周生瑞，何 誠，陳 鋒，舒立福

（1.國家林業(yè)和草原局北方航空護林總站，黑龍江 哈爾濱 150027；2.中國林業(yè)科學研究院 森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所，北京 100091）

森林火災是一種復雜的現(xiàn)象。其發(fā)生被認為對人類活動是一種威脅，對生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟帶來嚴重負面影響[1]?；馂膶ι仲Y源的危害更是顯而易見[2]。我國是一個森林火災多發(fā)的國家，每年因森林火災造成的各種損失不計其數(shù)。1950-2010年間，年均發(fā)生火災12683次，年均火場面積67.48萬hm2；年均傷亡人數(shù)214人，其中受傷人數(shù)占75%，死亡人數(shù)占25%[3]。我國地域遼闊，不同地區(qū)氣候、地形地勢、植被具有較大的差異性。因此，火災分布格局存在較多不確定性。從空間上看，我國華中和西北地區(qū)屬于火災高發(fā)區(qū)，西南和華南地區(qū)夏季森林火災間隔期約為4～5年；華北地區(qū)夏季森林火災無明顯的規(guī)律可循。華東地區(qū)夏季火亦相對較少，以東北地區(qū)發(fā)生重大、特別重大森林火災發(fā)生次數(shù)最多[4，5]。

隨著全球氣候暖干化的發(fā)展，中國氣候出現(xiàn)持續(xù)高溫、干旱的頻率增加，林火動態(tài)和林火風險發(fā)生明顯變化，林火數(shù)量和過火面積有逐年上升的趨勢。面對嚴峻的森林火災形勢，必須要科學、客觀、深入分析全國森林火災風險，相應評判各個省份的森林火災危害影響程度。如何利用森林火災統(tǒng)計指標綜合評價全國各省發(fā)生森林火災的危害程度，是森林防火相關(guān)部門關(guān)注的焦點問題。本文采用SPSS的主成分分析方法獲取新的綜合指標來代替森林火災原有的評估指標，以期對森林火災危害程度進行量化分析[6]。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

森林火災數(shù)據(jù)來源于國家林業(yè)局森林防火辦公室，包括森林火災次數(shù)、受害森林面積（原始林和人工林）、損失林木株數(shù)、人員傷亡人數(shù)和經(jīng)濟損失。

1.2 研究方法

主成分分析是利用降維的思想，把多個指標轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個綜合指標。設有n個原始變量，分別為X1，X2，……，Xn。Y1，Y2，……，Yn表示主成分后的變量，而R為變量之間的相關(guān)系數(shù)矩陣。根據(jù)主成分分析要求有：

一般我們?nèi)±鄯e方差貢獻率達85%以上的前k個主成分[7]。

表1 全國森林火災各指標相關(guān)系數(shù)矩陣

2 結(jié)果與分析

2.1 2013～2016年我國發(fā)生森林火災動態(tài)

我國近4年（2013～2016年）發(fā)生森林火災次數(shù)整體上呈下降趨勢。與2013年相比，2014年森林火災下降了5.8%，2016年全國發(fā)生森林火災下降了48.2%（圖1）。燃燒有林地面積以2014年居首位，為1.63萬hm2，是2016年燃燒森林面積的3倍以上。2014年燒毀原始林和人工林面積也是最嚴重的一年，原始林過火面積占這4年原始林總過火面積的50.3%，人工林過火面積占這4年人工林總過火面積的34.5%。圖1顯示2013年發(fā)生森林火災次數(shù)高于2014年，但燃燒森林面積則低于2014年。究其原因，2014年發(fā)生2次重大火災和1次特別重大火災，而2013年發(fā)生火災屬于森林火警和一般火災，無重大、特別重大森林火災發(fā)生。

圖1 我國發(fā)生森林火災次數(shù)和過火面積

2.2 火災影響程度評價分析

本文使用SPSS對全國2013-2016年的森林火災進行統(tǒng)計，獲取了森林火災指標的平均值。各項指標包括森林火災次數(shù)、受害森林面積、損失林木蓄積、損失林木株數(shù)、受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和經(jīng)濟損失。受害森林面積與損失林木蓄積量相關(guān)性最大，為0.724（表1）。表2為主成分特征值和貢獻率。第一個主成分貢獻率達到66.213%，第二個主成分貢獻率為17.376%，第三個主成分貢獻率為8.312%，前3個成分累計貢獻率達到91.9%，即構(gòu)成的信息量包含了大部分總的信息量。這3個主成分對應的因子荷載矩陣見表3。根據(jù)表3所示每一個主成分對應指標值求得主成分因子載荷相關(guān)系數(shù)矩陣，見表4。

表2 主成分特征值和貢獻率

表3 主成分法提取的3個主成分因子載荷矩陣

表4 主成分因子載荷相關(guān)系數(shù)矩陣

由表4，可以得到主成分表達式

森林火災危害程度評價指標Z為

由公式3得到全國各省森林火災受影響危害程度的評價指標大小，并采用系統(tǒng)聚類方法對各省份的森林火災各項指標進行分類，結(jié)果見表5。

根據(jù)表5結(jié)果可知，近幾年受森林火災影響較嚴重的省份是云南省，分類號為4；其次是福建、廣西，分類號為3；然后是黑龍江、浙江、湖南??；受火災影響危害較輕的省份則有北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、江蘇、安徽、湖北、廣東、海南、重慶、四川、貴州、陜西、甘肅、青海、江西、山東、河南、寧夏、新疆。

表5 全國各省森林火災受影響危害程度的綜合評價

3 討論和結(jié)論

2013-2016年全國森林火災發(fā)生次數(shù)和燃燒森林面積呈下降的趨勢。其中，以2014年燃燒原始林和人工林面積達到最高。2014年發(fā)生2次重大和1次特別重大森林火災，所以燃燒森林面積居首位?；馂陌l(fā)生次數(shù)逐年減少是全國范圍內(nèi)加大火災防控宣傳，人民群眾的安全用火意識加深的結(jié)果。通過用主成分分析法研究了全國森林火災形勢影響程度的綜合評價，并根據(jù)綜合指標數(shù)值對各省份進行聚類，定量地分析了反映森林火災統(tǒng)計指標的全國森林火災風險。云南省是近年來受森林火災影響較多、危害較重的地區(qū)。該地區(qū)具有特殊的地形地勢、多樣的氣候和豐富的森林類型，生產(chǎn)、生活用火復雜。因此，容易發(fā)生森林火災?；馂娜紵^程中形成復雜的林火行為，對該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和人們生活造成一定的威脅[8]。

森林火災發(fā)生受多種因素的影響，如人民生活方式、消防基礎設施、地理氣候因素、居民自身的消防安全意識等。因此，加強森林火災危害程度高、森林火險嚴重地區(qū)的用火安全，及時清理林區(qū)內(nèi)的大量可燃物，教育群眾正確防火，合理配置森林消防人力、物力資源，對火災發(fā)生進行預測預報，可有效地減少火災發(fā)生[9]。通過分析不同省份遭受森林火災的危害程度有助于政府對投入的財政救災分配進行決策管理，體現(xiàn)不同省份的防救重點。我國受災較為嚴重的云南省，就需要在有效預防的基礎上，加大救災資金和物資的供給，加強重點防災組織協(xié)調(diào)、防火裝備和防火人員應急培訓等方面的工作，實現(xiàn)分類管理和高效防災救災的目的。值得注意的是，財政救災支出要同時兼顧預防和救災兩個方面，特別要注重這兩個方面的平衡[10]。