我國森林火災(zāi)危害性評價(jià)分析

周生瑞，何 誠，陳 鋒，舒立福

（1.國家林業(yè)和草原局北方航空護(hù)林總站，黑龍江 哈爾濱 150027；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院 森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京 100091）

森林火災(zāi)是一種復(fù)雜的現(xiàn)象。其發(fā)生被認(rèn)為對人類活動是一種威脅，對生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重負(fù)面影響[1]?；馂?zāi)對森林資源的危害更是顯而易見[2]。我國是一個森林火災(zāi)多發(fā)的國家，每年因森林火災(zāi)造成的各種損失不計(jì)其數(shù)。1950-2010年間，年均發(fā)生火災(zāi)12683次，年均火場面積67.48萬hm2；年均傷亡人數(shù)214人，其中受傷人數(shù)占75%，死亡人數(shù)占25%[3]。我國地域遼闊，不同地區(qū)氣候、地形地勢、植被具有較大的差異性。因此，火災(zāi)分布格局存在較多不確定性。從空間上看，我國華中和西北地區(qū)屬于火災(zāi)高發(fā)區(qū)，西南和華南地區(qū)夏季森林火災(zāi)間隔期約為4～5年；華北地區(qū)夏季森林火災(zāi)無明顯的規(guī)律可循。華東地區(qū)夏季火亦相對較少，以東北地區(qū)發(fā)生重大、特別重大森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多[4，5]。

隨著全球氣候暖干化的發(fā)展，中國氣候出現(xiàn)持續(xù)高溫、干旱的頻率增加，林火動態(tài)和林火風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生明顯變化，林火數(shù)量和過火面積有逐年上升的趨勢。面對嚴(yán)峻的森林火災(zāi)形勢，必須要科學(xué)、客觀、深入分析全國森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，相應(yīng)評判各個省份的森林火災(zāi)危害影響程度。如何利用森林火災(zāi)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)綜合評價(jià)全國各省發(fā)生森林火災(zāi)的危害程度，是森林防火相關(guān)部門關(guān)注的焦點(diǎn)問題。本文采用SPSS的主成分分析方法獲取新的綜合指標(biāo)來代替森林火災(zāi)原有的評估指標(biāo)，以期對森林火災(zāi)危害程度進(jìn)行量化分析[6]。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

森林火災(zāi)數(shù)據(jù)來源于國家林業(yè)局森林防火辦公室，包括森林火災(zāi)次數(shù)、受害森林面積（原始林和人工林）、損失林木株數(shù)、人員傷亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 研究方法

主成分分析是利用降維的思想，把多個指標(biāo)轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)。設(shè)有n個原始變量，分別為X1，X2，……，Xn。Y1，Y2，……，Yn表示主成分后的變量，而R為變量之間的相關(guān)系數(shù)矩陣。根據(jù)主成分分析要求有：

一般我們?nèi)±鄯e方差貢獻(xiàn)率達(dá)85%以上的前k個主成分[7]。

表1 全國森林火災(zāi)各指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣

2 結(jié)果與分析

2.1 2013～2016年我國發(fā)生森林火災(zāi)動態(tài)

我國近4年（2013～2016年）發(fā)生森林火災(zāi)次數(shù)整體上呈下降趨勢。與2013年相比，2014年森林火災(zāi)下降了5.8%，2016年全國發(fā)生森林火災(zāi)下降了48.2%（圖1）。燃燒有林地面積以2014年居首位，為1.63萬hm2，是2016年燃燒森林面積的3倍以上。2014年燒毀原始林和人工林面積也是最嚴(yán)重的一年，原始林過火面積占這4年原始林總過火面積的50.3%，人工林過火面積占這4年人工林總過火面積的34.5%。圖1顯示2013年發(fā)生森林火災(zāi)次數(shù)高于2014年，但燃燒森林面積則低于2014年。究其原因，2014年發(fā)生2次重大火災(zāi)和1次特別重大火災(zāi)，而2013年發(fā)生火災(zāi)屬于森林火警和一般火災(zāi)，無重大、特別重大森林火災(zāi)發(fā)生。

圖1 我國發(fā)生森林火災(zāi)次數(shù)和過火面積

2.2 火災(zāi)影響程度評價(jià)分析

本文使用SPSS對全國2013-2016年的森林火災(zāi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲取了森林火災(zāi)指標(biāo)的平均值。各項(xiàng)指標(biāo)包括森林火災(zāi)次數(shù)、受害森林面積、損失林木蓄積、損失林木株數(shù)、受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失。受害森林面積與損失林木蓄積量相關(guān)性最大，為0.724（表1）。表2為主成分特征值和貢獻(xiàn)率。第一個主成分貢獻(xiàn)率達(dá)到66.213%，第二個主成分貢獻(xiàn)率為17.376%，第三個主成分貢獻(xiàn)率為8.312%，前3個成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到91.9%，即構(gòu)成的信息量包含了大部分總的信息量。這3個主成分對應(yīng)的因子荷載矩陣見表3。根據(jù)表3所示每一個主成分對應(yīng)指標(biāo)值求得主成分因子載荷相關(guān)系數(shù)矩陣，見表4。

表2 主成分特征值和貢獻(xiàn)率

表3 主成分法提取的3個主成分因子載荷矩陣

表4 主成分因子載荷相關(guān)系數(shù)矩陣

由表4，可以得到主成分表達(dá)式

森林火災(zāi)危害程度評價(jià)指標(biāo)Z為

由公式3得到全國各省森林火災(zāi)受影響危害程度的評價(jià)指標(biāo)大小，并采用系統(tǒng)聚類方法對各省份的森林火災(zāi)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分類，結(jié)果見表5。

根據(jù)表5結(jié)果可知，近幾年受森林火災(zāi)影響較嚴(yán)重的省份是云南省，分類號為4；其次是福建、廣西，分類號為3；然后是黑龍江、浙江、湖南??；受火災(zāi)影響危害較輕的省份則有北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、江蘇、安徽、湖北、廣東、海南、重慶、四川、貴州、陜西、甘肅、青海、江西、山東、河南、寧夏、新疆。

表5 全國各省森林火災(zāi)受影響危害程度的綜合評價(jià)

3 討論和結(jié)論

2013-2016年全國森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)和燃燒森林面積呈下降的趨勢。其中，以2014年燃燒原始林和人工林面積達(dá)到最高。2014年發(fā)生2次重大和1次特別重大森林火災(zāi)，所以燃燒森林面積居首位?；馂?zāi)發(fā)生次數(shù)逐年減少是全國范圍內(nèi)加大火災(zāi)防控宣傳，人民群眾的安全用火意識加深的結(jié)果。通過用主成分分析法研究了全國森林火災(zāi)形勢影響程度的綜合評價(jià)，并根據(jù)綜合指標(biāo)數(shù)值對各省份進(jìn)行聚類，定量地分析了反映森林火災(zāi)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的全國森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。云南省是近年來受森林火災(zāi)影響較多、危害較重的地區(qū)。該地區(qū)具有特殊的地形地勢、多樣的氣候和豐富的森林類型，生產(chǎn)、生活用火復(fù)雜。因此，容易發(fā)生森林火災(zāi)?；馂?zāi)燃燒過程中形成復(fù)雜的林火行為，對該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和人們生活造成一定的威脅[8]。

森林火災(zāi)發(fā)生受多種因素的影響，如人民生活方式、消防基礎(chǔ)設(shè)施、地理氣候因素、居民自身的消防安全意識等。因此，加強(qiáng)森林火災(zāi)危害程度高、森林火險(xiǎn)嚴(yán)重地區(qū)的用火安全，及時(shí)清理林區(qū)內(nèi)的大量可燃物，教育群眾正確防火，合理配置森林消防人力、物力資源，對火災(zāi)發(fā)生進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)，可有效地減少火災(zāi)發(fā)生[9]。通過分析不同省份遭受森林火災(zāi)的危害程度有助于政府對投入的財(cái)政救災(zāi)分配進(jìn)行決策管理，體現(xiàn)不同省份的防救重點(diǎn)。我國受災(zāi)較為嚴(yán)重的云南省，就需要在有效預(yù)防的基礎(chǔ)上，加大救災(zāi)資金和物資的供給，加強(qiáng)重點(diǎn)防災(zāi)組織協(xié)調(diào)、防火裝備和防火人員應(yīng)急培訓(xùn)等方面的工作，實(shí)現(xiàn)分類管理和高效防災(zāi)救災(zāi)的目的。值得注意的是，財(cái)政救災(zāi)支出要同時(shí)兼顧預(yù)防和救災(zāi)兩個方面，特別要注重這兩個方面的平衡[10]。