氣候變化背景下中國林火響應特征及趨勢.pdf

1、以中國及典型省份為研究區(qū)域，利用森林火災分省月值數據、實測氣象數據和氣候變化情景數據，分析研究區(qū)域的林火時空格局和氣候變化背景下響應特征。使用加拿大火險等級系統(tǒng)（CFFDRS-Canadian Forest Fire Danger Rating System)中的火天氣指數(FWI-Fire Weather Index)系統(tǒng)的各組分因子作為基本研究評價因子，在對FWI在中國的適用性和敏感性分析的基礎上，研究SRES A2、B2情景下研究

2、區(qū)域2010-2100年氣象因子、FWI系統(tǒng)各因子變化趨勢、火發(fā)生趨勢以及空間格局。
　　以大興安嶺為研究區(qū)域，在對大興安嶺林火時空特征分析的基礎上，分別對實測氣象數據和SRES A2、B2情景數據計算FWI系統(tǒng)各組分因子的值，選擇關鍵因子，構建了大興安嶺火發(fā)生概率模型，基于火發(fā)生概率模型，構建了數量化火險期界定方法，進而對防火期在1972-2006年間的變化進行了分析，在 SRES A2、B2情景下，研究了2010-2100年防

3、火期的變化趨勢，以及氣象因子、FWI系統(tǒng)各組分因子和火發(fā)生概率的變化。
　　最后以湖南省為研究區(qū)域，分析了冰雪后，短期內（2008年3月份）衛(wèi)星熱點的空間分布特征，與受害程度的空間關系，分析了森林火災發(fā)生的特點和撲火人員傷亡情況，以及氣象因素對火發(fā)生的影響。利用遙感數據、地面調查數據及植被分布圖，在可燃物分類的基礎上。通過地面調查和遙感分析對森林受害程度進行分級，根據冰雪前后同期衛(wèi)星數據 NDVI值的差異可以對林木受害程度進行分級

4、，對不同結構層次可燃物增減情況進行分析。結果表明：
　　（1）FWI系統(tǒng)的初始值對結果有很大的影響，FWI系統(tǒng)各組分因子的計算結果，受初始值影響的時間長度有很大的不同，受其代表的可燃物物理性狀、時滯、尺寸、深度等的綜合影響，影響日數最小的是FFMC和ISI，影響日數39天，影響日數最長的是DC，超過366天。
　　（2）FWI在中國不同省份的適用性和敏感性不同，最適用的省份是云南省、黑龍江省、內蒙古自治區(qū)等省份，而湖南省、浙

5、江省、江西省、福建省、湖北省、安徽省、江蘇省等省則不適合。FWI最敏感的省份主要位于西南林區(qū)，包括云南、貴州和廣西，其次是黑龍江、吉林、遼寧、內蒙、四川等省，敏感性高意味著FWI的微小變化就會對火發(fā)生產生較大的影響。
　?。?）1988年以來，中國的森林火災發(fā)生和過火面積處于一個較低的水平，但隨著氣候變化的影響，2002年以來，森林火災發(fā)生有所增加，中國的森林火災發(fā)生次數有明顯的波動周期，主周期是8.29a，次周期為29a。近年來

6、，雷擊火、境外火均呈增加的趨勢，雷擊火發(fā)生次數最多的省份為內蒙古自治區(qū)和黑龍江省，這兩個省份雷擊火次數占全國雷擊火總數的71.40％。受氣候變化影響，雷擊火1999-2007年有明顯增加的趨勢，雷擊火次數占全國火災次數的1.14%，但近年來雷擊火次數增加明顯，2007年雷擊火次數占當年火災次數的2.55%，次數和比例均增加了1倍多。我國境外火主要發(fā)生在廣西和云南兩省，其它一些與外國接壤的省份也有境外火的發(fā)生。森林火災中人員傷亡數量比較嚴

7、重的省份主要分布在西南和南方省區(qū)。坡度比較大的省份與人員傷亡省份基本一致，人員傷亡嚴重省份的地形復雜性是決定這些省份人員傷亡嚴重程度的決定性因素。
　　（4）2010-2100年，中國林火發(fā)生呈增加的趨勢，2010s到2090s，SRES A2、B2情景下FWI和火災次數均是黑龍江省增幅較大，火災次數增長均超過70%。云南省在兩種情景下火災次數增長具有比較大的差異，在 SRES A2情景下火災次數增長了26.29%，B2情景下增長

8、了60.02%。整體上黑龍江省的FWI增長速率比云南省更大，黑龍江省5-6月份FWI值均有比較大的增長速率，在10月份增速也較快。而云南省FWI增速比較快的月份在SRES B2情景下是1-5月份，在SRES A2情景下是1、2月份，在3月份則出現了下降。
　?。?）大興安嶺具有2個比較明顯的周期，大的周期為17a，小的周期約為6a，火災輪回期為236a。雷擊火和人為火均呈聚集分布，雷擊火多分布在北緯49o-54o，東經120o-1

9、27o之間。人為火比雷擊火的聚集度更高，沿鐵路、公路和居民區(qū)呈聚集分布，其中在東南部聚集度最高。雷擊火和人為火的聚集程度與研究尺度有關。海拔對雷擊火和人為火的分布均有一定的影響，雷擊火分布的海拔總體上比人為火分布的海拔高。以距離公路、鐵路和居民區(qū)的距離作為人類活動對人為火影響的一個指標，隨著距離的增大，在1606m處火災次數最多，然后隨著距離的增大，火災次數迅速減少。
　　（6）大興安嶺防火期日數在整體上增加的同時，防火戒嚴期日數

10、的增加趨勢更大。防火期與防火戒嚴期首日間隔的天數呈明顯縮短的趨勢。1987年以后火災次數明顯降低，從2000年開始火災次數開始有比較大的增加，但這種增加在各個月份是不均衡的，主要由6月份和8月份雷擊火次數大量增加引起來的，而尤以8月份增加速率最快。雷擊火次數占總火災次數比例加大。
　　（7）2010-2100年，在SRES A2情景下，大興安嶺所有火發(fā)生概率2090s比2010s增加了95.66%，人為火發(fā)生概率增加了71.07%

11、，雷擊火發(fā)生概率增加了292.98%，重大森林火災發(fā)生概率增加了118.05%。在SRES B2情景下，2090s比2010s所有火發(fā)生概率增加了41.42%，人為火發(fā)生概率增加了33.11%，雷擊火發(fā)生概率增加了84.18%，重大森林火災發(fā)生概率增加了34.56%。在兩種情景下，均是雷擊火增加比例最大，在氣候變化影響下，雷擊火的發(fā)生將會日趨嚴重。2010-2100年人為火發(fā)生最危險的區(qū)域主要位于大興安嶺的東南部，雷擊火發(fā)生最危險的區(qū)域

12、主要分布于大興安嶺的北部。
　?。?）2008年1月中旬到2月上旬發(fā)生在中國南方的冰雪災害對森林植被產生了重要的影響，南方冰雪災害對森林造成嚴重的影響，處于受害區(qū)確認為森林火災的衛(wèi)星熱點占總數的61.00%。2008年3月份火災次數和過火面積異常增高，共發(fā)生火災3097起，過火面積23227.68ha，火災次數超過1999-2007年3月份火災次數的總和，是1999-2007年3月份火災次數總和的120.65%，3月份平均火災次數

13、的10.86倍。過火面積是1999-2007年3月份總和的88.40%，3月份平均過火面積的4.69倍。人員傷亡人數40人，是1999-2007年3月份人員傷亡總和的72.73%，平均傷亡人數的6.56倍。冰雪災害后，2008年3月火災次數、過火面積和人員傷亡人數的異常增高已經超出了氣溫和降水對火發(fā)生正常影響的范圍。I級受害面積400.07萬ha，占總森林面積41.68%，II級受害面積403.95萬ha，占總森林面積41.93%，II