湖南森林火災(zāi)的災(zāi)情區(qū)域分異研究

孫玉榮，張 貴，陳愛斌，林友干

湖南森林火災(zāi)的災(zāi)情區(qū)域分異研究

孫玉榮1，張 貴1，陳愛斌1，林友干2

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) 理學(xué)院，湖南 長沙 410004; 2.大田縣森林防火指揮部，福建 大田 366100）

湖南是我國重要的商品林建設(shè)基地，但又是中南區(qū)森林火災(zāi)重災(zāi)區(qū)，對其森林火災(zāi)災(zāi)情區(qū)域分異規(guī)律的認識可為制定和實施森林火災(zāi)防災(zāi)減災(zāi)對策提供科學(xué)依據(jù)。以森林火災(zāi)過火面積作為災(zāi)情分析指標，運用基尼系數(shù)、行業(yè)集中率指數(shù)、赫希曼指數(shù)及N指數(shù)等方法,對湖南2001～2008年度森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異程度、空間聚集變動特征及其影響因素等內(nèi)容進行研究。結(jié)果表明：(1)湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異程度呈現(xiàn)出緩慢上升趨勢；(2)森林資源豐富的永州、郴州和邵陽等地區(qū)森林火災(zāi)災(zāi)情非常嚴重，而森林資源貧乏的湘潭、婁底等地森林火災(zāi)災(zāi)情不嚴重；(3)森林資源相對貧乏的岳陽和張家界等市森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重，而森林資源相對豐富的常德和益陽等市森林火災(zāi)災(zāi)情卻并不嚴重，表現(xiàn)出提高森林防火管理水平可以減少區(qū)域森林火災(zāi)災(zāi)情。

森林火災(zāi);災(zāi)情區(qū)域分異;基尼系數(shù);行業(yè)集中率指數(shù)；赫希曼指數(shù)；N指數(shù)

林業(yè)可持續(xù)發(fā)展作為全球應(yīng)對氣候變化及人類可持續(xù)發(fā)展的主要措施，森林火災(zāi)是其羈絆，森林火災(zāi)防災(zāi)減災(zāi)是21世紀全球減災(zāi)戰(zhàn)略實施的重點內(nèi)容。森林火災(zāi)災(zāi)情描述反映了森林火災(zāi)造成的損失程度，災(zāi)情是制定抗災(zāi)救災(zāi)減災(zāi)對策和社會經(jīng)濟發(fā)展計劃的依據(jù)[1]。受森林資源分布的不均勻[2-3]、環(huán)境因素[4-5]、經(jīng)濟發(fā)展的不平衡及人文社會因素[6-7]等的影響，林火的頻率和強度顯著不同[8]，森林火災(zāi)災(zāi)情分布呈現(xiàn)出區(qū)域分異規(guī)律。

林火歷史和林火格局的研究一直是林火研究的重要領(lǐng)域[9-10]?，F(xiàn)有森林火災(zāi)時空格局研究多是基于森林火災(zāi)發(fā)生的時間、過火面積、火源、空間發(fā)生次數(shù)等進行統(tǒng)計分析的[11-17]，而對于森林火災(zāi)災(zāi)情區(qū)域分異程度及其影響因素的報道尚不多見。因此本研究嘗試運用計量經(jīng)濟學(xué)相關(guān)理論與方法對森林火災(zāi)災(zāi)情空間差異進行量化，考察研究對象的森林火災(zāi)災(zāi)情差異程度，并探索引起災(zāi)情差異的自然、生產(chǎn)生活和社會經(jīng)濟等方面的原因，不僅具有理論意義，而且對湖南森林資源的研究與保護具有重要的現(xiàn)實意義。

有研究表明，隨著全球氣候持續(xù)變暖和干旱天氣增加，極端氣候事情出現(xiàn)的頻率也在增加，在未來20～100年里，中國森林火險發(fā)展趨勢依然不容樂觀[18]。湖南是我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要商品林建設(shè)基地，但又是我國中南區(qū)森林火災(zāi)的重災(zāi)區(qū)[19]，自2000年以來，全省森林火災(zāi)次數(shù)和死亡人數(shù)均排在全國首位[20]。因此本研究以湖南為研究對象，運用基尼系數(shù)、行業(yè)集中率指數(shù)、赫希曼指數(shù)及N指數(shù)等方法探討其2001～2008年間森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異程度、空間聚集狀態(tài)及其影響因素。

1 分析指標與資料來源

1.1 分析指標

在森林防火領(lǐng)域，森林火災(zāi)災(zāi)情通常以受害森林面積、過火面積、相關(guān)撲火費用和死亡人數(shù)等指標來反映。根據(jù)所獲取資料的相關(guān)信息，本研究選擇森林火災(zāi)過火面積作為災(zāi)情分析指標研究湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律。

1.2 資料來源

森林火災(zāi)數(shù)據(jù)（2001～2008年）來源于中國森林防火網(wǎng)森林火災(zāi)檔案數(shù)據(jù)庫，共計17 939條信息，每條信息包括火災(zāi)發(fā)生時間、地點、起火原因、溫度、濕度、過火面積等屬性。在此基礎(chǔ)上分年度統(tǒng)計湖南各市州的森林火災(zāi)過火面積。

2 研究方法與原理

區(qū)域間分布差異的度量指標和計算方法有很多。為避免單一測定方法帶來的片面性，本研究中選用基尼系數(shù)、行業(yè)集中率及赫希曼指數(shù)等指標研究湖南各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律，考察森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分布、差異變動態(tài)勢及空間聚集特征。

2.1 基尼系數(shù)

基尼系數(shù)是20世紀初意大利學(xué)者基愉根據(jù)勞倫茨曲線定義的用于判斷收入分配公平程度的指標，其值在0～1之間。研究表明，基尼系數(shù)是測量公平指數(shù)的最優(yōu)選擇[21]。聯(lián)合國有關(guān)組織規(guī)定[22]，其值低于0.2表示收入絕對平均；0.2～0.3表示比較平均；0.3～0.4表示相對合理；0.4～0.5表示收入差距較大；0.5以上表示收入差距懸殊。通常把0.4作為收入分配差距的“警戒線”。借用該指數(shù)的計算方法及其取值意義，本研究中對湖南森林火災(zāi)災(zāi)情分年度計算基尼系數(shù)值，從宏觀上考察全省森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律。

設(shè)湖南有個n市州，n=14，wi為i第個市州轄域的過火面積占全省過火面積的比重，將湖南n個市州按wi由小到大排序，則反映湖南森林火災(zāi)災(zāi)情區(qū)域分布差異的基尼系數(shù)計算方法，公式如下：

G值低于0.2表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情沒有差異；0.2～0.3表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差異不大；0.3～0.4表示各市州轄域存在森林火災(zāi)災(zāi)情存在差異；0.4～0.5表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差異較大；0.5以上表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差異懸殊，災(zāi)情集中在某個或某些區(qū)域。研究中把0.4作為全省森林火災(zāi)災(zāi)情差異的“警戒線”，超過該值表明省內(nèi)某個或某些市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情相當(dāng)嚴重?？梢姂?yīng)用該指數(shù)可以考察森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分布情況，但卻無法確定森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域。

2.2 行業(yè)集中率指標(CRn）

如果計算出的森林火災(zāi)災(zāi)情基尼系數(shù)較大，說明各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情分布差異較大，則需進一步確定其森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異程度，為森林防火重點管理區(qū)域劃分工作提供依據(jù)。因此本研究嘗試利用行業(yè)集中率指標CRn研究森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域集中程度。

CRn指標常被用于測量產(chǎn)業(yè)市場集中情形的分析中[23]，通過計算某行業(yè)相關(guān)市場的前n家最大企業(yè)所占市場份額的總和考察產(chǎn)業(yè)市場集中程度，n常取4或8。當(dāng)其值超過40%，則為壟斷性行業(yè)，否則為競爭性行業(yè)。將該指標用于森林火災(zāi)災(zāi)情區(qū)域分異研究中，測試森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的前n個市州轄域過火面積占全省森林火災(zāi)過火面積的比例之和，以反映森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域集中程度。按市場集中度理論，該指數(shù)值超過40%，表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分布極不均衡，少數(shù)區(qū)域災(zāi)情相當(dāng)嚴重；否則表示森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分布均勻。

設(shè)Si是第i個市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情占全省森林火災(zāi)災(zāi)情的百分比，將湖南14個地州市所轄區(qū)域的Si值按從大到小排列，則該指標的計算方公式如下：

式（2）中： n是指選定的森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域個數(shù)?？梢妌的取值不同，CRn的計算結(jié)果也會產(chǎn)生較大差異。

2.3 赫希曼指數(shù)HHI指數(shù)及N指數(shù)

CRn只能反映災(zāi)情嚴重的前n個市州災(zāi)情變化情況，不能反映省內(nèi)所有市州森林火災(zāi)災(zāi)情的相對變化情況，從而不能準確反映湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分布情況。赫希曼指數(shù)(HHI)是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)中衡量市場結(jié)構(gòu)的一個主要指標，既反映了行業(yè)的集中度，又體現(xiàn)了該行業(yè)中企業(yè)的規(guī)模分布，經(jīng)常運用在反壟斷經(jīng)濟分析之中[24]。與CRn相比，HHI指數(shù)能真實地反映市場中企業(yè)之間規(guī)模的差距大小，HHI值越大表明產(chǎn)業(yè)集聚程度越強，反之則越弱。將該指數(shù)應(yīng)用在森林火災(zāi)災(zāi)情分析中，可以反映各市州的森林火災(zāi)災(zāi)情變化情況，減少CRn結(jié)果的夸張成分，但HHI指數(shù)不能體現(xiàn)集中度比率的大小，因此，研究中將CRn和HHI指數(shù)結(jié)合分析省內(nèi)各市州森林火災(zāi)災(zāi)情的地域變化情況。該指數(shù)的計算方法，公式如下：

式（3）中Si指第i個市州森林火災(zāi)災(zāi)情，S則為全省森林火災(zāi)災(zāi)情。一般而言，HHI值界于0與1之間，但使用中通常是將其值乘上10 000而予以放大，故HHI應(yīng)界于0到10 000 之間。參照國際上使用標準，研究中約定當(dāng)其值不足1 000時，表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差距不大，1 000～1 400表示各市州轄域災(zāi)情有差距，大于1 400時表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差距很大，表現(xiàn)出災(zāi)情區(qū)域聚集特征。

N指數(shù)是HHI的倒數(shù)，是一種“當(dāng)量值”[25]。在衡量產(chǎn)業(yè)集中度時，它等于市場中存在的規(guī)模相等的企業(yè)數(shù)目。本研究應(yīng)用N指數(shù)得到與CRn與HHI指數(shù)刻畫一致的森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域個數(shù)，故研究中將N取整。N指數(shù)的值越大，表示各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情較為一致，越小表示部分市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重?？梢娪蒀Rn和HHI指標可以確定湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分布情況，結(jié)合N指數(shù)即可量化森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域。

3 湖南森林火災(zāi)災(zāi)情區(qū)域分異分析

3.1 湖南森林火災(zāi)災(zāi)情總體分布情況

根據(jù)式（1）測度了湖南省2001～2008年間森林火災(zāi)災(zāi)情的基尼系數(shù)，見圖1。

圖1 2001～2008年度湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的基尼系數(shù)Fig.1 Gini coefficent change of forest fire disaster in Hunan from 2001 to 2008

圖中可以看出，除2001表現(xiàn)出各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差異不大，均勻分布在全省絕大部分市州所轄區(qū)域外，從2002年到2008年間湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的基尼系數(shù)都在0.3以上，平均為0.46，顯示全省各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差異較大。2003、2004和2007年度其值都在0.5以上，其中2003年達到最大，為0.66，表明這幾年森林火災(zāi)災(zāi)情高度集中在全省少部分市州所轄區(qū)域。從走勢上看湖南各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情差異呈現(xiàn)出先急劇增大后逐漸減小的趨勢：從0.38上升到0.66，升幅達73.7%，經(jīng)0.51下降至0.34，降幅達到48.5%，再上幅小升至0.36到達2007年的0.53，幅度為47%，最后下降至0.42，降20.8%。但從趨勢線看，各市州災(zāi)情差異總體呈緩慢上升走勢。

3.2 各市州森林火災(zāi)災(zāi)情集中程度分析

根據(jù)公式（2），計算各年度森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的前4個市州轄域的CR4值，見表1。

表1 2001～2008年度湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的CR4值Table 1 CR4-value of forest fire disaster in Hunan from 2001 to 2008

表中結(jié)果表明，湖南各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情分布極不均衡，呈現(xiàn)出區(qū)域聚集特征。2003、2004和2006三個年度呈現(xiàn)出森林火災(zāi)災(zāi)情高度集中于某幾個市州所轄區(qū)域，其余年度表現(xiàn)為災(zāi)情的區(qū)域集中特征，但相對于上三個年度，湖南森林火災(zāi)災(zāi)情相對較為分散，災(zāi)情嚴重區(qū)域擴大。

根據(jù)公式（3）計算得到的2001～2008年度湖南省各市州森林火災(zāi)災(zāi)情的HHI指數(shù)及N指數(shù)確定的森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域，以及這些區(qū)域森林火災(zāi)災(zāi)情占全省災(zāi)情的百分比，見表2。

表2 2001～2008年度湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的HHI指數(shù)、N指數(shù)及災(zāi)情嚴重的區(qū)域Table 2 HHI, N index and the serious affected area of forest fire disaster in Hunan from 2001～ 2008

從表中可以看出，湖南各市州轄域表現(xiàn)森林火災(zāi)災(zāi)情聚集的年份為2003、2004和2007年，主要集中在4～6個市州所轄區(qū)域。即全省有29%～43%的市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情分別占全省森林火災(zāi)災(zāi)情的4%以上，其災(zāi)情之和達到全省森林火災(zāi)災(zāi)情的79.6%以上，表明這些年份森林火災(zāi)高度集中在少部分市州所轄區(qū)域；2002、2005、2006和2008年，湖南森林火災(zāi)災(zāi)情集中則主要集中在9～10個市州所轄區(qū)域，占湖南市州的64%～71%，其災(zāi)情之和達到全省森林火災(zāi)災(zāi)情的87%以上，呈現(xiàn)出災(zāi)情區(qū)域較為集中，但略有分散；2001年，湖南森林火災(zāi)災(zāi)情集中在全省11個市州，占全省市州的79%，災(zāi)情為全省災(zāi)情的91.5%，僅有3個市州的森林火災(zāi)災(zāi)情較小，表現(xiàn)出森林火災(zāi)災(zāi)情分布較為均勻，這與表1及基尼系數(shù)計算結(jié)果（圖1）是一致的?？梢娪没嵯禂?shù)及市場集中度指標刻畫森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異是比較科學(xué)的。

根據(jù)表2中各年度災(zāi)情嚴重區(qū)域劃分結(jié)果，統(tǒng)計各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的年度出現(xiàn)機率，見表3。

表3 湖南各市州轄域森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的年度出現(xiàn)機率Table 3 Annual probability of serious affected area of forest fire disaster in Hunan

表3表明，8年來，邵陽、郴州和永州等轄域災(zāi)情嚴重的出現(xiàn)機率為100%，是湖南森林火災(zāi)災(zāi)情絕對嚴重的區(qū)域；株洲、衡陽、張家界和懷化等轄域災(zāi)情嚴重出現(xiàn)機率在62%以上，為湖南森林火災(zāi)災(zāi)情高度嚴重的區(qū)域；湘潭和益陽兩市轄域則為森林火災(zāi)災(zāi)情不嚴重的區(qū)域，其所轄區(qū)域森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的出現(xiàn)機率為0；婁底和常德兩市轄域有災(zāi)情嚴重出現(xiàn)的年份，但其機率很低，在25%以下；其余區(qū)域包括長沙、岳陽和湘西土家族自治州等轄域則為湖南森林火災(zāi)災(zāi)情可能會出現(xiàn)嚴重的區(qū)域，機率為50%。

究其原因，本研究認為可以從下述方面進行分析： 8年來各市州所轄區(qū)域平均有林地面積占全省有林地面積的百分比及其排名，見表4。

表4 湖南各市州轄域有林地面積比重及其排名Table 4 Proportion of woodland area and its ranking in cities of Hunan

可見湖南森林資源的區(qū)域分布不均勻，懷化、永州、郴州、邵陽等地森林資源占全省的10%以上，分列第1、2、3和第4名，森林資源極為豐富，相對于災(zāi)情相當(dāng)嚴重的永州、郴州和邵陽等地，懷化森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重出現(xiàn)的機率略少，但其災(zāi)情也相當(dāng)嚴重；株洲、衡陽等區(qū)域森林資源豐富，位列第7和第9名，其森林火災(zāi)情也較為嚴重；婁底、湘潭位列第13和第14名，森林資源貧乏區(qū)域，其災(zāi)情也相對最輕；湘西土家族自治州、長沙位列第5和第8名，森林資源相對豐富，但其災(zāi)情可能會很嚴重。

值得指出的是森林資源相對豐富的常德（第6名）市轄域和益陽（第10名）市轄域森林火災(zāi)災(zāi)情不嚴重，反映了兩市州森林防火管理卓有成效。岳陽、張家界森林資源貧乏，但災(zāi)情嚴重的機率卻較高，借環(huán)洞庭生態(tài)開發(fā)區(qū)及大湘西建設(shè)的契機，需要省市聯(lián)合進一步加強對該類區(qū)域森林防火的投入與建設(shè)并提供相關(guān)指導(dǎo)，提高其森林防火管理水平，進而提高全省森林防火管理成效。

4 結(jié)論

借助于基尼系數(shù)、市場集中度指標對湖南2001～2008年各市州森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異特征進行研究，結(jié)果表明：

（1）湖南各市州所轄區(qū)域森林火災(zāi)災(zāi)情差異表現(xiàn)為緩慢上升趨勢，表現(xiàn)出森林嚴重的區(qū)域聚集特征。

（2）除湘潭、益陽兩市轄域為森林火災(zāi)災(zāi)情不嚴重的區(qū)域，其余區(qū)域均可能出現(xiàn)嚴重災(zāi)情，而邵陽、郴州、永州等市轄域為災(zāi)情絕對嚴重區(qū)域。森林資源豐富的地區(qū)其災(zāi)情可能會相對嚴重，但通過有效的森林防火管理可以減少森林火災(zāi)災(zāi)情的嚴重程度。

（3）刻畫湖南森林火災(zāi)災(zāi)情總體分布概況的基尼系數(shù)與刻畫各市州森林火災(zāi)災(zāi)情集中特征的行業(yè)集中率指標和HHI指標表達湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律，得到一致結(jié)果。更進一步，用N指數(shù)確定湖南森林火災(zāi)災(zāi)情嚴重的區(qū)域個數(shù)。

5 討論

基尼系數(shù)、行業(yè)集中率指數(shù)、赫希曼指數(shù)是用于衡量區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展相對差異常見指標，近年來該指數(shù)的應(yīng)用逐漸深入，但將該指數(shù)應(yīng)用于災(zāi)害研究領(lǐng)域特別是森林火災(zāi)領(lǐng)域尚少有報道。本研究嘗試運用這三種指數(shù)結(jié)合N指數(shù)探索湖南各市州森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律，以期為區(qū)域森林資源管理及防火管理提供理論依據(jù)。但文中對湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律形成的原因著重從森林資源的角度出發(fā)探討，指出了部分市州森林防火管理成效尚待提高，但森林火災(zāi)的發(fā)生還與氣候環(huán)境及人文社會組織結(jié)構(gòu)等有關(guān)，因此需進一步研究這兩大因素對現(xiàn)有的森林火災(zāi)災(zāi)情區(qū)域分異的影響，在此基礎(chǔ)上，將三類原因分析結(jié)果綜合探索湖南森林火災(zāi)災(zāi)情的區(qū)域分異規(guī)律，其結(jié)論將更有說服力。

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Study of regional divergence of forest fire disaster situation in Hunan

SUN Yu-rong1, ZHANG Gui1, CHEN Ai-bin1, LIN You-gan2
(1.School of Sciences, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. Datian County Headquarter of Forest Fire Prevention, Datian 366100, Fujian, China)

Hunan is the main commercial forests base in our country, but it is also the heavy disaster area of forest fire in Central South China Area. Finding out the regional divergence rule of disaster situation of forest fire in the area can provide a scientific basis for establishing and implementing the countermeasures of forest fire disaster prevention and reduction. The divergence degree, spatial development characteristics and influencing factors etc. of forest fire in Hunan from 2001 to 2008 were studied by taking burned area as index, using Gini’s coefficient, CRnindex, HHIindex and N index. The results show that (1) the regional divergence degree of forest fire disaster situation had a slow ascending trend in Hunan; (2) the forest fire disasters were very serious in some areas with abundant forestry resources, such as Yongzhou, Chenzhou and Shaoyang and so on; but the severeness of forest fire in Xiangtan and Loudi with poor forestry resources were not in serious state. (3) The forest fire disasters were heavy in Yueyang and Zhang jiajie with comparatively poor forestry resources, while the forest fire disasters were not serious in Changde and Yiyang with comparatively rich forestry resources. It indicates that it increasing management level of prevention of forest fires can decrease the disaster of forest fire.

forest fire; regional divergence of disaster situation; Gini coefficent; CRnindex; HHIindex; N index

S762.2；TP389.1

A

1673-923X (2012)08-0007-05

2012-05-11

湖南省自然科學(xué)基金重點項目“全球氣候變化對湖南森林火災(zāi)時空格局的影響”（09JJ3033）

孫玉榮(1969—)，女，山東淄博人，副教授，博士，主要從事林火生態(tài)研究；E-mail:sunyurong@126.com

[本文編校：文鳳鳴]