我国森林火灾危害性评价分析

周生瑞，何 诚，陈 锋，舒立福

（1.国家林业和草原局北方航空护林总站，黑龙江 哈尔滨 150027；2.中国林业科学研究院 森林生态环境与保护研究所，北京 100091）

森林火灾是一种复杂的现象。其发生被认为对人类活动是一种威胁，对生态环境和社会经济带来严重负面影响[1]。火灾对森林资源的危害更是显而易见[2]。我国是一个森林火灾多发的国家，每年因森林火灾造成的各种损失不计其数。1950-2010年间，年均发生火灾12683次，年均火场面积67.48万hm2；年均伤亡人数214人，其中受伤人数占75%，死亡人数占25%[3]。我国地域辽阔，不同地区气候、地形地势、植被具有较大的差异性。因此，火灾分布格局存在较多不确定性。从空间上看，我国华中和西北地区属于火灾高发区，西南和华南地区夏季森林火灾间隔期约为4～5年；华北地区夏季森林火灾无明显的规律可循。华东地区夏季火亦相对较少，以东北地区发生重大、特别重大森林火灾发生次数最多[4，5]。

随着全球气候暖干化的发展，中国气候出现持续高温、干旱的频率增加，林火动态和林火风险发生明显变化，林火数量和过火面积有逐年上升的趋势。面对严峻的森林火灾形势，必须要科学、客观、深入分析全国森林火灾风险，相应评判各个省份的森林火灾危害影响程度。如何利用森林火灾统计指标综合评价全国各省发生森林火灾的危害程度，是森林防火相关部门关注的焦点问题。本文采用SPSS的主成分分析方法获取新的综合指标来代替森林火灾原有的评估指标，以期对森林火灾危害程度进行量化分析[6]。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源

森林火灾数据来源于国家林业局森林防火办公室，包括森林火灾次数、受害森林面积（原始林和人工林）、损失林木株数、人员伤亡人数和经济损失。

1.2 研究方法

主成分分析是利用降维的思想，把多个指标转换为少数几个综合指标。设有n个原始变量，分别为X1，X2，……，Xn。Y1，Y2，……，Yn表示主成分后的变量，而R为变量之间的相关系数矩阵。根据主成分分析要求有：

一般我们取累积方差贡献率达85%以上的前k个主成分[7]。

表1 全国森林火灾各指标相关系数矩阵

2 结果与分析

2.1 2013～2016年我国发生森林火灾动态

我国近4年（2013～2016年）发生森林火灾次数整体上呈下降趋势。与2013年相比，2014年森林火灾下降了5.8%，2016年全国发生森林火灾下降了48.2%（图1）。燃烧有林地面积以2014年居首位，为1.63万hm2，是2016年燃烧森林面积的3倍以上。2014年烧毁原始林和人工林面积也是最严重的一年，原始林过火面积占这4年原始林总过火面积的50.3%，人工林过火面积占这4年人工林总过火面积的34.5%。图1显示2013年发生森林火灾次数高于2014年，但燃烧森林面积则低于2014年。究其原因，2014年发生2次重大火灾和1次特别重大火灾，而2013年发生火灾属于森林火警和一般火灾，无重大、特别重大森林火灾发生。

图1 我国发生森林火灾次数和过火面积

2.2 火灾影响程度评价分析

本文使用SPSS对全国2013-2016年的森林火灾进行统计，获取了森林火灾指标的平均值。各项指标包括森林火灾次数、受害森林面积、损失林木蓄积、损失林木株数、受伤人数、死亡人数和经济损失。受害森林面积与损失林木蓄积量相关性最大，为0.724（表1）。表2为主成分特征值和贡献率。第一个主成分贡献率达到66.213%，第二个主成分贡献率为17.376%，第三个主成分贡献率为8.312%，前3个成分累计贡献率达到91.9%，即构成的信息量包含了大部分总的信息量。这3个主成分对应的因子荷载矩阵见表3。根据表3所示每一个主成分对应指标值求得主成分因子载荷相关系数矩阵，见表4。

表2 主成分特征值和贡献率

表3 主成分法提取的3个主成分因子载荷矩阵

表4 主成分因子载荷相关系数矩阵

由表4，可以得到主成分表达式

森林火灾危害程度评价指标Z为

由公式3得到全国各省森林火灾受影响危害程度的评价指标大小，并采用系统聚类方法对各省份的森林火灾各项指标进行分类，结果见表5。

根据表5结果可知，近几年受森林火灾影响较严重的省份是云南省，分类号为4；其次是福建、广西，分类号为3；然后是黑龙江、浙江、湖南省；受火灾影响危害较轻的省份则有北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、江苏、安徽、湖北、广东、海南、重庆、四川、贵州、陕西、甘肃、青海、江西、山东、河南、宁夏、新疆。

表5 全国各省森林火灾受影响危害程度的综合评价

3 讨论和结论

2013-2016年全国森林火灾发生次数和燃烧森林面积呈下降的趋势。其中，以2014年燃烧原始林和人工林面积达到最高。2014年发生2次重大和1次特别重大森林火灾，所以燃烧森林面积居首位。火灾发生次数逐年减少是全国范围内加大火灾防控宣传，人民群众的安全用火意识加深的结果。通过用主成分分析法研究了全国森林火灾形势影响程度的综合评价，并根据综合指标数值对各省份进行聚类，定量地分析了反映森林火灾统计指标的全国森林火灾风险。云南省是近年来受森林火灾影响较多、危害较重的地区。该地区具有特殊的地形地势、多样的气候和丰富的森林类型，生产、生活用火复杂。因此，容易发生森林火灾。火灾燃烧过程中形成复杂的林火行为，对该地区的生态环境和人们生活造成一定的威胁[8]。

森林火灾发生受多种因素的影响，如人民生活方式、消防基础设施、地理气候因素、居民自身的消防安全意识等。因此，加强森林火灾危害程度高、森林火险严重地区的用火安全，及时清理林区内的大量可燃物，教育群众正确防火，合理配置森林消防人力、物力资源，对火灾发生进行预测预报，可有效地减少火灾发生[9]。通过分析不同省份遭受森林火灾的危害程度有助于政府对投入的财政救灾分配进行决策管理，体现不同省份的防救重点。我国受灾较为严重的云南省，就需要在有效预防的基础上，加大救灾资金和物资的供给，加强重点防灾组织协调、防火装备和防火人员应急培训等方面的工作，实现分类管理和高效防灾救灾的目的。值得注意的是，财政救灾支出要同时兼顾预防和救灾两个方面，特别要注重这两个方面的平衡[10]。