湖南森林火災的災情區域分異研究

孫玉榮，張 貴，陳愛斌，林友干

湖南森林火災的災情區域分異研究

孫玉榮1，張 貴1，陳愛斌1，林友干2

（1.中南林業科技大學 理學院，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基地，但又是中南區森林火災重災區，對其森林火災災情區域分異規律的認識可為制定和實施森林火災防災減災對策提供科學依據。以森林火災過火面積作為災情分析指標，運用基尼系數、行業集中率指數、赫希曼指數及N指數等方法,對湖南2001～2008年度森林火災災情的區域分異程度、空間聚集變動特征及其影響因素等內容進行研究。結果表明：(1)湖南森林火災災情的區域分異程度呈現出緩慢上升趨勢；(2)森林資源豐富的永州、郴州和邵陽等地區森林火災災情非常嚴重，而森林資源貧乏的湘潭、婁底等地森林火災災情不嚴重；(3)森林資源相對貧乏的岳陽和張家界等市森林火災災情嚴重，而森林資源相對豐富的常德和益陽等市森林火災災情卻并不嚴重，表現出提高森林防火管理水平可以減少區域森林火災災情。

森林火災;災情區域分異;基尼系數;行業集中率指數；赫希曼指數；N指數

林業可持續發展作為全球應對氣候變化及人類可持續發展的主要措施，森林火災是其羈絆，森林火災防災減災是21世紀全球減災戰略實施的重點內容。森林火災災情描述反映了森林火災造成的損失程度，災情是制定抗災救災減災對策和社會經濟發展計劃的依據[1]。受森林資源分布的不均勻[2-3]、環境因素[4-5]、經濟發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]，森林火災災情分布呈現出區域分異規律。

林火歷史和林火格局的研究一直是林火研究的重要領域[9-10]。現有森林火災時空格局研究多是基于森林火災發生的時間、過火面積、火源、空間發生次數等進行統計分析的[11-17]，而對于森林火災災情區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濟學相關理論與方法對森林火災災情空間差異進行量化，考察研究對象的森林火災災情差異程度，并探索引起災情差異的自然、生產生活和社會經濟等方面的原因，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實意義。

有研究表明，隨著全球氣候持續變暖和干旱天氣增加，極端氣候事情出現的頻率也在增加，在未來20～100年里，中國森林火險發展趨勢依然不容樂觀[18]。湖南是我國林業產業發展的重要商品林建設基地，但又是我國中南區森林火災的重災區[19]，自2000年以來，全省森林火災次數和死亡人數均排在全國首位[20]。因此本研究以湖南為研究對象，運用基尼系數、行業集中率指數、赫希曼指數及N指數等方法探討其2001～2008年間森林火災災情的區域分異程度、空間聚集狀態及其影響因素。

1 分析指標與資料來源

1.1 分析指標

在森林防火領域，森林火災災情通常以受害森林面積、過火面積、相關撲火費用和死亡人數等指標來反映。根據所獲取資料的相關信息，本研究選擇森林火災過火面積作為災情分析指標研究湖南森林火災災情的區域分異規律。

1.2 資料來源

森林火災數據（2001～2008年）來源于中國森林防火網森林火災檔案數據庫，共計17 939條信息，每條信息包括火災發生時間、地點、起火原因、溫度、濕度、過火面積等屬性。在此基礎上分年度統計湖南各市州的森林火災過火面積。

2 研究方法與原理

區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、行業集中率及赫希曼指數等指標研究湖南各市州轄域森林火災災情的區域分異規律，考察森林火災災情的區域分布、差異變動態勢及空間聚集特征。

2.1 基尼系數

基尼系數是20世紀初意大利學者基愉根據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，基尼系數是測量公平指數的最優選擇[21]。聯合國有關組織規定[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”。借用該指數的計算方法及其取值意義，本研究中對湖南森林火災災情分年度計算基尼系數值，從宏觀上考察全省森林火災災情的區域分異規律。

設湖南有個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災情區域分布差異的基尼系數計算方法，公式如下：

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

2.2 行業集中率指標(CRn）

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

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

設Si是第i個市州轄域森林火災災情占全省森林火災災情的百分比，將湖南14個地州市所轄區域的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災情嚴重的區域個數。可見n的取值不同，CRn的計算結果也會產生較大差異。

2.3 赫希曼指數HHI指數及N指數

CRn只能反映災情嚴重的前n個市州災情變化情況，不能反映省內所有市州森林火災災情的相對變化情況，從而不能準確反映湖南森林火災災情的區域分布情況。赫希曼指數(HHI)是產業經濟學中衡量市場結構的一個主要指標，既反映了行業的集中度，又體現了該行業中企業的規模分布，經常運用在反壟斷經濟分析之中[24]。與CRn相比，HHI指數能真實地反映市場中企業之間規模的差距大小，HHI值越大表明產業集聚程度越強，反之則越弱。將該指數應用在森林火災災情分析中，可以反映各市州的森林火災災情變化情況，減少CRn結果的夸張成分，但HHI指數不能體現集中度比率的大小，因此，研究中將CRn和HHI指數結合分析省內各市州森林火災災情的地域變化情況。該指數的計算方法，公式如下：

式（3）中Si指第i個市州森林火災災情，S則為全省森林火災災情。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應界于0到10 000 之間。參照國際上使用標準，研究中約定當其值不足1 000時，表示各市州轄域森林火災災情差距不大，1 000～1 400表示各市州轄域災情有差距，大于1 400時表示各市州轄域森林火災災情差距很大，表現出災情區域聚集特征。

N指數是HHI的倒數，是一種“當量值”[25]。在衡量產業集中度時，它等于市場中存在的規模相等的企業數目。本研究應用N指數得到與CRn與HHI指數刻畫一致的森林火災災情嚴重的區域個數，故研究中將N取整。N指數的值越大，表示各市州轄域森林火災災情較為一致，越小表示部分市州轄域森林火災災情嚴重。可見由CRn和HHI指標可以確定湖南森林火災災情的區域分布情況，結合N指數即可量化森林火災災情嚴重的區域。

3 湖南森林火災災情區域分異分析

3.1 湖南森林火災災情總體分布情況

根據式（1）測度了湖南省2001～2008年間森林火災災情的基尼系數，見圖1。

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

圖中可以看出，除2001表現出各市州轄域森林火災災情差異不大，均勻分布在全省絕大部分市州所轄區域外，從2002年到2008年間湖南森林火災災情的基尼系數都在0.3以上，平均為0.46，顯示全省各市州轄域森林火災災情差異較大。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災情高度集中在全省少部分市州所轄區域。從走勢上看湖南各市州轄域森林火災災情差異呈現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，各市州災情差異總體呈緩慢上升走勢。

3.2 各市州森林火災災情集中程度分析

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

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

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

根據公式（3）計算得到的2001～2008年度湖南省各市州森林火災災情的HHI指數及N指數確定的森林火災災情嚴重的區域，以及這些區域森林火災災情占全省災情的百分比，見表2。

表2 2001～2008年度湖南森林火災災情的HHI指數、N指數及災情嚴重的區域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森林火災災情聚集的年份為2003、2004和2007年，主要集中在4～6個市州所轄區域。即全省有29%～43%的市州轄域森林火災災情分別占全省森林火災災情的4%以上，其災情之和達到全省森林火災災情的79.6%以上，表明這些年份森林火災高度集中在少部分市州所轄區域；2002、2005、2006和2008年，湖南森林火災災情集中則主要集中在9～10個市州所轄區域，占湖南市州的64%～71%，其災情之和達到全省森林火災災情的87%以上，呈現出災情區域較為集中，但略有分散；2001年，湖南森林火災災情集中在全省11個市州，占全省市州的79%，災情為全省災情的91.5%，僅有3個市州的森林火災災情較小，表現出森林火災災情分布較為均勻，這與表1及基尼系數計算結果（圖1）是一致的。可見用基尼系數及市場集中度指標刻畫森林火災災情的區域分異是比較科學的。

根據表2中各年度災情嚴重區域劃分結果，統計各市州轄域森林火災災情嚴重的年度出現機率，見表3。

表3 湖南各市州轄域森林火災災情嚴重的年度出現機率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情嚴重的出現機率為100%，是湖南森林火災災情絕對嚴重的區域；株洲、衡陽、張家界和懷化等轄域災情嚴重出現機率在62%以上，為湖南森林火災災情高度嚴重的區域；湘潭和益陽兩市轄域則為森林火災災情不嚴重的區域，其所轄區域森林火災災情嚴重的出現機率為0；婁底和常德兩市轄域有災情嚴重出現的年份，但其機率很低，在25%以下；其余區域包括長沙、岳陽和湘西土家族自治州等轄域則為湖南森林火災災情可能會出現嚴重的區域，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，相對于災情相當嚴重的永州、郴州和邵陽等地，懷化森林火災災情嚴重出現的機率略少，但其災情也相當嚴重；株洲、衡陽等區域森林資源豐富，位列第7和第9名，其森林火災情也較為嚴重；婁底、湘潭位列第13和第14名，森林資源貧乏區域，其災情也相對最輕；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）市轄域森林火災災情不嚴重，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，但災情嚴重的機率卻較高，借環洞庭生態開發區及大湘西建設的契機，需要省市聯合進一步加強對該類區域森林防火的投入與建設并提供相關指導，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 結論

借助于基尼系數、市場集中度指標對湖南2001～2008年各市州森林火災災情的區域分異特征進行研究，結果表明：

（1）湖南各市州所轄區域森林火災災情差異表現為緩慢上升趨勢，表現出森林嚴重的區域聚集特征。

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

（3）刻畫湖南森林火災災情總體分布概況的基尼系數與刻畫各市州森林火災災情集中特征的行業集中率指標和HHI指標表達湖南森林火災災情的區域分異規律，得到一致結果。更進一步，用N指數確定湖南森林火災災情嚴重的區域個數。

5 討論

基尼系數、行業集中率指數、赫希曼指數是用于衡量區域經濟發展相對差異常見指標，近年來該指數的應用逐漸深入，但將該指數應用于災害研究領域特別是森林火災領域尚少有報道。本研究嘗試運用這三種指數結合N指數探索湖南各市州森林火災災情的區域分異規律，以期為區域森林資源管理及防火管理提供理論依據。但文中對湖南森林火災災情的區域分異規律形成的原因著重從森林資源的角度出發探討，指出了部分市州森林防火管理成效尚待提高，但森林火災的發生還與氣候環境及人文社會組織結構等有關，因此需進一步研究這兩大因素對現有的森林火災災情區域分異的影響，在此基礎上，將三類原因分析結果綜合探索湖南森林火災災情的區域分異規律，其結論將更有說服力。

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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

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

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

[本文編校：文鳳鳴]