中衛市森林火災風險評估

岳 鵬，魏耀鋒，安 凱

（1.寧夏林業調查規劃院，寧夏銀川 750010；2.北京中林國際林業工程咨詢有限責任公司，北京 100013）

森林火災具有突發性強、破壞性大的特點，對生態環境與人類生命財產安全存在極大威脅，因此災害發生前的風險評估意義重大。森林火災風險評估是通過分析影響火災發生和蔓延的環境因素及其潛在影響，采用定性或定量指標描述一個區域潛在的林火發生可能性和火災對環境產生的直接或間接影響。

殷繼艷等采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）結合現行森林火險區劃標準對海南省三亞市森林火災風險進行了評價[1]。王衛國利用甘肅省2000—2014年火燒跡地遙感數據、火災統計數據等建立火災風險評價模型，對甘肅省火災發生的風險進行了評估[2]。黃寶華等利用層次分析法確定火險因子權重，構建了山東省林火風險區劃[3]。王偉采用綜合評價法，計算了周至國家級自然保護區的森林火險指數[4]。

本文以寧夏回族自治區中衛市為例，遵循科學性、可行性、可靠性等原則，根據森林火災致災危險性、森林火災承災體暴露度、森林火災承災體脆弱性三要素，以鄉鎮為評估單元，進行森林火災綜合風險評估。

1 研究區概況

中衛市位于寧夏回族自治區中西部，地理坐標為北緯36°06'～37°50'、東經104°17'～106°28'，屬典型的溫帶大陸性季風氣候，受周邊沙漠影響，日照充足，晝夜溫差大，平均氣溫在7.3～9.5 ℃。地勢西南高、東北低，平均海拔1 225 m，地貌類型分為黃河沖積平原、臺地、沙漠、山地與丘陵五大類。中衛市共有林地面積329 299.15 hm2，森林面積163 310.70 hm2。

2 基礎數據與研究方法

2.1 基礎數據

評估基礎數據為中衛市2020 年林地資源“一張圖”、城鎮與農村房屋建筑調查數據、森林防火設施分布數據、人口及地區生產總值（GDP）數據，數據和底圖來源于中衛市第一次全國自然災害綜合風險普查調查及中衛市森林草原火災風險普查。

2.2 研究方法

2.2.1 風險指數計算

1）危險性指數。森林火災危險性即森林火災致災因子的危險性，指森林火災致災因子的不同強度及其出現的可能性。以鄉鎮為單位，對轄區內林地小班的危險性指數面積加權平均值與鄉鎮林地面積占比、鄉鎮林地面積轉換系數進行乘積運算，見公式（1）和表1。

表1 森林火災危險性指標及權重

式中：IHI為森林火災危險性指數；Wi為危險性二級指標中第i項指標權重值；為標準化處理后的第i項指標值；n為危險性指標數量。

2）承災體暴露度指數。森林火災承災體為林區及邊緣100 m 范圍內森林資源、房屋建筑（含防火基本設施）、人口、經濟，以單元內的森林地上生物的總生物量、房屋建筑和防火基礎設施數量總和、人口數量、GDP 與各評估單元林地面積的比值為指標，見公式（2）和表2。

表2 森林火災承災體暴露度指標及權重

式中：IEI為森林火災承災體暴露度指數；Ei為第i項承災體暴露度指標標準化處理后的數值；Wi為第i項承災體暴露度指標的權重；n為承災體暴露度指標數量。

3）承災體脆弱性指數。以鄉鎮為最小單元，根據不同的承災體類型分別采用不同的評估指標進行計算，包括森林資源脆弱性、建筑物脆弱性、年齡結構脆弱性、經濟活動脆弱性，見公式（3）和表3。

表3 森林火災承災體脆弱性指標及權重

式中：IVI為森林火災承災體脆弱性指數；Vi為第i項承災體脆弱性指標標準化處理后的數值；Wi為第i項承災體脆弱性指標的權重；n為承災體脆弱性指標數量。

2.2.2 指數離差標準化

離差標準化是一種去除單位和絕對數值大小的數據標準化方法，便于不同單位或量級的指標進行比較和加權綜合。當期望X'隨X增加而從0 增長到1.0 時，采用正向標準化；當期望X'隨X減少而從0 增長到1.0時，采用負向標準化，公式如下[5]：

式中：X為原始數據；X'為標準化后的數據，其數值范圍為[0,1.0]；Xmax為總樣本最大值；Xmin為總樣本最小值。

對計算得到的森林資源暴露度、建筑物暴露度、人口暴露度、經濟承災體暴露度、森林資源脆弱性、建筑物脆弱性及年齡結構脆弱性等具體指標按公式的正向標準化計算式計算；對經濟活動脆弱性指標按公式的負向標準化計算式計算。

2.2.3 指數分級

1）危險性等級。根據森林火災危險性指數IHI，參考國家各危險性等級指數取值區間，綜合考慮防火實踐、管理經驗等因素，確定各危險性等級占比，將危險性等級分為4級，即高、中高、中低和低（見表4）。

表4 中衛市森林火災危險性指數分級

2）承災體暴露度等級。采用標準差法，基于指定空間范圍內的某指標數值所形成的樣本總體，按該樣本均值（μ）和標準偏差（σ）對該樣本總體分級，將森林火災風險評估與區劃等級分為4 級，即高、中高、中低和低（見表5）。

表5 森林火災承災體暴露性分級表

3）承災體脆弱性等級。根據鄉鎮單元的不同評估對象的承災體脆弱性指數IVI，將不同評估對象的承災體脆弱性等級分為4級，即高、中高、中低和低（見表6）。

表6 森林火災承災體脆弱性分級

2.2.4 風險評估

以鄉（鎮、街道辦）為評估單元，計算各單元風險指數。對致災因子、暴露度、脆弱性三要素分別進行取值計算后按照公式（5）計算得到森林火災風險指數R，并按照百分位數方法劃分各等級占比數量。

式中，R為風險指數；H為森林火災致災因子危險性等級值（以鄉鎮為單元）；E為暴露度等級值；V為脆弱性等級值。

3 結果與分析

3.1 森林火災危險性

中衛市森林火災危險性高風險區、中高風險區、中低風險區和低風險區分別占2.2%、10.9%、32.6%、54.3%。高風險區為寧夏南華山國家級自然保護區；中高風險區的鄉鎮有5 個，主要為海原縣南部地區及沙坡頭區東北森林區域；中低風險區的鄉鎮有15 個，低風險區的鄉鎮有25個，低、中低風險區主要分布在中部和東北部（見圖1）。

圖1 中衛市森林火災危險性等級分布圖

3.2 森林火災暴露度、脆弱性

中衛市森林火災暴露度低和中低的區域分別占80.00%和11.12%；暴露性中高的區域占4.44%；暴露性高的區域占4.44%，主要集中在沙坡頭區東北部。

中衛市森林火災脆弱性分低、中低、中高3個等級，分別占比4.44%、60.00%、35.56%。中衛市脆弱性中高等級占比較暴露度大，主要原因是建筑物脆弱性較高；脆弱性中高區域占林地總面積的66%，集中在北部林地。

3.3 森林火災綜合風險評估

根據森林火災風險評估結果，中衛市森林火災綜合風險劃分為高風險、中高風險、中風險、中低風險、低風險5 個等級，其中高風險1 個評估單元，即南華山自然保護區管理處；中高風險5 個評估單元，即沙坡頭區的迎水橋鎮、中衛工業園區，海原縣的西安鎮、史店鄉、樹臺鄉；中風險19個評估單元，即沙坡頭區的濱河鎮、文昌鎮、東園鎮、柔遠鎮、興仁鎮與香山鄉，中寧縣的寧安鎮、新堡鎮、舟塔鄉，海原縣的海城鎮、三河鎮、七營鎮、鄭旗鄉、賈塘鄉、曹洼鄉、九彩鄉、李俊鄉、紅羊鄉與海興開發區；中低風險10 個評估單元，即沙坡頭區的鎮羅鎮、宣和鎮、永康鎮、常樂鎮、中衛山羊選育場，中寧縣的石空鎮、余丁鄉、太陽梁鄉，海原縣的關莊鄉、海城鎮城區；低風險11個鄉鎮，即中寧縣鳴沙鎮、恩和鎮、大戰場鎮、白馬鄉、喊叫水鄉與徐套鄉，海原縣李旺鎮、關橋鄉、高崖鄉、甘城鄉、甘鹽池種羊場（見圖2）。

圖2 中衛市森林火災綜合風險等級分布圖

4 結論

本文基于中衛市森林可燃物載量、氣象、地形、野外火源、建筑物及人口等數據對中衛市森林火災綜合風險進行了評估，認為中衛市總體森林火災風險等級較低，絕大部分處于低風險和較低風險范圍，中風險區主要存在于危險性高、森林資源或建筑物密集、人口數量多且經濟產值高的區域，這與中衛市近年森林火災統計數據情況基本吻合，評估結果符合實際。評估結果給編制區域內森林防火規劃提供了數據與理論支撐，對指導區域內開展森林防滅火工作具有積極作用。