1989—2019年吉林省森林火灾时空动态特征

周 勇, 王晓娜, 郝 沙, 王赛男, 章 林

(1. 吉林省林业科学研究院, 吉林 长春 130033; 2.吉林省森林防火预警监测指挥中心, 吉林 长春 130022; 3. 吉林省土壤肥料总站, 吉林 长春 130033)

森林火灾是森林生态系统重要的干扰因子,火灾在塑造自然景观生态方面发挥着重要作用,同时也导致人员伤亡及带来毁灭性的环境风险[1-3]。近年来由于气候变化呈现出明显的空间异质性和不均匀性,直接导致不同地区的林火季节性呈现出明显差异,针对北方地区春、秋两季的火灾季节,部分地区出现火险期延长趋势,而火险期变化将直接影响动植物生存,增加森林火灾风险[4-7]。

吉林省是全国重点林业省份之一,森林资源丰富,森林火灾预警能力突出,有连续38年无重大森林火灾的优异成绩,但也由此造成林下可燃物大量积累,火潜势极大,吉林省森林防火工作任重道远。本研究以1989—2019年的吉林省森林火灾历史数据为研究对象,从地区和火灾原因等空间角度进行林火灾害分析,以不同时间尺度探讨林火发生次数及受害森林面积,掌握林火的发生发展规律及时空动态分布格局,以期对吉林省森林草原防灭火提供科学指引。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

吉林省位于日本、俄罗斯、朝鲜、韩国、蒙古与中国东北部组成的东北亚几何中心地带(地理位置121°38′～131°19′ E、40°50′～46°19′ N),东西长769.62 km,南北宽606.57 km,土地面积18.74万km2。吉林省地处边境近海,边境线总长1 438.7 km,其中,中朝边境线1 206 km,中俄边境线232.7 km。吉林省属温带大陆性季风气候,从东南向西北由湿润气候过渡到半湿润气候再到半干旱气候,气温年较差35～42 ℃,日较差10～14 ℃,全年无霜期100～160 d,年日照时数2 259～3 016 h,年降水量400～600 mm,但季节和区域差异较大,80 %集中在夏季,以东部地区降水量最为丰沛。全省林地面积879.28万hm2,有林地面积833.20万hm2,森林蓄积量10.86亿m3,森林覆盖率45.2 %,有林地平均公顷蓄积量130 m3。东部长白山林区素有“长白林海”之称,森林生态系统完整,生物种类十分丰富,红松(Pinuskoraiensis)、蒙古栎(Quercusmongolica)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、黄檗(Phellodendronamurense)等保护树种广泛分布。

1.2 研究方法

根据吉林省林业和草原局提供的1989—2019年吉林省森林火灾数据(缺乏1991年数据),提取森林火灾发生的时间、地点、受害森林面积、起火原因和火灾等级等统计数据,利用Excel进行数据处理分析,其中火灾等级参照《森林防火条例》第40条规定。

2 结果与分析

2.1 吉林省森林火灾空间特性

2.1.1 不同地区森林火灾分布特征

1989—2019年吉林省林火空间分布见图1。延边朝鲜族自治州、吉林市、通化市和白山市是森林火灾频发的地区,林火发生次数均超过196次,延边朝鲜族自治州达到583次。过火面积延边朝鲜族自治州5 705.5 hm2、白城市5 412.3 hm2和白山市417.4 hm2位居前三位,受害面积延边朝鲜族自治州839.2 hm2、白城市277.1 hm2和通化市101.1 hm2位居前三位,表明除延边朝鲜族自治州和白城市以外,其他地区的过火面积不大,火灾强度也相对较小。松原市过火面积87.7 hm2、受害面积29.9 hm2、着火次数22次,均位居全省末位。

图1 1989—2019年吉林省不同地区林火发生次数及过火面积

2.1.2 不同地区火灾等级特征

1989—2019年吉林省各地区不同火灾等级下林火发生次数及过火面积见图2,各地区较大森林火灾次数均显著低于一般森林火灾次数。延边朝鲜族自治州发生的较大、一般森林火灾次数分别为64次和519次,居全省首位。通化市、吉林市和白山市一般森林火灾次数较多,相对易发生较大森林火灾。长白山管委会发生过49次森林火灾,但只发生1次较大森林火灾。长春市、辽源市、四平市和松原市各火灾等级发生次数和面积均处于较低水平,不易形成高强度的森林火灾。

A—较大森林火灾;B—一般森林火灾。

2.1.3 吉林省森林火灾发生原因

火灾发生的原因主要分为人为因素和自然因素,大部分火灾是人为活动导致,只有雷击火是自然因素引起的。1989—2019年吉林省森林火灾起火原因见图3。其中,雷击火发生次数5次,过火面积504.7 hm2,从分布位置看,2次发生在延边朝鲜族自治州、2次发生在长白山管委会、1次发生在吉林市,表明吉林省具有发生雷击火的基本条件,虽然在众多火灾成因中所占比例最低,但雷击火危险明显存在。众多火灾成因中,除未查明火源,祭祀用火、农事用火、人为弄火、生产性用火和野外吸烟导致的火灾发生次数较多,分别为193、208、183、320和286次,其总次数可达已查明原因次数的88.2 %,造成的危害极大。野外吸烟引发的森林火灾造成1 407.8 hm2的过火面积,平均每次过火面积4.9 hm2,危害较大。生产性用火在引发的森林火灾次数和过火面积中均排首位,表明在日常生产生活中仍需加强森林防火的宣教。境外引发的森林火灾次数仅35次,但造成2 467.9 hm2的过火面积,所占比例高达19.4 %,表明境外引发的森林火灾严重危害吉林省的森林资源安全。

图3 1989—2019年吉林省森林火灾起火原因

2.2 吉林省森林火灾时间特性

2.2.1 不同年份森林火灾特征

根据1989—2019年统计结果,不同年份吉林省森林火灾次数及过火面积见图4,共发生森林火灾1 646次,过火面积高达1.27万hm2,平均每年发生54.9次。其中2001年以前过火面积较高,火灾次数总体处于一个由低向高的发展趋势;2002—2014年,火灾次数处于较高水平,但过火面积相对较小;2015—2019年,火灾次数和过火面积呈下降趋势。纵观1989—2019年,过火面积呈下降趋势,火灾次数呈先上升后下降趋势。

图4 1989—2019年吉林省森林火灾次数及过火面积

2.2.2 不同月份森林火灾特征

根据1989—2019年统计结果,不同月份吉林省森林火灾次数及过火面积见图5,森林火灾主要发生月份与吉林省森林防火期相符合,其中春季防火期发生森林火灾的次数和过火面积均显著高于秋季防火期。春季防火期中3月火灾次数少但过火面积大,表明易形成较大森林火灾,4月火灾次数和过火面积均处于最高水平,9月森林火灾发生次数较少但平均每次过火面积7.8 hm2仅低于3月的32.0 hm2,10月火灾次数和过火面积均高于11月,但平均每次过火面积分别为3.5 hm2、3.1 hm2,差异并不明显。

图5 不同月份吉林省森林火灾次数及过火面积

2.2.3 不同日期森林火灾特征

根据1989—2019年统计结果,不同日期吉林省森林火灾次数及过火面积见图6。从火灾次数分析,从月初到月末呈现“高-低-高”规律;从过火面积分析,每月12日和21日过火面积相对较大。造成这种情况的主要原因,一方面是由于五一国际劳动节、国庆节、清明节等重要节假日一般在月初,虽然对野外火源有着严格的管理,但入山人员尤其是以城市居民为主的入山人员增多,提高了森林火灾风险;另一方面是由于在吉林省春、秋季防火期,随着月份的增加,气候、植被变化明显,春季防火期每将进入新的月份,气温回暖、气候干燥并伴随着大风天气,草本未完全长出,秋季防火期中每将进入新的月份,午间气温持续较高且气候干燥,植物逐步落叶、草本枯黄,这也是月初和月末易发生森林火灾的原因,应加强防火巡查。

3 结论与讨论

吉林省森林火灾多发区域为东部地区的白山市、延边朝鲜族自治州和西部地区的白城市,呈现出“东西部地区高,中部地区低”的森林火灾态势,自2015年起,火灾次数和过火面积均明显降低,这得益于吉林省预警监测体系不断完善和扑火装备力量显著提升,但由于东部地区是吉林省森林资源的重要储备区域,西部地区是我国水鸟迁徙的重要通道,森林火灾预防工作还需进一步加强,尤其是东部地区的延边朝鲜族自治州、白山市和通化市,是较大森林火灾的多发地,由于林下可燃物的连年积累,火潜势大,要严防重、特大森林火灾的发生。

春季是森林火灾的高发期[8],温度逐步升高,尤其吉林省自开春起气温陡升,大风天气较多,地表可燃物干燥,活可燃物尚处于萌发阶段,给春季森林防火造成很大压力;在春、秋两季防火期,尤其要重视月初和月末(节假日、开荒种地、农田收割等重要社会活动的发生、开展时段),祭祀、农事活动和野外吸烟等极易引发森林火灾,每月12日和21日过火面积相对较大,要重点关注较大森林火灾的发生。根据历史规律,进一步挖掘防火重点区域和时段,开展森林防火安全教育,提高城乡居民防火安全意识,提高森林防火人员专业素质及装备水平,以期将森林火灾杜绝在萌芽中。