張 貴，龍朝夕，鄧妮娜，林 強(qiáng)

（中南林業(yè)科技大學(xué) 理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

森林火災(zāi)恢復(fù)力評(píng)價(jià)研究

張 貴，龍朝夕，鄧妮娜，林 強(qiáng)

（中南林業(yè)科技大學(xué) 理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

為了科學(xué)地對(duì)發(fā)生森林火災(zāi)的森林進(jìn)行災(zāi)后恢復(fù)，以湖南省為案例，選取影響森林火災(zāi)恢復(fù)力的年平均氣溫、年降水量、年日照時(shí)數(shù)、年發(fā)生火災(zāi)次數(shù)、單位面積活立木增長(zhǎng)量等8項(xiàng)指標(biāo)建立了恢復(fù)力指標(biāo)體系，采用組合賦權(quán)法確定了指標(biāo)權(quán)重，建立了森林火災(zāi)恢復(fù)力評(píng)價(jià)模型，對(duì)森林火災(zāi)恢復(fù)力進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：森林火災(zāi)恢復(fù)力主要受單位面積活立木增長(zhǎng)量影響，湖南省森林火災(zāi)恢復(fù)力存在恢復(fù)力一般區(qū)和恢復(fù)力較弱區(qū)，沒(méi)有恢復(fù)力較強(qiáng)區(qū)，說(shuō)明湖南省森林生態(tài)系統(tǒng)受到森林火災(zāi)干擾后恢復(fù)潛力不高。

森林火災(zāi)；恢復(fù)力評(píng)價(jià)；組合賦權(quán)法

近年來(lái)，隨著人口、資源和環(huán)境的矛盾日益加深，罕見(jiàn)的火災(zāi)頻繁發(fā)生，如2010年12月2日，以色列北部卡梅爾山區(qū)發(fā)生大火，堪稱(chēng)當(dāng)?shù)?2年來(lái)最嚴(yán)重的森林火災(zāi)。同年，巴西全國(guó)共發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)25 999起，比去年同期增加了85%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年火災(zāi)造成直接財(cái)產(chǎn)損失10多億元[1]。因此，森林消防管理部門(mén)應(yīng)該合理利用分配給他們的資源，發(fā)揮最大的森林火災(zāi)管理效率[2]。

嚴(yán)峻的火災(zāi)形式將進(jìn)一步威脅森林可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。針對(duì)目前恢復(fù)力定義不統(tǒng)一的情況，國(guó)際社會(huì)重新界定森林火災(zāi)系統(tǒng)恢復(fù)力定義。認(rèn)為恢復(fù)力就是指由物理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境因素以及過(guò)程，森林火災(zāi)系統(tǒng)受到擾動(dòng)時(shí)，恢復(fù)到初始狀態(tài)的能力。目前森林火災(zāi)恢復(fù)力[3]研究尚停留在理論層面，定量研究甚至定性識(shí)別還有待提高。因此，本研究采用組合賦權(quán)法計(jì)算權(quán)重，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法計(jì)算恢復(fù)力，并選擇湖南省作為研究區(qū)進(jìn)行森林火災(zāi)恢復(fù)力評(píng)估，旨在探索促進(jìn)森林火災(zāi)恢復(fù)力發(fā)展的有效途徑，同時(shí)為政府的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理和防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 恢復(fù)力和影響因素研究

1.1 恢復(fù)力的內(nèi)涵

恢復(fù)力resilience 其來(lái)源于resilio（re = back回去，silio = to leap)，其意思是跳回的動(dòng)作。從單純的定義方面來(lái)理解，恢復(fù)力是指某事物在沒(méi)有變形和裂開(kāi)的情況之下，因?yàn)槭艿搅送饨绲挠绊懚l(fā)生形變并恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的能力[4]。在原來(lái)的韋氏字典當(dāng)中，恢復(fù)力又被定義成從變化中恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)或者適用的能力[5]?，F(xiàn)在，恢復(fù)力這個(gè)名詞已經(jīng)在人與自然相互作用的各個(gè)學(xué)科中廣泛應(yīng)用，如安全建設(shè)、組織行為和災(zāi)害管理等[6]。每個(gè)領(lǐng)域的研究者們對(duì)恢復(fù)力這個(gè)概念的定義都有所改動(dòng)，從而加深了人們對(duì)于恢復(fù)力本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

要想深入理解森林火災(zāi)恢復(fù)力系統(tǒng)，首先需要理解恢復(fù)力的本質(zhì)內(nèi)涵[7]。已經(jīng)有很多的文獻(xiàn)對(duì)恢復(fù)力的定義進(jìn)行闡述，并把恢復(fù)力分成為生態(tài)恢復(fù)力和工程恢復(fù)力[8]。大家普遍認(rèn)為，系統(tǒng)恢復(fù)力描述了一個(gè)系統(tǒng)受到外界影響之后而不轉(zhuǎn)變成其他狀態(tài)的一種能力，一個(gè)恢復(fù)活力很強(qiáng)的系統(tǒng)在承受一定的打擊并且在遭受打擊之后能夠進(jìn)行自我完成重建[9]；森林在收到外界影響以后，能夠在一定的時(shí)間之內(nèi)恢復(fù)到其原來(lái)的狀態(tài)并保持物種組成不發(fā)生變化，在總結(jié)前人對(duì)其他領(lǐng)域恢復(fù)力的定義和探究的基礎(chǔ)上，本研究認(rèn)為森林火災(zāi)恢復(fù)力是指當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時(shí)，森林系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，當(dāng)火災(zāi)被撲滅之后，森林生態(tài)系統(tǒng)在外界作用力與自身影響力的共同作用下，系統(tǒng)能夠自然地恢復(fù)到原來(lái)的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)或者原有的能力。森林系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)、功能和復(fù)雜程度直接決定了森林火災(zāi)恢復(fù)力的大小，同時(shí)與同外界施加的影響力息息相關(guān)。

1.2 森林火災(zāi)恢復(fù)力的影響因素

森林火災(zāi)恢復(fù)力的影響因素復(fù)雜多變，總的來(lái)說(shuō)可以概括為兩個(gè)方面：(1)系統(tǒng)的外部因素。系統(tǒng)的外部因素對(duì)森林火災(zāi)恢復(fù)力的影響也是舉足輕重的。外部因素主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)保障制度、森林資源的合理開(kāi)發(fā)利用和人口素質(zhì)等。在遭受同樣大小火災(zāi)的情況之下，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)并且交通條件越發(fā)達(dá)的地區(qū)，森林火災(zāi)系統(tǒng)的恢復(fù)力比相對(duì)落后的地區(qū)要好。(2)系統(tǒng)本身的因素和災(zāi)害情況。系統(tǒng)本身的因素也就是指森林生態(tài)系統(tǒng)在遭受到外界的影響之前森林生態(tài)系統(tǒng)其本身的功能、結(jié)構(gòu)和森林系統(tǒng)的復(fù)雜程度。在大多數(shù)情況之下，森林系統(tǒng)本身的因素越復(fù)雜，生存在系統(tǒng)內(nèi)的各生物的種類(lèi)越多，系統(tǒng)本身的恢復(fù)力也就要越高，相反，系統(tǒng)的恢復(fù)力就要低。這跟系統(tǒng)的水文氣象條件和地理位置有很大關(guān)系，同時(shí)與發(fā)生森林火災(zāi)的大小也有關(guān)，火災(zāi)越大，火災(zāi)燃燒的時(shí)間越長(zhǎng)，火災(zāi)所影響的面積越廣，森林系統(tǒng)的恢復(fù)能力就越小。

2 研究方法

2.1 研究指標(biāo)體系的建立

森林資源系統(tǒng)是個(gè)由森林資源、生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合而成的一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，森林生態(tài)系統(tǒng)火災(zāi)恢復(fù)力的典型特征表現(xiàn)為多層面、多指標(biāo)。想要計(jì)算森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力，就需要考慮到氣候、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和森林資源自身特性等因素的影響以及它們之間的相互作用關(guān)系，才能對(duì)森林資源的火災(zāi)恢復(fù)力進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)，從而為火災(zāi)后的救助和重建提供寶貴的依據(jù)。

根據(jù)森林資源自身特點(diǎn)，考慮到氣候環(huán)境的差異、地理位置的不同、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡和人類(lèi)活動(dòng)的影響不同等，遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性和可操作行的基本原則，建立森林火災(zāi)恢復(fù)力的評(píng)價(jià)體系。

考慮到對(duì)森林系統(tǒng)恢復(fù)力的各方面影響因素，然后根據(jù)指標(biāo)選取的一些原則，選取森林系統(tǒng)自然因素指標(biāo)（年降水量、年平均氣溫、年日照時(shí)數(shù)）、災(zāi)害本身影響指標(biāo)（年發(fā)生火災(zāi)次數(shù)、年受災(zāi)森林面積）、森林自身指標(biāo)（單位面積活立木增長(zhǎng)量）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況指標(biāo)（人均純收入）和人類(lèi)綜合影響指標(biāo)（人口數(shù)量）研究森林火災(zāi)恢復(fù)力。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖 1所示。

圖1 森林資源系統(tǒng)火災(zāi)恢復(fù)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Evaluation index system for fires resilience of forest resources system

2.2 權(quán)重確定

2.2.1 數(shù)據(jù)歸一化處理

數(shù)據(jù)歸一化是指用歸一化的方法將有量綱的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無(wú)量綱的數(shù)據(jù)表達(dá)。由于選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中每個(gè)指標(biāo)的量綱不相同，所以在計(jì)算數(shù)據(jù)之前首先必須要做的是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。歸一化如式(1)所示：

2.2.2 計(jì)算權(quán)重

選定指標(biāo)以后，確定指標(biāo)權(quán)值的方法有很多。一般主要分成兩大類(lèi)：主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法，例如德?tīng)柗疲―elphi）方法又可以將其稱(chēng)之為專(zhuān)家法，其特點(diǎn)就是集中各領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和所有的經(jīng)驗(yàn)，確定選取的各指標(biāo)權(quán)重，并在不斷地修改和反饋之中得到令人滿(mǎn)意的結(jié)果。這種主觀賦權(quán)法雖然比較成熟，但是主觀性比較強(qiáng)?？陀^賦權(quán)法，例如變異系數(shù)法，也就是直接利用選取的各項(xiàng)指標(biāo)中包含的信息，通過(guò)計(jì)算得出各指標(biāo)的權(quán)重。其具有很強(qiáng)的客觀性，但有的時(shí)候因?yàn)樗颖静粔虺浞郑钪匾闹笜?biāo)計(jì)算出的權(quán)重不是最大，而那些不重要的指標(biāo)可能具有很大的權(quán)重。為了充分利用主、客觀賦權(quán)法的優(yōu)勢(shì)，選擇了組合賦權(quán)法。將變異系數(shù)法與德?tīng)柗品ńM合到一起對(duì)選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，其計(jì)算公式如式（2）所示：

式中：m為指標(biāo)個(gè)數(shù)；分別是用變異系數(shù)法和德?tīng)柗品ǐ@得的權(quán)重向量。

2.3 恢復(fù)力評(píng)估模型

在進(jìn)行森林火災(zāi)恢復(fù)力定量評(píng)價(jià)時(shí)，首先需要確定區(qū)域森林資源系統(tǒng)火災(zāi)恢復(fù)力的劃分等級(jí)和不同等級(jí)各指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)每個(gè)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)的大小，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)值給每個(gè)實(shí)際值賦予不同的分值fi，再結(jié)合由組合賦權(quán)法得到的各指標(biāo)的權(quán)重，按照式(3)加權(quán)計(jì)算每個(gè)地區(qū)的森林火災(zāi)恢復(fù)力，從而可以得到各個(gè)地區(qū)的森林火災(zāi)恢復(fù)力的大小。

式中：r表示某一地區(qū)森林火災(zāi)的恢復(fù)度；n表示指標(biāo)個(gè)數(shù)；fi表示第i個(gè)指標(biāo)的分值；ωi表示第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

3 實(shí) 例

3.1 湖南省森林資源恢復(fù)力定量評(píng)價(jià)

依據(jù)指標(biāo)的選取原則和森林火災(zāi)恢復(fù)力的定義，選取影響湖南省森林火災(zāi)恢復(fù)力的年平均氣溫、年降水量、年日照時(shí)數(shù)、年發(fā)生火災(zāi)次數(shù)、年受災(zāi)森林面積、單位面積活立木增長(zhǎng)量、人均純收入、人口數(shù)量8項(xiàng)指標(biāo)建立恢復(fù)力指標(biāo)體系。由于目前還沒(méi)有制定森林火災(zāi)恢復(fù)力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因而參照森林火災(zāi)相關(guān)研究的一些劃分方法，將湖南省森林火災(zāi)恢復(fù)力分為Ⅰ(恢復(fù)力較強(qiáng)區(qū)75～100分)、Ⅱ(恢復(fù)力一般區(qū)50～75分)、Ⅲ(恢復(fù)力較弱區(qū)25～50分)、Ⅳ(恢復(fù)力極弱區(qū)0～25分)4個(gè)等級(jí)。評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用4級(jí)一百分值劃分，根據(jù)湖南省各市州評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)，找到其中的最大值與最小值，采用等間距分級(jí)的方法計(jì)算出分級(jí)的臨界值，各個(gè)選取指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)源于《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》(2001年～2012年)和林業(yè)相關(guān)網(wǎng)站。

表1 湖南省森林火災(zāi)恢復(fù)力指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重Table 1 Classification standard and weight for fires resilience indexes of Hunan forest resources

采用組合賦權(quán)法得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重（見(jiàn)表 1），根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)給每個(gè)研究區(qū)域打分并乘以相應(yīng)的權(quán)重（見(jiàn)表 2），采用式(3)進(jìn)行計(jì)算，得到各地區(qū)的恢復(fù)度。按照恢復(fù)力的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，得到湖南省各市森林火災(zāi)恢復(fù)力的大小順序，對(duì)照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)將森林火災(zāi)恢復(fù)力的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果見(jiàn)表 2。

表2 湖南省各市森林火災(zāi)恢復(fù)力得分及評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Scores and evaluation results of forest fires resilienceof cities in Hunan

4 結(jié) 論

(1)由湖南省森林火災(zāi)恢復(fù)力的排序結(jié)果可以看出，恢復(fù)力由大到小的排序依次是：益陽(yáng)市、長(zhǎng)沙市、湘潭市、張家界市、常德市、郴州市、株洲市、婁底市、湘西自治州、岳陽(yáng)市、懷化市、衡陽(yáng)市、邵陽(yáng)市和永州市。由研究結(jié)果可以看出，湖南省有8個(gè)市是屬于森林火災(zāi)恢復(fù)力一般區(qū)，占全省14市的57%；有6市是屬于森林火災(zāi)恢復(fù)力較弱區(qū)，占全省14市的43%；全省沒(méi)有一個(gè)森林火災(zāi)恢復(fù)力較強(qiáng)區(qū)。說(shuō)明當(dāng)?shù)厣窒到y(tǒng)受到干擾后自然恢復(fù)到原有狀態(tài)的潛力并不高。

(2)本研究把湖南省作為案例，利用組合賦權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重，建立了森林火災(zāi)恢復(fù)力的評(píng)價(jià)模型，研究結(jié)果表明湖南森林火災(zāi)恢復(fù)力主要受單位面積活立木增長(zhǎng)量即森林自然屬性的影響。

(3)研究結(jié)果可以看出受災(zāi)森林面積是對(duì)森林火災(zāi)恢復(fù)力有顯著影響的因素之一。提醒人們?cè)谌粘Ｉ钪兄?jǐn)慎使用生產(chǎn)性火源和非生產(chǎn)性火源，同時(shí)政府部門(mén)應(yīng)該完善林業(yè)管理制度、加強(qiáng)火災(zāi)預(yù)防和災(zāi)后處理措施，為研究區(qū)森林火災(zāi)管理提供重要參考信息。

[1] Merriam Webster.Merriam-Webster’s 11 th collegiate dictionary [M].MA: HarperCollins Publishers Inc,2004:45-57.

[2] 李建軍, 張會(huì)儒, 熊志祥,等.水源涵養(yǎng)林健康評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)解析[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 34(7): 19-26.

[3] 史培軍,郭衛(wèi)平,李曉兵,等.減災(zāi)與可持續(xù)發(fā)展模式：從第二次世界減災(zāi)大會(huì)看中國(guó)減災(zāi)戰(zhàn)略的挑戰(zhàn) [J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2005, 14(3):4-7.

[4] Gordon J E.Structures: or why things don’t fall down [M].Harmondsworth: Penguin Books，2003:35-47.

[5] 譚三清, 張 貴, 劉大鵬，等.基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的森林火災(zāi)危害程度及相關(guān)因子研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2010, 30(4):135-138.

[6] Rose A.Economic resilience to natural and man-made disasters-Multidisciplinary origins and contextual dimensions [J].Environmental Hazards, 2007, (7) : 383-398.

[7] Carpenter S R, Walker Brian, Anderies J Marty,et al.From metaphor to measurement: Resilience of what to what?[J].Ecosystems, 2001, 4(8):945-957.

[8] Gunderson L H.Ecological resilience-In theory and application [J].Annual Review of Ecology and Systematic, 2000, 31: 506-439.

[9] Folke C , Carpenter S, Walker B,et al.Regime shifts, resilience,and biodiversity in ecosystem management [J].Annu-al Review of Ecology, Evolution and Systematics, 2004,35(1): 17-19.

Evaluation researches on forest fire resilience

ZHANG Gui, LONG Zhao-xi, DENG Ni-na, LIN Qiang
(School of Sciences, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

In order to scientificallyrecover the burned forests, by taking Hunan Province as a case area, selecting eight indexes of influencing forest fire restoring force, such as the annual average temperature, the annual rainfall, the annual sunshine hours, the number of annual fire disasters, the growth in the stocking per unit area and so on, theevaluation index system of forest restoring force was established;by adopting the combination weighting approach, the eight indexes’weights were determined,thusthe evaluation model of forest fire restoring force was established and further, the resilience of forest fires was quantitatively evaluated.The results show that forest fire restoring force was mainly influenced by the stocking growth per unit area; Hunan forest fire restoring force can be divided into two kinds of regions, general restore ability region and weaker restore ability region, there was no stronger restore ability region.It is believed that the Hunan Province forest ecological system’s recovery potential will not be strong if the system is disturbed by forest fire.

forest fires; resilience evaluation; combination weighting approach

S762

A

1673-923X(2015)09-0009-04

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.09.002

2015-02-10

湖南省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（09JJ3033）

張 貴，教授，博士，博士生導(dǎo)師； E-mail：csfu3s@163.com

張 貴，龍朝夕，鄧妮娜，等.森林火災(zāi)恢復(fù)力評(píng)價(jià)研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015, 35(9): 9-12.

[本文編校：謝榮秀]