侯麗麗 ,都瓦拉 ,銀山 ,玉山
(1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特010010;2. 內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特010022)
草原是我國北方陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,也是促進(jìn)牧區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。草原生態(tài)系統(tǒng)極易遭受各種自然和人為因素影響,其中草原火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、蔓延速度快、救助困難、對牧民危害嚴(yán)重的草原災(zāi)害[2]。近年來,在生態(tài)工程實(shí)施大背景下,牧區(qū)植被恢復(fù)較好,隨著全球氣候變化,火險(xiǎn)等級不斷提升,草原火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)逐漸顯露出來[3]?;馂?zāi)給牧民生境帶來巨大威脅,嚴(yán)重制約著我國畜牧業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展,因此開展牧區(qū)草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究十分迫切,對蘇木鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府制定防災(zāi)減災(zāi)政策具有重要的意義。
近年來關(guān)于草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究多從大尺度來分析,國外從影響草原火災(zāi)的單一因子到后期借助多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合多個(gè)火險(xiǎn)因子進(jìn)行綜合評價(jià),Yebra 等[4]根據(jù)衛(wèi)星圖像估算地中海草地、灌木叢的可燃物含水率(fu?el moisture content,F(xiàn)MC)評估火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。Adab 等[5]應(yīng)用混合火災(zāi)指數(shù)結(jié)合植被的濕度、坡度、縱橫比、高程、道路距離以及居民點(diǎn)附近的距離等綜合因素來描述伊朗東北部地區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn);Arganaraz 等[6]利用中分辨率成像光譜儀(moderate resolution imaging spectrometer,MODIS)影像估算活可燃物含水率(live fuel moisture content,LFMC)與衛(wèi)星圖像光譜指數(shù)進(jìn)行建模分析格蘭查科南部火災(zāi)危險(xiǎn)。我國草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)研究尺度多為縣域尺度至盟市尺度的分析,研究區(qū)域集中在我國北方草原地區(qū),如內(nèi)蒙古、吉林省、青海省、山西省和甘肅省等,如劉興朋等[7]基于歷史資料對我國北方草原火災(zāi)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評價(jià);劉興朋等[8]利用層次分析法、加權(quán)綜合平均法定量評價(jià)了吉林省西部草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn);佟志軍[9]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法繪制錫林郭勒盟草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的系列圖譜。鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村等微觀尺度的草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)缺乏,而小、微觀尺度評價(jià)結(jié)果有具體導(dǎo)向作用,細(xì)化研究尺度十分必要。
東烏珠穆沁旗是錫林郭勒草原火災(zāi)和境外火頻繁侵入地區(qū),是我國畜牧業(yè)發(fā)展重要基地,地廣人稀,單位面積可燃物量多,境外蒙古國草原火跨境侵襲,成為我國草原火災(zāi)頻發(fā)地區(qū)之一[10]。除烏云德吉[10]系統(tǒng)地監(jiān)測了東烏珠穆沁旗草原火險(xiǎn)指數(shù),沒有更加詳盡的草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)研究,而基于牧戶尺度進(jìn)行草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的研究更少。
農(nóng)牧戶作為農(nóng)田、草地資源的直接使用者和管理者,其對農(nóng)牧業(yè)的感知,對準(zhǔn)確判斷土地狀況、旱災(zāi)、火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)具有不可忽視的作用[11]。因此本研究從牧戶尺度出發(fā),以內(nèi)蒙古東烏珠穆沁旗牧區(qū)嘎查的牧戶為研究對象,通過牧戶調(diào)研、統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)技術(shù),采用主成分分析法、層次分析法、加權(quán)綜合評價(jià)法對構(gòu)建的牧戶尺度草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)量化評價(jià),獲取東烏珠穆沁旗9 個(gè)鎮(zhèn)草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級分布圖,從微觀尺度為草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)提供新的視角,完善我國草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的多尺度研究。
東烏珠穆沁旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟東北部(44°42′?46°47′N,115°10′?120°07′E)(圖1),北鄰蒙古國,國境線長達(dá) 527.6 km[12]。包含 5 個(gè)鎮(zhèn)、4 個(gè)蘇木、1 個(gè)國營林場、覆蓋 1 個(gè)管理區(qū),海拔 800~1500 m;地勢北高南低;屬溫帶大陸性氣候,年平均氣溫1.6 ℃,年降水量300 mm 左右,年蒸發(fā)量在3000 mm 以上,日照時(shí)間年均 2975 h,大風(fēng)日數(shù)多,平均風(fēng)速 3.6 m·s?1[13]。植被類型以草原為主,此外還有森林、沙地、草甸、灌叢等類型,畜牧業(yè)為東烏旗第一產(chǎn)業(yè),本研究基于牧戶尺度草原火災(zāi)評價(jià),故只選取了東烏旗其余9 個(gè)鎮(zhèn)57 個(gè)嘎查作為研究區(qū)。
圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Location of study area
1.2.1 氣象數(shù)據(jù) 氣象數(shù)據(jù)來自中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)和蒙古國水文氣象局。包括氣溫、降水、風(fēng)速和雷暴日數(shù)等。對氣象數(shù)據(jù)采用克里金插值法進(jìn)行空間插值、掩膜為50 m 分辨率的柵格數(shù)據(jù)。
1.2.2 遙感數(shù)據(jù) 植被覆蓋度數(shù)據(jù)來源于美國宇航局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)網(wǎng)站發(fā)布的Landsat OLI 產(chǎn)品數(shù)據(jù),空間分辨率為30 m,涵蓋東烏珠穆沁旗2018 年7、8、9 月的6 景影像,通過輻射定標(biāo)、大氣校正、波段合成,提取植被歸一化指數(shù)(normalized difference vegetation index,NDVI),進(jìn)而估算研究區(qū)可燃物的量。NDVI 的計(jì)算公式為:
式中:ρNIR和ρR分別代表近紅外波段、紅光波段的地表反射率,可燃物的量借助劉興朋等[14]2015 年建立錫林郭勒盟可燃物量與NDVI 關(guān)系式,計(jì)算公式如下:
式中:y代表可燃物的量,x代表植被 NDVI 值。
火點(diǎn)數(shù)據(jù)采用2001?2018 年MCD64A1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)提取火點(diǎn)、火燒頻次及火燒跡地面積。MCD64A1 燃燒區(qū)產(chǎn)品是月尺度500 m 分辨率數(shù)據(jù),研究區(qū)僅需1 景影像h26v04 即可覆蓋。
農(nóng)村道路解譯數(shù)據(jù)采用Loca Space Viewer 三維數(shù)字地球軟件下載研究區(qū)14 級影像,空間分辨率為9.55 m,將影像導(dǎo)入GIS 中目視解譯,提取研究區(qū)主要嘎查道路。
1.2.3 社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù) 社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《東烏珠穆沁旗統(tǒng)計(jì)年鑒》和草原監(jiān)察管理局電子牧戶檔案,主要包括:草場面積、牲畜數(shù)量、房屋面積、畜棚圈面積、經(jīng)濟(jì)收入、家庭人口、機(jī)井、政府補(bǔ)貼收入等,通過統(tǒng)計(jì)方法量化各嘎查牧戶基本情況。
1.3.1 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指未來若干年內(nèi)可能達(dá)到的災(zāi)害程度及其發(fā)生的可能性。在區(qū)域自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)形成過程中,危險(xiǎn)性(H)、暴露性(E)、脆弱性(V)和防災(zāi)減災(zāi)能力(R)缺一不可。
1.3.2 主成分分析法 利用主成分分析法確定權(quán)重,首先對原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,建立相關(guān)系數(shù)矩陣求出各指標(biāo)主成分的特征值,由此得出各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重[16]。
1.3.3 專家打分法 專家打分法通過征詢相關(guān)專家意見,客觀綜合專家經(jīng)驗(yàn)的主觀判斷賦值,依托層次分析法構(gòu)建專家打分判斷矩陣,進(jìn)而計(jì)算各指標(biāo)因子的權(quán)重系數(shù)[17]。
1.3.4 加權(quán)綜合評價(jià)法 加權(quán)綜合評價(jià)法將各個(gè)指標(biāo)的因子?xùn)鸥駥优c其對應(yīng)的權(quán)重相乘計(jì)算,然后進(jìn)行綜合得分,算出多項(xiàng)指標(biāo)的綜合評價(jià)值[18]。
利用Excel 2016 對各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析,采用SPSS 22.0 的因子分析(factor analysis)功能,計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重值。
采用微觀牧戶尺度,自然指標(biāo)數(shù)據(jù)所占比例較小,社會經(jīng)濟(jì)要素占很大比例,東烏旗屬牧業(yè)旗縣,故指標(biāo)選取主要圍繞牧戶牲畜、畜棚畜圈面積、牧業(yè)收入等指標(biāo)來突出研究區(qū)的獨(dú)特性,另外需要考慮數(shù)據(jù)收集的難易程度。
將危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力4 個(gè)要素作為一級指標(biāo),針對性地選取二級指標(biāo)。參考前人有關(guān)草原火災(zāi)評價(jià)的相關(guān)文獻(xiàn),并詢問專家意見,結(jié)合災(zāi)害四因子學(xué)說理論[1?2],構(gòu)建牧戶尺度草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系(表1)。
表1 牧戶尺度草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Index system of grassland fire risk assessment based on herdsman
2.2.1 危險(xiǎn)性指標(biāo)分析 危險(xiǎn)性是風(fēng)險(xiǎn)源的變異強(qiáng)度和活動頻次決定的[19],主要通過致災(zāi)因子和孕災(zāi)環(huán)境兩個(gè)方面來考慮,孕災(zāi)環(huán)境是形成災(zāi)害的自然環(huán)境,致災(zāi)因子是誘發(fā)災(zāi)害發(fā)生的主要因素如連旱和雷暴等。本研究將所選的7 個(gè)危險(xiǎn)性指標(biāo)量化為50 m×50 m 的指標(biāo)分布柵格圖層(圖2)。
圖2 危險(xiǎn)性指標(biāo)分布Fig.2 Distribution of risk indicators
研究區(qū)中部呈東北—西南走勢的地區(qū)坡度較大,影響草原火災(zāi)蔓延的發(fā)生;風(fēng)速與干雷暴數(shù)空間分布相似,研究區(qū)風(fēng)速、干雷暴數(shù)整體上呈現(xiàn)由西向東遞增的趨勢,兩大致災(zāi)因子表明研究區(qū)東處于危險(xiǎn)性高值區(qū);研究區(qū)溫度由西向東逐漸下降,溫度高值區(qū),火險(xiǎn)較高;降水分布與溫度相反,東部地區(qū)降水高于西部地區(qū),水分含量是降低火險(xiǎn)發(fā)生的一個(gè)自然因素;研究區(qū)可燃物的量隨著草原類型而變化,東部草甸草原區(qū)可燃物的量處于高值區(qū),火險(xiǎn)較大;常住人口高值區(qū)分布比較零散,作為引發(fā)草原火災(zāi)的人為因素加以考慮。
2.2.2 暴露性指標(biāo)分析 暴露性是指可能受到草原火災(zāi)威脅的所有人和財(cái)產(chǎn),如人員、牲畜、房屋、農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)收入等。本研究將所選的4 個(gè)暴露性指標(biāo)量化為50 m×50 m 的指標(biāo)分布柵格圖層(圖3)。
圖3 暴露性指標(biāo)分布Fig.3 Distribution of exposure indicators
研究區(qū)房屋面積高值區(qū)與常住人口分布基本一致,戶均家庭收入、草場面積兩個(gè)指標(biāo)高值區(qū)均處于滿都胡寶拉格鎮(zhèn)、嘎海樂蘇木。滿都胡寶拉格鎮(zhèn)和嘎海樂蘇木牲畜載畜量處于高值區(qū),由于烏蘭圖嘎嘎查為草場聯(lián)戶經(jīng)營,共29 戶牧戶,戶均牲畜數(shù)量較低。
2.2.3 脆弱性指標(biāo)分析 脆弱性綜合反映自然災(zāi)害損失程度,是承災(zāi)體自然屬性的易損度,如易受到災(zāi)害影響的承災(zāi)體棚圈、老幼人口等作為指標(biāo),本研究將所選的4 個(gè)脆弱性指標(biāo)量化為50 m×50 m 的指標(biāo)分布柵格圖層(圖4)。
圖4 脆弱性指標(biāo)分布Fig.4 Distribution of vulnerability indicators
老幼人口數(shù)與常住人口數(shù)分布大致相同,但道特淖爾鎮(zhèn)居多,戶均牧業(yè)收入與家庭收入指標(biāo)分布趨于一致,高值區(qū)分布在滿都胡寶拉格鎮(zhèn);戶均幼小牲畜數(shù)量高值區(qū)也多在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)和嘎海樂蘇木。牧區(qū)棚圈多為木制或者簡易合成芯板材料屬于牧民易損性財(cái)產(chǎn),棚圈面積高值區(qū)分布在呼熱圖淖爾蘇木和阿拉坦合力蘇木。
2.2.4 防災(zāi)減災(zāi)能力指標(biāo)分析 防災(zāi)減災(zāi)能力是指災(zāi)害危害區(qū)域應(yīng)對災(zāi)害的抵御力和恢復(fù)力,包括應(yīng)急管理能力、減災(zāi)投入、救災(zāi)人員、物資儲備資等,如交通、人均收入、救火設(shè)備和水源等。本研究將所選的6 個(gè)防災(zāi)減災(zāi)能力指標(biāo)量化為50 m×50 m 的指標(biāo)分布柵格圖層(圖5)。
圖5 防災(zāi)減災(zāi)能力指標(biāo)分布Fig.5 Distribution of disaster prevention and mitigation capability indicators
牧區(qū)勞動力作為牧區(qū)救災(zāi)的主力,空間分布與常住人口分布基本一致,非牧業(yè)收入作為災(zāi)后緩解的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)高值區(qū)在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)和阿拉坦合力蘇木,機(jī)電井?dāng)?shù)量在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)、道特淖爾鎮(zhèn)和薩麥蘇木處于高值區(qū);道路里程高值區(qū)集中在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)、嘎海樂蘇木;參加醫(yī)保人數(shù)可有效降低災(zāi)后經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),高值區(qū)位于呼熱圖淖爾蘇木;而人均收入與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似,滿都胡寶拉格鎮(zhèn)人均收入較高,應(yīng)對災(zāi)害能力較強(qiáng)。
確定草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重時(shí)首先消除各指標(biāo)量綱,評價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化,本研究采用主成分分析法和專家打分法分別確定評價(jià)指標(biāo)的主客觀權(quán)重。主成分分析法將上述所選的21 個(gè)指標(biāo)柵格圖層標(biāo)準(zhǔn)化后,通過GIS 分區(qū)統(tǒng)計(jì)功能統(tǒng)計(jì)研究區(qū)57 個(gè)嘎查行政圖層內(nèi)各指標(biāo)的平均值,21 個(gè)指標(biāo)共生成1197 個(gè)數(shù)據(jù)樣本,作為主成分分析的原始數(shù)據(jù)[20]。專家打分法經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及咨詢專家采用1~9 標(biāo)度法對草原火災(zāi)4 個(gè)一級指標(biāo)以及附屬二級指標(biāo)進(jìn)行打分評價(jià),使用Yaahp 軟件輔助計(jì)算指標(biāo)權(quán)重[21](表2)。
表2 草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重Table 2 Weights of grassland fire risk assessment indicators
各指標(biāo)兩種權(quán)重計(jì)算方法得出的權(quán)重值基本趨于一致,取兩種方法權(quán)重的平均值作為最終組合權(quán)重。4 個(gè)一級指標(biāo)權(quán)重因子分別為危險(xiǎn)性25.85%、暴露性28.86%、脆弱性19.17%、防災(zāi)減災(zāi)能力26.12%,權(quán)重結(jié)果也與其他研究學(xué)者[1?2,22]關(guān)于森林火災(zāi)、草原火災(zāi)火險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重分布比例相一致。
東烏珠穆沁旗牧戶尺度草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)在4 個(gè)一級指標(biāo)因子基礎(chǔ)上,運(yùn)用加權(quán)綜合評價(jià)法對災(zāi)害四因子的各個(gè)二級指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)疊加分析,得出災(zāi)害四大因子風(fēng)險(xiǎn)分布圖,最后綜合一級指標(biāo)權(quán)重值加權(quán)疊加計(jì)算草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性并繪制草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性等級分布圖。并根據(jù)自然斷點(diǎn)法分為5 個(gè)等級:低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)四大因子空間分布柵格圖層如圖6 所示。
圖6 草原火災(zāi)四大災(zāi)害因子分布Fig.6 Distribution of the four major disaster factors of grassland fire
東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)危險(xiǎn)性整體呈由西到東逐漸遞增的趨勢,草原火災(zāi)高、次高危險(xiǎn)區(qū)分布在嘎海樂蘇木、呼熱圖淖爾蘇木、道特淖爾鎮(zhèn)和滿都胡寶拉格鎮(zhèn);東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)暴露性整體呈中部低、兩側(cè)高分布,且東部暴露性高于西部,空間分布與房屋面積分布基本一致。草原火災(zāi)高、次高暴露區(qū),分布在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)
和呼熱圖淖爾蘇木;東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)脆弱性分布與暴露性分布基本一致。草原火災(zāi)高、次高脆弱區(qū)分布在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)、呼熱圖淖爾蘇木、嘎海樂蘇木和烏里雅斯太鎮(zhèn);東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)防災(zāi)減災(zāi)能力整體呈由西到東逐漸遞增的趨勢,與人均收入、道路里程空間分布基本一致。草原火災(zāi)高、次高防災(zāi)減災(zāi)區(qū)分布在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)、呼熱圖淖爾蘇木和嘎海樂蘇木。
東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性整體呈由西到東逐漸遞增的趨勢(圖7)。草原火災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)的滿都胡寶拉格嘎查與呼熱圖淖爾蘇木,占研究區(qū)總面積的6.23%。次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的39.07%。中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的40.77%。次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的10.48%。低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的3.47%。綜上:研究區(qū)草原火險(xiǎn)整體較高,絕大多數(shù)地區(qū)草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)屬于中高火險(xiǎn)區(qū),占研究區(qū)總面積的86.07%。
圖7 草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性分布Fig.7 Distribution of grassland fire risk
使用MODIS 燃燒區(qū)數(shù)據(jù)產(chǎn)品MCD64A1 提取了2001?2018 年研究區(qū)火點(diǎn)、火燒跡地,并計(jì)算了火燒頻次(圖8)。
圖8 研究區(qū)火點(diǎn)和火燒頻次分布Fig.8 Distribution of fire points and fire frequency in the study area
研究區(qū)2001?2018 年火點(diǎn)沿邊境線分布,由北向南逐漸減少,局部地區(qū)火點(diǎn)密集,但都有零星分布,火燒跡地面積2338.25 km2。研究區(qū)國境線火燒頻次集中在2~3 次,其余過火區(qū)域的火燒頻次大多為1 次。
將研究區(qū)火點(diǎn)與草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性分布圖疊加分析,并對各個(gè)不同火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì),用于評估本研究對研究區(qū)草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的精度(圖9)。
圖9 草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性與火點(diǎn)疊加分布Fig.9 Overlay distribution of grassland fire risk and fire point
不同等級火險(xiǎn)區(qū)的火點(diǎn)分布不同,低、次低火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)集中分布于阿拉坦合力蘇木、薩麥蘇木國境線附近。高火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)占總火點(diǎn)7.07%,次高火險(xiǎn)區(qū)占總火點(diǎn)54.36%,中火險(xiǎn)區(qū)占總火點(diǎn)18.56%,次低火險(xiǎn)區(qū)占比14.97%,低火險(xiǎn)區(qū)占比5.05%,中高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占比79.99%。因此,本研究分析東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級圖具有較高的精度,可以為政府防災(zāi)減災(zāi)提供政策建議。
本研究表明,東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃高火險(xiǎn)區(qū)集中在滿都胡寶拉格鎮(zhèn)和嘎海樂蘇木,這與烏云德吉[10]的研究結(jié)果相吻合,大多集中在草甸草原邊境地區(qū)。該地區(qū)草原火險(xiǎn)高的原因包括以下幾個(gè)方面:1)處于草甸草原與典型草原的過渡地區(qū),植被長勢良好,枯黃期有較多的枯落物,是可燃物量高值區(qū),形成了草原火災(zāi)發(fā)生的孕災(zāi)環(huán)境,李興華等[23]研究內(nèi)蒙古草原火災(zāi)中說明內(nèi)蒙古東部草原西部地區(qū)受降水和生態(tài)工程設(shè)施的影響,地面可燃物增多,草原火災(zāi)次數(shù)增多;2)該地區(qū)雷暴、風(fēng)速均處于高值區(qū),也是形成草原火的致災(zāi)因子,李興華等[24]關(guān)于氣候變化對內(nèi)蒙古東部草原火災(zāi)的影響中表明風(fēng)速和雷擊火是引發(fā)草原火災(zāi)的主要自然因子;3)高火險(xiǎn)區(qū)家庭人口收入、草場面積、牲畜、房屋棚圈面積都處于高值區(qū),承災(zāi)體的暴露性較高,薩如拉等[25]、周懷林等[26]研究內(nèi)蒙古大多數(shù)草原火災(zāi)發(fā)生都是人為原因,因此存在較高的火險(xiǎn)。
另外,低、次低火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)集中分布于國境線附近,麗娜等[27]分析了中蒙俄邊境草原火時(shí)空分布表明,跨境火的存在是東烏旗草原火災(zāi)的一個(gè)根本要素,本研究量化的是牧戶尺度社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),無法從牧戶微觀尺度來識別各戶的火點(diǎn),未能考慮跨境火這一自然火源指數(shù)。火災(zāi)的發(fā)生存在一定的人為因素,任何火情的驗(yàn)證都存在檢驗(yàn)不足的問題,本研究用MODIS 火產(chǎn)品數(shù)據(jù)對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,存在一定的誤差。楊佩國等[28]基于歷史暴雨洪澇災(zāi)情數(shù)據(jù)定量研究北京市在不同降水等級的脆弱性,這也是歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)作為災(zāi)害危險(xiǎn)性分析的重要原因。后續(xù)的研究中應(yīng)該加入這一歷史災(zāi)情數(shù)據(jù),來提高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的精確度。
本研究是基于牧戶尺度草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià),指標(biāo)數(shù)量多,微觀牧戶數(shù)據(jù)獲取困難[29],且沒有獲取長時(shí)間序列牧戶數(shù)據(jù)。在后續(xù)的研究中應(yīng)該延長時(shí)間尺度,細(xì)化自然火源指數(shù)數(shù)據(jù),提升地表溫度、濕度、風(fēng)速等因子的反演精度,加強(qiáng)實(shí)地牧戶調(diào)研,調(diào)整指標(biāo)體系獲取更為精細(xì)的一手牧戶數(shù)據(jù)來進(jìn)行草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。對于草原火災(zāi)指標(biāo)因子權(quán)重計(jì)算應(yīng)該補(bǔ)充新的權(quán)重計(jì)算方法,例如地理加權(quán)回歸法,因子分析法,熵權(quán)法等。
1)東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)4 個(gè)一級指標(biāo)的權(quán)重因子分別為危險(xiǎn)性25.85%、暴露性28.86%、脆弱性19.17%、防災(zāi)減災(zāi)能力26.12%,權(quán)重結(jié)果也與其他研究者關(guān)于森林火災(zāi)、草原火災(zāi)火險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)權(quán)重分布比例相一致。
2)東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)危險(xiǎn)性整體呈由西到東逐漸遞增的趨勢,中高危險(xiǎn)區(qū)分布在研究區(qū)的東部;草原火災(zāi)暴露性整體呈中部低,兩側(cè)高分布,且東部暴露性高于西部;草原火災(zāi)脆弱性分布整體呈東?西?中逐漸遞減的趨勢;草原火災(zāi)防災(zāi)減災(zāi)能力整體呈由西到東逐漸遞增的趨勢。
3)東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性整體呈由西到東逐漸遞增的趨勢。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布在滿都胡寶拉格鎮(zhèn),占研究區(qū)總面積6.23%;次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的39.07%;中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積40.77%;次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的10.48%;低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占研究區(qū)總面積的3.47%。研究區(qū)草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性整體較高,絕大多數(shù)地區(qū)的草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)均屬于中高火險(xiǎn)區(qū),占研究區(qū)總面積的86.07%。
4)研究區(qū)2001?2018 年的火點(diǎn)沿邊境線分布,火點(diǎn)由北向南逐漸減少,火燒跡地面積為2338.25 km2,國境線火燒頻次集中在2~3 次,不同等級火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)分布不同,低、次低火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)集中分布于國境線附近。高火險(xiǎn)區(qū)火點(diǎn)占總火點(diǎn)7.07%,次高火險(xiǎn)區(qū)占比54.36%,中火險(xiǎn)區(qū)占比18.56%,次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占比14.97%,低火險(xiǎn)區(qū)占比5.05%,中高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)占比79.99%。本研究分析東烏珠穆沁旗草原火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級圖具有較高的精度,可以為鎮(zhèn)(蘇木)政府及嘎查委員會防災(zāi)減災(zāi)提供政策建議。