湖南省森林火災(zāi)時空分布特征研究

劉 玉，熊嘉武，張 龍

(國家林業(yè)與草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院，長沙 410014)

森林常常遭到各種自然災(zāi)害和人為破壞，在危害森林的因子中以火災(zāi)危害最為厲害[1-2]。森林火災(zāi)危害的范圍廣、破壞性強(qiáng)[3]，毀壞森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，減少地表枯落物儲量和碳儲量[4]，直接影響人類的生命安全和生態(tài)安全，造成重大經(jīng)濟(jì)損失[5]。全世界每年發(fā)生的森林火災(zāi)次數(shù)達(dá)20萬次以上，每年燒毀林地面積達(dá)640萬hm2，我國森林火災(zāi)發(fā)生率較高，森林資源和生態(tài)環(huán)境受火災(zāi)毀壞嚴(yán)重，是森林火災(zāi)較為嚴(yán)峻的國家之一，年均森林火災(zāi)約為1萬次左右、年均燒毀森林面積高達(dá)55 074 hm2，年均森林受害率約0.006 3%[5]。

森林火災(zāi)發(fā)生時空分布及火源特征能夠為區(qū)域林火管理部門提供科學(xué)依據(jù)[6]。掌握森林火災(zāi)時空分布特征、明確火源分布的差異性是提出具有針對性林火管理方案的基礎(chǔ)[7]。湖南省是我國實施“東擴(kuò)、西治、北休、南用”林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中“南用”的重點省份之一[8]，同時也是中國中南地區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生最頻繁的省份[9-10]。目前學(xué)者對火災(zāi)時空特征研究的文獻(xiàn)很多[11-23]，對湖南省森林火災(zāi)時空特征研究文獻(xiàn)較少，探究湖南省近年來森林火災(zāi)時空特征，揭示林火發(fā)生規(guī)律，預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生，減少森林火災(zāi)損失，可為湖南省森林火災(zāi)預(yù)防及撲救提供決策支持，也可為國內(nèi)外其他地方的森林火災(zāi)時空特征研究提供經(jīng)驗。

1 研究區(qū)概況

湖南省地處24°38′—30°08′N，108°47′—114°15′E之間，總面積21.18萬km2。地處云貴高原向江南丘陵和南嶺山脈向江漢平原過渡的地帶，地勢呈三面環(huán)山、朝北開口的馬蹄形地貌，由平原、盆地、丘陵地、山地、河湖構(gòu)成；地跨長江、珠江兩大水系，屬亞熱帶季風(fēng)氣候；原生植被大部分為亞熱帶常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林以及山頂苔蘚矮林等，植物區(qū)系成分較為復(fù)雜。有林地面積約1 221.03萬hm2，森林覆蓋率59.96%，活立木蓄積量達(dá)6.18億m3。

2 數(shù)據(jù)來源及統(tǒng)計分析

通過對各縣市林業(yè)局走訪調(diào)查和資料收集，匯總森林火災(zāi)次數(shù)、火災(zāi)等級、火因、火災(zāi)損失(面積、蓄積、株數(shù))、人員傷亡等數(shù)據(jù)，湖南省2000—2018年發(fā)生森林火災(zāi)14 186次，人員傷亡總數(shù)242人(其中受傷79人、死亡163人)。同時按火災(zāi)發(fā)生時間、空間、損失等分別統(tǒng)計，并進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 森林火災(zāi)等級分析

湖南省2000—2018年共發(fā)生森林火災(zāi)14 186次，其中：一般森林火災(zāi)9 335次、較大森林火災(zāi)4 836次和重大森林火災(zāi)15次；分別占火災(zāi)總次數(shù)的65.81%，34.09%和0.10%，詳見表1。2008年火災(zāi)發(fā)生最為頻繁，達(dá)1 773次，比2007與2009年的總數(shù)還多，傷亡人數(shù)達(dá)52人(輕傷14人，重傷11人，死亡27人)，主要與2008年初冰災(zāi)后地表可燃物急增有關(guān)。受害森林面積95 351.651 hm2，其中2000年、2008年和2009年受害面積較大；分別為15 702.76，14 752.254 hm2和9 459.94 hm2。年均火災(zāi)次數(shù)達(dá)746次，年均人員傷亡12.7人，屬于森林火災(zāi)頻發(fā)、高危的省份。

3.2 森林火災(zāi)時間分布規(guī)律

3.2.1 森林火災(zāi)年變化趨勢

如表1所示，2008年后林火發(fā)生次數(shù)逐漸減少，發(fā)生火災(zāi)最多的年份集中在2000年、2004年、2005年、2008年和2009年，分別為2 382次、1 100次、1 089次、1 773次和936次，這5年共計7 280次，占火災(zāi)總數(shù)的51.32%。湖南省2000—2018年年均森林火災(zāi)面積達(dá)5 018.5 hm2，呈現(xiàn)波浪式下降趨勢。2003—2009年火場面積較大(50 140.109 hm2)，占總面積的52.58%；2015—2018年火場面積相對較小(6 805.09 hm2)。

3.2.2 森林火災(zāi)季節(jié)變化特征

湖南省森林火災(zāi)月變化規(guī)律顯著，首先，春季和冬季為林火發(fā)生的高頻時期，1—4月份較為集中，共發(fā)生林火9 542次，火場面積高達(dá)64 049.299 hm2，分別占林火發(fā)生總數(shù)和過火面積的67.26%和67.17%；其次，11月份共發(fā)生火災(zāi)2 664次，火場面積高達(dá)18 457.595 hm2；第三，5—10月，林火發(fā)生1 375次，相對較少，火場面積8 351.198 hm2，尤其是6月份，僅發(fā)生33次，火場面積145.11 hm2。湖南省森林覆蓋面積大，春季和冬季天氣較為干燥，降雨較小，因此該階段森林火災(zāi)頻發(fā)，而6月梅雨季節(jié)來臨，降雨量較大，且為森林生長旺盛時期，不易發(fā)生森林火災(zāi)，直到10月雨量相對減少，農(nóng)事活動頻繁，林火發(fā)生次數(shù)逐漸增加。

表1 2000—2018年湖南省森林火災(zāi)一覽表年份次數(shù)合計一般火災(zāi)較大火災(zāi)重大火災(zāi)受害森林總面積/hm2傷亡人數(shù)合計輕重死20002 3821 763617215 702.76062312001187127591795.7105014200246731714822 243.120142210200377751825814 585.58322211920041 10072637316 564.20032182320051 08975932826 907.710223019200659139819302 837.7135023200780252527705 032.70924222020081 773944828114 752.25452141127200993657536019 459.940202108201064541722803 583.2138008201165442822604 381.9817205201256534322204 190.3475113201361237323633 899.4285401201445426718613 609.89350142015180117630817.771311120163142526201 230.553100120173372518602 718.441500520183212358602 038.3251001合計14 1869 3354 8361595 351.6512423643163

3.2.3 森林火災(zāi)日變化特點

一天中森林火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)呈峰形分布。自早上9:00起，森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)逐漸增加，12：00—13:00時達(dá)到高峰，之后逐漸減少。森林火災(zāi)發(fā)生的時間相對集中發(fā)生在10:00—17:00時，占總數(shù)的91.2%；高峰值出現(xiàn)在10:00—16:00時，占總數(shù)的87.71%。16:00后火災(zāi)次數(shù)明顯下降，主要是因為10:00—16:00時是一天中溫度最高、空氣相對濕度和可燃物含水率相對較低的時段，人類活動頻繁、用火增多，使得該時段成為林火高發(fā)時段。

3.3 森林火災(zāi)空間分布特征

根據(jù)湖南省2000—2018年森林火災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按市州行政區(qū)劃，統(tǒng)計分析得出森林火災(zāi)空間分布規(guī)律，如圖1所示。

圖1 湖南省各市州2000—2018年森林火災(zāi)空間分布圖

由圖1可知，湖南省2000—2018年各市州森林火災(zāi)發(fā)生較為頻繁，但是分布不均，存在地理分異特征，中部、南部及西南部森林火災(zāi)較為集中，北部地區(qū)森林火災(zāi)較少，各市州發(fā)生火災(zāi)次數(shù)依次為郴州市(2 452次)、邵陽市(1 595次)、株洲市(1 532次)、永州市(1 318次)、益陽市(1 280次)、懷化市(1 212次)、張家界市(930次)、衡陽市(785次)、湘西州(756次)、長沙市(732次)、婁底市(719次)、常德市(483次)、岳陽市(218次)、湘潭市(174次)。郴州為林火發(fā)生集中地，年均森林火災(zāi)129次，而常德市、岳陽市、湘潭市森林火災(zāi)數(shù)量相對較少。

2000年森林火災(zāi)主要發(fā)生在郴州市、衡陽市、懷化市、株洲市和邵陽市。2001年火災(zāi)明顯減少，各地區(qū)間火點分布并無明顯差異，其中岳陽市無森林火災(zāi)發(fā)生。2002年各地級市皆有森林火災(zāi)發(fā)生，郴州市、婁底市、株洲市森林火災(zāi)較多。2003—2004年主要發(fā)生在湖南省的東部、南部及中部地帶，郴州市火災(zāi)頻發(fā)，其次是婁底市、益陽市和株洲市。2005年火災(zāi)與2003—2004年的分布特征相似，除益陽市和邵陽市森林火災(zāi)較為多發(fā)。2006年除岳陽市火災(zāi)較少外，其他各地級市分布較為均衡。2007年郴州市、益陽市、張家界市火災(zāi)較為多發(fā)，火點較密集。2008年為火災(zāi)多發(fā)年份，各地級市森林火災(zāi)多發(fā)且較為集中，特別是郴州市、婁底市、永州市、株洲市，長沙市較往年火災(zāi)較多，岳陽、衡陽森林火災(zāi)較少。2009年森林火災(zāi)主要集中在東部及南部地區(qū)，中部及北部地帶森林火災(zāi)發(fā)生較少。2010—2011年火災(zāi)主要在益陽市、永州市、張家界市、婁底市。2012—2013年火災(zāi)在各地級市分布大體一致，益陽市、長沙市、永州市火災(zāi)較為頻發(fā)。2014年森林火災(zāi)與2011—2013年基本持平，火災(zāi)在各區(qū)域分布較為均勻，株洲市、衡陽市、永州市火災(zāi)較多。2015年湖南省森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)最少，各地級市火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)較往年都顯著減少，湖南東北部地區(qū)基本沒有森林火災(zāi)發(fā)生。2016—2018年湖南省森林火災(zāi)發(fā)生平穩(wěn)，各地區(qū)火災(zāi)較少，森林火災(zāi)相對多發(fā)地區(qū)主要為湖南南部地區(qū)。

3.4 火災(zāi)成因分析

2000—2018年19年內(nèi)，湖南省已經(jīng)查明起火原因的森林火災(zāi)共有13 010次，占所有森林火災(zāi)次數(shù)的91.71%；其中人為火源引發(fā)的火災(zāi)12 940次，占已知火源的99.46%，而天然火源引發(fā)的火災(zāi)僅70次，占總數(shù)的0.54%，主要為雷擊火。詳見圖2。

圖2 2000—2018年湖南省森林火災(zāi)起火原因分類

由圖2可知，人為火源引發(fā)火災(zāi)占比超過10%的依次為農(nóng)事用火、祭祀用火、煉山造林、其它和野外吸煙，其中尤以農(nóng)事用火最多，火災(zāi)次數(shù)為3 922次。究其原因，主要是因為湖南省為農(nóng)業(yè)大省，山田交錯，林區(qū)燒荒、造林煉山等人為用火頻繁，極易引發(fā)森林火災(zāi)，而且上墳燒香等民間習(xí)俗根深蒂固，野外用火現(xiàn)象屢禁不止。

4 結(jié)論與建議

1)湖南省2000—2018年森林火災(zāi)時間變化規(guī)律明顯。森林火災(zāi)頻繁，火場面積大，火災(zāi)次數(shù)和火場面積呈波浪式下降趨勢，且二者波動趨勢基本一致，2000年和2008年火災(zāi)次數(shù)和火場面積均達(dá)到峰值；火災(zāi)等級基本為一般火災(zāi)，重大森林火災(zāi)極少出現(xiàn)，沒有特大森林火災(zāi)發(fā)生。森林火災(zāi)主要表現(xiàn)為春季和冬季火災(zāi)頻發(fā)，發(fā)生時間主要集中在每年的1—4月；森林火災(zāi)發(fā)生的日規(guī)律呈峰值分布，每日12:00—13:00點為火災(zāi)發(fā)生的高峰時段。建議根據(jù)火災(zāi)年、月、日周期變化規(guī)律，在火災(zāi)頻發(fā)時段加強(qiáng)巡邏，控制火源，消除火災(zāi)隱患，減少森林火災(zāi)的發(fā)生及損失。

2)湖南省2000—2018年森林火災(zāi)空間分異特征顯著，且火場面積大小與森林火災(zāi)次數(shù)趨勢一致。湖南省中部、南部及西南部火災(zāi)多發(fā)，如郴州市、懷化市、婁底市、永州市、邵陽市均為火災(zāi)頻發(fā)地區(qū)，而北部地區(qū)森林覆蓋率小、水域面積廣，火災(zāi)發(fā)生次數(shù)較少，如岳陽市、常德市。根據(jù)森林火災(zāi)空間分異特征，建議在火災(zāi)高發(fā)區(qū)，加強(qiáng)撲火設(shè)備、設(shè)施和撲火隊伍的建設(shè)與資金投入力度，確保湖南省中部、南部及西南部不發(fā)生大面積火災(zāi)。

3)湖南省森林火災(zāi)絕大部分為人為火源，如農(nóng)事用火、煉山造林等生產(chǎn)性火源，非生產(chǎn)性火源概率相對較少，建議加強(qiáng)生產(chǎn)性火源控制與管理，特別是季節(jié)性火源的管理。