塔河林業(yè)局森林火災(zāi)時(shí)空分布格局的分析

劉 微，朱宇峰，王黑子來(lái)，劉會(huì)峰

(1.大興安嶺職業(yè)學(xué)院，黑龍江 加格達(dá)奇 165000；2.加格達(dá)奇林業(yè)局森林消防一大隊(duì)，黑龍江 加格達(dá)奇 165000；3.大興安嶺地區(qū)農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院，黑龍江 加格達(dá)奇 165000)

林火是顯著影響森林生態(tài)系統(tǒng)的干擾因子[1]。森林火災(zāi)嚴(yán)重影響林業(yè)可持續(xù)發(fā)展，時(shí)刻威脅寶貴的森林資源。對(duì)于森林火災(zāi)的歷史和格局研究一直是林火研究的重要領(lǐng)域，林火的時(shí)空分布格局和發(fā)生發(fā)展規(guī)律，能為森林火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)防提供科學(xué)依據(jù)[2]。

本文通過(guò)收集塔河林業(yè)局1974～2004年30年來(lái)各類(lèi)火災(zāi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(包括林火類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度、面積等)，利用RS和GIS平臺(tái)對(duì)收集的資料進(jìn)行處理并建立數(shù)據(jù)庫(kù)，繪制塔河林業(yè)局30年森林火災(zāi)火燒跡地分布圖，結(jié)合該地區(qū)地理信息系統(tǒng)，分析30年來(lái)林火時(shí)間、空間的分布規(guī)律及原因。

1 研究區(qū)域概況

大興安嶺火災(zāi)典型分布區(qū)塔河林業(yè)局位于大興安嶺林區(qū)東北部、伊勒呼里山脈北麓，黑龍江南岸[3]。行政管轄隸屬黑龍江省塔河縣，林業(yè)局總面積92.3×104hm2，林場(chǎng)區(qū)劃為塔林、繡峰、瓦拉干、馬林、蒙克山、盤(pán)古、盤(pán)中、沿江和樟嶺九個(gè)林場(chǎng)。本區(qū)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫-4.82℃，最低氣溫-47.2℃，最高氣溫32.6℃。年平均降雨量為430mm，多集中在七、八月份。無(wú)霜期為85～115d。本局是典型的寒溫帶針葉林，分布最廣的樹(shù)種主要有樟子松、興安落葉松、白樺、山楊等十余種，土壤以棕色針葉林土為主[4]。

2 研究方法

應(yīng)用ARCVIEW3.3軟件繪制塔河林業(yè)局30年間森林火災(zāi)的時(shí)空分布圖，其步驟如下。

2.1 資料收集

收集、整理塔河林業(yè)局1974～2004年森林火災(zāi)調(diào)查數(shù)據(jù)資料。

1)1974～2004年火災(zāi)資料，包括著火時(shí)間、地點(diǎn)及經(jīng)緯度，起火原因，滅火時(shí)間等。

2)塔河林業(yè)局1∶10萬(wàn)火險(xiǎn)區(qū)劃圖，1∶2.5萬(wàn)塔河林業(yè)局高精度地形圖[5]。

3)1974～2004年森林資源清查資料(包括林相圖和小班數(shù)據(jù)資料)。

4)1974年至今的塔河氣象資料(主要包括氣溫、降水和風(fēng))。

2.2 建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)

建立塔河林業(yè)局地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括數(shù)字化林相圖及地形圖(包括公路、鐵路、河流和林業(yè)局局址等圖層)；建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，包括小班各調(diào)查因子數(shù)據(jù)庫(kù)，林火數(shù)據(jù)庫(kù)(包括發(fā)生火災(zāi)的位置及經(jīng)緯度、林業(yè)局和林場(chǎng)名稱(chēng)、火災(zāi)面積等指標(biāo))[6]；把空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，建立塔河林業(yè)局森林資源地理數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 火災(zāi)等級(jí)的劃分

依據(jù)《森林防火條例》規(guī)定，森林受害面積不足1hm2或在其他林地起火的為森林火警，森林受害面積在1hm2以上不足100hm2的屬于一般森林火災(zāi)，森林受害面積在100hm2以上不足1000hm2的屬于重大森林火災(zāi)，森林受害面積在1000hm2以上的屬于特大森林火災(zāi)。

3 結(jié)果與分析

3.1 林火時(shí)間變化規(guī)律

3.1.1 季節(jié)分布

表1為塔河林業(yè)局不同時(shí)間段，林火及雷擊火次數(shù)、過(guò)火面積等數(shù)據(jù)分布。圖1為相應(yīng)的直方圖。

表1 塔河森林火災(zāi)季節(jié)變化Tab.1 Tahe Forest Fire Season Change

圖1 火災(zāi)季節(jié)分布圖Fig.1 Fire Season Distribution Map

從圖1可以看出大興安嶺林區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生的季節(jié)性非常明顯。塔河林業(yè)局林火主要發(fā)生在5月、6月和7月，其中6月居多。這三個(gè)月的林火次數(shù)占總林火次數(shù)的71.69%。分析原因主要是：該地區(qū)5、6月份是一年中最干燥、風(fēng)最大的季節(jié)，隨著氣溫轉(zhuǎn)暖，人員活動(dòng)范圍也隨之加大，人為活動(dòng)導(dǎo)致的森林火災(zāi)比例成倍增加。從過(guò)火面積上看，5月和7月的林火過(guò)火面積較大，森林受害嚴(yán)重,且主要集中在5月(1987年特大森林火災(zāi)造成)。由于6月、7月和8月處于雷雨多發(fā)季節(jié)，雷擊火主要發(fā)生在此期間。11月份至次年2月屬于冬季，整個(gè)林區(qū)都被冰雪覆蓋，火災(zāi)的條件不充分，因此這個(gè)季節(jié)森林火災(zāi)發(fā)生很少。12月份和1月份沒(méi)有火災(zāi)發(fā)生。

3.1.2 林火面積年度變化

從塔河林業(yè)局1974～2004年火災(zāi)資料得出每年火災(zāi)面積。塔河林業(yè)局30年來(lái)發(fā)生森林火災(zāi)297起，總過(guò)火面積563.3×104hm2，平均每年18.8×104hm2。用對(duì)數(shù)值顯示不同級(jí)別的火災(zāi)面積(圖2)，可直觀(guān)分析不同火災(zāi)級(jí)別過(guò)火面積的變化趨勢(shì)[7]。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，過(guò)火面積年度數(shù)據(jù)差異較大，1991年整年度幾乎沒(méi)有火災(zāi)，1987過(guò)火面積最大，達(dá)到541.7×104hm2。過(guò)火面積隨著年度分布呈現(xiàn)先降后增的趨勢(shì)，從1991年以后至今的十幾年來(lái)火燒面積一直居高不下。這主要是由于雷擊火增加導(dǎo)致的結(jié)果[8]。

圖2 塔河林業(yè)局30年間火災(zāi)總面積的變化趨勢(shì)Fig.2 Change Trend of Total Fire Area in Tahe Forestry Bureau in 30 Years

通過(guò)各年份過(guò)火面積對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，人為因素導(dǎo)致的火災(zāi)面積占比在各年份沒(méi)有呈現(xiàn)明顯變化趨勢(shì)，雷擊火依然是主要的起火因素[9]。

圖3是塔河林業(yè)局30年林地火燒面積的對(duì)數(shù)示意圖。其中1983年、1984年、1985年、1991年、1995年的林地火燒面積較小或接近于零?；馂?zāi)最為嚴(yán)重的仍然是1987年。1994～2004年林地的火燒面積一直較高。塔河林業(yè)局30年間林地過(guò)火面積為97.9×104hm2，占總過(guò)火面積的57.1%。在林地過(guò)火面積中，雷擊火面積為69.7×104hm2，占林地過(guò)火面積的71.2%，是林火面積的主體。從圖3可以看出林地過(guò)火面積的峰值出現(xiàn)在1987年，過(guò)火面積達(dá)到了75.9×104hm2。

圖3 塔河林業(yè)局30年間林地火燒面積的變化趨勢(shì)Fig.3 Change Trend of Burned Forest Land in Tahe Forestry Bureau in 30 Years

盡管火災(zāi)高發(fā)期的燃燒面積最大，但是過(guò)火面積的峰值不是出現(xiàn)在火災(zāi)次數(shù)最多的2002年，而是出現(xiàn)在1987年，這是因?yàn)榛馂?zāi)面積不僅取決于火災(zāi)次數(shù)，還取決于撲火時(shí)間、當(dāng)時(shí)的天氣條件、人員配備、給養(yǎng)等多種因素[10]。

3.2 林火變化規(guī)律

3.2.1 林火發(fā)生規(guī)律

在對(duì)塔河林業(yè)局下轄林場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)的分布情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，沿江林場(chǎng)30年來(lái)火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最少為15次，塔林林場(chǎng)火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多為83次，其它林場(chǎng)也有不同程度的火源次數(shù)。對(duì)雷擊火發(fā)生頻率進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，塔河地區(qū)近30年來(lái)雷擊火主要集中于盤(pán)中、馬林、樟嶺和盤(pán)古四個(gè)林場(chǎng)，即塔河的西北部，塔河?xùn)|南部幾個(gè)林場(chǎng)遭遇雷擊火次數(shù)較少，其中瓦拉干林場(chǎng)僅為一次。

3.2.2 過(guò)火面積分析

按火災(zāi)級(jí)別歸類(lèi)，通過(guò)對(duì)多年的火災(zāi)記錄數(shù)據(jù)比較分析發(fā)現(xiàn)，塔河林業(yè)局火警、一般森林火災(zāi)、重大森林火災(zāi)、特大森林火災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)占總火災(zāi)次數(shù)的比例分別為13.64%、52.45%、20.97%、12.94%，并且森林火災(zāi)次數(shù)呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。

通過(guò)分析區(qū)域內(nèi)特大森林火災(zāi)過(guò)火面積發(fā)現(xiàn)，87年森林大火導(dǎo)致瓦拉干林場(chǎng)出現(xiàn)近年來(lái)最大過(guò)火面積，過(guò)火面積約為541.6×104hm2，占總過(guò)火面積的96.61%。過(guò)火面積占比由大到小依次為盤(pán)中林場(chǎng)、塔林林場(chǎng)、沿江林場(chǎng)、馬林林場(chǎng)、盤(pán)古林場(chǎng)、蒙克山林場(chǎng)、樟嶺林場(chǎng)和繡峰林場(chǎng)。多數(shù)林場(chǎng)過(guò)火面積都超過(guò)1×104hm2，樟嶺林場(chǎng)和繡峰林場(chǎng)的林火過(guò)火面積只有幾千公頃。

4 小結(jié)

1) 隨著時(shí)間的推移，森林火災(zāi)發(fā)生頻率和面積呈現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其近年來(lái)由于人為活動(dòng)的增加，森林火災(zāi)發(fā)生更加頻繁。

2)雷擊火依然是火災(zāi)發(fā)生的原因，且發(fā)生頻率上升明顯。

3)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，森林火災(zāi)發(fā)生主要集中在春秋兩季，5月至7月間林火發(fā)生頻率高且過(guò)火面積大，主要原因是雷擊火和人為起火因素增多導(dǎo)致。

4)按照火災(zāi)發(fā)生地域劃分，火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最多和最少的區(qū)域?yàn)樗至謭?chǎng)和沿江林場(chǎng)；過(guò)火面積和火災(zāi)發(fā)生等級(jí)較高的區(qū)域?yàn)樗至謭?chǎng)和盤(pán)中林場(chǎng)，兩地重特大森林火災(zāi)危害嚴(yán)重。