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森林火灾是指失去人为控制,在林地内自由蔓延和扩展,对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为。冕宁县地处凉山彝族自治州北部,是长江上游重要的生态屏障,境内森林植被类型丰富,气候条件独特,是四川省乃至全国森林火灾高危地区之一。由于区域内森林火灾频繁发生,对引起森林火灾的原因的探索引起了人们的高度重视。熊定伟论述了凉山州干热河谷区森林火灾的基本特征,对凉山州干热河谷森林火灾成因进行了分析,认为森林火灾的发生条件主要包括可燃物、火源、气象、地形等,其发生的原因主要分为自然原因和人为原因[1-2]。李维强以“3·30”木里火灾为例研究了森林火灾与自然环境、自然植被、雷击等的关系[3]。朱华等则从区域内防火现状入手论证了野外用火的特点[4-5]。田晓瑞等研究了森林火灾与气象因子的关系[6-10]。利用实际发生的森林火灾情况对该区域森林火灾的主要影响因素进行研究尚属空白。通过对近14年的森林火灾数据资料和气象数据资料分析,探讨森林火灾与人为因素、气象因素、植被类型等因子的关系,提出影响森林火灾的主要影响因素及对策,为研究区乃至凉山州森林防火科学决策提供参考。
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根据2006—2019年森林火灾情况统计,查明原因的火灾次数总计211起,其中人为原因195起,占92.4%;自然原因13起,占6.2%;过境火4起,占1.4%(见图1)。
在人为原因中,生产性用火53起,占火灾总次数的25.1%;非生产性用火142起,占火灾总次数的67.3%。生产性用火中,主要是烧地边、烧荒地等传统耕作行为;非生产性用火中,主要是小孩玩火、野外吸烟、违章用火、野外用火、祭祀用火等(见表1)。
生产性用火 非生产性用火 起火
原因烧地边 烧荒地 烧火地 农事
用火烧牧场 电站施
工爆破小孩
玩火野外
吸烟违章
用火野外
用火祭祀
用火电线
短路智障
玩火放烟花
爆竹取暖
做饭烧垃圾 过往车辆
扔烟头纵火 次数 34 9 4 3 2 1 28 28 21 19 15 9 8 6 3 3 1 1 Table 1. Number of forest fires caused by human-induced fire
由于研究区内农、林、牧用地镶嵌分布,主要林区尤其是偏远的原始林区,仍沿袭落后的生产生活方式,林缘附近烧荒、烧地边、小孩随意玩火、放牧人员露宿烤火煮食等现象屡禁不止,尤其是清明节祭祀火源管控难度极大。加上全县生态旅游、矿产、水能、光能资源丰富,随着旅游业和其他开发性项目的开展,进入林区从事经营活动的人员逐年增多,野外火源的流动性、随意性和突发性很大,极易引发森林火灾。因此,人为用火管控是森林防火工作的重中之重。
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研究区属亚热带季风气候,兼有高原气候特点。近14年间年平均气温和气温极大值都上升了近1.6 ℃。根据年火灾次数趋势和气温趋势图对比(见图2),多数年份年火灾次数随着年气温最大极值的升高而增多,如2014年为年气温最大极值中最高的(36 ℃),而火灾次数也是2014年次数最多的(34次)。2016年至2018年气温极大值逐渐降低,年火灾次数也随之降低,2019年气温极大值升高,年火灾次数也随之增加。
每年的11月至次年4月,降水量只占全年总量的7.5%左右。由图3可看出,2011—2015年期间降水量较小,2012—2015年火灾次数则呈现较明显的增长。
由图4可见,月火灾次数随着月相对湿度的降低而增多。防火期间月平均相对湿度67.4%,全年相对湿度最低的月份为2月和3月,分别为53.5%和54.5%,正是火灾高发期。
森林火灾次数与风速关系也十分密切。从图4中可以看出,月火灾次数随着月均风速的增大而增多。每年10月至次年6月月均风速较大,其中,1月到5月风速均在2.0 m·s−1以上,最大月份为3月,风速达到2.4 m·s−1,是火灾高发期。
从以上分析可以看出,气温极大值、降水量、相对湿度和风速对林火的发生发展有着重要影响。当温度增高、降水量小、相对湿度小、风速增大时可导致林下可燃物蒸发量增大,使得火险程度升高,容易发生森林火灾。
雷电也与森林火灾有较大关系。从2006年至2020年6月底期间已查明的森林火灾中,因自然原因引发的森林火灾共19次,全部为雷电起火。其中2006—2014年期间每年最多1次,2015年发生了5次,2020年发生了6次。由此可见,雷电引起森林火灾次数呈逐渐上升趋势(见图5)。雷电引起森林火灾的时间都在每年的2—4月,其中4月7次,3月10次,2月2次。
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自1998年开始实行天然林区保护工程以来,落叶、枯枝等凋落物常年在地表堆积。经统计,我国森林凋落物现存量的变化范围在0.27 t·hm−2~246.94 t·hm−2之间,其中南方现存量平均为14.73 t·hm−2[11]。部分森林林下可燃物载量超过30 t·hm−2,使得森林草原火灾隐患越来越突出,发生较大森林草原火灾的潜在危险性越来越大。
根据2006—2019年森林火灾情况统计,云南松林区(含云南松、华山松等)发生火灾次数215次,占发生火灾总次数的77.6%;冷、云杉林区(含冷杉、云杉、铁杉、柏木、落叶松等)发生火灾23次,占发生火灾总次数的8.3%;石栎、木荷、栲树等常绿阔叶林5次,占发生火灾总次数的1.8%;杨树、桦木、栎类等阔叶林、灌木林等发生火灾次数共34次,占发生火灾总次数的12.3%(见图6)。
据最新森林资源规划设计调查成果资料统计,研究区内云南松林区面积、蓄积分别占森林的29.7%和25.6%,因其具有松脂含量高、燃点低等特点,一旦遭遇明火就会快速燃烧,极易形成树冠火。由于云南松林分布区海拔较低,更接近当地农区,加之外来物种紫茎泽兰的大量入侵,尤其在防火期,天气干燥,遇火星引燃可能性大大增加;冷云杉林区面积、蓄积分别占森林的20.1%和33.8%,区内树种多属于易于燃烧树种,加之分布海拔较高区域,距离牧区较近,人为活动频繁,因而火灾隐患大增。而杨树、桦木、栎类、灌木林等可燃类树种面积、蓄积分别占森林的24.4%和17%,这些林分下枯枝落叶多,一旦发生火灾易形成地表火和地下火,具有隐蔽性和长期性。石栎、木荷、栲树等常绿阔叶林面积、蓄积分别占森林的25.8%和23.6%,这类树种燃点高,不易引发森林火灾,是该林区的天然防火屏障。