云南省林火时空分布特征分析

何雨芩，徐 虹，程晋昕

（云南省气候中心，昆明 云南 650034）

云南省林火时空分布特征分析

何雨芩，徐 虹，程晋昕

（云南省气候中心，昆明 云南 650034）

研究森林火灾发生规律是森林火灾预测预报的基础，也是指导森林防火与补救工作的重要科学依据，具有重要的理论与现实意义。根据云南省1996—2013年的林火资料，利用地理信息系统等工具，对云南省林火时空动态和分布规律进行了研究。结果表明：（1）云南省森林火灾主要发生在冬、春季，特别是12月—翌年5月，3月和4月的森林火灾最为严重，森林火灾以人为火源为主，所以相关部门应该加强宣传教育活动以提高民众的防火意识；（2）从行政区划上看，森林火灾主要发生在滇西北的迪庆南部、怒江大部、丽江、大理，滇西南的保山北部、德宏北部、普洱大部，滇中的玉溪西部、楚雄南部以及滇东北的曲靖北部和滇东南的文山北部；（3）从地形上看，森林火灾高发区主要分布在海拔1 000～3 000 m之间，阳坡容易发生火灾，且随坡度增加，林火次数增加，当坡度＞20°后，林火次数随坡度增加明显减少。

林火；时空分布；GIS；云南省

森林在国民经济中占有重要地位，而森林火灾位居破坏森林的三大灾害（林火、病害、虫害）之首[1]。森林遭受火灾后，需要很长的恢复时间，如果遭遇强度高、面积大的林火，甚至很难恢复原貌，还有可能成为荒草地。林火是一种非常复杂的自然现象，而且全球气候的变暖、极端气候事件的频发，加快了林火发生频率并导致重大火灾发生的可能性增加[2]。研究林火的时空分布格局和发生规律，能为森林火灾预防提供科学依据[3-5]。

目前，我国关于林火分布特征的研究主要集中在北方[6-8]，但由于南北地域差别，水热条件差异大，森林植被各异，所以我国北方和南方林区的火灾高发季节及其发生特征不尽相同[9]。云南是我国典型的高原季风气候区，干湿季分明，森林火灾主要发生在干季，雨季很少发生。本研究针对云南省林火发生规律及其时空分异进行研究，其结果既可为云南省的森林火险等级区划和林火测报服务，又可为研究林火在生态系统和景观中的作用提供必需的参数，对高效的林火扑救和预防管理具有重要的理论和现实意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

云南省地处于青藏高原和华南低地的过渡地带，地势高峻，起伏很大，地形地貌复杂，致使境内气候类型多样。云南是我国重点林区，森林资源极其丰富，“十二五”以来，云南省林地面积增加到375万hm2，森林覆盖率达到55.7%[10]。与此同时，云南省也是森林火灾多发的重点地区[11]。云南省主要优势树种为云南松Pinus yunnanensis，约占云南省森林面积的70%[12]，其它优势树种还有思茅松Pinus kesiyavar.langbianensis、华山松Pinus armandii、云杉Picea asperata、冷杉Abies fabri、铁杉Tsuga chinensis、杉木Cunninghamia lanceolata以及栋类和硬阔类树种等。除滇西南系阔叶林为主外，全省大部地区主要优势树种是针叶林。这些针叶纯林均属易燃树种，近年人工种植的基地用材林、飞播林、长江防护林多是松、杉和桉树林，也是易燃树种。由于可燃、易燃树种占优势，森林防火工作十分艰巨。云南省由于地形地势、气候环境、森林分布和生产生活用火的多样性、复杂性，构成了森林防火的特殊性，其难度很大。

云南森林防火工作具有五个特点：一是保护对象多，重点保护对象更多；二是冬春干旱，防火期长，延续半年；三是林农、林牧、林村交错，野外生产生活用火频繁，火源管理难度大；四是防火面广，127个县除两个城区外，县县有林，乡乡有山，无防火县与非防火县之分；五是云南与缅、老、越三国相接壤，国境线长达4 060 km，边境林区进口火灾多。

1.2 研究数据与方法

收集整理1996—2013年云南省森林火灾统计数据（来源于云南省森林防火指挥部），包括林火发生时间、扑灭时间、行政地点（县、乡、村）、火灾发生原因、过火面积、过火有林地面积等因子；云南省1∶25万基础地理数据、行政区划、DEM数据。

运用统计分析方法和地理信息系统软件ArcGIS 空间分析方法对研究区域内森林火灾发生的时空分布规律进行研究。利用DEM数据，提取出全省高程、坡度和坡向数据，结合1996—2013年间发生的林火次数、火场面积进行统计分析，以得到林火在不同地形条件下的分布特征。

1.3 云南省林火的主要原因

1996—2013年云南省发生森林火灾7 350起，其中特别重大森林火灾6起，重大森林火灾11起，较大森林火灾3 387起，一般森林火灾3 946起。查明原因的共6 347起：其中，雷击火12起，意外失火44起，过界火129起，电线变压器短路引起电火170起，人为原因引起5 992起，占已查明火因的90%以上（见图1）。其中，烧荒等农事用火2 771起，占人为原因的46%；吸烟、祭祀等野外用火1 778起，占30%；玩火、纵火和生活生产用火分别占11%、6%和6%。可见农林交错地带，森林防火期护林防火工作与农耕、生产用火有着矛盾冲突，极易引发森林火灾。另外，春节、清明等传统节日，入山人员增加，野外吸烟、祭祀等活动也成为引起森林火灾的另一个重要原因。

2 云南省林火时空分布特征

2.1 云南省林火的时间分布特征

2.1.1 季节变化

图1 1996—2013年云南省森林火灾起因Fig.1 The causes of forest fires from 1996 to 2013 in Yunnan province

图2为1996—2013年各月森林火灾发生次数直方图。由图2可见：云南省森林火灾的发生主要集中在3月、4月，分别发生了2 283起和2 332起，占全年森林火灾的30%和31%；其次为2月，共发生1 482起，占全年森林火灾的20%；第三为5月，共发生825起，占全年森林火灾的11%；第四为1月，共发生476起，占全年森林火灾的6%。森林火灾的发生与降雨、蒸发、气温等气象要素及人类活动关系密切。冬春季的2—4月，蒸发量增加，气温逐渐回升，森林可燃物比较干燥，遇到火源极易燃烧；加之春节、清明燃放烟花爆竹和扫墓，以及烧荒等农事活动增加，致使该时段为森林火灾的高发期。

2.1.2 防火期内林火始发期与结束期

将防火期内最早发生林火的日期定义为林火始发期，防火期内最晚出现林火的日期为林火结束期。近18 a来全省各县防火期内的林火初始期和结束期平均值分布如图3所示。全省大部分地区林火始发期为2月中旬至2月下旬，北部地区出现林火时间较早，逐渐从北向南推迟，其中怒江、迪庆、丽江林火最早，一般为2月上旬至中旬；西双版纳、临沧、普洱出现林火时间最晚，一般为3月上旬。

图2 1996—2013年云南省各月森林火灾发生次数Fig.2 The frequency histogram of forest fire for month from 1996 to 2013 in Yunnan province

图3 1996—2013年云南省林火始发期与结束期分布Fig.3 The distribution of forest fire starting and ending period from 1996 to 2013 in Yunnan province

全省大部分地区林火结束期为4月上旬至4月中旬。林火结束期受雨季开始期早晚的影响，各州市也有所不同。西北部和南部边缘地区林火结束时间较早，中部地区林火结束时间较晚。怒江北部、迪庆西部、昭通东部、文山东南部、红河南部和西双版纳东部结束时间最早，一般为3月下旬至4月中旬；丽江东部、昆明南部、普洱北部林火结束时间最晚，一般为4月下旬。结合林火始发期和结束期，可知滇西北大部发生林火时间段主要为2月上旬—4月中旬；滇西南中部、南部以及滇中地区一般在3月上旬—4月下旬。综上，全省林火高发时期集中在2—4月。

2.2 云南省林火的空间分布特征

2.2.1 行政区划分布特征

近18 a来，各县均有森林火灾发生，宁蒗发生林火最多，为290起；绥江最少，为6起。香格里拉火场面积最大，为9 825.0 hm2；大关最小，为32.8 hm2。平均各县发生林火率为3.2 次/a，火场面积为81.0 hm2/a。由此可见，云南省森林防火面广，任务艰巨，无防火县与非防火县之分。分县市统计18 a来平均每年林火发生次数和火场面积，经过kring插值后结果如图4所示。

总体来看，近18 a来平均每年发生4次以上林火的地区主要为滇西北的迪庆南部、怒江大部以及丽江、大理西部和北部，滇西南的保山北部、德宏大部、普洱大部，滇中的玉溪西部、楚雄南部以及滇东北的曲靖北部和滇东南的文山北部；平均每年火场面积较大的地区也多分布在滇西北大部、滇东南北部和南部以及滇中南部。丽江北部、迪庆南部以及怒江大部平均每年林火次数较多而且火场面积较大。森林火灾少发区域主要集中在滇东北的昭通北部、滇中的昆明南部和滇东南的文山南部、红河南部以及滇西南的西双版纳东部；火场面积较小的地区多分布于昭通北部。

图4 1996—2013年云南省年均林火发生次数(a)和火场面积(b)空间分布Fig.4 The spatial distribution of forest fire occurrence and fire area from 1996 to 2013 in Yunnan province

图5为云南省16个州市林火发生次数和林地受害率（即火场面积/有林地总面积）统计图，其中林地受害率即辖区内因遭受火灾而受害的森林面积占有林地总面积的千分比，以‰表示。由图5可见，林地受害率最高的是玉溪，其次为怒江和昆明，受害率均在10‰以上，林火次数多且火场面积大的普洱、丽江和曲靖林地受害率却并没有很高，这主要是由于植被类型的不同，导致易燃程度不同造成的。

玉溪和昆明均分布有面积较大的以云南松为代表的暖性针叶林和以华山松为代表的温凉性针叶林，极易燃烧，且林下杂草灌木丛生，细小可燃物多，一旦发生森林火灾，植被燃烧强度大，蔓延速度快，容易造成较大损失；怒江主要分布有云杉、冷杉、落叶松Larix gmelinii、高山松Pinus densata等寒温带针叶林，其易燃程度也相对较高，加之此区山高、谷深、坡度大，交通、通信极为不便，若发生林火，扑救难度极大，所以林地受害率较高。

图5 1996—2013年云南省各州市林火发生次数和林地受害率统计Fig. 5 The statistical graphs of forest fire occurrence and woodland victimization rates from 1996 to 2013 in Yunnan province

普洱中部以北地区分布有大面积的以思茅松为主的暖热性针叶林，林木及各种植物生长旺盛，属易燃树种；滇东北的昭通和曲靖南部主要分布有灌木林和以槭树（槭树科 Aceraceae）和青冈Cyclobalanopsis glauca为代表的阔叶林，其可燃性相对较低，并且林地覆盖面积小，因此林火次数少，火场面积小，林地受害率低，而曲靖北部分布有以华山松和云南松为代表的针叶林，极易燃烧，使该地区林火发生概率增加；丽江以云南松、地盘松Pygmyyunnanensisvar.pygmaea、灌木为主要组成树种，林木集中连片，密度大，森林可燃物较易燃，蔓延较快，林地受害率在16州市里居中。

滇西北高海拔地区多分布着以云冷杉林为代表的寒温性针叶林，怒江西部边缘一带还分布有以青冈为代表的暖性阔叶林，这些树种的易燃程度相较暖性针叶林低，在海拔高且人口密度小的地区，人为干扰因素相对较小，林内湿度较大，林火燃烧速度较为缓慢。西双版纳、红河南部、文山南部，冬春气温较高且多雾、霾，以热带季雨林、半常绿季雨林以及山地雨林和橡胶林等经济林为主，林内湿度大，即使发生林火，蔓延速度也比较慢。昭通北部冬半年多雨寡照，因此也不易发生林火。

2.2.2 林火随海拔高度的分布特征

林火发生次数与海拔高度的关系如图6所示，可见在不同海拔高度的林火发生次数呈正态分布，高海拔和低海拔区域的林火发生相对较少，林火高发区主要分布在海拔1 000～3 000 m之间的区域。这是因为云南省海拔＜1 000的地区，多属热带、亚热带气候，主要树种为阔叶林，雨量充沛，林火不易发生。海拔高度1 000～3 000 m之间的区域，则多为针叶林或针阔混交林，人口密集、活动频繁，林火多发；＞3 000 m的高海拔地区，人类活动减少，气温低，林火随海拔高度的增加明显减少。

2.2.3 林火随坡度、坡向的分布特征

图6 不同海拔高度林火频次Fig.6 The fire frequency histogram of different elevation

根据Whittaker提出的坡向划分梯度序列将坡向分为3段，以西南-南-西坡为阳坡，东南-东坡为半阴半阳坡，西北-北-东北坡为阴坡[13]，具体定义角度如表1所示。

表1 阴阳坡划分标准Table 1 Classification criteria for sunny and shady slopes

由图7可知，阳坡的林火发生次数占总次数的46%，半阴半阳坡占31%，阴坡占23%。由于阳坡接受到的太阳辐射能量多，使得林内温度增加，湿度下降，同时植物水分蒸腾加快，含水率降低，因此阳坡更易造成森林火灾；而在阴坡方向则相反。阳坡容易发生火灾，且随坡度增加，林火次数增加；但当坡度＞ 20°后，林火次数随坡度增加明显减少。

图7 不同坡向、不同坡度林火频次Fig. 7 The fire frequency histogram of different slope and aspect

3 结论与讨论

本研究根据云南省1996—2013年18 a的林火资料，对引发森林火灾的原因进行了统计，并利用地理信息系统等工具，对云南省林火时空动态和分布规律进行了研究，得出以下结论：

（1）引发云南省森林火灾的主要原因是人为火源，必须加强宣传教育以提高公众的防火意识，严格控制和管理野外火源，规范生产、生活用火行为。

（2）云南省森林火灾具有显著的时间特征，大部分地区森林火灾主要集中于3月和4月发生。其中北部地区出现林火时间较早，逐渐从北向南推迟。西北部和南部边缘地区林火结束时间较早，南部和中部地区林火结束时间较晚。

（3）由于云南省地域广阔，气候多变，森林资源分散，同时人类活动复杂，火源管理难度大，造成各县市林火分布存在较大差异。林火主要发生在滇西北的迪庆南部、怒江大部、丽江、大理，滇西南的保山北部、德宏北部、普洱大部，滇中的玉溪西部、楚雄南部以及滇东北的曲靖北部和滇东南的文山北部。林火高发区主要分布在海拔1 000～3 000 m之间，阳坡容易发生火灾，且随坡度增加，林火次数增加，当坡度＞20°后，林火次数随坡度增加明显减少。

按照林火时空分布特征，云南省森林防火期内不同时段重点防护区域不同，森林防火工作应该因地制宜，客观分析，科学管理；对林火高发地区要重点防控，以减少林火发生次数、降低林火损失为主要工作目标，并在人力、物力、财力等方面要有所倾斜；对林火发生较少地区和省界周边地区，应加强林火基础管理，重点放在在对突发林火的控制上，避免高能量火的形成。总之，对林火的时空分布特征进行分析具有重要的现实意义，通过林火时空分析采用分区管理模式，对提高林火管理水平、节约防火资源都是十分有利的。

[1]王 鑫,王锐婷.四川省林火的时空分布特征及其气候背景分析[J]. 中国农学通报, 2014,30(29) :155-160.

[2]韩志刚,田大伦,张 贵,等. 气候变化对林火时空动态的影响研究综述[J]. 中南林业科技大学学报, 2010,30(5): 44-49.

[3]Clemens W, Christian S, Michael L,et al.Recent climate change:Long-term trends in meteorological forest fire danger in the Alps[J]. Forest Ecology and Management, 2012, 162(15): 1-13.

[4]Igor D, Mats N, Hans W L. Forest fire activity in Sweden:Climatic controls and geographical patterns in 20th century[J].Forest Ecology and Management, 2012,54(15):174-186.

[5]舒立福,张小罗,戴兴安,等.林火研究综述(Ⅱ)— —林火预测预报[J].世界林业研究,2003,16(4) :34-37.

[6]金 森,胡海清. 黑龙江省林火规律研究I.林火时空动态与分布[J].林业科学, 2002,38(1) :88-94.

[7]秦凯伦, 郭福涛, 邸雪颖,等. 大兴安岭塔河地区林火发生的优势预测模型选择[J]. 应用生态学报, 2014, 25(3):731-737.

[8]邓 欧, 李亦秋, 冯仲科,等. 基于空间Logistic的黑龙江省林火风险模型与火险区划[J]. 农业工程学报, 2012,28(8):200-205.

[9]肖云丹, 鞠洪波, 张乃静,等. 黔南州森林春季防火期主要气象因子与林火时空动态[J]. 林业资源管理, 2010,33(2):26-32.

[10]郑 义.云南森林覆盖率达55.7%[N]. 中国县域经济报——农业现代化.2016.2.1.第005版.

[11]王 栋. 中国森林火险调查与区划[M]. 北京: 中国林业出版社, 2000.

[12]赵吉霞,王邵军,陈奇伯,等.滇中高原云南松天然林和人工林土壤呼吸特征的比较[J]. 中南林业科技大学学报,2015,35(1): 96-102.

[13]陶国祥. 森林系统立地学研究[M]. 昆明:云南科技出版,2005.

Analysis of temporal and spatial distribution of forest fire in Yunnan province

HE Yuqin, XU Hong, CHENG Jinxin
(Yunnan Climate Center, Kunming 650034, Yunnan, China)

The research on the rules of forest fire is the basis of forest fire forecast, and the scientific basis for forest fire prevention and the remedial work. It has the important theoretical and practical significance. According to forest fire data from 1996 to 2013, fire space-time dynamic and distribution rule is studied by using tools such as GIS in Yunnan. The results shows that: ①Forest fire occurs mainly in winter and spring, especially from December to May (the following year). Forest fire is most severe in March and April. Artificial fire is the main cause of forest fire, so the relevant departments should strengthen publicity and education in order to improve the public consciousness of fire prevention. ②From the perspective of the spatial distribution, the fire occurred mainly in the following areas : south of Diqing, Nujiang,Lijiang, Dali, north of Baoshan, north of Dehong, Puer, west of Yuxi, south of Chuxiong, north of Qujing and north of Wenshan. ③From the perspective of the terrain, forest fires are mainly distributed in high-risk area between 1000-3000m above sea level. Sunny slope is easy to fire, and with the increase of slope, forest fire frequency increases, when the slope is greater than 20°, forest fire frequency dramatically reduce with the increase of slope.

forest fire; temporal and spatial distribution; GIS; Yunnan province

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.05.007 http: //qks.csuft.edu.cn

2016-06-30

公益性行业（气象）科研专项“高时空分辨率的森林草原火险预报与灾损评估关键技术”（GYHY201406034）；中国气象局气候变化专项（CCSF201508）

何雨芩，硕士，助理工程师；E-mail：xiaoqinzi_hyq@126.com

何雨芩，徐 虹，程晋昕.云南省林火时空分布特征分析[J].中南林业科技大学学报，2017, 37(5): 36-41.

S762

A

1673-923X(2017)05-0036-06

[本文编校：谢荣秀]