吉林省重特大森林火灾的时间变化

关 山，单延龙⋆，杜 帅，尹赛男，孙平岩

（1.北华大学，吉林 吉林 132013；2.吉林省林业厅，吉林 长春 130022）

吉林省重特大森林火灾的时间变化

关 山1，单延龙⋆1，杜 帅1，尹赛男1，孙平岩2

（1.北华大学，吉林 吉林 132013；2.吉林省林业厅，吉林 长春 130022）

为了更好地预防重大、特别重大森林火灾（简称重特大森林火灾）的发生，研究了吉林省重特大森林火灾的时间变化。结果表明：吉林省1969-1980年间共发生重特大森林火灾150起，其中特别重大森林火灾发生次数为15起，但造成的受害森林面积和过火总面积，分别占重特大森林火灾总受害森林面积的39.61%和过火总面积的35.99%；吉林省重特大森林火灾的季节性非常明显，主要集中在春季的3-5月和秋季的9-10月，其中9月份重特大森林火灾发生次数和燃烧面积为最多；吉林省重特大森林火灾的日变化规律呈现出明显的单波型曲线，结合起火时间和着火时间统计，重特大森林火灾主要集中在9：00-18：59之间，其中以14：00-14：59为最多。

吉林省；重特大森林火灾；时间变化；受害森林面积

我国是一个森林火灾频发国家，森林火灾受害率远高于世界平均水平[1]。其中重特大森林火灾，不仅给森林资源带来重大损失，而且扑救火灾直接消耗严重，同时还对林区人民生命财产构成严重威胁[2]。目前，大面积森林火灾已被联合国粮农组织列为当今世界第八大自然灾害[3]。

吉林省是我国重点林区省份之一，具有“高森林火险单位多，高森林火险的林分面积大”的特征。吉林省东与俄罗斯接壤，东南部以图们江、鸭绿江为界与朝鲜相望，边境线长，防御边境林火烧入烧出任务也相当繁重[4]。截至2015年11月30日秋季森林防火期结束，吉林省胜利实现连续35年无重大森林火灾[5]。但林区内气温相对较低，枯枝落叶分解缓慢，加上多年未发生重大森林火灾，地表可燃物载量大。一些重点火险区可燃物的积累量已达到30 t/hm2以上，超过国际公认的发生大火的载量极限[6]。林火灾害尤其是重特大林火灾害，是失去人为控制的异常森林燃烧现象，是一种燃烧机理十分复杂、危害后果非常严重、人为控制比较困难的自然灾害[7]。季节性差异影响火灾强度，造成森林火灾的发生[8-10]。因此，有必要研究吉林省历史上发生重特大森林火灾的时间变化。

1 研究区域概况

吉林省是全国重点林业省份之一，地处E121°38′～131°19′、N40°52′～46°18′。全省林业用地面积928.8万hm2，有林地面积为820.2万hm2，森林覆盖率为43.4%，活立木总蓄积8.9亿m3。全省具有显著的温带大陆性季风气候特点，四季分明，雨热同季。有明显的四季更替，春季干燥风大，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷漫长。大部分地区年平均气温为4℃，年活动积温在2 700～3 200℃；全省年降水量一般在400～900 mm，自东部向西部有明显的湿润、半湿润和半干旱的差异。全省中部以西无霜期150 d左右，东部山区130 d左右[11]。

2 研究方法

搜集1969-2015年的全部森林火灾资料（数据采用了杨美和、高颖仪教授收集的森林火灾抄录表、2010年7月和2011年7月到吉林省林业厅防火办和吉林省档案馆调查的森林火灾资料），建立Excel资料库。资料库包含的字段为：起火地区、起火单位、起火地点、起火日期时间、灭火日期时间、受害森林面积、过火总面积等。

根据我国森林防火条例第四十条规定，按照受害森林面积和伤亡人数，森林火灾分为一般森林火灾、较大森林火灾、重大森林火灾和特别重大森林火灾。重大森林火灾：受害森林面积在100 hm2以上1 000 hm2以下的，或者死亡10人以上30人以下的，或者重伤50人以上100人以下的；特别重大森林火灾：受害森林面积在1 000 hm2以上的，或者死亡30人以上的，或者重伤100人以上的[12]。由于吉林省发生的林火中没有导致死亡人数10人以上的，因此本文是根据受害森林面积来划分的重大和特别重大森林火灾（简称重特大森林火灾）。

对发生重特大森林火灾的年际变化、月变化及日变化统计，分析在什么年份、什么月份、一天中哪一时间段易发生重特大森林火灾。发生重特大森林火灾日变化统计中分两种方式，一种以起火时间统计，统计起火次数、过火总面积和受害森林面积；另一种方式以着火时间统计，但只统计一整天，超过一整天只统计一次，此种方式只统计次数。

3 结果分析

3.1 发生重特大森林火灾的年际变化

吉林省1969-1980年间共发生重特大森林火灾150起，平均13起/年。从图1可看出，重特大森林火灾发生趋势是先上升再下降，然后又上升再下降。重特大森林火灾发生次数集中在1977年和1978年，其次为1970年、1971年和1979年。1977年的重特大森林火灾受害森林面积为16 063.43 hm2，过火总面积为17 712.60 hm2，次数为41次，分别占总的27.50%、23.93%和27.33%；1978年的重特大森林火灾受害森林面积为18 956.22 hm2，过火总面积为24 491.76 hm2，次数为42次。查1977和1978年火灾发生日资料可知，火灾发生日气温较高，大部分在10℃～28℃，平均为18℃，且林分疏密度平均为0.6，风速平均为4级。从图1中还可看出，火灾次数同受害森林面积和过火总面积成正相关关系，但1974年稍有偏差，因为每次重特大森林火灾造成的受害森林面积和过火总面积都非常大，分别为837.63 hm2/次和1 174.02 hm2/次。1974年发生的4次重特大森林火灾，当天天气均为晴朗，树木主要为柞树（Quercus mongolica）和白桦（Betula platyphylla），林龄为20年以下，上述情况使1974年的重特大森林火灾造成大面积森林破坏。1981年以后没有发生重特大森林火灾。

图1 吉林省重特大森林火灾的年际变化

发生重大森林火灾的情况和总的情况相类似；从图2可以看出，并不是每年都有特别重大森林火灾发生，1969年、1970年、1973年、1975年、1976年和1980年以后均没有特别重大森林火灾发生。尽管1969-1980年特别重大森林火灾发生次数为15起，占重特大森林火灾总次数的10%，但其造成的受害森林面积和过火总面积却是相当大的，分别占总的重特大森林火灾受害森林面积的39.61%和过火总面积的35.99%。

图2 吉林省特别重大森林火灾的年际变化

3.2 发生重特大森林火灾的月变化

从图3中可以看出，吉林省重特大森林火灾的季节性非常明显，主要集中在春季的3-5月和秋季的9-10月。从全年来看，9月份重特大森林火灾最为严重，起火次数为47次，占全年总火灾次数的31.33%，过火总面积为24 952.27 hm2，占比为33.94%，受害森林面积为21 137.97 hm2，占比达到了36.39%。9月发生的重特大森林火灾次数和燃烧面积最多，主要因为风向均为偏西风，温度平均为18.6℃。造成吉林省春、秋两季林火季节性非常明显的原因是吉林省春季和秋季气温较高且空气干燥，时常伴有大风天气。夏季是雨季，树冠茂密林下阴凉潮湿，植物茎叶水分充足，林下环境不利于森林火灾的发生和蔓延，所以没有重特大森林火灾发生。吉林省冬季，温度在0℃以下，且森林被冰雪覆盖，极难发生森林火灾。

重大森林火灾发生的趋势与总的趋势一致。由图4可知，春季3月、4月、5月特别重大森林火灾次数呈递增趋势，秋季9月、10月呈递减趋势，其他月份无特别重大森林火灾发生。

图3 吉林省重特大森林火灾的月变化

图4 吉林省特别重大森林火灾的月变化

3.3 发生重特大森林火灾的日变化

由图5可知，发生重特大森林火灾次数最多的时间段依次为8∶00-8∶59、10∶00-10∶59、11∶00-11∶59、13∶00-13∶59；从面积来看，发生重特大森林火灾过火总面积和受害森林面积最多的时间段依次为10∶00-10∶59、11∶00-11∶59、13∶00-13∶59。综合面积和次数，重特大森林火灾集中发生在8∶00-8∶59、10∶00-11∶59及13∶00-13∶59之间。

图5 吉林省重特大森林火灾的日变化

从图5可以看出，吉林省1969-1980年重特大森林火灾的日变化规律呈现出明显的单波型曲线。重特大森林火灾发生次数从0∶00-0∶59开始逐渐递增，到14∶00-14∶59开始下降，一直到凌晨。林火高发的时间段为8∶00-14∶59，这一时间段的起火次数为92起，占总次数的比例达到了81.42%。产生这种现象的原因是随着太阳的升高，气温不断升高，到午后气温最高，相对湿度最小，风速较大，可燃物干燥，且白天人类活动频繁，人为火源发生频率较高，给可燃物起火和蔓延创造了条件，因此重特大森林火灾发生的次数多；而早晚和夜间气温较低，相对湿度也较大，风力较小，可燃物潮湿，导致了可燃物不容易起火和蔓延，因此重特大森林火灾发生的次数很少。凌晨气象条件更不容易着火，但一着火就是大火。在图5中可以看出，凌晨2∶00-2∶59时段发生重特大森林火灾次数和面积也较大。凌晨起火原因为烧地场和鸣枪打狼，树木组成主要为易燃的柞树，林龄为40年以下，疏密度平均为0.6，风向为偏西风，平均风速为4级风，这些因素引起凌晨发生重特大森林火灾。并且2∶00-2∶59时间段内发生森林火灾，此时瞭望人员和巡逻人员已休息，延误发现火情时间，引发重特大森林火灾。过火总面积和受害森林面积的整体趋势与起火次数接近，都呈现出由增到减的趋势。

重大森林火灾的日变化趋势和总的趋势一致；从图6可知，特别重大森林火灾出现在中午10:00-11:59和14:00-14:59时造成的过火总面积和受害森林面积较大。

从图7可以看出，从9∶00-9∶59开始，着火次数开始显著增加，到14∶00-14∶59达到最高，然后缓慢下降。主要原因是随着太阳的升高，气温不断升高，到14∶00-14∶59气温较高，相对湿度较小，风速较大，可燃物干燥，且白天人类活动频繁，人为火源发生频率较高，因此重特大森林火灾着火次数最多；而早晚和夜间气温较低，相对湿度也较大，风力较小，可燃物潮湿，导致了可燃物不容易起火和蔓延。因此此种统计更能反映重特大森林火灾日变化规律。

从图7可知，重大森林火灾着火时间的日变化趋势和总的趋势一致；特别重大森林火灾着火次数从9∶00-9∶59开始上升，到14∶00-14∶59达到最高，然后缓慢下降，到5∶00-5∶59达到最低，因此扑救特别重大森林火灾的最佳时间为5∶00-9∶59。

图6 吉林省特别重大森林火灾的日变化

4 结论与讨论

图7 吉林省重特大森林火灾着火次数的日变化

吉林省1969-1980年共发生重特大森林火灾150起，平均13起/年。尽管从1969-1980特别重大森林火灾发生次数为15起，占重特大森林火灾总次数的10%，但其造成的受害森林面积和过火总面积却是相当大的，分别占比39.61%和35.99%。1981年以后没有发生重特大森林火灾，原因主要是吉林省林火管理部门的管理，但要清醒认识吉林省有发生重特大森林火灾的可能。吉林省重特大森林火灾的季节性非常明显，主要集中在春季的3-5月和秋季的9-10月。9月份重特大森林火灾发生次数和燃烧面积均为最多，因此是防范的重点。吉林省1969-1980年重特大森林火灾的日变化规律呈现出明显的单波型曲线。结合起火时间和着火时间统计，重特大森林火灾主要集中在9∶00-18∶59之间，其中以14∶00-14∶59为最多。在凌晨2∶00-2∶59时段发生重特大森林火灾次数和面积也较大，因为此时间段瞭望人员和巡逻人员已休息，疏于防范。特别重大森林火灾着火次数从5∶00-9∶59达到最低，此时间段为扑救特别重大森林火灾最佳时间。

森林火灾是森林更新和演替的主要影响因子之一，不仅会对森林生态系统造成重要的干扰和影响，也会对人类的生命财产安全造成威胁[13，14]。吉林省虽然已实现连续35年无重大森林火灾，但发生重特大森林火灾的可能性却在增大，各级森林防火指挥员要清醒地认识到这点。林业管理部门和森林防火工作人员应该重点监督、齐抓共管、多措并举[15]，以避免重特大森林火灾的发生。

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（责任编辑：韩焕金）

S762.2

A

2017-06-28

国家自然科学基金资助项目（31470497）、吉林省林业厅项目（2013-007）

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单延龙