黑龙江呼玛县森林火灾时空分布特征1)

马楠楠　张彦雷　李建　刘晓东　　　肖晨伟

(北京林业大学，北京，100083)　　　　　　　　　　(武警森林指挥部)



黑龙江呼玛县森林火灾时空分布特征1)

马楠楠张彦雷李建刘晓东肖晨伟

(北京林业大学，北京，100083)(武警森林指挥部)

摘要根据黑龙江省呼玛县1992—2011年的森林火灾统计数据，利用ArcGIS10.2等工具，对呼玛县森林火灾发生的时间和空间分布规律以及火源类型进行了研究。结果显示：时间分布上，该地区森林火灾发生分为1992—1999年、2000—2005年、2006—2011年3个阶段，2002—2005年为火灾高发期，过火面积达303 992 hm2,占总过火面积的97.6%，主要是由于烧防火线引起的；1 a内火灾集中发生在3—6月份和8—10月份，分别占全年火灾发生的67%和33%，以3月份和10月份最为严重；空间分布上，火灾多集中在北疆乡和三卡乡，共发生火灾29起，占总火灾次数的60.42%；在火源方面，67%的火灾是由人为所引起的，通对公路缓冲区分析，发现有39.58%的火灾发生在公路两侧2 000 m的范围内，说明林火的分布与公路联系密切。

关键词森林火灾；呼玛县；时空分布；火源

分类号S715.3

Spatial and Temporal Distribution Characteristics of Forest Fire in Huma County of Heilongjiang Province//

Ma Nannan, Zhang Yanlei, Li Jian, Liu Xiaodong(Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China); Xiao Chenwei

(Chinese Arms Forest Police)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(5)：20-23，56.

Based on data of forest fire statistics in Huma County from 1992 to 2011, a temporal and spatial distribution pattern of the forest fires as well as the fire source type was analyzed by using ArcGIS10.2. The forest fire history could be divided into three periods: 1992 to 1999, 2000 to 2005, and 2006 to 2011. It was the high fire occurrence stage during 2002 to 2005, and the burned area was 303 992 hm2in this period, accounting for 97.6% of the total fire area. The main fire source was caused by burning fire lines. Forest fire mainly occurred in March to June and August to October, accounting for 67% and 33%, respectively, especially in March and October. The spatial distribution patterns of forest fires were obvious. Most forest fires occurred in Beijiang Township and Sanka Township. There were 29 fires in the two regions, accounting for 60.42% of the total fire times. In the source of fire, 67% of fire was caused by human. It was found that 39.58% of forest fires occurred on both sides of the highway within the range of 2 000 m through the buffer analysis.

KeywordsForest fire; Huma county; Spatial and temporal pattern; Fire source

林火具有双重性质，适度的火烧会促进林木的更新[1]。然而，森林火灾的发生不仅会对森林生态系统造成毁灭性的伤害，还会威胁到人民群众的生命财产安全[2-3]。随着全球气候变暖，人为活动的增加，森林火灾的发生有上升的趋势[4]。目前，大面积森林火灾已被联合国粮农组织列为当今世界第八大自然灾害[5]。开展森林火灾发生规律的研究，对于森林火灾预防、扑救均具有重要意义。

美国、加拿大和西欧一些国家十分注重林火时空分布的研究，取得了丰富的成果，研究表明景观格局与林火的蔓延、分布和影响关系密切[6-9]。进入本世纪以来，我国在森林火灾发生规律上的研究获得了丰硕的研究成果[10-12]。胡海清等[13]、田晓瑞等[14]分别对我国黑龙江省、西藏、福建等森林资源比较丰富、火灾频发的地区进行了森林火灾时空分布规律的研究，且研究的尺度比较大[15-18]。而邸雪颖等[19]、隋堃等[20]、李永福等[21]以大兴安岭塔河县为研究地，从小尺度上分析了森林火灾面积以及火险天气指数动态变化。

大兴安岭地区森林资源十分丰富，是我国重要的林业基地之一，具有重要的经济、社会和环境价值。呼玛县位于大兴安岭区东麓，地理位置特殊，所处纬度较高，气候比较复杂。同时，随着旅游资源的开发，人为活动逐渐增多，林火发生的概率也逐渐增大，防火形势比较严峻。本文在对呼玛县的历史火灾资料整理和分析的基础上，研究了当地林火发生的规律及空间分布格局，为呼玛县森林火灾预防及火灾扑救提供科学依据。

1研究地概况

呼玛县位于黑龙江省北部，北纬50°49′20″～52°53′59″，东经125°03′20″～127°01′30″，总面积14 335 km2。地域内多山，地势起伏较大，丘陵地约占全县总面积的5.4%，平均海拔350 m。土壤属大兴安岭东部山地棕壤、黑土、草甸土和草甸沼泽土4个类型。呼玛县属寒温带大陆性季风气候，四季气候变化明显，年平均气温-2 ℃，年降水量300～500 mm，无霜期80～110 d。植被种类丰富，树种以兴安落叶松(Larixgmelinii)为主，樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv)、蒙古栎(Quercusmongolica)、白桦(Betulaplatyphylla)和黑桦(RhamnusmaximoviczianaJ. Vass)次之。该地区有林地25万hm2。

2研究方法

本研究主要收集收集下列森林火灾数据资料：1)黑龙江呼玛县1992—2011年的火灾统计数据，主要包括火灾的发生时间、发生次数、起火原因、火点地理位置、火灾受害面积等。2)呼玛县行政区划图。

本研究参照《森林防火条例》第四十条规定(2009年1月1日起实施)，根据受害森林面积，对呼玛县历年火灾数据等级划分为一般森林火灾(小于1 hm2)、较大森林火灾(≥1～100 hm2)、重大森林火灾(≥100～1 000 hm2)和特别重大森林火灾(大于1 000 hm2)。

利用Excel对研究区内历年的过火次数及过火面积，每月的过火次数及过火面积进行统计分析。

利用地理信息系统软件ArcGIS10.2对呼玛县行政区划图进行数字化处理，统计历次森林火灾发生的地理坐标信息，建立火灾空间分布图层，将该图层与行政区划图进行叠加，绘制出呼玛县森林火灾空间分布行政区划图。

利用ArcGIS10.2在道路两边200～2 000 m的缓冲范围内做出间隔200 m的缓冲区，再将林火发生的地理坐标与其进行叠加，绘制出火点与公路关系分布图。

3结果与分析

3.1呼玛县森林火灾时间分布规律

3.1.1呼玛县林火的年际变化规律

据统计，呼玛县在1992—2011年间，共发生森林火灾48次，年均2.4次。其中：一般森林火灾占总火灾次数的79%，较大森林火灾8起，特大森林火灾2起。森林火灾的过火总面积311 444 hm2,其中，受害森林总面积达40 853 hm2(见表1)。由表1可知，呼玛县森林火灾的发生年际波动比较大，大致可以划分为3个阶段：1992—1999年为火灾低发期，平均发生森林火灾0.8次，过火面积为5 750 hm2。2000—2005年为森林火灾高发期，平均发生森林火灾4.5次，过火面积达303 992 hm2，占总过火面积的97.6%，受害森林面积达40 707 hm2，占总受害森林面积的99.6%，值得注意的是2004、2005年各发生一次特大森林火灾，这两次火灾造成的森林受害面积相当于总的森林受害面积；2006—2011年间森林火灾发生的次数有上升的趋势，年均2.3次，基本接近平均森林火灾次数，但都是一般森林火灾，对当地森林资源没有造成多大危害。这与研究区的森林防火能力不断提高有关，对于出现的火情能做到及时发现和扑救，但同时也应该加强防火安全教育的宣传，降低火灾次数的发生。

表11992—2011年呼玛县森林火灾年际变化动态

年份火灾次数一般森林火灾较大森林火灾重大森林火灾特大森林火灾火灾面积/hm2受害面积过火面积19920000 0 01993010063.04511.0199420000.215.619950000001996100003199700000019980000001999210078.51220.620006000079.5200110000.80.82002510085.0604.420032500275.2131699.02004100118600.762007.92005400121746.0109601.0200610000.92.4200730000.925.3200830000713.4200920000911.0201050002.348.42011000000.7

3.1.2呼玛县林火的月际变化规律

一年内呼玛县森林火灾发生的月份分布有很大差异，火灾集中发生在3—6月份和8—10月份，这两个阶段火灾发生比例分别占67%和33%，1、2、7、11、12月没有火灾发生(见表2)。

表2　1992—2011年呼玛县森林火灾月际变化动态

由表2可知，3月份共发生一般森林火灾5次，森林过火面积达131 699 hm2，4—6月份是森林火灾集中发生的时期，火灾发生次数较高，且相对平均，森林过火面积较大，但森林受害面积不大，以一般森林火灾为主，共发生25次，占总一般森林火灾的65.6%。8月份后，呼玛县又进入一个火灾高发的时期，这阶段虽然火灾次数有所下降，但火情十分严重，特别是10月份，发生了两起特大森林火灾，共造成森林过火面积170 731 hm2，占总过火面积的54.8%，森林受害面积40 346 hm2，基本相当于总的森林受害面积。可见，呼玛县森林火灾的发生主要集中在春、秋两季，特别是刚进入防火期和防火期快结束的时候，这段时间应加强防火意识，提高防火警惕，减少森林火灾的发生。

3.2呼玛县森林火灾空间分布规律

3.2.1林火发生的地理分布特征

通过ESRI公司的地理信息系统软件ArcMap10.2，将呼玛县1992—2011年间火灾发生的火点经纬度坐标与呼玛县行政区划图进行叠加，生成火点空间分布图，并根据火灾等级大小，进行符号分级处理，结果如图1所示。

图1　呼玛县火点分布

从图1可见，1992—2011年间呼玛县发生的森林火灾主要集中在县区南部等低纬度地区，以北疆乡和三卡乡为主。北疆乡发生火灾17起，造成森林受害面积18 779.47 hm2，占总森林受害面积的45.97%。三卡乡发生火灾12起，森林受害面积达21 884.70 hm2，占总森林受害面积的53.57%。呼玛县中部也是火灾发生比较频繁的地区，其中，呼玛镇发生火灾9次，兴隆办事处6次，森林受害面积分别为87.7 hm2和103.9 hm2。随着纬度的增加，火灾发生次数逐渐减少，金山乡发生火灾2次，韩家园镇和鸥浦乡各1次，兴华乡和白银纳鄂伦春族乡则没有火灾发生。

3.2.2呼玛县森林火灾火源构成

1992—2011年，呼玛县共发生森林火灾48起，查明火因的有44起，火灾原因可分为人为火和雷击火(表3)。

表3　森林火灾起因分析

从表3中可以看出，人为火共发生32次，占总火灾数的67%，其中：防火线复燃引起的火灾次数最多,占16.67%，并且对当地森林造成的危害非常严重，2004年和2005年分别发生的两起特大森林火灾均是由于燃烧防火线引起的，这两次森林火灾总过火面积达170 730 hm2，造成的森林受害面积40 346 hm2。另一方面，雷击火共发生12次，占总火灾次数的25%，雷击火源比例高于全国森林火灾中的比例(<1%)，与大兴安岭地区历史雷击火发生的比例略有差异，这与呼玛县当地的气候条件和雷击火发生的特点有关[22]。

3.2.3林火发生与公路交通的关系

对呼玛县森林火灾发生地点与乡镇级以上公路之间的距离关系进行缓冲区分析。首先以间隔200 m的缓冲半径做出200～2 000 m的缓冲区，再将林火发生的地理坐标与其进行叠加，统计出各个缓冲区内的火灾发生次数(见表4)。

表41992—2011年呼玛县森林火灾在不同宽度的公路缓冲区内的次数

缓冲区半径/m出现次数累计次数比例/%2003315.79400145.26600155.268004921.05100031215.79120031515.7914001165.26160031915.79180019200019

由表4可知，距公路2 000 m范围内的缓冲区内共出现的火点数为19次，占总火灾发生次数的39.58%，比例较高。其中人为火15次，雷击火3次，原因不明火1次。说明森林火灾的发生与距离道路的远近有密切关系，且以人为活动为主。总体来看，呼玛县林火发生地点的分布在距离公路800～1 200 m范围内的比例比较高，距离道路越远，发生的林火呈逐渐减少的趋势。当地林火管理部门应加强在道路两侧的巡查监管力度，规范当地居民的野外用火习惯，提高防火意识。

4结论与讨论

通过对呼玛县1992—2011年的历史火灾数据进行分析，该地区火灾发生的年际波动比较大，呈一定周期性。这与吴志伟等[23]和于成龙等[24]对大兴安岭其他地区林火发生规律的研究结果相一致。就森林火灾发生的季节来看，主要集中在春秋两季，以3月份和10月份最为严重。而造成10月份大面积森林过火的主要原因是燃烧防火线时风向突变，风力加大，火势失控所致。这一研究结果表明，呼玛县的森林防火工作不能单纯按照黑龙江省普遍实施的“春、秋防火，夏、冬安全”的防火模式，夏季防火同样不能掉以轻心[25]。当地相关部门应加强在点烧防火线时的监督、清理工作，确保对火势的有效控制，避免意外的发生。

从林火发生的空间特点来看，火点多分布在呼玛县的中南部地区，以北疆乡和三卡乡最为集中，共发生火灾29起，占总火灾次数的60.42%，位于县区中部的呼玛镇和兴隆办事处共发生火灾15起，占总火灾次数的31.25%。随着纬度的增加，林火的发生逐渐减少，县区北部基本没有火灾发生。

通过对呼玛县森林火源构成分析发现，当地火灾类型以人为火为主。并且，近年来火灾的发生也主要是由于人为活动所引起的，这与当地居民用火习惯，人为活动增加，野外用火增多有一定联系。

通过进行缓冲区分析，发现39.58%的火灾发生在公路两侧2 000 m的范围内，其中52.63%的火灾集中在800～1 200 m的范围内，而离公路较远的地区火灾分布相对较少。这一结果与聂玉藻等[26]和杨光斌等[27]对林火发生与道路的研究结论相类似。这充分说明林火的发生与公路之间有密切的联系，呼玛县林业管理部门应加大对公路两侧林火的监控力度。

本文在统计分析呼玛县历史火灾数据的基础上，对林火的时空分布特征进行了研究，但数据的时间跨度不是很长，对于林火发生规律的预测具有局限性。通过分析发现人为火的分布与公路之间具有密切联系，但由于人为活动十分复杂[28]，这一结论并不全面。应进一步考虑河流、居民点分布等因素与火灾发生之间的关系。(林火的发生除了与人为活动密切相关外，还受到气候、植被类型、地形地势等多种因素的影响[29-31]，应根据具体情况对他们之间的相关性进行探讨。

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收稿日期：2015年12月20日。

第一作者简介：马楠楠，女，1989年8月生，北京林业大学林学院，硕士研究生。E-mail:mn_nan@bjfu.edu.cn。通信作者：刘晓东，北京林业大学林学院，副教授，E-mail:xd_liu@bjfu.edu.cn。

1)国家自然科学基金项目(31270696)。

责任编辑：王广建。