陶玉柱，楊會俠，劉春瀟，王 衛(wèi)，白榮芬 (.遼寧省森林經(jīng)營研究所，遼寧丹東8003;2.遼東半島森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站，遼寧丹東8003)

火災(zāi)的發(fā)生與傳播是火源、天氣、植被和地形相互作用的結(jié)果，所以這四方面的因素都會影響森林火災(zāi)的發(fā)生，但是在特定地區(qū)特定時間發(fā)生的森林火災(zāi)其主導(dǎo)因素是不一樣的。不同地區(qū)其主導(dǎo)因素可能不同，同一地區(qū)不同季節(jié)其主導(dǎo)因素也不相同。掌握森林火災(zāi)發(fā)生的主導(dǎo)因素有利于在森林火災(zāi)的預(yù)防、撲救中做到有的放矢。森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律影響因子的研究主要是分析特定地區(qū)或森林生態(tài)系統(tǒng)的特定森林火災(zāi)發(fā)生時受哪些因素的影響，這些因素又是如何產(chǎn)生影響的。森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律影響因子的研究是對森林火災(zāi)發(fā)生背后的推動力的研究，是森林火災(zāi)預(yù)測預(yù)報(尤其是火險預(yù)報和火行為預(yù)報)的基礎(chǔ)。影響森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律的有火源因子和環(huán)境因子。

1 火源因子

火源是影響森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律的重要因子，可以分為自然火源和人為火源兩大類。自然火源主要是雷擊火，少數(shù)國家還有火山噴發(fā)。我國的自然火源主要是雷擊火。從全球尺度上來看，絕大多數(shù)的生物量燃燒是由人引起的［1-4］。

根據(jù)已有的研究結(jié)果看，我國大部分地區(qū)的森林火災(zāi)主要是由人為火源引起的。以林芝地區(qū)1986～2005年森林火災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)，在已查明火源的火災(zāi)中，幾乎都是人為火源引起的，人為火源的相對比例一直居高不下，占總火源的90%以上［5］。在已查明火因的貴州森林火災(zāi)中，人為引起的相對比例為97%以上［6］。在人口稀少的原始林區(qū)，雷擊火的比例要加大一些。1970～2006年大興安嶺林區(qū)由雷擊引發(fā)的森林火災(zāi)占過火總次數(shù)的44%，由人為引起的森林火災(zāi)占過火總次數(shù)的35%。雷擊火是大興安嶺林區(qū)森林火災(zāi)的主要火源［7］。

人為火占很高的比例，但是人為火引起的平均過火面積要比雷擊火的過火面積小得多［8-9］。在美國北部和俄羅斯雷擊火所造成的燃燒面積達(dá)到總過火面積的80%［10］。

2 環(huán)境因子

2.1 氣象因子 森林火災(zāi)發(fā)生必須具備一定的天氣條件，尤其是重大森林火災(zāi)的發(fā)生，其天氣條件更加特殊。我國1950～2000年森林火災(zāi)次數(shù)較多和火燒面積較大的年份集中在1955、1962、1979和1987年。究其原因，這幾年異常干旱，氣溫明顯偏高，特別是在防火期中更為突出［11］。氣溫升高，可能使火險期提前和延長;氣溫日較差大，可能使森林火災(zāi)險長期維持在一個較高水平，增加了引燃的可能性和撲救的難度;降水的年代際和區(qū)域間差異加大，使干旱年份和干旱地區(qū)發(fā)生森林火災(zāi)的可能性增大;極端氣候事件的頻發(fā)，加大了那些極端高溫干旱地區(qū)火災(zāi)頻發(fā)及發(fā)生重特大森林火災(zāi)的可能性［12］。

對1998～2006年浙江森林火災(zāi)與氣象資料的分析發(fā)現(xiàn)，浙江省森林火災(zāi)的發(fā)生次數(shù)與年均溫度和風(fēng)速的變化(除2000年以外)趨于一致，與年均濕度、年降水量變化趨勢相反。江西新余地區(qū)森林火災(zāi)與日照時數(shù)呈正相關(guān)，與相對濕度、降水呈負(fù)相關(guān)，與溫度距平日較差密切相關(guān)［13］。日照時數(shù)、平均溫度、平均風(fēng)速、平均相對濕度、降雨量等5個氣象因子對貴州威寧森林火災(zāi)發(fā)生影響較大［14］。塔河森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)基本隨溫度的變化而呈現(xiàn)正向變化［15］。浙江省不同季節(jié)森林火災(zāi)次數(shù)與氣象因子相關(guān)關(guān)系為，冬季溫度、相對濕度、風(fēng)速與森林火災(zāi)次數(shù)相關(guān)性較顯著;春季森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)與溫度、降水量、相對濕度、風(fēng)速相關(guān)性均不顯著，其發(fā)生頻率主要受人為因素影響［16］。對1970～2006年大興安嶺林區(qū)森林火災(zāi)的分析表明，年尺度上，過火次數(shù)與降水量呈顯著相關(guān)，過火面積與氣溫呈顯著相關(guān);月尺度上，過火次數(shù)與氣溫呈顯著相關(guān)，過火面積與風(fēng)速、相對濕度呈顯著相關(guān);日尺度上，過火次數(shù)與最高氣溫呈顯著相關(guān)，過火面積與相對濕度呈顯著相關(guān);但復(fù)相關(guān)系數(shù)較小，表明對森林火災(zāi)的預(yù)測不能僅考慮氣象因子，更要考慮火源及可燃物的影響［7］。

大氣環(huán)流的變動直接影響天氣形勢進(jìn)而對森林火災(zāi)產(chǎn)生影響。1972年黃山天都峰森林火災(zāi)發(fā)生前，黃山長期受500 hPa沿海淺槽后部西到西北氣流控制，海平面處在東南伸展的高壓帶中，中低層濕度場為南伸干舌影響，水汽條件差［17］。

一些研究表明大尺度的大氣和海洋環(huán)流模式與野火活動之間存在潛在的聯(lián)系［18］。太陽黑子、厄爾尼諾和拉尼娜對森林火災(zāi)的影響是改變可燃物濕度和火天氣。厄爾尼諾引起的暖冬和干旱會導(dǎo)致春季火災(zāi)嚴(yán)重，太陽黑子引起的氣候變化也會影響到我國森林火災(zāi)的發(fā)生［19］。對湖北省研究發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾出現(xiàn)年、南方濤動指數(shù)年和太陽活動的峰谷年三者均具有近3 a周期，且多同期出現(xiàn)，當(dāng)年或當(dāng)年度，氣候偏干，火活動強(qiáng)或極強(qiáng)，反之，則氣候偏濕，火活動弱［20］。廣西林區(qū)出現(xiàn)森林火災(zāi)重災(zāi)年景的前1 a 2月至當(dāng)年4月時段，北太平洋赤道附近海域(10°S ～10°N，80°～180°W)具有明顯的持續(xù)低溫規(guī)律［21］。黑龍江林區(qū)的森林火災(zāi)重災(zāi)年也有多發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)速度顯著減慢、北太平洋海溫異常時段的傾向［22］。黑龍江林區(qū)的森林火災(zāi)重災(zāi)年與太平洋赤道附近海域海溫持續(xù)正距平期顯著正相關(guān)，兩者基本同步，且以該海域異常變冷為前期背景［23］。建陽市森林火災(zāi)重災(zāi)年前2 a和前3 a的SOI異常度值均接近顯著異常水平，前1 a的異常度值為顯著異常［24］。

2.2 可燃物因子 可燃物是森林火災(zāi)發(fā)生的基礎(chǔ)，不同的森林生態(tài)系統(tǒng)可燃物類型不同，火發(fā)生規(guī)律亦不同。植被對可燃物的結(jié)構(gòu)具有重要影響，可燃物的載量和含水率取決于植被的類型［25-27］。由于植被類型對可燃物類型影響重大，所以一般以植被的類型來代替可燃物的類型進(jìn)行分析。

從樹種組成來看，針葉林、以樺樹為主的闊葉混交林發(fā)生火災(zāi)次數(shù)居多，其他闊葉混交林很少發(fā)生火災(zāi);森林火災(zāi)蔓延和擴(kuò)展速度最快的是以柞樹林為主的闊葉混交林和針葉林，而其他闊葉林和針闊混交林能夠抑制火災(zāi)的蔓延和擴(kuò)展;從對林木危害程度看，針葉林最為嚴(yán)重，柞樹和樺樹過火后恢復(fù)較好［27］。

林齡對林火的發(fā)生也具有影響。研究發(fā)現(xiàn)云南松林不同年齡或不同密度林分，易燃性也不同。5～7年生以下云南松林尚未郁閉，整枝慢，枝葉多，植被茂密，地被物厚，易燃性最大;成過熟林、疏林、郁閉度小、光照充足，土壤植被干燥，易燃性大［28］。

2.3 地形因子 地形因子包括坡向、坡位、坡度。不同坡向的水熱條件不同。通常，陽坡(南坡)的水熱要比陰坡(北坡)高30%。半陽坡(東坡)和半陰坡(西坡)的水熱條件處于陽坡與陰坡之間。地形對火行為有直接的影響，較高的斜坡可以促進(jìn)火線方向上輻射能的轉(zhuǎn)移［29］。坡位分為上坡、中坡、下坡。由于坡底潮濕，所以一般上坡易著火。坡度決定了不同坡位之間差異的大小。緩坡的差異不大，陡坡地差異較大。微地形小氣候?qū)ι只馂?zāi)的影響更加重要。地形也可以通過影響可燃物含水率，空氣溫度以及植物的生物地理種的小氣候來間接地影響森林火災(zāi)［30-31］。

森林火災(zāi)的發(fā)生和受災(zāi)情況還和具體的地形因子有關(guān)。山西境內(nèi)高山峻嶺很多，在山的背風(fēng)坡，因焚風(fēng)效應(yīng)的影響，形成了高溫、干燥的氣象條件，很容易發(fā)生森林火災(zāi)。而且，山區(qū)地形條件復(fù)雜，不利于開展火災(zāi)的撲救，這也是造成單位火災(zāi)損失程度大的因素之一。這些v型峽谷，多處在太白山中山區(qū)，平均坡度在35°以上，森林火災(zāi)蔓延速度快。在一坡面上的森林著火燃燒后，另一坡面便可得到充足的熱輻射而加速了該坡面上可燃物的干燥和預(yù)熱過程，當(dāng)火星借助風(fēng)力越過峽谷時，就會形成新的火場而迅速蔓延和擴(kuò)展，撲救起來十分困難［32］。

地形差異可導(dǎo)致局部的小氣候，而局部小氣候影響了森林火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展。廣西的弧形山脈結(jié)構(gòu)，形成了較明顯的桂林盆地、柳州盆地和南寧盆地。桂東北和桂北的山脈走向可使冷氣團(tuán)長驅(qū)直入影響桂北、桂中、桂西南和桂東南，因此廣西森林火災(zāi)在秋季(9～11月份)以桂北為中心向桂中和桂東南發(fā)展，冬季(12～2月份)以桂中為中心向桂東北、桂東南和桂西北輻射。因冷氣團(tuán)容易在盆地停止，就形成了桂林、柳州、南寧的森林火災(zāi)高發(fā)地區(qū)。由于桂西北的云貴高原與東南丘陵過渡地帶山高谷深，主要受西南熱低壓型大氣環(huán)流的影響，因此形成了右江河谷和紅水河谷森林火災(zāi)高發(fā)帶［33］。

3 展望

目前，已有學(xué)者對我國大部分省份的森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律開展了廣泛研究，尤其是對黑龍江、內(nèi)蒙古、西藏等森林火災(zāi)多發(fā)地區(qū)。研究的空間尺度從林區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)到全國范圍都有，對森林火災(zāi)發(fā)生的時空規(guī)律及其影響因子的多個方面都有涉及，在一定程度上揭示了我國森林火災(zāi)發(fā)生的一般規(guī)律。但是，目前的研究還存在不足，以后應(yīng)該注意兩方面的問題。

(1)增強(qiáng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于森林火災(zāi)的發(fā)生具有偶然性和短暫性等特點(diǎn)，因此對于森林火災(zāi)信息的描述不能用一般生態(tài)過程所用的變化率來描述，而只能用頻率、趨勢、周期等長時間尺度概念來描述［12］。目前我國森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律研究中森林火災(zāi)信息主要來自政府和林業(yè)防火部門的森林火災(zāi)觀測資料，多為統(tǒng)計數(shù)據(jù)。隨著遙感技術(shù)的進(jìn)步，各種遙感平臺與算法在森林火災(zāi)信息獲取中得到了廣泛、有效的應(yīng)用，從高分辨率的遙感圖像中可提取到詳細(xì)的森林火災(zāi)信息，特別是空間地理信息和精確的過火面積數(shù)據(jù)［34］。因此，應(yīng)該多采用遙感等技術(shù)手段獲得更加準(zhǔn)確的火災(zāi)發(fā)生數(shù)據(jù)。

(2)多采用新的分析方法進(jìn)行研究。森林火災(zāi)規(guī)律數(shù)據(jù)分析和處理主要是采用數(shù)學(xué)方法。要注意分析方法須符合森林火災(zāi)發(fā)生自身的數(shù)量特征。采用更符合森林火災(zāi)規(guī)律數(shù)據(jù)特征的新分析技術(shù)可以幫助人們更深刻準(zhǔn)確地認(rèn)識森林火災(zāi)發(fā)生的規(guī)律。因此，尋找和利用一些符合森林火災(zāi)發(fā)生自身數(shù)量特征的分析方法，深入細(xì)致地挖掘森林火災(zāi)發(fā)生的數(shù)據(jù)，將更有可能發(fā)現(xiàn)其隱藏的規(guī)律性。

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