，疏林地面積303.3 hm2，灌木林地面積13574.3 hm2，未成林造林地面積148.0 hm2，宜林荒山荒地面積287.5 hm2，無立木林地面積350.9 hm2。植被類型上，隨著海拔帶的不斷升高，蒼山植被類型呈現(xiàn)出明顯的垂直分布。海拔2500 m以下，分布有大面積云南松林、半濕潤常綠闊葉林帶；海拔2500～2900 m，主要為華山松林、半濕潤常綠闊葉林帶；海拔2900～3200 m為鐵杉林、中山濕性常綠闊葉林帶；海拔3200～3800 m為冷杉林；海拔3800～4000 m為高山杜鵑灌叢、草甸帶[1]。蒼山森林類型主要有云南松林、華山松林、冷杉林、鐵杉林、杜鵑矮林、櫟類林、榿木林等。其中云南松林面積占37.2%，華山松林面積占34.2%，此2種針葉林面積占絕對優(yōu)勢(表1)。

1.3 森林防火面臨的嚴峻形勢

表1 研究區(qū)域森林類型統(tǒng)計

蒼山的森林防火面臨著嚴峻的形勢，一方面，蒼山為國家級自然保護區(qū)、重點天然林保護工程區(qū)，近年來公益林建設及封山護林工作成效顯著，林下可燃物積累較多，火災隱患大。蒼山海拔2700 m以下的喬木樹種以云南松、華山松、柏木、桉樹等易燃類樹種占主要優(yōu)勢，這些樹種含油脂，燃燒性極強。蒼山沿線有眾多的文物古跡，分布有自然、人文景觀景點27處，周邊景點100余處，以及26個公墓區(qū)和37處寺廟觀宇。這些火險高發(fā)地段每年有上百萬的游客進山觀光，給森林防火工作帶來極大的困難[2]。

2 研究方法

1)補充調(diào)查和數(shù)據(jù)更新。通過收集資料和開展補充調(diào)查，分析蒼山森林資源特點和火災發(fā)生的一般規(guī)律，根據(jù)林地落界成果更新資源數(shù)據(jù)。

2)林地燃燒性等級劃分。根據(jù)LY/T 1063—2008全國森林火險區(qū)劃等級中樹種(組)燃燒的難易程度作為劃分標準[3]，以小班為單位對蒼山林地的燃燒性等級進行劃分。

3) 林地火險等級區(qū)劃。結(jié)合蒼山地貌、海拔高度、距離村屯的遠近、火源管理的難易及交通條件等因素，根據(jù)鄭煥能等[4]提出的森林燃燒環(huán)網(wǎng)理論，劃分蒼山林地火險等級。本研究將蒼山東坡視為同一生態(tài)系統(tǒng)，以林地小班為基本單元，分別確定林火三要素在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布。其中可燃物分類以森林燃燒性和單位面積上的載量為依據(jù)，火環(huán)境(立地條件)分類主要以海拔高度、坡位、干濕程度為依據(jù)，火源條件分類以距村屯農(nóng)田、公墓區(qū)、主要旅游景點遠近為依據(jù)。林火因素在森林燃燒環(huán)上的分布，首先把著火的難易程度和蔓延速度序列作為縱坐標，分別用A代表難燃、蔓延速度慢，B代表可燃、蔓延速度中等，C代表易燃、蔓延速度快，D代表極易燃、蔓延速度極快。然后把燃燒的激烈程度序列作為橫坐標，分別用l代表低度燃燒，2代表中低度燃燒，3代表強度燃燒?？v橫向序列矩陣組合，形成12個森林燃燒環(huán)組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(表2)。最后根據(jù)每個小班林火三要素在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布和所占的權(quán)重值，用加權(quán)平均法求得各小班定量的森林火險值，將蒼山林地劃分為特級火險區(qū)、一級火險區(qū)和二級火險區(qū)。

表2 森林燃燒環(huán)網(wǎng)構(gòu)成

圖1 蒼山森林燃燒等級圖

3 研究結(jié)果

3.1 蒼山林地燃燒性等級

按森林類型和可燃物類型，根據(jù)樹種(組)燃燒的難易程度劃分標準，以小班為單位將蒼山林地燃燒性劃分為易燃類、可燃類、難燃類3 個類別，分別用Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級表示。采用校正配準后的蒼山區(qū)域SPOT5衛(wèi)星影像和數(shù)字高程模型(DEM)，通過疊加林地小班落界數(shù)據(jù)庫的矢量圖層，根據(jù)樹種(組)燃燒的難易程度劃分標準，將不同燃燒等級的小班分別賦予不同的代碼，燃燒等級相同的小班用同種顏色表示，運用ArcGIS軟件繪制林地燃燒等級圖(圖1)。各小班地塊的林地燃燒等級均可從燃燒等級圖上查詢。

1)Ⅰ級易燃類。面積21134.6 hm2，蓄積量833350 m3，分別占蒼山林地面積的70.8%和蓄積量的87.9%。主要為云南松和人工種植的華山松、柏樹、桉樹、油杉和櫟類、灌木林地。此類林地大部分集中于蒼山下部。

2)Ⅱ級可燃類。面積1727.8 hm2，蓄積量87780 m3，分別占蒼山林地面積的5.8%和蓄積量的9.2%。主要為冷杉、鐵杉、楊樹，以及人工種植的茶葉和杉木。此類林地大多位于蒼山中下部。

3)Ⅲ級難燃類。面積7010.8 hm2，蓄積量27750 m3，分別占蒼山林地面積的23.4%和蓄積量的2.9%。主要為榿木林、闊葉混交林、核桃林，以及高海拔地區(qū)杜鵑林、箭竹、國家特別規(guī)定灌木林、地衣苔蘚及其它未利用地。此類林地大多位于蒼山上部和頂部。

3.2 蒼山林地火險等級

3.2.1 林火三要素在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布

1)可燃物類型在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布。根據(jù)森林燃燒環(huán)理論，可燃物是森林燃燒的基礎，可燃物含水率是決定林火能否發(fā)生及著火后能否擴大的重要因素[5]。根據(jù)蒼山植被隨海拔高度不同垂直變化的特點，結(jié)合優(yōu)勢樹種(組)燃燒性的劃分和單位面積可燃物的載量，將研究區(qū)域內(nèi)可燃物劃分為12種類型，標出它們在燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布(表3)。從A1～D3，12個燃燒環(huán)值依次賦值為1.0～12.0，表明其著火蔓延速度越來越快，燃燒程度愈來愈劇烈。

表3 可燃物類型在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布

2)立地條件在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布。根據(jù)蒼山的地形地貌、坡位、坡向及微地形變化，引起氧氣、熱量特別是水分因子的重新分配，從而影響可燃物著火和蔓延。因此，在同一季節(jié)和時段，立地條件的分布格局基本能夠描述火環(huán)境。經(jīng)過調(diào)查分析，將區(qū)域立地條件分為12種類型，標出其在燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布(表4)。12種立地條件類型基本覆蓋了整個蒼山東坡，隨著海拔高度的逐漸下降，水分因子從冰凍、水濕、潮濕、濕潤、干燥到極干燥，燃燒所需的氧氣、熱量越來越充足。從A1～D3，12個森林燃燒環(huán)值依次賦值為1.0～12.0，客觀地反映了蒼山火環(huán)境的基本特征。

表4 立地條件在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布

3)火源條件在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布。蒼山歷次火災、火警均為人為引起，火源條件決定于人為活動頻度，可視人為活動(社會情況)為蒼山的主要火源條件。蒼山海拔2700 m以下靠近山麓村屯，人口密集、交通便利，人為活動頻繁，公墓區(qū)和墳地周圍，各大景區(qū)、寺廟觀宇附近的林區(qū)，每年防火期都是火險高發(fā)地段。將村屯、農(nóng)田、旅游景點、寺廟、公墓墳地確定為主要火源條件，依其距離林地小班的遠近及危險程度，確定其火源條件在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布(表5)。火源條件12個森林燃燒環(huán)值也依次賦值。

表5 火源條件在森林燃燒環(huán)網(wǎng)上的分布

3.2.2 林地火險等級的定量劃分標準 根據(jù)每個林地小班林火三要素在森林燃燒環(huán)上分布情況，結(jié)合歷年來蒼山林火發(fā)生的規(guī)律和特點，確定森林可燃物類型、立地條件(火環(huán)境)、火源條件三要素其燃燒環(huán)值占森林火險值的權(quán)重分別為0.3、0.3、0.4，各小班林地火險值等于各燃燒環(huán)對應的賦值乘以權(quán)重后所得值之和。即，林地火險值=森林可燃物類型燃燒環(huán)值×0.3+火環(huán)境燃燒環(huán)值×0.3+火源條件燃燒環(huán)值×0.4。

依據(jù)林地火險值分布特點，將蒼山林地劃分為特級、一級和二級3個火險等級。劃分標準見表6。

3.2.3 蒼山林地火險等級區(qū)劃 運用ArcGIS軟件，根據(jù)林地火險等級的確定及劃分標準，采用疊加的方法，將不同火險等級的小班用不同顏色表示，繪制林地火險等級圖(圖2)。從劃分結(jié)果可以看出，蒼山林地火險等級區(qū)劃與蒼山森林植被、地形地貌和氣候分布相吻合，說明分區(qū)具有一定的科學性和實用性。其中特級火險區(qū)和一級火險區(qū)面積20731.9 hm2，占蒼山林地面積69.4%。說明蒼山50%以上的林地火險等級高，容易發(fā)生森林火災。

表6 林地火險等級定量劃分標準

圖2 蒼山林地火險等級圖

1)特級火險區(qū)。面積9120.1 hm2，占蒼山林地面積的30.5%。特級火險區(qū)主要位于蒼山中下部山麓，海拔2700 m以下，距離村屯、農(nóng)田2000 m，公墓墳地周圍500 m及主要景區(qū)寺廟1500 m以內(nèi)的林地。主要包括：①蒼山山麓各文物保護點周圍、各大景區(qū)景點、佛教寺院和本主廟附近，重點是將軍洞至江風寺一帶；②蒼山沿線村屯、26個公墓管理區(qū)及墳場周圍；③蒼山大索道及感通索道兩側(cè)各200 m范圍內(nèi)的林地；④花甸壩試驗區(qū)旅游亞區(qū)；⑤玉帶云游路兩側(cè)200 m范圍；⑥采石廠公路、蒼山電視臺公路和喜洲至花甸壩公路兩側(cè)各200 m范圍。

該區(qū)域位于蒼山下部，直接與村莊、農(nóng)地接壤，與景區(qū)景點、寺廟相毗鄰，交通方便，主要火源是燒荒、上墳和吸煙，火源管理最復雜。防火期月平均氣溫>14 ℃，月平均風速>4.0 m·s-1，月平均降水量<40 mm，火險高發(fā)地段坡度較陡(>30°)，如將軍洞、江風寺、天生橋一帶。蒼山2600 m以下主要是云南松針葉林、人工種植的柏樹、桉樹和杉木林，以及灌木林地和荒草地，林地燃燒性強，火源管理非常困難，火險等級高，極易發(fā)生森林火災。屬省、州、市監(jiān)測的重點火險區(qū)，火災危險性極大。

2)一級火險區(qū)。面積11611.8 hm2，占蒼山林地面積的38.9%。一級火險區(qū)主要位于蒼山中部，海拔2700～3200 m，距離村屯、農(nóng)田2000～4000 m，公墓墳地周圍500～1500 m及主要景區(qū)寺廟1500～3000 m以內(nèi)的林地。包括大部分華山松林地、針闊混交林、中山濕性常綠闊葉林和半濕潤常綠闊葉林。

該區(qū)域位于蒼山中部，距離村寨、景區(qū)、公墓、寺廟有一定的距離。防火期月平均氣溫>8.5 ℃，月平均風速>3.0 m·s-1，月平均降水量<100 mm。林地燃燒類型有易燃類，也有可燃類和難燃類。火源管理主要是進山的游客和非法采集者，火源管理有一定難度，林地燃燒等級和火險等級僅次于特級火險區(qū)?；馂奈ｋU性較大。

3)二級火險區(qū)。面積9141.3 hm2，占蒼山林地面積的30.6%。二級火險區(qū)位于蒼山上部，海拔3200 m以上，距離村屯、農(nóng)田4000 m以外的所有林地。包括高山灌叢、硬葉常綠闊葉林、蒼山冷杉林等寒溫性高山針葉林等。

該區(qū)域距離村寨較遠，火源點稀少，海拔較高，氣溫較低，空氣濕度大，降水量大，林地燃燒性及火險等級低，由于人為活動稀少，火源管理較為容易，火災危險性較小。

4 結(jié)論與討論

1)蒼山林地燃燒類型中易燃類占87.9%；蒼山林地火險等級區(qū)劃為特級、一級、二級3個火險區(qū)。其中特級火險區(qū)和一級火險區(qū)的林地面積20731.9 hm2，占69.4%，且全部分布蒼山中下部。研究結(jié)果表明，大理蒼山森林火災危險性大，屬全國高危火險區(qū)域。

2)受諸多因素限制，本研究在林地火險等級區(qū)劃上，主要依據(jù)森林燃燒環(huán)網(wǎng)構(gòu)建理論，參考和借鑒了羅振華等[6]對火險等級的定量劃分標準，最后區(qū)劃的結(jié)果與實際情況大體一致。影響蒼山林火發(fā)生的因素比較復雜，不僅與地形地貌、海拔、可燃物類型、微地形、距離旅游景點遠近、交通條件以及火源管理的難易程度有關，還與防火期氣象因子風速、氣溫、降水量，以及森林經(jīng)營措施、郁閉度等密切相聯(lián)，許多細節(jié)的劃分和評判標準尚難以把握。特別是防火期的天氣要素，在燃燒環(huán)上對著火蔓延的難易有直接影響。天氣連續(xù)干旱，使可燃物燃燒性能由A→D序列發(fā)生變化，降雨又可使著火蔓延程度由D→A序列轉(zhuǎn)化，高溫、大風可加速可燃物干燥，高濕又可限制A→D的發(fā)展，因此溫度、相對濕度、風速、降雨等氣象因子隨季節(jié)、大氣環(huán)流的變化而變化，其綜合作用的結(jié)果影響著森林燃燒[4]。因此，本研究中燃燒環(huán)網(wǎng)的構(gòu)建是否科學、合理，還需要進一步研究和探討。

3)開展蒼山森林火險研究，對于林火管理決策有著重要的價值和實際意義。但受限于基礎研究的不足，很多研究參數(shù)的量化指標一時難以獲得，收集到的也只是片斷性的，況且林火監(jiān)測是一個持續(xù)性和長期性的過程，這直接影響到本研究的深度。隨著蒼山森林防火規(guī)劃的實施，蒼山林火監(jiān)測體系的建立和完善，有必要對蒼山的森林火險區(qū)劃和預測預報工作開展更為細致的研究。特別是火險高發(fā)地段，要真正揭示火險因子相互作用產(chǎn)生的機理，可以根據(jù)各火險因子對林火的敏感度，采用火險指數(shù)進行火險段[7]的劃分，同時利用回歸分析和聚類分析手段加以輔助做進一步的研究[8]。2009年在云南省，周汝良等[9]完成了GIS的林火撲救輔助決策支持系統(tǒng)的設計。目前在我國的森林火災監(jiān)測以及森林火險區(qū)劃中，3S技術正在得到廣泛應用。

[1]孫明，蒼山志.大理白族自治州蒼山保護管理局[M].昆明：云南民族出版社，2008：48-49.

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[3]翟洪波，劉德晶，韓彥君，等.LY/T 1063—2008全國森林火險區(qū)劃等級[S].北京： 中國標準出版社，2008.

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[8]谷建才，陸貴巧，吳斌，等.八達嶺森林健康示范區(qū)森林火險等級區(qū)劃的研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報，2006，29(3)：46-47.

[9]周汝良，丁琨，鄧忠堅.基于GIS的林火撲救輔助決策支持系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[C]∥第二屆中國林業(yè)學術大會——新形勢下的森林防火問題探討論文集，南寧：2009.

Study on the Division of Forest Fire Danger Grade in Cangshan Mountain of Dali City

YANG Guo-bin

(DaliBranchofYunnanInstituteofForestryInvestoryandPlanning，Dali671000，Yunnan，China)

Take the data processing，supplementary investigation，statistical analysis and other methods，according to the burning of the forest to forest fire ring theory，three elements in the burning of the forest fire danger of online distribution ring value as the division standard of quantitative，the woodlands of Cangshan divided into 3 grade of fire zone；the results show that：the combustion types in Cangshan forest land，easy combustion type accounted for 87.9%；super fire area and the level of fire area up to 20731.9 hm2，accounting for 69.4% of the area of forest land.The results show that，Dali Cangshan forest fire rank high，large fire hazard，is a national risk fire area.

forest fire；forest burning circul；forest fire danger grade；Cangshan Mountain of Dali City

2014-03-17；

2014-04-16

國家水體污染控制與治理重大專項(2013ZX07105005-02-3)

楊國斌(1970—)，男，云南祥云人，云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院大理分院教授級高級工程師，碩士，從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設計、森林防火及自然保護區(qū)研究工作。E-mail：dlygb@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.01.032

S762.3+1

A

1002-7351(2015)01-0138-05