田永麗,王秋華,羅 燕
(1.云南省氣象服務(wù)中心,云南 昆明 650091;2.西南林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室,云南 昆明 650224)
云南獨特的氣候環(huán)境和地理條件,孕育了豐富的森林資源,形成了豐富的森林植被和多樣的植物資源,享有“植物王國”的美稱,是我國重要的林區(qū)。云南省第四次森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,全省森林面積 2 273.56 hm2,森林覆蓋率59.30%,林木綠化率67.82%,活立木總蓄積19.13億m3,森林蓄積18.95億m3[1]。
林業(yè)生產(chǎn)與氣象條件關(guān)系密切,不僅是因為云南多樣的森林類型還得益于低緯高原豐富的氣候類型[2],不同的災(zāi)害性天氣對樹木生長、森林火災(zāi)、病蟲害爆發(fā)等均有影響,如冬春季節(jié)的大風(fēng)對森林火災(zāi)的發(fā)生和撲救有重要的正反向作用[3],冰雪凌凍災(zāi)害持續(xù)時間長、受災(zāi)范圍廣,危害強度大,對林區(qū)保護影響深遠[4],高溫濕熱天氣使得森林病蟲害治理難度增加[5]。
近年來,為加強森林防火工作,云南省氣象部門與林業(yè)部門合作,在每年11月至次年5月結(jié)合天氣特點與林場特點聯(lián)合發(fā)布全省森林火險氣象等級預(yù)報,宏觀上對全省森林防火工作起到了指導(dǎo)作用。但從林業(yè)氣象服務(wù)的覆蓋面、多樣性及專業(yè)服務(wù)深度等方面來看,云南省林業(yè)氣象服務(wù)僅處于初級階段。2017年,云南省氣象服務(wù)中心在全省開展了林業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險調(diào)查,對林業(yè)氣象服務(wù)的需求進行調(diào)查評估,以充分了解云南省林業(yè)氣象災(zāi)害特點,確定林業(yè)氣象服務(wù)重點。
調(diào)查面向云南省各級林業(yè)主管部門、生產(chǎn)部門和科研部門。1)通過咨詢云南省林業(yè)專家,查閱行業(yè)技術(shù)文獻進行信息初步梳理;2)與云南林業(yè)主管部門溝通,確定全省62個重點林業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險點并填寫登記表;3)通過實地調(diào)查和去函調(diào)查,對17個具有典型性的重點林業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險點所在林場或鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村進行災(zāi)害點信息調(diào)查,內(nèi)容包括成片林地位置及覆蓋面積、優(yōu)勢樹種、氣象災(zāi)害類型、災(zāi)害季節(jié)分布、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警設(shè)施布局等;4)向林業(yè)專家發(fā)放調(diào)查表,了解林業(yè)部門森林防火、林業(yè)有害生物防治、造林撫育、林業(yè)資源開發(fā)與利用等關(guān)鍵領(lǐng)域的氣象服務(wù)需求。
兼顧組織和運營方式的普遍性、單位規(guī)模和穩(wěn)定度的代表性,確認(rèn)中國林業(yè)科學(xué)研究院元謀試驗站、??诹謭觥⑿≈械榱謭龅?7個林業(yè)單位為調(diào)查對象,包括了滇西北高海拔山區(qū)、滇南低海拔河谷、滇中丘陵盆地等不同地理地貌類型的林場。林區(qū)既有天然林也有人工林,樹種相對豐富,氣象災(zāi)害對林場的影響具有典型代表性。
調(diào)查共邀請到專家32人,專家類型覆蓋全面,兼顧了林業(yè)生產(chǎn)整個環(huán)節(jié),優(yōu)先考慮直接面向生產(chǎn)一線的專家(表1,表2)。
表1 林業(yè)氣象災(zāi)害調(diào)查與服務(wù)效益評估專家崗位類別
表2 林業(yè)氣象災(zāi)害調(diào)查與服務(wù)效益評估專家所屬工作環(huán)節(jié)
風(fēng)險點調(diào)查主要針對云南林業(yè)災(zāi)害7種風(fēng)險類型:干旱、火災(zāi)、病蟲害、雨凇、雹害、風(fēng)災(zāi)和雪害,出現(xiàn)頻數(shù)如圖1所示。
7種風(fēng)險類型中以火災(zāi)最為多發(fā),占到樣本總數(shù)的29.82%。從地域分布看,全省16個州(市)都是森林火災(zāi)頻發(fā)區(qū),尤其以昆明為中心的滇中干旱區(qū)(包括玉溪、曲靖、楚雄)、以大理為中心的滇西林區(qū)(包括保山、臨滄)、以普洱為中心的滇南林區(qū)(包括文山、紅河)最為突出。調(diào)查結(jié)論與鄭懷兵等人[3]的研究結(jié)論基本一致,云南省森林火災(zāi)的發(fā)生和損失呈下降趨勢,人工林發(fā)生火災(zāi)的頻率高于原始林。針葉林區(qū)的火災(zāi)發(fā)生率要高于闊葉林區(qū)。
病蟲害的發(fā)生次數(shù)僅次于火災(zāi),占到調(diào)查樣本總數(shù)的24.56%。主要危害種類為:松樹病害、杉木病害、松縱坑切梢小蠹、松毛蟲等。主要危害地區(qū)有曲靖市、普洱市、臨滄市、玉溪市、昆明市、紅河州、楚雄州、大理州、文山州等。
其它災(zāi)害占樣本總數(shù)的比例分別為雪害(15.79%)、干旱(15.79%)、風(fēng)災(zāi)(7.02%),雹害(1.75%)和雨凇(1.75%)則出現(xiàn)較少。
圖1 云南林業(yè)災(zāi)害風(fēng)險隱患點風(fēng)險類型分布Fig.1 Risk types distribution of forestry disaster potential spots in Yunnan
本次調(diào)查樣本顯示,云南省林業(yè)災(zāi)害風(fēng)險隱患點的優(yōu)勢樹種有云南松、華山松、地盤松、思茅松、杉木、桉樹、旱冬瓜、車桑子、峨眉栲等,其中松樹類最多,占總數(shù)的52.94%,超過了半數(shù)以上;其次是杉木(11.76%)。由于云南立體氣候特征明顯,樹種多樣,常綠樹種占到了調(diào)查樣本總數(shù)的11.76%,軟闊類占5.88%,其他種類如樺樹類、桉樹類、無患子科等占17.65%(圖2)。
圖2 云南省林業(yè)災(zāi)害風(fēng)險隱患點優(yōu)勢樹種分布Fig.2 Dominant tree species distribution of forestry disaster potential spots in Yunnan
本次調(diào)查風(fēng)險隱患點主要分布在滇中的昆明、楚雄地區(qū),滇東北的昭通地區(qū),滇東南的文山地區(qū),滇西北的迪慶、麗江和怒江地區(qū),滇南的普洱地區(qū),風(fēng)險點既包括滇西北高海拔山區(qū),也涵蓋了滇南低海拔河谷和滇中盆地等不同地理地貌類型。林分既有天然林也有人工林,樹種相對豐富,氣象災(zāi)害對林場的影響具有典型代表性。
災(zāi)害風(fēng)險隱患點海拔差異大,反映了云南高山峽谷相間、地勢階梯狀遞減,地形錯綜復(fù)雜的山地特征,最高海拔風(fēng)險點林區(qū)位于滇西北迪慶州小中甸林場,海拔 3 207 m;最低海拔林區(qū)是滇東北金沙江下游河谷地區(qū)的昭通威信縣文興村集體林地,海拔僅724 m;兩者之間的高度差達到了 2 483 m(圖3)。調(diào)查工作中發(fā)現(xiàn),在怒江州沿著怒江峽谷蜿蜒綿延千里的高黎貢山自然保護區(qū),這種地形差異造成的森林形態(tài)差異更為明顯。
17個典型林業(yè)災(zāi)害隱患點風(fēng)險區(qū)域面積差異較大,大的如昭通市大關(guān)縣三江口林場約為200萬 m2,小的如昭通市威信縣文興村林地約為9萬 m2,其中有5個隱患點面積超過了100萬 m2。這種差異跟風(fēng)險點受災(zāi)類型有關(guān),有2方面原因:1)如長期少雨導(dǎo)致的大面積林業(yè)干旱、大面積爆發(fā)的生物病蟲害、過程性的大規(guī)模雨雪冰凍等導(dǎo)致風(fēng)險點面積加大;2)跟專家對風(fēng)險點的主觀判斷有關(guān),一般與該風(fēng)險點近年來典型災(zāi)害受災(zāi)面積大小關(guān)系密切。
圖3 云南省林業(yè)災(zāi)害風(fēng)險隱患點海拔高度分布Fig.3 Altitude distribution of forestry disaster potential spots in Yunnan
對云南經(jīng)濟社會綜合影響最大的氣象災(zāi)害是干旱,特別是冬春連旱。此次調(diào)查顯示,云南林業(yè)氣象災(zāi)害的主要類型也是干旱。影響干旱的氣象因子是降水和氣溫。因為云南是季風(fēng)區(qū),雨季降雨充沛,而干季晴朗少雨,即進入干季降水減少,日照時數(shù)正常,溫度升高蒸發(fā)加劇是造成林業(yè)干旱的主要原因。所以干旱災(zāi)害多出現(xiàn)在11月至次年的5月。
圖4 云南省林業(yè)災(zāi)害風(fēng)險隱患點面積分布示意圖Fig.4 Area distribution of forestry disaster potential spots in Yunnan
低溫雨雪冰凍災(zāi)害是影響云南林業(yè)生產(chǎn)的第二大氣象災(zāi)害,受災(zāi)地區(qū)主要分布在滇東北、滇西北和滇東南地區(qū),滇中地區(qū)也時有發(fā)生。雨雪冰凍災(zāi)害不僅直接損壞林木,還會帶來林業(yè)次生災(zāi)害隱患,使林木倒伏,增加地面枯枝落葉,增加森林起火的風(fēng)險等級。與低溫雨雪冰凍災(zāi)害有關(guān)的氣象因子是最低氣溫、降水量和相對濕度。低溫雨雪冰凍災(zāi)害多出現(xiàn)在12月至次年3月,冬季爆發(fā)的強寒潮和春季的強倒春寒天氣往往會造成相關(guān)林區(qū)的災(zāi)害,特別是強降雪天氣和雪后天氣突然轉(zhuǎn)晴帶來的劇烈降溫危害最大。
冰雹和大風(fēng)也是影響云南林業(yè)生產(chǎn)的氣象災(zāi)害類型。冰雹多出現(xiàn)在3—8月,強對流天氣多發(fā)的季節(jié),發(fā)生時段是每天午后的14∶00—夜間24∶00,相關(guān)的氣象因子是氣壓、風(fēng)速和降雨。大風(fēng)是干季滇中、滇西北和滇東地區(qū)常見的天氣現(xiàn)象,但造成林業(yè)災(zāi)害的大風(fēng)多數(shù)還伴有局地強對流天氣帶來的短時陣風(fēng),發(fā)生季節(jié)多在雨季開始前的3—5月,發(fā)生時段是13∶00—17∶00。
收到的32份有效調(diào)查問卷顯示,云南省林業(yè)氣象服務(wù)需求最高的產(chǎn)品為森林火險氣象條件預(yù)報預(yù)警和森林干旱監(jiān)測預(yù)報,其次是林業(yè)病蟲害預(yù)報和森林火點監(jiān)測,這4項產(chǎn)品為所有被調(diào)查林場或行業(yè)專家認(rèn)可。雷電監(jiān)測預(yù)報和森林長勢預(yù)報有近一半調(diào)查對象認(rèn)為有需求。負氧離子監(jiān)測預(yù)報有1/3調(diào)查對象認(rèn)為有需求,其中有林業(yè)資源開發(fā)利用專家認(rèn)為當(dāng)林業(yè)資源與旅游發(fā)展結(jié)合起來以后,未來對負氧離子的監(jiān)測與預(yù)報是十分有必要的。
調(diào)查對象認(rèn)為獲取林業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品最有效的途徑為預(yù)警系統(tǒng),有31.88%的專家選擇,其次是手機短信和網(wǎng)絡(luò)郵件,分別有27.54%和26.09%的調(diào)查對象選擇,最后有少數(shù)調(diào)查對象選擇了電話和傳真。此外,還有5位調(diào)查對象提出可以通過微信群、微信公眾號和QQ群的方式提供,或者是使用手機APP獲取。
1)云南省林業(yè)氣象服務(wù)與電力、交通、旅游等其他行業(yè)氣象服務(wù)相比發(fā)展滯后,目前沒有相關(guān)的行業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品,也沒有相應(yīng)的發(fā)布渠道。對于基層林業(yè)部門和擁有集體林地的自然村組,天氣預(yù)報和天氣預(yù)警的獲取渠道主要為基于手機天氣預(yù)報短信、農(nóng)村氣象綜合信息電子顯示屏和村鎮(zhèn)大喇叭。林業(yè)部門與氣象部門在科研合作、信息交換和資料共享等方面不夠全面深入。
2)云南林業(yè)災(zāi)害主要有7種風(fēng)險類型,其中火災(zāi)、病蟲害和雪害分列前3位。對云南影響最大的氣象災(zāi)害是干旱,特別是冬春連旱;第二是低溫雨雪冰凍災(zāi)害,此外冰雹和大風(fēng)也是影響云南林業(yè)的氣象災(zāi)害類型。對于林業(yè)災(zāi)害類型而言,省級林業(yè)部門及科研院所專家與林業(yè)生產(chǎn)一線技術(shù)人員的調(diào)查結(jié)論基本一致,即森林火災(zāi)和病蟲害從發(fā)生頻率和損失上是影響云南林業(yè)產(chǎn)業(yè)最主要的森林災(zāi)害。但具體的基層林業(yè)生產(chǎn)單位從生產(chǎn)細節(jié)出發(fā),在主觀上對冰凍、大風(fēng)、冰雹、低溫、雪災(zāi)等發(fā)生頻率較少的災(zāi)害重視程度要略高于省級和科研院所專家。
3)對典型單位的調(diào)查顯示,林業(yè)部門對氣象服務(wù)的需求自上而下呈倒三角型。省級部門和科研院所專家對氣象服務(wù)的認(rèn)可度高,服務(wù)產(chǎn)品需求多,合作意向明顯,產(chǎn)品獲取手段要求高、種類多,且偏向于網(wǎng)絡(luò)移動終端。而基層林業(yè)部門的調(diào)查對象雖然也表示對氣象服務(wù)有需求,但自主需求一般僅為普通的天氣預(yù)報,即包含降水、氣溫和風(fēng)速等要素的短期預(yù)報。不少基層生產(chǎn)環(huán)節(jié)調(diào)查對象對中長期天氣預(yù)報基本無需求,對希望獲取服務(wù)產(chǎn)品的手段也較單一,以手機短信和電話為主。在氣象服務(wù)效益評估方面,林業(yè)有害生物防治環(huán)節(jié)專家對氣象服務(wù)對林業(yè)生產(chǎn)的貢獻評價最高,其次是森林防火環(huán)節(jié),再次是林業(yè)資源開發(fā)與利用環(huán)節(jié),最后是造林撫育環(huán)節(jié)。
4)云南省林業(yè)氣象服務(wù)需求最高的產(chǎn)品為森林火險預(yù)報預(yù)警和森林干旱監(jiān)測預(yù)報,其次是林業(yè)病蟲害預(yù)報和森林火點監(jiān)測,接下來是雷電監(jiān)測預(yù)報和森林長勢預(yù)報,最后是負氧離子監(jiān)測預(yù)報。調(diào)查對象認(rèn)為獲取林業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品最有效的途徑為預(yù)警系統(tǒng),其次是手機短信和網(wǎng)絡(luò)郵件,最后是電話或傳真。
5)不同林區(qū)對自然災(zāi)害的抗風(fēng)險能力不同,因此防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)應(yīng)突出重點,區(qū)別對待。天然林經(jīng)過長期的自然選擇,林分結(jié)構(gòu)比較合理,對抗災(zāi)害和災(zāi)后自我修復(fù)的能力更強;人工純林及樹種相對單一或集中的林地,對抗災(zāi)害的能力較弱,容易受到特定自然災(zāi)害或病蟲害的傷害,且經(jīng)濟損失更大,因此林業(yè)自然災(zāi)害的防御應(yīng)重點傾向該類林地。針葉林區(qū)的火災(zāi)發(fā)生率要高于闊葉林區(qū),因此,滇西、滇中、滇東南的森林火災(zāi)風(fēng)險等級高于滇西南、滇東北。