氣候變化背景下中國(guó)林火響應(yīng)特征及趨勢(shì).pdf

1、以中國(guó)及典型省份為研究區(qū)域，利用森林火災(zāi)分省月值數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù)和氣候變化情景數(shù)據(jù)，分析研究區(qū)域的林火時(shí)空格局和氣候變化背景下響應(yīng)特征。使用加拿大火險(xiǎn)等級(jí)系統(tǒng)（CFFDRS-Canadian Forest Fire Danger Rating System)中的火天氣指數(shù)(FWI-Fire Weather Index)系統(tǒng)的各組分因子作為基本研究評(píng)價(jià)因子，在對(duì)FWI在中國(guó)的適用性和敏感性分析的基礎(chǔ)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(shì)、火發(fā)生趨勢(shì)以及空間格局。
　　以大興安嶺為研究區(qū)域，在對(duì)大興安嶺林火時(shí)空特征分析的基礎(chǔ)上，分別對(duì)實(shí)測(cè)氣象數(shù)據(jù)和SRES A2、B2情景數(shù)據(jù)計(jì)算FWI系統(tǒng)各組分因子的值，選擇關(guān)鍵因子，構(gòu)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(gòu)建了數(shù)量化火險(xiǎn)期界定方法，進(jìn)而對(duì)防火期在1972-2006年間的變化進(jìn)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(shì)，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(nèi)（2008年3月份）衛(wèi)星熱點(diǎn)的空間分布特征，與受害程度的空間關(guān)系，分析了森林火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn)和撲火人員傷亡情況，以及氣象因素對(duì)火發(fā)生的影響。利用遙感數(shù)據(jù)、地面調(diào)查數(shù)據(jù)及植被分布圖，在可燃物分類的基礎(chǔ)上。通過地面調(diào)查和遙感分析對(duì)森林受害程度進(jìn)行分級(jí)，根據(jù)冰雪前后同期衛(wèi)星數(shù)據(jù) NDVI值的差異可以對(duì)林木受害程度進(jìn)行分級(jí)

4、，對(duì)不同結(jié)構(gòu)層次可燃物增減情況進(jìn)行分析。結(jié)果表明：
　?。?）FWI系統(tǒng)的初始值對(duì)結(jié)果有很大的影響，F(xiàn)WI系統(tǒng)各組分因子的計(jì)算結(jié)果，受初始值影響的時(shí)間長(zhǎng)度有很大的不同，受其代表的可燃物物理性狀、時(shí)滯、尺寸、深度等的綜合影響，影響日數(shù)最小的是FFMC和ISI，影響日數(shù)39天，影響日數(shù)最長(zhǎng)的是DC，超過366天。
　　（2）FWI在中國(guó)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(nèi)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(nèi)蒙、四川等省，敏感性高意味著FWI的微小變化就會(huì)對(duì)火發(fā)生產(chǎn)生較大的影響。
　?。?）1988年以來，中國(guó)的森林火災(zāi)發(fā)生和過火面積處于一個(gè)較低的水平，但隨著氣候變化的影響，2002年以來，森林火災(zāi)發(fā)生有所增加，中國(guó)的森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)有明顯的波動(dòng)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(shì)，雷擊火發(fā)生次數(shù)最多的省份為內(nèi)蒙古自治區(qū)和黑龍江省，這兩個(gè)省份雷擊火次數(shù)占全國(guó)雷擊火總數(shù)的71.40％。受氣候變化影響，雷擊火1999-2007年有明顯增加的趨勢(shì)，雷擊火次數(shù)占全國(guó)火災(zāi)次數(shù)的1.14%，但近年來雷擊火次數(shù)增加明顯，2007年雷擊火次數(shù)占當(dāng)年火災(zāi)次數(shù)的2.55%，次數(shù)和比例均增加了1倍多。我國(guó)境外火主要發(fā)生在廣西和云南兩省，其它一些與外國(guó)接壤的省份也有境外火的發(fā)生。森林火災(zāi)中人員傷亡數(shù)量比較嚴(yán)

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(yán)重省份的地形復(fù)雜性是決定這些省份人員傷亡嚴(yán)重程度的決定性因素。
　　（4）2010-2100年，中國(guó)林火發(fā)生呈增加的趨勢(shì)，2010s到2090s，SRES A2、B2情景下FWI和火災(zāi)次數(shù)均是黑龍江省增幅較大，火災(zāi)次數(shù)增長(zhǎng)均超過70%。云南省在兩種情景下火災(zāi)次數(shù)增長(zhǎng)具有比較大的差異，在 SRES A2情景下火災(zāi)次數(shù)增長(zhǎng)了26.29%，B2情景下增長(zhǎng)

8、了60.02%。整體上黑龍江省的FWI增長(zhǎng)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(zhǎng)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(xiàn)了下降。
　?。?）大興安嶺具有2個(gè)比較明顯的周期，大的周期為17a，小的周期約為6a，火災(zāi)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(jīng)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(guān)。海拔對(duì)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(dòng)對(duì)人為火影響的一個(gè)指標(biāo)，隨著距離的增大，在1606m處火災(zāi)次數(shù)最多，然后隨著距離的增大，火災(zāi)次數(shù)迅速減少。
　?。?）大興安嶺防火期日數(shù)在整體上增加的同時(shí)，防火戒嚴(yán)期日數(shù)

10、的增加趨勢(shì)更大。防火期與防火戒嚴(yán)期首日間隔的天數(shù)呈明顯縮短的趨勢(shì)。1987年以后火災(zāi)次數(shù)明顯降低，從2000年開始火災(zāi)次數(shù)開始有比較大的增加，但這種增加在各個(gè)月份是不均衡的，主要由6月份和8月份雷擊火次數(shù)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(shù)占總火災(zāi)次數(shù)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(zāi)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(zāi)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(huì)日趨嚴(yán)重。2010-2100年人為火發(fā)生最危險(xiǎn)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(xiǎn)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(guó)南方的冰雪災(zāi)害對(duì)森林植被產(chǎn)生了重要的影響，南方冰雪災(zāi)害對(duì)森林造成嚴(yán)重的影響，處于受害區(qū)確認(rèn)為森林火災(zāi)的衛(wèi)星熱點(diǎn)占總數(shù)的61.00%。2008年3月份火災(zāi)次數(shù)和過火面積異常增高，共發(fā)生火災(zāi)3097起，過火面積23227.68ha，火災(zāi)次數(shù)超過1999-2007年3月份火災(zāi)次數(shù)的總和，是1999-2007年3月份火災(zāi)次數(shù)總和的120.65%，3月份平均火災(zāi)次數(shù)

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(shù)40人，是1999-2007年3月份人員傷亡總和的72.73%，平均傷亡人數(shù)的6.56倍。冰雪災(zāi)害后，2008年3月火災(zāi)次數(shù)、過火面積和人員傷亡人數(shù)的異常增高已經(jīng)超出了氣溫和降水對(duì)火發(fā)生正常影響的范圍。I級(jí)受害面積400.07萬ha，占總森林面積41.68%，II級(jí)受害面積403.95萬ha，占總森林面積41.93%，II