云南省怒江州森林防火功能分區(qū)的研究

李 云，劉永杰，周建洪

(國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計(jì)院，昆明 650216)

云南省怒江州森林防火功能分區(qū)的研究

李 云，劉永杰，周建洪

(國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計(jì)院，昆明 650216)

運(yùn)用ArcGIS10.0技術(shù)平臺，根據(jù)云南省怒江州海拔、氣象、火源、森林植被類型、居民點(diǎn)分布等因子將怒江州森林防火功能區(qū)分為河谷及盆地群眾聯(lián)防區(qū)、中低山重點(diǎn)巡護(hù)區(qū)和高山保護(hù)與監(jiān)測區(qū)，并根據(jù)分區(qū)結(jié)果因地制宜提出森林防火對策，為怒江州森林防火管理提供理論支撐。

森林防火；功能分區(qū)；對策；怒江州

森林火災(zāi)是當(dāng)今世界發(fā)生面廣、破壞性大、處置救助十分困難的自然災(zāi)害，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為世界八大自然災(zāi)害之一[1]。怒江州地處云南滇西北邊陲，是我國西南重要的邊境地帶。由于怒江州獨(dú)特的生態(tài)區(qū)位，多樣而特色的少數(shù)民族文化和重要的國防地位，保護(hù)區(qū)域生態(tài)安全具有極為重要的政治、生態(tài)、文化和經(jīng)濟(jì)意義。怒江州下轄四縣均為國家I級火險(xiǎn)區(qū)[2]，被列入《國家森林防火建設(shè)中長期規(guī)劃2009—2015》[3]和《全國森林防火規(guī)劃2016—2025》[4]火險(xiǎn)高危區(qū)，是全國森林防火重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域。由于怒江州地形地貌、森林可燃性、居民分布情況、主要公共道路布局、火災(zāi)發(fā)生情況、降雨量、溫濕度等差異較大，形成了較大的區(qū)域差異。因此，根據(jù)海拔、氣象、火源、森林植被類型等分區(qū)因素，運(yùn)用ArcGis10.0操作平臺，通過重分類、柵格計(jì)算等手段，進(jìn)行怒江州森林防火的功能分區(qū)，并分區(qū)施策實(shí)現(xiàn)分區(qū)分類預(yù)防森林火災(zāi)，對有效實(shí)現(xiàn)怒江州生態(tài)安全屏障鞏固、興邊富民、保障國防都具有極為重要的價(jià)值。

1 研究區(qū)域概況

1.1 怒江州概況

怒江州地處云南滇西北邊陲，青藏高原南延部分橫斷山脈縱谷地帶，轄瀘水縣、福貢縣、貢山縣和蘭坪縣，共4個(gè)縣。總面積為14703 km2，林地面積122.44萬hm2，蓄積量1.66億m3，分布有3600多種高等植物和500余種動物，其中受國家重點(diǎn)保護(hù)的動植物物種86種[5]，是名符其實(shí)的物種資源保存庫，更是17個(gè)中國生物多樣性保護(hù)具有全球關(guān)鍵意義的區(qū)域之一；怒江境內(nèi)有怒族、獨(dú)龍族等特有少數(shù)民族，是我國少數(shù)民族團(tuán)結(jié)示范建設(shè)區(qū)；同時(shí)，怒江州邊境線長達(dá)449.47 km，是我國西南重要的邊境地帶。

1.2 怒江州森林防火概況

怒江州多年來在國家、云南省、怒江州各級領(lǐng)導(dǎo)的正確指導(dǎo)和關(guān)心下，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，認(rèn)真貫徹落實(shí)“預(yù)防為主，積極消滅”的森林防火工作方針。緊緊圍繞“預(yù)防、撲救、保障”三大體系，不斷完善“預(yù)警監(jiān)測、通信指揮、火源管理、火災(zāi)撲救、林火阻隔、物資裝備、宣傳教育、綜合保障”八大系統(tǒng)，著力推進(jìn)“監(jiān)測預(yù)報(bào)、火場通信、火場指揮、火災(zāi)撲救、林火阻隔、裝備水平、宣傳教育、綜合保障”八大能力建設(shè)。經(jīng)過怒江州及各縣人民政府和森林防火部門的不斷努力，借助中緬邊境高黎貢山森林防火通道建設(shè)項(xiàng)目、邊境森林重點(diǎn)火險(xiǎn)區(qū)綜合治理項(xiàng)目、森林防火物資儲備庫建設(shè)項(xiàng)目等一系列森林防火建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，森林防火工作取得了顯著的成績，2011—2015年森林火災(zāi)次數(shù)比2005—2010年森林火災(zāi)次數(shù)減少了65.61%[6]。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

依托怒江州林業(yè)局委托國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計(jì)院編制“云南省怒江傈僳族自治州森林防火基礎(chǔ)設(shè)施及能力建設(shè)規(guī)劃(2016—2025)”項(xiàng)目收集的數(shù)據(jù)：怒江州國土局提供的全州范圍內(nèi)的dem數(shù)據(jù)(等高距30 m)及州界、縣區(qū)界、道路、河流等基礎(chǔ)地理要素；怒江州四縣區(qū)提供的各縣范圍地形圖(1∶25000)；怒江州林業(yè)局提供的全州范圍遙感影像圖和林地保護(hù)利用規(guī)劃的矢量數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)處理方法

在ArcGis10.0操作平臺上，設(shè)置段值進(jìn)行重分類，疊加分區(qū)因子，柵格計(jì)算；再根據(jù)各屬性柵格計(jì)算值疊加進(jìn)行綜合分區(qū)，得到分區(qū)結(jié)果。

2.3 分區(qū)依據(jù)和方法

森林防火區(qū)劃是林業(yè)專業(yè)區(qū)劃的重要組成部分，是防火宏觀管理和決策的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)性工作[7]。森林防火分區(qū)的目的是求大同存小異，做到區(qū)內(nèi)自然經(jīng)濟(jì)社會狀況、森林火災(zāi)發(fā)生特點(diǎn)、森林防火設(shè)施布局等相對一致性，區(qū)間呈明顯的差異性。由于怒江州地形地貌、森林可燃性、居民分布情況、主要公共道路布局、火災(zāi)發(fā)生情況、降雨量、溫濕度等差異較大，形成了較大的區(qū)域差異，不同條件下的管護(hù)方式、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重點(diǎn)也各有差別。因此，怒江州森林防火功能區(qū)劃分主要依據(jù)海拔、氣候、火源、森林植被類型和居民點(diǎn)分布等的綜合作用。

2.3.1 海拔

怒江州受青藏高原強(qiáng)烈隆起的影響，地勢北高南低，地形起伏巨大，河流沿北高南低的地勢不斷下切和溯源侵蝕，造成高山峽谷相間的地貌格局，境內(nèi)相對高差達(dá)6 000 m[8]。海拔高差顯著，是影響森林火災(zāi)發(fā)生、蔓延速度和滅火難易的主要地形因子之一。因此，選擇海拔高度作為怒江州森林防火分區(qū)的指標(biāo)之一。

依據(jù)怒江州地形地勢、海拔高差、交通路網(wǎng)、居民點(diǎn)分布等條件，分3種方式設(shè)置海拔區(qū)間，詳見表1和圖1。

表1 海拔區(qū)間設(shè)置表m設(shè)置方式海拔區(qū)間方式1方式2方式3邊境三縣蘭坪縣<10001000～3000>3000<15001500～2700>2700<15001500～2500>2500<25002500～3000>3000

2.3.2 氣候

怒江州顯著的海拔高差和復(fù)雜的地域環(huán)境影響熱量條件的再分配，各地氣溫、空氣相對濕度和年降水量與海拔相關(guān)性極為顯著(a=0.01)[8]，與森林火災(zāi)的發(fā)生有密切的關(guān)系。根據(jù)收集的氣象資料，選擇怒江州2011—2015年森林防火期內(nèi)氣溫、降水量、熱量、相對濕度作為森林防火分區(qū)的氣象因子指標(biāo)，與海拔高差綜合考慮。海拔在1400 m以下的干熱河谷地帶，氣溫最高、降雨量最少、熱量豐富，相對濕度小于55%，中高山溫潤地帶和低溫高寒地帶的分析結(jié)果詳見表2和圖2所示。

2.3.3 火源

火源是引起森林火災(zāi)的源頭，研究好火源是控制火災(zāi)的關(guān)鍵[9]。森林火災(zāi)的發(fā)生，火源頻率的發(fā)現(xiàn)具有很大的隨機(jī)性，而在一個(gè)區(qū)域范圍和一定的時(shí)期內(nèi)，森林火災(zāi)的發(fā)生、火源頻率的出現(xiàn)則具有很大的規(guī)律性和必然性[8]。選取怒江州2005—2015年10年間的林火發(fā)生率(發(fā)生森林火災(zāi)次數(shù)與被保護(hù)的有林地面積比值))和林地燃燒率(10萬hm2森林中受災(zāi)的森林面積)作為森林防火功能分區(qū)的火源因子。怒江州近10年發(fā)生火災(zāi)的情況詳見表3。其中：自然起火32起，占10.77%；人為起火265起，占89.23%?？梢姡扇藶橐鸬幕馂?zāi)占森林火災(zāi)的絕大多數(shù)，靠近耕作的林緣以及人為活動頻繁的地帶是森林火災(zāi)的高發(fā)區(qū)。

(a)方式1設(shè)置圖

(b)方式2設(shè)置圖

(c)方式3設(shè)置圖

圖1海拔區(qū)間設(shè)置圖

表2 氣象分析表名稱氣象因子氣溫降水量熱量相對濕度/%拔區(qū)間/m干熱河谷地帶最高最少豐富<55≤1400中高山溫潤地帶次之次之次之55～751400<～>2300低溫高寒地帶最低最高最少>75≥2300

圖2 氣象分析圖

2.3.4 森林植被類型

不同的植被類型組成樹種不同，而不同組成樹種的枝葉含水量、氧化硅含量、燃燒熱值、點(diǎn)著溫度等抗火性能的指標(biāo)都有著明顯的差別，從宏觀上講，針葉林類樹種及地被物均屬于易燃可燃物[10]。怒江州顯著的海拔高差，涵蓋了我國從南亞熱帶到寒帶高山草原帶各植被帶譜的特點(diǎn)。全州境內(nèi)植被垂直分布總的趨勢為：海拔<1000 m屬過渡性的南亞熱帶溝谷雨林、1000～<1500 m為干熱河谷稀樹灌草叢、1500～<2400 m為暖性針闊混交林、2400～<2800 m為中山常綠闊葉林、2800～<3200 m以溫涼性針葉林為主、3200～<3900 m以寒性針葉林為主、海拔≥3900 m依次為亞高山灌叢、草甸及冰雪植物。根據(jù)2012年林地保護(hù)利用規(guī)劃矢量數(shù)據(jù)，全州林地中以云杉、冷杉等針葉樹種所占比例最大，占全州林地面積的47.79%，其次是櫟類、樺木、楊樹等闊葉樹種占32.22%，叢生雜竹類所占比例最小。詳見表4。

表3 2005—2015年森林火災(zāi)調(diào)查統(tǒng)計(jì)表單位火災(zāi)次數(shù)/次火災(zāi)原因/次合計(jì)一般森林火災(zāi)較大森林火災(zāi)重大森林火災(zāi)特別重大森林火災(zāi)自然火災(zāi)人為火災(zāi)計(jì)其中：生產(chǎn)性火場面積/hm2受害森林面積/hm2原始林面積/hm2林火發(fā)生率/%林地燃燒率/%怒江州2972346213226519710004302362729779330600220瀘水縣4215261423154343018380719800803貢山縣363423624643612800019福貢縣11383293405331734553305700082蘭坪縣20818226178139416467286849726073100099

表4 森林資源優(yōu)勢樹種組成面積統(tǒng)計(jì)表樹種森林面積/hm2所占比例/%冷杉、云杉等針葉類51304779櫟類、樺木等其他硬闊類25122340楊樹等其他軟闊類9468882叢生雜竹類027025蘋果、柑橘等灌木類21191974

2.3.5 居民點(diǎn)分布

居民點(diǎn)的分布與森林火災(zāi)的發(fā)生有直接關(guān)系?？拷祟惢顒訁^(qū)的林區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生的概率相對要比距離人類活動較遠(yuǎn)的林區(qū)高。因此，選擇居民點(diǎn)分布作為怒江州森林防火功能分區(qū)的因子之一。怒江州特殊的地貌決定了人居分布特點(diǎn)，除蘭坪縣外90%的居民以怒江、獨(dú)龍江河谷為主要聚居地，邊境三縣、21鄉(xiāng)(鎮(zhèn))中有20個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))在沿江一帶，蘭坪縣也主要集中在瀾滄江兩岸河谷居住，這一特點(diǎn)決定怒江州森林防火產(chǎn)生重要的分異，詳見圖3。

圖3 怒江州居民點(diǎn)分布圖

3 結(jié)果與分析

將上述海拔、氣候、火源、森林植被類型及居民點(diǎn)等分區(qū)因子進(jìn)行疊加分析。當(dāng)將整體海拔區(qū)間下限設(shè)置為<1000 m時(shí)，該區(qū)域幾乎不存在，說明海拔區(qū)間下限設(shè)置太低；當(dāng)海拔區(qū)間下限上調(diào)至1500 m時(shí)，蘭坪縣域內(nèi)又幾乎不在該區(qū)域內(nèi)。當(dāng)邊境三縣的海拔區(qū)間設(shè)置為<1500 m，1500～2500 m和>2500 m；而蘭坪縣海拔區(qū)間設(shè)置為<2500 m，2500～3000 m和>3000 m時(shí)；基本涵蓋了怒江州分布的90%以上的居民點(diǎn)，而居民點(diǎn)的分布又對火源因子有直接影響，近10年由人為引起的火災(zāi)占了89.23%。氣候因子以1400 m和2300 m兩個(gè)海拔值作為分界；而森林植被類型中以針葉林類樹種及地被物為主的易燃可燃物以1500 m和2800 m為分界點(diǎn)。綜合考慮各因子后，最終確定境三縣的海拔區(qū)間設(shè)置為<1500 m，1500～2500 m和>2500 m；蘭坪縣海拔區(qū)間設(shè)置為<2500 m，2500～3000 m和>3000 m。這樣設(shè)置既能涵蓋火源因子和居民點(diǎn)分布，又能兼顧氣候因子和森林植被類型，最終將怒江州森林防火功能區(qū)確定為高山保護(hù)與監(jiān)控區(qū)、中低山重點(diǎn)巡護(hù)區(qū)和河谷群眾聯(lián)防區(qū)，詳見圖4。

圖4 怒江州森林防火功能分區(qū)圖

3.1 河谷及盆地群眾聯(lián)防區(qū)

該區(qū)主要位于邊境三縣海拔<1500 m，蘭坪縣則海拔<2500 m，沿獨(dú)龍江、怒江、瀾滄江等州內(nèi)主要河流一帶。該區(qū)域降雨量相對高山低，溫度較高，是州內(nèi)主要的居民聚居地，人口較多，公共道路較密，人為活動引發(fā)森林火災(zāi)可能性大。該區(qū)面積21.94萬hm2，占全區(qū)面積的14.92%。

3.2 中低山重點(diǎn)巡護(hù)區(qū)

該區(qū)主要位于邊境三縣海拔1500～2500 m，蘭坪縣海拔為2500～3000 m的區(qū)域。該區(qū)域森林優(yōu)勢樹種以針闊混交為主，可燃性較高，林下可燃物累積量相對高，防火通道及巡護(hù)道通達(dá)性較好，居民點(diǎn)相對河谷區(qū)少，但人為活動干擾較高，降雨量較低，氣溫相對較高，火災(zāi)發(fā)生可能性較大，撲救難度較高。該區(qū)面積45.76萬hm2，占全區(qū)面積的30.61%。

3.3 高山保護(hù)與監(jiān)控區(qū)

該區(qū)主要位于邊境三縣海拔>2500 m，蘭坪縣海拔>3000 m的區(qū)域。該區(qū)域包括了怒江大峽谷國家公園主要的核心區(qū)、雪峰冰川、高原湖泊、高山草甸等重要的生物景觀及自然資源，植被是以冷杉為主的高山針葉林，可燃性低，降雨較為充沛，人煙稀少，無主要公共道路通達(dá)，年均氣溫較低，空氣濕度較高，林下累積物濕度大，可燃性較低，防火期短。該區(qū)面積為80.18萬hm2，占全區(qū)面積的54.53%。

4 防火對策

根據(jù)上述分區(qū)結(jié)果，針對性的提出不同區(qū)域的森林防火方向、基礎(chǔ)設(shè)施布局和相配套的森林火災(zāi)防范措施，以期實(shí)現(xiàn)森林防火工作區(qū)域化、科學(xué)化、規(guī)范化。

4.1 河谷及盆地群眾聯(lián)防區(qū)防火對策

該區(qū)域人為活動頻繁，引發(fā)森林火災(zāi)可能性較大，應(yīng)將重點(diǎn)放在對防火巡護(hù)道路、應(yīng)急通道等路網(wǎng)建設(shè)，對入山通道和重點(diǎn)林區(qū)入口建設(shè)檢查站，開展火源管理和防火宣傳，對進(jìn)山人員進(jìn)行嚴(yán)格的登記管理，以減少人為森林火災(zāi)的發(fā)生。

4.2 中低山重點(diǎn)巡護(hù)區(qū)建設(shè)內(nèi)容防火對策

中低山區(qū)域由于氣溫較高，森林資源豐富且可燃性高，人為活動較多，若發(fā)生森林火災(zāi)，撲救較為困難，造成的損失大，防火需求較高。該區(qū)域重點(diǎn)開展火情預(yù)警監(jiān)測設(shè)施設(shè)備配置，加強(qiáng)防火應(yīng)急通道及巡護(hù)道及防火阻離帶建設(shè)，根據(jù)地形和瞭望需求配置必要的瞭望塔、消防蓄水池等，逐步推進(jìn)視頻監(jiān)控設(shè)備安裝，提升科技防火裝備水平，同時(shí)加強(qiáng)防火期日常巡護(hù)。

4.3 高山保護(hù)與監(jiān)控區(qū)防火對策

該區(qū)域大多是自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)和野生動植物天然棲息地，地處高寒地帶，山高坡陡，無論是瞭望塔還是巡護(hù)道路等修建都十分困難，維護(hù)成本也極高，并且這些區(qū)域生態(tài)環(huán)境極其脆弱，開展工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境影響較大，造成的負(fù)面影響大。從防火需求方面看，這一區(qū)域人為活動較少，火災(zāi)發(fā)生可能性相對低，主要是自然因素引起火災(zāi)。因此，該區(qū)域重點(diǎn)開展保護(hù)與高空無人機(jī)巡查、火情瞭望及遠(yuǎn)程監(jiān)控，盡量減少不必要的工程措施。這一區(qū)域的森林撲火主要依靠航空滅火，因此，加強(qiáng)航空滅火基礎(chǔ)設(shè)施對預(yù)防高山區(qū)域森林火災(zāi)具有更現(xiàn)實(shí)的意義。

[1] 敖孔華.加強(qiáng)我國森林防火能力建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].森林防火,2007(4):10-11

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[3]國家林業(yè)局.國家森林防火建設(shè)中長期規(guī)劃(2009—2015)[R]，2009.

[4]國家林業(yè)局.全國森林防火規(guī)劃2016—2025[R]，2016.

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StudyonForestFirePreventionFunctionDivisionsofNujiangPrefectureinYunnanProvince

LI Yun, LIU Yongjie, ZHOU Jianhong

(Kunming Survey & Design Institute of State Forestry Administration, Kunming 650216，Yunnan，China)Abstract：Based on the Arcgis10.0 technology platform, this paper dividedthe forest fire prevention function divisions of the Nujiang prefecture into the valley-basin mass defense area,middle-low mountain key patrol area and alpine protection-monitoring area according to the factors of altitude, meteorological, fire sources, forest vegetation types and distribution of settlements. Then proposed forest fire prevention measures,and will provide theoretical support for forest fire management of Nujiang prefecture.

forest fire prevention；function divisions；measures；Nujiang prefecture

2017 — 03 — 31

李云(1983 — )，女，云南鳳慶人，工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

S 762.3+2

B

1003 — 6075(2017)01 — 0016 — 05

10.16166/j.cnki.cn43 — 1095.2017.01.005