甘肃小陇山李子林场森林火险等级评价与区划

时间：2025-01-06

毛润科，胡勐鸿，郭赞，张宏生，贾军，周少波

（1.甘肃省小陇山林业保护中心李子林场，甘肃天水 741005；2.甘肃省小陇山林业保护中心林业科学研究所/甘肃省次生林培育重点实验室，甘肃天水 741022）

森林火灾突发性强，蔓延速度快，破坏性大，处置救治困难，危害严重[1]。在气象条件、地形地貌、植被状况和人类活动等因素的影响下，森林火灾呈现时空聚集特点。我国森林火险区划工作从20世纪50年代开始[2]，1992年形成国家尺度上的森林火险区划结果[3]。近年来，一些学者开始着眼于林区或省、市、县的森林火险等级区划研究，构建的模型多侧重于时间小尺度和空间较大尺度上的区划，如赵鹏武[4]、巨文珍[2]、赖元长[5]等选取森林火灾相关因子，利用聚类分析法或层析分析法实现研究区的森林火险区划；王双等[6]运用空间logistics森林火灾风险概率模型对湖南省森林火险等级进行划分；杨璐嘉等[7]借助遥感图像处理软件ENVI及GIS，采用因子加权叠置法对云南普达措国家森林公园森林火险情况进行了定量分析。

小陇山李子林场以针阔混交林、栎类阔叶林为主，乔木主要以油松Pinus tabuliformis、华山松Pinus armandii、锐齿槲栎Quercus alienavar.acutiserrata、山核桃Carya cathayensis、甘肃枫杨Pterocarya macroptera、白桦Betula platyphylla等易燃类树种占优势，这些树木油脂含量高，燃烧性极强。区域内林下草本生长旺盛，枯枝落叶积累较多，加之区域内村落散布，林田交错，路网密集，人口密度大，外来流动人员多，坟茔庙宇多且分散，民俗祭祀活动频繁，森林火灾隐患大。每年10月至翌年5月多干旱，而此时农事野外用火增多，极易引发森林火警，严重者酿成森林火灾。李子林场森林防火形势严峻，但迄今为止，森林火险等级评价与区划等方面的研究几近空白。本文在参考国内外森林火险区划研究现状和发展趋势的基础上，以小陇山李子林场为研究对象，重点关注人为活动影响，基于森林火灾发生因素分析，采用聚类分析法和加权叠加法，权重赋值，依据实际风险水平及林火发生可能性进行精细化厘定，构建森林火灾风险区划指标体系，划分各区域火险等级，并绘制森林火灾风险区划图，以提高李子林场森林防火工作效率，预防森林火灾发生。

1 材料与方法

1.1 研究对象概况

研究对象为小陇山李子林场，位于秦岭山脉西段南坡甘肃天水市南部，地理坐标为105°42′～106°00′E、34°07′～34°24′N，南北宽28.6 km，东西长25.8 km，现管辖林地总面积36 908.58 hm2。该区属北秦岭山地—渭河峡谷区，地形陡峭，切割剧烈，地貌多呈尖顶山、凸状山包、鱼脊状山梁和“V”形河谷，相对高差500～700 m，坡度20°～45°。区内年均气温8.8 ℃，年均地面温度13.6 ℃；年均降水860 mm，年均蒸发1 290.5 mm，年均相对湿度68%；全年盛行东南风和西北风，年均风速2.9 m/s，最大24 m/s，最小0.8m/s[8]。森林覆盖率86.2%[9]。

1.2 研究方法

1.2.1 数据来源

本论文采用的数据：1）李子林场二类资源调查数据库、李子林场林木种质资源信息管理系统（http://127.0.0.1/lmzzzy/login.jsp）；2）线路调查数据：沿公路、防火通道、集材道、林间小路等布设调查线路，调查坟地、庙宇、工矿设施等情况；3）样地调查数据：在调查单元内选取具代表性的区域布设调查样地，规格20 m×20 m，调查乔木层、灌木层、草本层植被状况、凋落物厚度、苔藓、地衣和腐殖质等地表可燃物状况、土壤湿度等因子；4）地理信息软件测算数据：使用91卫图助手（http://www.91weitu.com），采用图上作业测算距离村镇距离、公路里程等因子数据；5）走访问询：走访周边村民、护林员和查阅区划单元管辖单位（森林经营管理所或木材检查站）森林防火登记册获取人为活动、过往车辆、放牧人员等因子信息。

1.2.2 聚类单元划分

依据研究对象二类资源调查数据库、林木种质资源调查信息管理系统中记录的林班划分界限、植被状况、地形地貌等数据，以林班为基本区划单元。

1.2.3 区划因子及权重分配

区划因子能够较为直观地反映不同聚类单元森林火灾隐患特征及森林火灾危险程度差别，方便综合分析与评价。由于森林火灾发生的不确定性，森林火险等级分析和区划是针对林火发生的潜在可能性进行评估和估测，区划的合理性依赖于各项火灾因子的选取和认识水平[10]。本文研究对象面积相对较小，各区划单元气候影响空间差异很小，因此忽略气候因素的影响。综合相关研究成果，结合研究对象实际情况，本区划将森林火灾发生影响因子分为环境因子（乔木层类型、灌木层疏密度、草本层疏密度、凋落物厚度、地表可燃物负荷量、地表可燃物连续性、地表可燃物紧密度、地表可燃物干燥程度、土壤干湿度）和隐患因子（人为活动频次、过往车辆频次、公路里程、村镇距离、坟地（庙宇）数量、工矿设施）。森林火灾发生原因复杂，其因子量纲差异较大，为便于计量，在因子数据表现上作标准化处理，如表1、表2所示，因子状况火灾风险越大赋值越大，因子状况火灾风险越小赋值越小。

表1 森林火灾环境因子及类别、权重

表2 森林火灾隐患因子及类别、权重

1.2.4 森林火险值计算

根据实际调查结果，参照表1 森林火灾因子及类别、权重，对各区划单元火灾因子水平进行赋值，利用公式（1）（2）（3）计算森林火险值（FFR）。

续表2

1.2.5 森林火险等级

森林火险等级是多种稳定或变化因子的综合作用结果，各因子单独或相互影响作用，从而影响森林火灾发生、发展或结果，这些复杂因子的综合影响程度可以反映和评价森林火灾发生的可能性或森林火险程度的差别。根据调查数据计算得出各区划单元的森林火险值（FFR），依据表3森林火险等级划分标准，确定森林火险等级。

表3 森林火险等级划分

2 结果与分析

2.1 森林火险总体情况

李子林场共有林班157个。通过对各小班的火险因子赋值，并计算统计森林火险值（FFR），由表4可见，中级以上火险等级林班95个，占比为60.51%，中级以上火险等级林地面积19 928.4 hm2，占比54%。由此可见，李子林场火险等级普遍较高，是极易发生森林火灾的地区，所以有针对性地开展森林火灾预防仍然是森林资源保护的重点。

表4 森林火险划分结果

2.2 森林火险的地域性分异情况

根据各林班森林火险值确定其火险等级，绘制火险等级区划图，如图1所示。极高火险区主要集中在村镇、干道周边，这一区域植被多以易燃的人工针叶林为主，林下低矮灌丛和草本植物茂盛，加之人口密度大、人员活动频繁，过往车辆多，生产性和非生产性火源情况复杂，火源管控难度很大。高火险区植被主要以针叶林或针阔混交林为主，林缘多有农田、坟地、庙宇等，人为活动主要以农业生产、放牧、祭扫、樵采为主，野外用火较频繁，如管控不当易引发森林火灾。中火险区植被以针阔混交林为主，户外探险、矿产开采活动一般集中在这一区域，森林火灾风险较低。低火险区植被以针阔混交林为主，人员活动少，火灾风险低。据统计，历年森林火警多发生在极高火险区，说明本区划基本符合事实。

图1 森林火险等级区划