福建將樂縣森林燃燒性及林火時空分布規律研究

何中華，劉曉東，趙 輝，周澗青

（1.北京林業大學林學院，北京100083；2.河北省林業廳森林公安局，河北 石家莊 050000）

森林燃燒性一直是林火研究的重點，它是描述森林火災的最直接特性，無論是樹種易燃性還是林火行為最終都是森林燃燒性的基礎性或者相關性研究[1]。可燃物是森林火災的物質基礎，可燃物的性質在很大程度上取決于構成森林的樹種。樹種種類不同，其燃燒性質也有差異[2]。所謂樹種燃燒性，狹義上指樹種著火蔓延和燃燒的程度[3]。林火時空分布是研究林火特征的重要方面，掌握區域林火時空分布特征既可為該地區的森林火險等級區劃和林火預報服務，又可為研究林火在生態系統和景觀中的作用提供必要的參考[4-5]。研究以將樂縣2000～2011年間的林火歷史數據及有關資料為基礎，分析了將樂縣森林火災發生的年、季、時點分布特征以及空間分布特征，旨在為該縣的林火管理和森林資源有效配置提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究地區概況

將樂縣位于福建省西北部，三明市北部，地處武夷山和戴云山山脈之間，地貌屬山地丘陵區，氣候屬中亞熱帶季風氣候，受海洋性氣候影響，年均溫18.8℃，地理位置為東經117°05′～117°40′，北緯26°04′～26°26′。轄區東西寬約59 km，南北長約71 km，是全國南方45個重點林業縣之一。全縣土地面積2 244 km2，森林資源豐富，其中林業用地1 956 km2，有林地面積1 896 km2，森林總蓄積1 309萬m3，森林覆蓋率84.8%，現有闊葉林面積570 km2，蓄積量263萬m3，分別占林分總面積和總蓄積的36.7%和20.1%[6]。主要植物種類有：馬尾松（Pinusmassoniana Lamb）、木荷（Schima superba）、油茶（Camellia oleiferaAbel）、石櫟（Lithocarpus glaber）、尾葉桉（E.ucalyptus urophylla）、楠木（Phoebe zhennan）、茶樹（Camellia sinensis）、楓香（Liquidambar formosana）、枇杷（Eribotrya japonica）[7]等。

1.2 數據來源

將樂縣行政區劃圖和地形圖；將樂縣2000～2011年林火統計數據，具體包括：林火發生的地點、時間、火因、過火面積、受害森林面積、燒毀林木株數（成年林和幼林）、撲救情況及傷亡人數等。

1.3 研究方法

1.3.1 燃燒性研究方法 根據田曉瑞等[8]的南方林區樹種抗火性研究結果，結合將樂縣森林資源現狀，采用ArcGIS地理信息系統軟件的圖像處理技術，將數據轉化為更直觀的矢量地圖，分析得出森林可燃物類型劃分等級以及不同等級可燃物分布圖。

1.3.2 林火時空分布研究方法 以福建將樂縣2000～2011年森林火災數據為依據，采用數理統計分析方法，在時間尺度上，分別以起火年度、月季、時點為自變量，結合氣象數據分析將樂縣不同時間狀況下林火發生次數和過火面積的時間分布規律。在空間尺度上，以各鄉鎮為研究對象，結合氣象數據分析出其林火的空間分布規律。

2 結果與分析

2.1 森林燃燒性

根據現有的南方林區樹種抗火性研究結果[8]，將樂縣主要樹種抗火能力綜合評價值如表1所示。

結合福建三明地區的主要樹種和森林資源分布情況，利用ArcGIS地理信息系統軟件分析處理得出：將樂縣樹種燃燒性等級分布圖（圖1）。

從圖1可以看出，馬尾松在占有比例大，因其含有大量松脂和揮發性油類，枝葉中灰分含量低，熱值高易燃物數量比例較大，含水率低，極易引發火災；杉木、柳杉等樹種松脂和揮發油含量中等，灰分含量居中，熱值中等，易燃可燃物比例居中，多為中性樹種，所處立地條件較濕潤，土壤較肥沃，為可燃類型，還有一般的落葉闊葉林等也屬于此可燃類型；油茶、毛竹等經濟林以及常綠闊葉林等多屬于不燃或難燃類型，因為大多數常綠闊葉樹的枝、葉、干內含有大量水分，不易燃燒[9]。

表1 將樂縣主要樹種抗火能力綜合評價值

圖1 將樂縣樹種抗火能力綜合評價

根據表1結果，利用系統聚類分析的方法把這些樹種劃分成三類：易燃樹種：馬尾松、柏木；可燃樹種：杉木、建柏、柳杉、枇杷、楓香、茶樹；難燃樹種：木荷、油茶、石櫟、尾葉桉、楠木。

結合樹種分類及圖1數據，進一步利用ArcGIS地理信息系統軟件分析處理得出：將樂縣林分可燃性分級圖（圖2）。

圖2 將樂縣林分可燃性分級

由圖2可知，易燃樹種分布較均勻，占據比例最大；難燃性樹種分布于縣內東部及南部部分地區，占據比例其次；可燃樹種分布于西部及中部地區，占據比例最少。具體數據如表2所示。

表2 將樂縣不同燃燒性樹種分布統計

2.2 將樂縣林火時空分布規律

2.2.1 森林火災時間變化規律 （1）林火年際分布規律。從圖3中可以看出：2000～2011年，發生林火次數年際間波動較大，但總的趨勢是林火次數在逐漸減少。2005年和2007年全年均未發生森林火災，林火發生最多的年份集中在2003，2004和2009年，分別為9，8和16次，占火災總數的62.26%。

圖3 2000～2011年將樂縣林火發生次數與過火面積的年際變化

（2）林火月際分布規律。從圖4中可以看出：一年內森林火災次數的月際分布有很大差異，一年當中6月和9月從未發生森林火災，林火發生的高峰期主要集中在2、3月，分別發生林火12次和13次，占火災總數的22.64%和24.52%。10月至翌年3月,林火發生次數占全年的79.24%，可見將樂縣森林火災的發生多集中于春季。主要原因是春季干旱少雨、氣溫升高、大風天氣頻繁，而且此時春耕、旅游增加了人類活動，也增加了森林火災的概率。

圖4 2000～2011年將樂縣林火發生次數與過火面積的月際變化

（3）林火日時點分布規律。從圖5中可以看出：從一天的時點變化規律看，12∶00至15∶00是是林火發生次數的峰值，自此分別向兩端降低，最高峰為14∶00。在此時段內發生的森林火災有42起，占總數的79.24%。形成這種變化規律的原因，與一天中的氣溫變化和人為活動有關。日出之后隨著氣溫逐漸增高，14∶00左右達到一天中的溫度峰值，此時氣溫高，相對濕度較小，因此森林火災發生次數多。

2.2.2 不同鄉鎮森林火災空間分布規律 林火空間分布按鄉鎮分析，結果如圖6所示：從森林火災的行政區劃分布特征來看，2000～2011年將樂縣的13個鄉鎮中，安仁鄉發生的火災次數最多，共發生森林火災10次，過火面積88.5 hm2；其次是大源鄉（6次）；光明鄉、白蓮鎮、萬安鎮，均發生6次；發生次最少的是水南鎮、漠源鄉，僅1次。從森林火災著火地點的自然地理分布特征上看。將樂縣林火大多集中分布在東、南、西、北4個方向行政邊界的低山區相接的林緣地帶。這是因為道路與山地相接的林緣地帶一方面具有一定的森林植被覆蓋，人為活動較為頻繁，易引起森林火災；然而在山地深處，人為活動相對較少，不易引發森林火災，此外，將樂縣生物防火林帶的速成也對林火的形成和蔓延的起到了有效的阻隔作用。

3 結論與討論

（1）根據現有的南方林區樹種抗火性研究結果及將樂縣林火發生調查數據，通過GIS平臺建立防火系統數據庫，分析出了主要樹種燃燒性等級分布以及林分可燃性分級。結果表明：將樂縣易燃類型林分面積占林地總面積的37%，主要有：馬尾松、柏木；可燃類型林分面積占林地面積的28%，主要有：杉木、建柏、柳杉、枇杷、楓香、茶樹；難燃類型林分面積占35%，主要有：木荷、油茶、石櫟、尾葉桉、楠木。由于該縣難燃林分較多，因此，多年以來發生林火災害相對較少，這有利于樹種綜合抗火能力值做為評價指標納入到森林生態系統林火評價體系中，并在此基礎上對森林生態系統穩定性進行評價。

（2）將樂縣林火時空分布規律：2000～2011期間，將樂縣森林火災年際間波動大，林火發生的季節性、日變化規律明顯。森林火災發生年份主要在2008～2010年；年內森林火災發生季節多集中于春季的2～3月；一天中林火的發生以12∶00～15∶00為森林火災高發期，占總數的79.24%。森林火災空間分布特征：從地理分布看，森林火災著火地點大多集中分布在低山區相接的林緣地帶和小平原與周圍山地相接的邊緣地帶[10]。從交通地理分布看，距離公路越遠，發生的森林火災呈減少趨勢，主要是因為人為活動影響和該地森林燃燒性的差異所致，此外，生物防火林帶的建成對林火的形成和蔓延也起到了有效的阻隔作用[11]。

（3）氣候變化也是引發森林火災的一個重要因素，隨著在全球氣候變化越來越劇烈，森林防火的要求與難度也隨著加大[12]。將樂縣森林燃燒性與林火時空分布的調查，為防火工作提供了理論支撐；同時，還應結合氣象因素，研究林火時空分布的影響因素，進一步掌握林火發生規律，完善對整個縣域林火發生的控制。尤其是在極端氣候發生后，農地結合林緣帶和人為活動較頻繁的地段要加強工作力度[13]。新世紀，氣候變暖的趨勢越來越明顯，隨著溫度的逐年升高，降水量和相對濕度則逐年遞減，而風速則逐年加大。林火一旦發生，蔓延更為迅速，因此，應加強林火監測的預報工作，確保森林防火工作萬無一失[14]。

[1]謝玉敏，李軍偉.樹種燃燒性的研究[J].森林防火，1999，62（3）：38-39.

[2]胡海清.林火生態與管理[M].北京：中國林業出版社，2005.8.

[3]舒立福，田曉瑞，李 紅，等.我國亞熱帶若干樹種的抗火性研究[J].火災科學，2000，9（2）：1-7.

[4]王荷秀，慕建利，侯建忠，邱宇紅.陜西省林火的時空分布及火源特點[J].西北林學院學報，1998，13（1）：75-78.

[5]王志成，劉紹卓，張金山.黑龍江省夏季林火時空分布特點[J].林業科技，2006，31（2）：37-40.

[6]楊 燁.試析將樂縣闊葉林資源現狀、問題與保護措施[J].林業建設，1999，（6）：27-29.

[7]章浩白.福建森林[M].北京：中國林業出版社，1993.

[8]田曉瑞，舒立福，喬啟宇，等.南方林區防火樹種的篩選研究[J].北京林業大學學報，2001，23（5）：43-47.

[9]朱湯軍，徐高福，柏明娥，等.浙江生物防火林帶建設類型和樹種配置模式研究[J].防護林科技2009，（4）：51-55.

[10]金 森.黑龍江省林火規律研究Ⅲ.大尺度水平林火與森林類型之間的關系研究[J].林業科學，2002，38（4）：171-175

[11]鄭海青.福建省森林火險中期預報方法[J].氣象，2003，29（7）:56-58.

[12]Flannigan M,Campbell I,Wotton M.Future fire in Canadasboreal forest:paleo ecology results and general circulation model-regional climatem odel simulations[J].Canadian Journal of ForestResearch,2001,31:854-864.

[13]Donald M,Gedalo Z,Peterson D L,et al.Climaticchange,Wildfire,and Conservation Donald[J].Conservation bi-ology,2004,18（4）:890-902.

[14]劉星光，張 健.高森林火險天氣形勢及其前期氣候特征預報[J].自然災害學報，2010，19（1）：192-198.