毛潤(rùn)科，胡勐鴻，郭贊，張宏生，賈軍，周少波

（1.甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心李子林場(chǎng)，甘肅 天水 741005；2.甘肅省小隴山林業(yè)保護(hù)中心林業(yè)科學(xué)研究所/甘肅省次生林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 天水 741022）

森林火災(zāi)突發(fā)性強(qiáng)，蔓延速度快，破壞性大，處置救治困難，危害嚴(yán)重[1]。在氣象條件、地形地貌、植被狀況和人類活動(dòng)等因素的影響下，森林火災(zāi)呈現(xiàn)時(shí)空聚集特點(diǎn)。我國(guó)森林火險(xiǎn)區(qū)劃工作從20世紀(jì)50年代開(kāi)始[2]，1992年形成國(guó)家尺度上的森林火險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果[3]。近年來(lái)，一些學(xué)者開(kāi)始著眼于林區(qū)或省、市、縣的森林火險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃研究，構(gòu)建的模型多側(cè)重于時(shí)間小尺度和空間較大尺度上的區(qū)劃，如趙鵬武[4]、巨文珍[2]、賴元長(zhǎng)[5]等選取森林火災(zāi)相關(guān)因子，利用聚類分析法或?qū)游龇治龇▽?shí)現(xiàn)研究區(qū)的森林火險(xiǎn)區(qū)劃；王雙等[6]運(yùn)用空間logistics森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)概率模型對(duì)湖南省森林火險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分；楊璐嘉等[7]借助遙感圖像處理軟件ENVI及GIS，采用因子加權(quán)疊置法對(duì)云南普達(dá)措國(guó)家森林公園森林火險(xiǎn)情況進(jìn)行了定量分析。

小隴山李子林場(chǎng)以針闊混交林、櫟類闊葉林為主，喬木主要以油松Pinus tabuliformis、華山松Pinus armandii、銳齒槲櫟Quercus alienavar.acutiserrata、山核桃Carya cathayensis、甘肅楓楊Pterocarya macroptera、白樺Betula platyphylla等易燃類樹(shù)種占優(yōu)勢(shì)，這些樹(shù)木油脂含量高，燃燒性極強(qiáng)。區(qū)域內(nèi)林下草本生長(zhǎng)旺盛，枯枝落葉積累較多，加之區(qū)域內(nèi)村落散布，林田交錯(cuò)，路網(wǎng)密集，人口密度大，外來(lái)流動(dòng)人員多，墳塋廟宇多且分散，民俗祭祀活動(dòng)頻繁，森林火災(zāi)隱患大。每年10月至翌年5月多干旱，而此時(shí)農(nóng)事野外用火增多，極易引發(fā)森林火警，嚴(yán)重者釀成森林火災(zāi)。李子林場(chǎng)森林防火形勢(shì)嚴(yán)峻，但迄今為止，森林火險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)與區(qū)劃等方面的研究幾近空白。本文在參考國(guó)內(nèi)外森林火險(xiǎn)區(qū)劃研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，以小隴山李子林場(chǎng)為研究對(duì)象，重點(diǎn)關(guān)注人為活動(dòng)影響，基于森林火災(zāi)發(fā)生因素分析，采用聚類分析法和加權(quán)疊加法，權(quán)重賦值，依據(jù)實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)水平及林火發(fā)生可能性進(jìn)行精細(xì)化厘定，構(gòu)建森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指標(biāo)體系，劃分各區(qū)域火險(xiǎn)等級(jí)，并繪制森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，以提高李子林場(chǎng)森林防火工作效率，預(yù)防森林火災(zāi)發(fā)生。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象概況

研究對(duì)象為小隴山李子林場(chǎng)，位于秦嶺山脈西段南坡甘肅天水市南部，地理坐標(biāo)為105°42′～106°00′E、34°07′～34°24′N，南北寬28.6 km，東西長(zhǎng)25.8 km，現(xiàn)管轄林地總面積36 908.58 hm2。該區(qū)屬北秦嶺山地—渭河峽谷區(qū)，地形陡峭，切割劇烈，地貌多呈尖頂山、凸?fàn)钌桨Ⅳ~(yú)脊?fàn)钌搅汉汀癡”形河谷，相對(duì)高差500～700 m，坡度20°～45°。區(qū)內(nèi)年均氣溫8.8 ℃，年均地面溫度13.6 ℃；年均降水860 mm，年均蒸發(fā)1 290.5 mm，年均相對(duì)濕度68%；全年盛行東南風(fēng)和西北風(fēng)，年均風(fēng)速2.9 m/s，最大24 m/s，最小0.8m/s[8]。森林覆蓋率86.2%[9]。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本論文采用的數(shù)據(jù)：1）李子林場(chǎng)二類資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、李子林場(chǎng)林木種質(zhì)資源信息管理系統(tǒng)（http://127.0.0.1/lmzzzy/login.jsp）；2）線路調(diào)查數(shù)據(jù)：沿公路、防火通道、集材道、林間小路等布設(shè)調(diào)查線路，調(diào)查墳地、廟宇、工礦設(shè)施等情況；3）樣地調(diào)查數(shù)據(jù)：在調(diào)查單元內(nèi)選取具代表性的區(qū)域布設(shè)調(diào)查樣地，規(guī)格20 m×20 m，調(diào)查喬木層、灌木層、草本層植被狀況、凋落物厚度、苔蘚、地衣和腐殖質(zhì)等地表可燃物狀況、土壤濕度等因子；4）地理信息軟件測(cè)算數(shù)據(jù)：使用91衛(wèi)圖助手（http://www.91weitu.com），采用圖上作業(yè)測(cè)算距離村鎮(zhèn)距離、公路里程等因子數(shù)據(jù)；5）走訪問(wèn)詢：走訪周邊村民、護(hù)林員和查閱區(qū)劃單元管轄單位（森林經(jīng)營(yíng)管理所或木材檢查站）森林防火登記冊(cè)獲取人為活動(dòng)、過(guò)往車輛、放牧人員等因子信息。

1.2.2 聚類單元?jiǎng)澐?/p>

依據(jù)研究對(duì)象二類資源調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、林木種質(zhì)資源調(diào)查信息管理系統(tǒng)中記錄的林班劃分界限、植被狀況、地形地貌等數(shù)據(jù)，以林班為基本區(qū)劃單元。

1.2.3 區(qū)劃因子及權(quán)重分配

區(qū)劃因子能夠較為直觀地反映不同聚類單元森林火災(zāi)隱患特征及森林火災(zāi)危險(xiǎn)程度差別，方便綜合分析與評(píng)價(jià)。由于森林火災(zāi)發(fā)生的不確定性，森林火險(xiǎn)等級(jí)分析和區(qū)劃是針對(duì)林火發(fā)生的潛在可能性進(jìn)行評(píng)估和估測(cè)，區(qū)劃的合理性依賴于各項(xiàng)火災(zāi)因子的選取和認(rèn)識(shí)水平[10]。本文研究對(duì)象面積相對(duì)較小，各區(qū)劃單元?dú)夂蛴绊懣臻g差異很小，因此忽略氣候因素的影響。綜合相關(guān)研究成果，結(jié)合研究對(duì)象實(shí)際情況，本區(qū)劃將森林火災(zāi)發(fā)生影響因子分為環(huán)境因子（喬木層類型、灌木層疏密度、草本層疏密度、凋落物厚度、地表可燃物負(fù)荷量、地表可燃物連續(xù)性、地表可燃物緊密度、地表可燃物干燥程度、土壤干濕度）和隱患因子（人為活動(dòng)頻次、過(guò)往車輛頻次、公路里程、村鎮(zhèn)距離、墳地（廟宇）數(shù)量、工礦設(shè)施）。森林火災(zāi)發(fā)生原因復(fù)雜，其因子量綱差異較大，為便于計(jì)量，在因子數(shù)據(jù)表現(xiàn)上作標(biāo)準(zhǔn)化處理，如表1、表2所示，因子狀況火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越大賦值越大，因子狀況火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越小賦值越小。

表1 森林火災(zāi)環(huán)境因子及類別、權(quán)重

表2 森林火災(zāi)隱患因子及類別、權(quán)重

1.2.4 森林火險(xiǎn)值計(jì)算

根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果，參照表1 森林火災(zāi)因子及類別、權(quán)重，對(duì)各區(qū)劃單元火災(zāi)因子水平進(jìn)行賦值，利用公式（1）（2）（3）計(jì)算森林火險(xiǎn)值（FFR）。

續(xù)表2

1.2.5 森林火險(xiǎn)等級(jí)

森林火險(xiǎn)等級(jí)是多種穩(wěn)定或變化因子的綜合作用結(jié)果，各因子單獨(dú)或相互影響作用，從而影響森林火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展或結(jié)果，這些復(fù)雜因子的綜合影響程度可以反映和評(píng)價(jià)森林火災(zāi)發(fā)生的可能性或森林火險(xiǎn)程度的差別。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算得出各區(qū)劃單元的森林火險(xiǎn)值（FFR），依據(jù)表3森林火險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，確定森林火險(xiǎn)等級(jí)。

表3 森林火險(xiǎn)等級(jí)劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 森林火險(xiǎn)總體情況

李子林場(chǎng)共有林班157個(gè)。通過(guò)對(duì)各小班的火險(xiǎn)因子賦值，并計(jì)算統(tǒng)計(jì)森林火險(xiǎn)值（FFR），由表4可見(jiàn)，中級(jí)以上火險(xiǎn)等級(jí)林班95個(gè)，占比為60.51%，中級(jí)以上火險(xiǎn)等級(jí)林地面積19 928.4 hm2，占比54%。由此可見(jiàn)，李子林場(chǎng)火險(xiǎn)等級(jí)普遍較高，是極易發(fā)生森林火災(zāi)的地區(qū)，所以有針對(duì)性地開(kāi)展森林火災(zāi)預(yù)防仍然是森林資源保護(hù)的重點(diǎn)。

表4 森林火險(xiǎn)劃分結(jié)果

2.2 森林火險(xiǎn)的地域性分異情況

根據(jù)各林班森林火險(xiǎn)值確定其火險(xiǎn)等級(jí)，繪制火險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃圖，如圖1所示。極高火險(xiǎn)區(qū)主要集中在村鎮(zhèn)、干道周邊，這一區(qū)域植被多以易燃的人工針葉林為主，林下低矮灌叢和草本植物茂盛，加之人口密度大、人員活動(dòng)頻繁，過(guò)往車輛多，生產(chǎn)性和非生產(chǎn)性火源情況復(fù)雜，火源管控難度很大。高火險(xiǎn)區(qū)植被主要以針葉林或針闊混交林為主，林緣多有農(nóng)田、墳地、廟宇等，人為活動(dòng)主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、放牧、祭掃、樵采為主，野外用火較頻繁，如管控不當(dāng)易引發(fā)森林火災(zāi)。中火險(xiǎn)區(qū)植被以針闊混交林為主，戶外探險(xiǎn)、礦產(chǎn)開(kāi)采活動(dòng)一般集中在這一區(qū)域，森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較低。低火險(xiǎn)區(qū)植被以針闊混交林為主，人員活動(dòng)少，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歷年森林火警多發(fā)生在極高火險(xiǎn)區(qū)，說(shuō)明本區(qū)劃基本符合事實(shí)。

圖1 森林火險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃

3 結(jié)論

李子林場(chǎng)火險(xiǎn)等級(jí)普遍較高，是及其容易發(fā)生森林火災(zāi)的地區(qū)。在157個(gè)林班中，中級(jí)以上火險(xiǎn)等級(jí)林班95個(gè)，林地面積19 928.4 hm2；極高火險(xiǎn)等級(jí)林班31個(gè)，林地面積6 125.57 hm2主要集中在村鎮(zhèn)、干道周邊。