森林火灾时空分布规律研究——论文

云南省森林火灾时空分布规律研究摘要：森林火灾在时间空间上的分布特征进行研究具有重要的现实意义。利用云南省20042014年来森林火灾数据，结合SPSS和ArcGIS等软件进行分析，对云南这个资源大省，森林防火意义重大。本文主要从数据出发，结合云南省地理特征，分别从云南省森林火灾时间、空间、火环境三个方面横向分析，再分别从各方面纵向研究，得出云南省十一年来森林火灾的总体变化趋势。结论显示：时间方面，云南省在近十一年间森林火灾总体出现下降趋势，包括森林火灾发生次数、过火面积等，云南省森林火灾主要集中在冬春季，3、4月份为高发期；空间方面，云南省共16个州市，森林火灾存在不均匀性，可以总结为由西向东逐渐升高而后平缓又上升，由北向南逐渐升高且升高到一定阶段开始下降，以滇西为森林火灾高发区；火环境方面，人为火仍然是云南省主要火源，其中烧荒烧炭和野外吸烟所占比例最高，人工林为主要被破坏林区。本文旨在对云南省森林火灾时空分布规律进行分析，对未来云南省森林利用、开发以及保护提供一定的理论指导和借鉴。关键字：森林火灾；时空分布；年际变化；空间趋势；火环境；火源；SPSS；ArcGISStudy on the temporal and spatial distribution of forest fire in Yunnan areaWang Min(College of Civil Engineering, Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan, 650224)Abstract:Distribution of forest fires in the time space research has important practical significance. The use of Yunnan Province from 2004 to 2014, to forest fires data, combined with ArcGIS and SPSS software to analyze the resources of Yunnan province, forest fire of great significance. This article from the data, combined with the geographical features of Yunnan Province, Yunnan Province were forest fires from time, space, environment, fire three horizontal analysis, then all aspects of longitudinal studies, respectively, to obtain the overall change in eleven years in Yunnan forest fire trend. Conclusions show: time aspect, Yunnan forest fire occurred in the overall downward trend among nearly 11 years, including the number of forest fires, burned area, etc., mainly in Yunnan Province forest fires in the winter and spring, March and April for the high incidence of; space Yunnan Province, a total of 16 prefectures, forest fires exist unevenness can be summarized west to east and then gently and gradually increased to rise gradually increased from north to south and rises to a certain stage the ground began to decline in western Yunnan forest high incidence of fire; fire environment, human fire is still the main source of fire in Yunnan Province, where burning charcoal and the highest proportion of smokers field, as the main plantation was destroyed forest. This paper aims to Yunnan forest fire analyze spatial and temporal distribution of forest in Yunnan future use, development and protection provided theoretical guidance and reference.Key words:forest fires;Temporal and spatial distribution;Interannual variability;Spatial trends;Fire Environment;Fire source;SPSS;ArcGIS1 绪论1.1 研究背景历来云南省森林覆盖率广，森林郁密度高，森林覆盖率从2005年的40.8%增加到2015年的50.03%，十年森林覆盖率增加了9.23%，2015年森林总面积达到1914.19万hm2。云南省地貌波动起伏，山高谷深，河川纵横，坝子多、湖泊多，以及喀斯特地貌的广泛分布，兼有寒、温、热三带气候，立体气候特点突出，森林空间分布独特。造就了云南省森林火灾非常严重的特点。仅仅在2004-2014年11间，云南省共发生森林火灾4724次，年均429.5次；森林过火面积累计达到131872.9 hm2，年均11988.5 hm2，这个数字是相当惊人的。云南地处祖国西南边陲，简称“滇”。位于北纬21.832”29.158”，东经97.3139”l06.1147”之间，北回归线横贯南部。全省处于北纬300以南的低纬度地带。云南属内陆省分，总面积39.4万平方千米，全省东西横跨864.9千米，南北纵跨990千米，占全国陆地总面积的4.1，排列在新、藏、青、黑、川、甘和内蒙7省区之后，为全国第8位。云南位于中国三大阶梯地形的第一级至第二级阶梯地带。地势西高东低、北高南低，呈阶梯状下降，地形复杂多样，多山、多峡谷、多江河、多湖泊。高原山地占了全省总面积的94，是一个高原山区省份。云南也是全国植物种类最多的省份，包括热带、亚热带、温带、寒温带等植物种类都有分布。古老的、衍生的甚至外来的植物种类和类群都很多。在全世界约有高等植物23万多种，全国有近3万种，云南就有1.7万多种，占全国总数的62.9%。云南得天独厚的自然为种类繁多的动植物的生长和繁殖提供条件，赋予了云南极为富饶的资源物产。但是就是由于这样丰富的森林物质资源以及山高谷深的空间地质环境，使得云南省森林火灾发生情况居全国前列，森林火灾发生频繁，对森林资源造成严重破坏，对人民的财产和生活带来严重影响。森林火灾作为一项自然灾害，其造成的损失十分巨大，诱发火灾的因素又具有不确定性，其往往造成了我省林区经济发展的退步，是影响云南林区经济可持续发展的最为重要的因素。由于森林火灾发生发展的因素具有多样性，全省范围内，引发森林火灾的因素包含了气候、森林所处自然地理环境、人口因素等，都是形成火灾的诱因。对于各城郊农林结合部的森林火灾，还将严重影响林区周边的社会稳定。森林防火工作一直是世界各国尤其是发达国家的一项重要课题，人们在移居市郊林区回归自然、享受美好生活环境的同时，也被不时发生的森林火灾所困扰，成为了居民和林火管理机构关注的重点。云南省诱发森林火灾多样，火灾破坏面积巨大，着火后难以扑救，分散广规模大的特点，对云南省森林的可持续发展，人民的安居乐业带来巨大威胁。1.2 研究目的和意义由于云南省森林火灾发生情况与云南省林区地域分布和气候因素有密切关系，而森林火灾时空变化规律主要由地域分布和气候因素共同决定，所以对云南省森林覆盖率广，森林郁密度高，森林火灾发生频繁，对森林资源造成严重破坏，森林火灾时空分布规律的研究具有切实性的研究价值。对于气候因素和地域分布对森林火灾时空变化规律的反映，根据有关研究云南省气象因素可分为三个方面。一是森林火灾的日变化，一日中，存在气温不断上升，相对湿度逐渐下降，风力增大，渐渐达到一天中气温最高、相对湿度最低、风力最大的时段；也存在气温逐渐下降，相对湿度回升，风力减小，渐渐达到气温最低，相对湿度最大，风力最小的时段；可以看出高温风大时段是发生森林火灾的高峰期，灭火也最困难，低温风小时火灾的可能性小，也是灭火最有利的时段。二是森林火灾的季节变化。云南省7个半月的森林防火期内，冬季火灾少于春季，3、4月为一年中发生森林火灾的高峰期，每年34月份发生的森林火灾次数占全年发生次数的近70。三是森林火灾的年变化。由于受周期性冬干春旱的气象灾害影响，云南省的年森林火灾发生也呈周期性变化。以及从云南省地域分布看，全省16个州市都是森林火灾频发区，其中尤以昆明为中心的滇中干旱区(包括玉溪、曲靖、楚雄)、以大理为中心的滇西林区(包括保山、临沧)、以普洱为中心的滇南林区(包括文山、红河)最为突出。云南省气象因素、地域因素对林火时空分布规律都体现出直接的影响关系。所以云南省森林火灾时空分布规律的研究对切实解决云南省森林火灾发生具有实质性意义。森林火灾其实是在某个特定地点，当时当地的多种影响因子共同作用的结果，由于不同区域的各种影响因子是有差异的，因此造成了各地区的林火发生与发展状况不同。本文旨在研究云南省林火在时间和空间上的分布特点和规律，对云南省森林火灾防控具有关键作用，对未来云南省森林利用、开发以及保护至关重要，以及为林火预防和扑救提供一定的理论指导和借鉴。1.3 国内外研究现状及发展趋势1.3.1 国内研究现状目前国内对森林火灾的时空分布规律研究主要是运用统计分析方法和地理信息系统空间分析方法，森林火灾的发生是一个复杂的系统科学问题，它与许多的因子影响有关，如气候、天气、植被类型以及分布、人类活动和火源种类及分布。对于森林火灾的时空分布特征，国内外相关学者、专家和森林管理部门十分关注，他们利用不同的理论方法和软件支持，对不同层次、不同地区的森林火灾空间分布特征进行了研究。2015年章林等运用ArcGIS中探索性空间数据分析技术对吉林省森林火灾发生次数进行了空间特性分析，并用克里金插值方法对吉林森林火灾进行趋势预测，吉林省各县（市）的森林火灾分布存在着不均匀性，森林火灾总的分布特征呈“东多中较多西少”格局。用简单克里金插值法比普通克里金插值法预测吉林省森林火灾趋势精度高的特点1。2014年秦凯伦对大兴安岭塔河林火空间分布规律及对土壤理化性质的影响的研究，以空间统计分析和数学模型为研究手段，系统分析大兴安岭地区不同林火强度和不同林火种类对土壤物理性质和化学性质空间分布异质性的影响，以及不同林火强度和林火种类对植被恢复空间异质性、植被多样性的影响，并且结合较为前沿的空间统计分析方法和模型理论，对大兴安岭地区林分特征和气象因子的林火空间分布状况及林火预测模型进行统计分析。结果表明在大兴安岭地区，加格达奇区是森林火灾发生次数最多的地区，松岭区是森林火灾破坏面积最为严重的地区，火灾等级越高，对林地面积的破坏越严重，发生林火次数最多的是人为火，塔林林场是森林火灾发生次数最多的地区4。2013年郑琼研究黑龙江省林火时空分异规律对30年间的黑龙江省林火次数进行年度、季节、月变化规律进行分析，并计算森林火灾的轮回期和火险季节长度等来研究黑龙江省林火次数在30年期间的变化规律，根据受害森林面积对森林火灾进行等级划分，应用ArcMap 9.3软件，对黑龙江森林火灾时空分布规律进行研究。表明黑龙江省有森林火灾的发生，次数最多集中在黑河、大兴安岭、牡丹江和伊春，面积则相对集中在大兴安岭、黑河和伊春。森林火灾火场质心的空间位移不是十分明显7。2012年王景华等运用地理信息系统(GIS)的理论和空间分析方法，从林火空间等级、林火密度分布和火源空间分布三个方面对四川省的林火空间分布及趋势变化进行了研究，四川省森林火灾频次从内到外逐渐增多，从北向南线性增加，森林火灾频次质心在经纬度上都有明显的偏移方向，而森林受害面积质心则只在一定范围内波动，森林火灾频次存在较强的空间正相关性，而森林受害面积的空间正相关性则较弱9-10。2010年国内如杜春英等利用地理信息技术、SPSS统计软件和MATLAB等工具，分析了1966至2006年黑龙江省大兴安岭地区森林雷击火发生的时空演变规律，此项研究可为大兴安岭林区科学有效地开展森林防火工作提供参考14。2010年韩志刚用探索性空间数据分析方法对湖南省林火的分布规律进行了分析研究。结果表明，湖南省各个市(县)的林火分布存在着不均匀性，有4个林火高发区域和3个林火低发区域。林火次数由南向北、由西向东呈上升趋势。一般森林火灾发生次数较多的县市在空间上的分布大致呈一个“c”型；较大森林火灾的空间分布特点为“东多两少”；重大森林火灾发生的空间分布特点是“周边多、中部少”15。2009年曾庆峰在对20052007年广东省21个地级市的森林火灾情况进行描述性统计的基础上，借助地理信息系统(GIS)对连续三年的森林火灾空间分布特征进行分析。结果显示森林火灾主要集中发生在粤北山区，这与该地区是本省森林资源主要分布区域有关。利用系统聚类法对各地市连续三年的森林火灾情况进行聚类分析，聚类结果显示按照森林火灾情况可将广东省21个地级市分为三类，每一类的内部火灾特性较为接近，不同类间差异较大18。2009年杨广斌等根据北京市1986至2006年森林火灾统计数据，运用统计分析方法和地理信息系统空间分析方法，对北京市森林火灾的时空分布规律进行研究，表明着火地点大多集中分布在平原与周围山地相接的边缘地带，各区县森林火灾分布不均，森林火灾随距离公路变远而呈减少趋势，局部区域范围火点数量呈不规则变化特征，除林地外，林地周围的草地、旱地、农村居民用地和其它用地的火源，都可能蔓延而形成森林火灾19。2009年柴造坡等用Excel软件分析和ArcGIS软件的图层叠加功能定向描绘分布格局情况的方法对我国黑龙江省黑河地区林火分布规律进行了分析研究，结果表明在大兴安岭地区，加格达奇区是森林火灾发生次数最多的地区，松岭区是森林火灾破坏面积最为严重的地区，火灾等级越高，对林地面积的破坏越严重。大兴安岭地区雷击火在各年的发生次数是相对较少的，发生林火次数最多的是人为火。土壤含水率随着海拔高度的增加而降低，土壤容重和土壤孔隙度均表现为随着海拔高度的增加而升高22。2007年田晓瑞等根据1992至2005年西藏藏族自治区森林火灾统计，分析了森林火灾发生的时间和空间规律。森林火灾的空间分布来看，森林火灾主要发生在藏东南地区，特别是芒康、察隅、林芝和米林等县的森林火灾较多。引起森林火灾的火源主要是由生产用火和生活用火引起的。文中还对西藏森林火灾发生的火环境进行了分析，气候特点和可燃物分布特征决定了西藏的森林防火期为冬春季26。2007年文东新对比分析了广西壮族自治区历年森林火灾发生次数与为害面积的季节分布、月份分布和市县分布以及影响广西壮族自治区森林火灾时空分布的大气环流、地形、干旱和洋流等因素。结果表明：环境条件是影响森林火灾发生与发展的最关键因素，森林火灾发生有其自然属性。在此基础上提出对一个地区的森林防火工作进行评价时，不单是要考查其管理能力和森林火灾损失大小。也要考虑其环境条件的影响作用28。2002年金森等根据黑龙江省1980至1999年的林火资料，利用地理信息系统等工具，对黑龙江省林火时空动态和分布规律进行了研究，对火频谱周期、自组织性进行了讨论，指出自组织函数将林火的时空特性结合在一起，采用负幂函数描述时存在适用下限并给出计算公式，对不同区域的自组织分数维进行了比较；对人为引入火烧的适宜强度和频度进行了简单探讨30。1.3.2 国外研究现状2009年A Parajuli等使用了中分辨率成像光谱仪（MODIS）活跃数据显示了尼泊尔森林火灾的活动，他们评估火的大小、分布、季节性和风险区在不同的地理区域。四月份期间在尼泊尔2012年火灾季节延长一月至六月与MODIS数据透露的2000至2013年一致。使用核密度模型，尼泊尔火灾的热点地区，通过多重共线性诊断程序检查方差膨胀因子（VIF）来实现21。2008年R Szczygie等其利用波兰对火灾的研究方法，研究了中欧和东欧1991年至2001年间中东欧国家的森林覆盖面积，土地使用率为30。所研究的森林近50是由针叶树种形成的，这些因素与气候条件造成中东欧森林火灾风险的主要影响部分并被注意被注意25。国外Antonio Vdzquez等利用火灾地区地形属性(坡度、坡向、海拔等)和基于栅格的GIS等，研究了西班牙中部森林火灾的空间分布；Prestemon等通过构建函数的方法估测了林火时空尺度上的分布格局情况；LaIjavaara M等对芬兰雷击引起的森林火灾的时空分布规律进行了研究10。各研究表明森林火灾的发生从时间或者空间中都存在一定的规律，只是由于各地区的地理气候以及其他因子的差异性而有所侧重，这些研究都为当地的林火防控起到一定的理论指导和借鉴。1.3.3 发展趋势森林火灾的时空分布规律研究，可以切实的分析一个区域或者一个省份乃至一个国家的森林火灾分布情况，对发生火灾的可能性、危险度、扩散范围、经济社会影响都存在着一定的帮助和借鉴。在未来，森林火灾将会成为社会安定所必须解决的问题和难题，人民的生活水平在不断提高，社会的安定与繁荣成为重点。研究我们生活空间内森林火灾的威胁程度和森林火灾的原因，可以起到对生活的保障以及给人民的教育宣传提供指导，其中对林火因素的研究如气象因子、可燃物的类型和分布、地形地貌分布等；社会因素，如人类生产、生活等各种活动；经济因素，如经济繁荣地区火源多样等由经济带来的潜在威胁。对各类因素对云南省森林火灾发生的关联性以及严重度的分析，并从时间和空间两个方向多个因子进行数据研究分析，制定有效的防火控火机制，现在以及未来都会成为研究重点。云南森林自然中心所辖林区面积不大，但位置特殊，起火点多，防范战线长，面积广，森林火灾的时空分布规律研究必然会成为一种趋势。1.4 研究的内容、重点本次研究主要运用SPSS 17.0数据分析软件、Excel统计软件以及ArcGIS 10.0地理信息系统进行云南省森林火灾的时间空间两个大方向进行分布规律研究。时间分布方面，以云南省林火次数的年际变化、月份变化、季节变化和云南省林火面积的时间变化以及人为火引发森林火灾时间变化规律分别进行分析，并作数据关联度分析；空间分布方面，以云南省各州市空间分布特点、一般林火分布特点、较大林火分布特点进行分析，并对空间分布数据进行关联度分析。最后对云南省火环境进行浅分析，其中对自然因素，如可燃物的类型和分布、地形地貌分布等；社会因素，如人类生产、生活等各种活动；火源因素，如生产性火源、非生产性火源、各类因子对云南省森林火灾发生的关联性以及严重度的分析，分析出影响云南省森林火灾的主要因素，并制定出今后云南省森林火灾的防控机制。本论文重点解决云南省森林火灾的时间统计以及火灾数量统计，并且制作云南省森林火灾空间分布图，从时间和空间两个大方向分析云南省火灾的发生发展现状，其中主要解决森林火灾时间、空间分布特点的分析，研究云南发生森林火灾人为火源因素的特点，重点分析出各类火源对云南森林火灾的影响程度，威胁度，做最后的统计分析。1.5 研究路线示意图本研究通过时间、空间两方面横向分析，再分别进行纵向研究，并对火环境做一定探讨，技术路线如图1-1。图1-1 研究路线导图2 云南省森林火灾发生的时间分布规律2.1 林火次数的时间分布规律2.1.1 林火次数的年际变化云南省20042014年十一年共计发生森林火灾4724次，在已查明火源次数中，人为火源4050次，占总次数的85.73,其中，十一年总计发生一般森林火灾2731次，年平均约248.3次，较大森林火灾1988次，年平均约180.7次；重大森林火灾5次，年平均约为0.5次；特重大森林火灾0次。因此，云南省森林火灾的主要类型为一般森林火灾和较大森林火灾为主。如图2-1是云南省森林火灾次数的年际变化图。根据十一年里林火发生次数可划分为两个阶段，20042010年为火灾高发期，平均每年发生火灾526次，其中2005年和2006年出现最大值，都超过600次，分别为665次和602次，人为火源年均456.1次；20112014年火灾次数锐减，年平均火灾为261次。根据云南省森林火灾经费投入情况的分析，如图2-2云南省20042010年森林火灾经费投入与火灾发生次数的比较，解释了20112014年火灾次数锐减的具体原因，这与人口素质的提高、营林管理及灭火设备科技水平不断提高等方面有一定关系，人为火源年均214.25次；但从2011年后至2014年森林火灾次数又出现回升的迹象，在2014年又达到了一个高度365次。由上图可见，20042014年云南省总体上林火次数随时间发展呈现下降趋势。2004年前期发生的森林火灾相对较多，后期有逐渐下降的趋势，对于2008年云南虽然处于连续干旱的时间段内，但云南省森林火灾急剧下降，让曲线出现巨大波动，其主要原因是2008年是中国奥运年，在2008年全国颁布尽可能的减少大灾，让社会处于一个和谐、平稳的时期，迎接奥运，所以对于云南省来说加大了森林火灾的防控工作，造成虽然2008年是云南连续大干旱时期，但森林火灾数据却出现急剧下降的趋势，从而造成了曲线的急剧波动。对于其它年份分析其原因可能是：在2000年后气温的升高，降水量相对来说比九十年代要少，这是导致森林火灾发生的其中一个因素；到2008至2010年，云南省出现前所未有的连续大干旱，导致2008年后又出现了持续森林火灾上升的趋势，直到2012年后云南省雨水才得到充分的补充，所以2012年后森林火灾开始下降。2.1.2 林火次数的月份变化根据云南省森林消防条例森林防火期为: 每年12月1日至次年6月15日，森林防火戒严期为: 每年3月1日至4月30日；由图2-3可见林火主要发生在2、3、4、5月份，7月至11月是云南的雨水季，几乎无火灾发生。由图2-3，云南省森林火灾主要发生在2、3、4月份，从12月开始云南省就开始有一定森林火灾的发生，一直持续到6月中旬，这个时间段的火灾正好与云南省森林防火期和戒严期相重合，数据上这也证实了云南省主要防火的具体时段。2.1.3 林火次数的季节变化云南省火灾主要发生在1至5月，而7月和11月几乎无森林火灾发生。分析20042014年林火的季节分布后，发现林火主要发生在春季，面积和次数规律性一致，也是春季过火面积最大。以气候学方法划分季节，即春季35月，夏季为68月，秋季为911月，冬季为12月次年2月，结果见图2-3，云南省当地气候为冬季干燥少雨，冬季火主要发生在1、2月份，也正好是云南省森林火灾的开始时期，遇到火源同样可以引发大火，地表留存大量枯枝树叶，并且含水量极低，这也为春季带来大量森林火灾提供了可燃物的存量；春季气候干燥，风大，降雨较少，易于林火发生，由于冬季的大量可燃物存量，加上春季的气候条件，充分的满足了林火发生的环境和气候条件，大风又造成林火发生后难以扑救的原因；夏、秋季降水充沛，可燃物含水量大，气候呈现出高温多雨，空气湿度加大，不易林火的发生。2.2 林火面积的时间分布规律云南省20042014年总过火面积为131872.9hm2，年平均过火面积为11988.5hm2。人为火总面积为92163.2hm2，年平均8378.5hm2，占总过火面积的69.89；不明火源的林火面积为20044.3hm2，占总面积的15.20；可见林火发生火源大部分是人为火。图2-4为云南省森林火灾过火面积的年际变化。20042010年为火灾的高发期，年平均过火面积为13508.98hm2，远高于20042014年平均值，其中2010年的火灾面积为21686hm2，占十一年总面积的16.44，是过火面积最大的年份，人为火年平均过火面积为9633.46hm2。20112014年火灾面积比较前一阶段明显回落为37310hm2，年平均过火面积仅为9327.5hm2，低于总的平均值，人为火年平均过火面积为6182.25hm2。由图2-4，云南省森林受害面积总体上也是随时间发展呈现下降趋势的。与林火次数的年际变化相似，零零年代后的林火受害面积较九十年代有下降的趋势，20042014年的受害面积基本呈现下降状态。森林火灾受害面积最少的年份是2011年和2008年，森林火灾受害面积最大的年份是2010年以及2006年。这样的趋势和林火次数年计变化的原因相同，2008年是奥运年，所以受灾面积和林火次数都出现急剧下降之最低；而2010年正是云南省三年连续大干旱的最后一年也是灾情最严重的一年，所以受灾面积和林火次数相同，达到近十一年来最大值。2.3 云南省人为火引发森林火灾时间分布特点人为火一直是影响森林火灾的重要因素，人为火源在云南省森林火灾火源中占有巨大比例，在云南省20042014年十一年里，4724次森林火灾，共过火面积131872.9hm2，其中人为火过火面积就达92163.2hm2，占比69.89，人为火造成的森林损毁程度如此之大，切实的研究人为火过火面积和总过火面积的关系，可以对人为火源的管理起到有效的指导。由图2-5，云南省20042014年各年森林火灾过火面积和人为火过火面积的发展趋势完全相同，而且各年总过火面积和人为火过火面积之间的差距很小，这也说明云南省森林火灾过火面积的主要因素是人为火所导致。只有切实解决人为火过火面积，才能有效减少云南省各年总过火面积巨大的问题，这也提醒了各森林防火机构，必须以解决人为火为重点，控制人为火过火面积。2.4 云南省森林火灾时间分布数据分析2.4.1 云南省森林火灾发生次数和过火面积相关性分析利用SPSS 17.0对云南省森林火灾次数和过火面积进行相关性分析。利用相关分析主要是研究现象之间是否存在某种依存关系，并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度。 云南省20042014年森林火灾发生次数和过火面积由图2-1、2-4可以大体看出在趋势上存在相关性，但具体具有什么样的相关性，还需要对云南省林火次数和过火面积数据进行数量关系分析。图2-6 云南省林火次数-过火面积回归图由图2-6，云南省20042014年火灾次数和过火面积回归图，该图以森林火灾次数累计概率为横轴，以过火面积的累计概率为纵轴，因此如果样本数据是正态分布的话，则所有散点都应该分布在对角线附近。由图可以看出，分布结果也正是如此，因此可以判断标准化的残差基本服从正态分布。表2-1 火灾次数-过火面积方差分析模型平方和df均方FSig.1回归1.827E811.827E811.565.008a残差1.422E891.580E7总计3.249E810a. 预测变量: (常量), 火灾次数。b. 因变量: 过火面积由表2-1，该表可以得到回归部分的F值为11.565，相应的P值是0.008，小于显著水平0.05，因此可以表明森林火灾的次数和面积呈现正相关，这与前人的研究结论相一致。对于云南而言，林火次数多，则森林过火面积就大，受到的损失就越多。2.4.2 云南省森林火灾发生次数和经济投入相关性分析由图2-2，云南省森林火灾发生次数和经济投入图，呈现出投入经济费用高，森林火灾发生率低的情况，但是部分线段有存在投入经费高但森林火灾上升的趋势，为了分析云南省森林火灾投入经费和森林火灾的次数的关系，可以通过SPSS进行负相关性分析。表2-2 火灾次数-经济投入相关性火灾次数经济投入火灾次数Pearson 相关性1-.255显著性（双侧）.450N1111扑火经费Pearson 相关性-.2551显著性（双侧）.450N1111表2-2表示云南省森林火灾次数和经济投入的相关分析表，输出结果中，森林火灾和经济投入的相关关系为-0.225，表示二者之间存在不完全相关关系且为负相关关系。两者之间负相关的双侧显著性值为0.4500.01，表示在0.01的显著水平上肯定了二者显著的假设。对于图2-2中投入经费高但森林火灾上升的现象，可能是由于其它因素影响。由表2-2可以得出结论：森林火灾次数和经济投入存在这显著的负相关关系，即经济投入越高，森林火灾发生次数越低的关系。2.4.2 云南省森林火灾过火面积和人为火过火面积相关性分析云南省森林火灾过火面积巨大，云南省20042014年总过火面积为131872.9hm2，其中人为火过火面积就达92163.2hm2，占比69.89，由图2-5可以看出，云南省森林火灾过火面积和人为火过火面积在发展趋势上保持一致，但要具体分析其相关性，还是要对云南省森林火灾过火面积和人为火过火面积数据进行相关性分析。运用SPSS对各年过火面积和各年人为火过火面积进行回归分析。图2-7 云南省森林过火面积-人为火过火面积回归图由图2-7，云南省20042014年森林火灾过火面积和人为火过火面积回归图，该图以人为火过火面积累计概率为横轴，以森林过火面积的累计概率为纵轴，因此如果样本数据是正态分布的话，则所有散点都应该分布在对角线附近。有图可以看出，分布结果正是如此，因此可以判断标准化的残差基本服从正态分布，云南省森林火灾过火面积和人为火过火面积线性相关。表2-3 森林火灾过火面积-人为火过火面积方差分析模型平方和df均方FSig.1回归3.130E813.130E8238.552.000a残差1.181E791312271.913总计3.249E810a. 预测变量: (常量), 人为火过火面积。b. 因变量: 过火面积表2-4 森林火灾过火面积-人为火过火面积回归系数分析模型非标准化系数标准系数tSig.B标准 误差试用版1(常量)-383.123872.296-.439.671人为火过火面积1.477.096.98215.445.000a. 因变量: 过火面积由表2-3，该表可以得到回归部分的F值为238.552，相应的P值是0.000，小于显著水平0.05，因此可以表明云南省森林火灾过火面积和人为火过火面积呈现正相关，这与前人的研究结论相一致。对于云南而言，人为火灾过火面积越大，则森林总过火面积就大，受到的损失就越多。由表2-4，给出了线性回归模型的回归系数，从该表可以得到线性回归模型中的人为过火面积的T值为15.445，相应的概率值为0.000，说明回归系数十分显著，这与表2-3方差分析的结果十分一致。2.5 森林火灾轮回期森林火灾轮回期7反映森林火灾发生频度及年平均火灾面积的大小，是一种表示森林火灾次数和面积的方法，是火灾发生的概率的重要指标之一，对林内树种组成比例、群落更替有很大影响。火灾轮回期越长，火灾发生的概率越小，越不易发生火灾。计算公式为： （1）式中：FC-火灾轮回期（年），S-研究区域森林面积（hm2） Sa-平均每年过火面积（hm2）火灾发生初始概率计算公式如下： （2）式中：P-火灾发生初始概率，FC-火灾轮回期（年） e-自然常数（取：2.718）表2-5 云南省森林火灾轮回期及初始概率年份总林火人为火林火面积（hm2/次）轮回期（a）初始概率林火面积（hm2/次）轮回期（a）初始概率2004-201025.681416.980.00070521.121987.020.0005032010-201435.742052.200.00048728.863096.270.0003232004-201427.921596.690.00062622.762284.650.000438通过上述公式及数据计算表格，根据20042014间的火灾数据得出11年间云南省森林火灾总林火轮回期为1597a，林火发生的初始概率为0.000626；人为火火灾轮回期为2284.65a，火灾发生的初始概率为0.000438。由火灾次数和面积的年际变化规律图2-1、2-4，可见在时间上分成两段，20042010年为火灾的高发时期，总林火火灾轮回期为1416.98a，人为火火灾轮回期为1987.02a。人为因素引起的森林火灾频发，林火没有得到有效的预防和控制；20102014年总林火火灾轮回期明显延长为2052.20a，人为火火灾轮回期为3096.27a。通过对比数据可以看出，总林火火灾发生的概率20042010年为0.000705，而20102014年降为之前的2/3，仅为0000487；人为火火灾概率20042010年为0000503，到20102014年同样下降为之前的2/3，为0000323。火灾轮回期和林火发生初始概率的变化规律与同期云南省森林火灾的时空变化规律相吻合。通过以上数据分析可以看到，随着时间变化，近些年火灾轮回期明显有延迟的趋势。推断其主要的原因在于森林长期受人为因素抑制干扰，大部分人加强了护林防火的意识，全面的监控林火发生、蔓延，及时的扑救林火，有效的控制了过火面积，进而延长了森林火灾的轮回期7。3 云南省森林火灾发生的空间分布规律3.1 云南省森林火灾空间分布特点3.1.1 云南省森林火灾总体空间分布特征云南省共16个州、市，森林火灾各州市都占有不同的比例，通过云南省森林火灾分布特点图，可以直观的看出云南省各州市森林火灾情况以及森林火灾在云南省的分布特点，还可以观察到云南省森林火灾的分布趋势。ESRI公司的ArcGIS 10.0地理信息系统软件是一款能够实现空间数据管理、空间分析和空间建模多种功能的通用地理信息系统工具。该地理信息系统软件能够进行数据收集整理、数据构建、分析地理关系及发现新的信息。云南省火点空间分布图是应用ArcGIS 10.0地理信息系统软件实现的。具体过程为：首先根据云南省11年间各州市的森林火灾情况数据，导入ArcGIS中，生成点矢量数据，然后结合云南省行政区划图再进行火点的空间分布制图，结果如图3-1所示。图3-1 云南省20042014各州市森林火灾总体分布图如图3-1所示，云南省20042014年各州市森林火灾分布图，云南省共16个州市，森林火灾的分布存在着不均一性，如图，板块颜色越深，说明这个地区20042014年森林火灾发生总次数越高，颜色越浅说明森林火灾发生总次数越少。云南省森林火灾主要发生在滇西地区，其中十一年里，的丽江发生森林火灾次数最多，其次是普洱、大理；滇中的曲靖在这十一年间发生森林火灾次数出现了明显的过高现象，超出了预计的想象，其次是昆明、楚雄和红河地区，这三个地区也是历年来火灾发生的重灾区，在这十一年里，仍然保持了稳定的高度，而迪庆、昭通、文山、版纳属于不易发生森林火灾地区，十一年累计也保持在低水平状态，其中的原因也跟这些地方植被或人口因素有关。3.1.2 云南省一般森林火灾空间分布特点根据国务院2008年颁布的森林防火条例，第四十条的规定，火灾受害森林面积在1hm2以内的，为一般森林火灾。云南省森林火灾分布集中出现在滇西地区，各州市一般森林火灾都占有巨大的比例，而且一般森林火灾的数据，直接反映出一个地区森林火灾的频繁程度，研究一般森林火灾分布特点，对于分析云南省森林火灾分布，以及云南省森林火灾防护具有直接的指导作用。 图3-2 云南省20042014各州市一般森林火灾分布图由图3-2，云南省一般森林火灾的分布存在分散不均匀性，同样颜色越深的说明一般森林火灾发生次说越多，颜色越浅说明一般森林火灾发生越少。云南省一般森林火灾分布基本跟各州市总森林火灾分布相似，这也说明了各州市森林火灾主要还是由各州市一般森林火灾决定，云南省20042014年森林火灾次数4724次，其中一般森林火灾2731次，占总次数的57.81。地图中表明丽江市仍然是一般森林火灾的高发区；其次到曲靖市；楚雄、普洱、昆明、大理、红河一般森林火灾发生次数相似，属于易发生一般森林火灾区，版纳、迪庆、保山、临沧、昭通、文山属于不易发生一般森林火灾区。无论是数据还是地图分布，都表明一般森林火灾是云南省森林火灾的主要火灾类型，对于一般森林火灾的控制，可以有效的降低云南省森林火灾的次数，而且可以对云南省森林火灾防控给予指导意见。3.1.3 云南省较大森林火灾空间分布特点森林防火条例，第四十条的规定，火灾受害森林面积在1-100hm2的，包括1hm2，属于较大森林火灾，云南省20042014年森林火灾共4724次，较大森林火灾1988次，占比42.08，云南省较大森林火灾同样占有巨大比例。由于较大森林火灾具有较大的破坏和经济损失情况，而且对于云南省森林火灾来说，重大森林火灾、特别重大森林火灾的发生次数相对比较少，对云南省森林的破坏程度和经济损失程度有指导意义的只有对较大森林火灾的研究。图3-3 云南省20042014各州市较大森林火灾分布图由图3-3，云南省较大森林火灾分布滇西地区占有很大比例，板块颜色越深说明较大森林火灾发生量越大。较大森林火灾板块颜色最深地区为普洱以及丽江，这两个地区存在着严重的较大森林火灾发生量，从云南省各州市森林火灾总次数分布图和一般森林火灾分布图可以看出，普洱和丽江都是火灾重发区，较大森林火灾主要存在于这两个地区，也显示了普洱和丽江正是云南省森林火灾的频发区，森林破坏程度和经济损失程度也是这两个地区占巨大比例。其次是曲靖、大理和昆明是较易发生较大森林火灾地区，也正好和总森林火灾、一般森林火灾两个分布情况相似；迪庆、怒江、版纳、文山、昭通属于不易发生较大森林火灾地区。云南省较大森林火灾分布情况，呈现出从西向东逐渐升高而后又下降，从北向南逐渐升高而后又逐渐下降的趋势。3.2 云南省森林火灾空间分布数据分析3.2.1 云南省各州市林火空间分布数据分析 云南省各州市森林火灾分布情况可以通过（3-1、3-2、3-3）看出，云南省森林火灾的分布存在着不均匀性，各类火灾分布不一，从地理信息地图上只能观察到各州市森林火灾的分布情况和特点，但要研究云南省各州市森林火灾分布存在什么样的分布规律，可以通过SPSS 17.0对各中森林火灾的数据进行研究分析，从正态Q-Q图中可以得到结论。图3-4 各州市森林火灾正态Q-Q图 图3-5 各州市一般森林火灾正态Q-Q图 图3-6 各州市较大森林火灾正态Q-Q图如图，3-4为云南省各州市森林火灾分布正态Q-Q图，3-5为云南省各州市一般森林火灾分布正态Q-Q图，3-6为云南省各州市较大森林火灾分布正态Q-Q图。Q-Q概率图是根据变量分布的分位数对指定的理论分布分位数绘制的图形，正态Q-Q图上的点可指示数据集的单变量分布的正态性，是检验样点数据分布的统计图，利用正态Q-Q图，将数据集与标准正态分布进行比较，如果数据是正态分布的，点蔟将落在45度参考线上，如果数据不是正态分布的，点将偏离参考线。由图3-4可以看出，云南省各州市森林火灾总次数分布点蔟基本分散在45度直线周围，正态概率图反映出，云南省各州市森林火灾发生次数不属于正态分布，而属于离散型分布；同样云南省一般森林火灾、较大森林火灾各州市分布点蔟也都分散于45度直线周围，但一般森林火灾的点蔟基本都落在45度直线上，更接近正态分布，较大森林火灾点蔟比较分散，同样属于离散型分布，不属于正态分布。3.2.2 趋势分析使用ArcGIS 10.0中趋势分析工具探测森林火灾空间分布趋势，如图3-1所示。趋势分析图中的每一个竖棒代表了一个数据点的值和位置，这些点被投影到一个东西向的和一个南北向的正交平面上。即将林火的样点位置在x、y平面上表示，x轴表示东西向，y轴表示南北向，林火次数则通过垂直方向上的z轴来表示，这样构成三维视图。将z轴数据值分别投影到x、z平面和y、z平面，形成三维数据的侧视图15。图3-1 空间趋势分析由图3-1可以观察投影到x、z平面的林火次数东西的趋势，投影到y、z平面的林火次数南北的趋势；可以看到投影到南北方向上的趋势线呈上升趋势，但之后又存在下降的趋势呈弱反U形；东西方向上呈现持续上升趋势，从中我们可以大致得知，云南省的林火频数为东西方向由西向东逐渐升高而后平缓又上升，南北方向上由北到南逐渐升高且升高到一定阶段又开始下降。总结为云南省森林火灾分布趋势为：以云南滇西为森林火灾高发区，云南四周各市州为森林火灾低发区。4 云南省森林火灾火环境分析4.1 云南省森林火灾的火源分析4.1.1 云南省森林火灾火源情况根据统计资料以及图4-1得知，云南省20042014年共发生森林火灾4724次，其中，已查明的火源4039次，占85.50，在已查明的火源中生产性用火和非生产性用火都是人为所致，20042014生产性用火和非生产性用火合计发生3813次火灾，占80.72，人为火源成为云南省森林火灾主要原因，人为火源中，生产性火源1848次，占39.12，非生产性火源1965次，占41.60。从数据表明，云南省生产性火源和非生产性火源都是森林火灾的主要原因，但非生产性火源比重更大，比生产性火源高出2.48个百分点。人为火依然成为