塔河林业局森林火灾时空分布格局的分析

刘 微，朱宇峰，王黑子来，刘会峰

(1.大兴安岭职业学院，黑龙江 加格达奇 165000；2.加格达奇林业局森林消防一大队，黑龙江 加格达奇 165000；3.大兴安岭地区农业林业科学研究院，黑龙江 加格达奇 165000)

林火是显著影响森林生态系统的干扰因子[1]。森林火灾严重影响林业可持续发展，时刻威胁宝贵的森林资源。对于森林火灾的历史和格局研究一直是林火研究的重要领域，林火的时空分布格局和发生发展规律，能为森林火灾预测预防提供科学依据[2]。

本文通过收集塔河林业局1974～2004年30年来各类火灾的基础数据(包括林火类型、发生时间、强度、面积等)，利用RS和GIS平台对收集的资料进行处理并建立数据库，绘制塔河林业局30年森林火灾火烧迹地分布图，结合该地区地理信息系统，分析30年来林火时间、空间的分布规律及原因。

1 研究区域概况

大兴安岭火灾典型分布区塔河林业局位于大兴安岭林区东北部、伊勒呼里山脉北麓，黑龙江南岸[3]。行政管辖隶属黑龙江省塔河县，林业局总面积92.3×104hm2，林场区划为塔林、绣峰、瓦拉干、马林、蒙克山、盘古、盘中、沿江和樟岭九个林场。本区属寒温带大陆性季风气候，年平均气温-4.82℃，最低气温-47.2℃，最高气温32.6℃。年平均降雨量为430mm，多集中在七、八月份。无霜期为85～115d。本局是典型的寒温带针叶林，分布最广的树种主要有樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨等十余种，土壤以棕色针叶林土为主[4]。

2 研究方法

应用ARCVIEW3.3软件绘制塔河林业局30年间森林火灾的时空分布图，其步骤如下。

2.1 资料收集

收集、整理塔河林业局1974～2004年森林火灾调查数据资料。

1)1974～2004年火灾资料，包括着火时间、地点及经纬度，起火原因，灭火时间等。

2)塔河林业局1∶10万火险区划图，1∶2.5万塔河林业局高精度地形图[5]。

3)1974～2004年森林资源清查资料(包括林相图和小班数据资料)。

4)1974年至今的塔河气象资料(主要包括气温、降水和风)。

2.2 建立空间数据库

建立塔河林业局地理信息系统数据库，包括数字化林相图及地形图(包括公路、铁路、河流和林业局局址等图层)；建立属性数据库，包括小班各调查因子数据库，林火数据库(包括发生火灾的位置及经纬度、林业局和林场名称、火灾面积等指标)[6]；把空间数据库和属性数据库进行连接，建立塔河林业局森林资源地理数据库。

2.3 火灾等级的划分

依据《森林防火条例》规定，森林受害面积不足1hm2或在其他林地起火的为森林火警，森林受害面积在1hm2以上不足100hm2的属于一般森林火灾，森林受害面积在100hm2以上不足1000hm2的属于重大森林火灾，森林受害面积在1000hm2以上的属于特大森林火灾。

3 结果与分析

3.1 林火时间变化规律

3.1.1 季节分布

表1为塔河林业局不同时间段，林火及雷击火次数、过火面积等数据分布。图1为相应的直方图。

表1 塔河森林火灾季节变化Tab.1 Tahe Forest Fire Season Change

图1 火灾季节分布图Fig.1 Fire Season Distribution Map

从图1可以看出大兴安岭林区森林火灾发生的季节性非常明显。塔河林业局林火主要发生在5月、6月和7月，其中6月居多。这三个月的林火次数占总林火次数的71.69%。分析原因主要是：该地区5、6月份是一年中最干燥、风最大的季节，随着气温转暖，人员活动范围也随之加大，人为活动导致的森林火灾比例成倍增加。从过火面积上看，5月和7月的林火过火面积较大，森林受害严重,且主要集中在5月(1987年特大森林火灾造成)。由于6月、7月和8月处于雷雨多发季节，雷击火主要发生在此期间。11月份至次年2月属于冬季，整个林区都被冰雪覆盖，火灾的条件不充分，因此这个季节森林火灾发生很少。12月份和1月份没有火灾发生。

3.1.2 林火面积年度变化

从塔河林业局1974～2004年火灾资料得出每年火灾面积。塔河林业局30年来发生森林火灾297起，总过火面积563.3×104hm2，平均每年18.8×104hm2。用对数值显示不同级别的火灾面积(图2)，可直观分析不同火灾级别过火面积的变化趋势[7]。从图中可以发现，过火面积年度数据差异较大，1991年整年度几乎没有火灾，1987过火面积最大，达到541.7×104hm2。过火面积随着年度分布呈现先降后增的趋势，从1991年以后至今的十几年来火烧面积一直居高不下。这主要是由于雷击火增加导致的结果[8]。

图2 塔河林业局30年间火灾总面积的变化趋势Fig.2 Change Trend of Total Fire Area in Tahe Forestry Bureau in 30 Years

通过各年份过火面积对比分析发现，人为因素导致的火灾面积占比在各年份没有呈现明显变化趋势，雷击火依然是主要的起火因素[9]。

图3是塔河林业局30年林地火烧面积的对数示意图。其中1983年、1984年、1985年、1991年、1995年的林地火烧面积较小或接近于零。火灾最为严重的仍然是1987年。1994～2004年林地的火烧面积一直较高。塔河林业局30年间林地过火面积为97.9×104hm2，占总过火面积的57.1%。在林地过火面积中，雷击火面积为69.7×104hm2，占林地过火面积的71.2%，是林火面积的主体。从图3可以看出林地过火面积的峰值出现在1987年，过火面积达到了75.9×104hm2。

图3 塔河林业局30年间林地火烧面积的变化趋势Fig.3 Change Trend of Burned Forest Land in Tahe Forestry Bureau in 30 Years

尽管火灾高发期的燃烧面积最大，但是过火面积的峰值不是出现在火灾次数最多的2002年，而是出现在1987年，这是因为火灾面积不仅取决于火灾次数，还取决于扑火时间、当时的天气条件、人员配备、给养等多种因素[10]。

3.2 林火变化规律

3.2.1 林火发生规律

在对塔河林业局下辖林场发生火灾的分布情况进行分析发现，沿江林场30年来火灾发生次数最少为15次，塔林林场火灾发生次数最多为83次，其它林场也有不同程度的火源次数。对雷击火发生频率进行分析发现，塔河地区近30年来雷击火主要集中于盘中、马林、樟岭和盘古四个林场，即塔河的西北部，塔河东南部几个林场遭遇雷击火次数较少，其中瓦拉干林场仅为一次。

3.2.2 过火面积分析

按火灾级别归类，通过对多年的火灾记录数据比较分析发现，塔河林业局火警、一般森林火灾、重大森林火灾、特大森林火灾出现次数占总火灾次数的比例分别为13.64%、52.45%、20.97%、12.94%，并且森林火灾次数呈现逐年增加的趋势。

通过分析区域内特大森林火灾过火面积发现，87年森林大火导致瓦拉干林场出现近年来最大过火面积，过火面积约为541.6×104hm2，占总过火面积的96.61%。过火面积占比由大到小依次为盘中林场、塔林林场、沿江林场、马林林场、盘古林场、蒙克山林场、樟岭林场和绣峰林场。多数林场过火面积都超过1×104hm2，樟岭林场和绣峰林场的林火过火面积只有几千公顷。

4 小结

1) 随着时间的推移，森林火灾发生频率和面积呈现不同程度的增长趋势，尤其近年来由于人为活动的增加，森林火灾发生更加频繁。

2)雷击火依然是火灾发生的原因，且发生频率上升明显。

3)统计发现，森林火灾发生主要集中在春秋两季，5月至7月间林火发生频率高且过火面积大，主要原因是雷击火和人为起火因素增多导致。

4)按照火灾发生地域划分，火灾发生次数最多和最少的区域为塔林林场和沿江林场；过火面积和火灾发生等级较高的区域为塔林林场和盘中林场，两地重特大森林火灾危害严重。