火格局空间变异及其机理分析

雒瑞森?刘宝芝

[摘 要]在全球尺度上將过火面积及火强进行结合，形成合理又便于分析的分区图，对此本文将形成的火区进行分析，探讨火区之间的差异。并通过非参数的列联表分析，在火区与自然人文因子之间建立关系，揭示不同过火面积与火强组合形成的机理。

[关键词]火格局；空间变异；机理

过火面积中是一个很重要的火的特征部分：首先，过火面积是量化燃烧释放的温室气体及气溶胶量所必须的参数。第二，过火面积的倒数即为火的重访频率。第三，过火面积造就了不同的景观格局，换句话说，当地是频发小火，还是零星分布大面积的火会对当地的景观格局造成影响，因为火后新演替的植被较周围未被火烧的植被树龄要小，从而形成了不同年龄结构的植被斑块。综合火格局各方面的特征进行分区，可以为大尺度更高性价比火管理的人员以及设备配置方案提供总体性的规划依据。目前虽然在全球尺度上有基于主动火（火点数据）及其派生参数的火格局分区，但在全球尺度上结合过火面积及火强这两个火格局的重要部分进行火的空间格局的确定，并探讨其空间变异机理的研究较为缺乏。

一、过火面积与火强度

随着遥感技术的迅速发展，全球尺度的过火面积数据逐渐变得易于获得。其中，全球火排放数据库3（GFED3）是一个基于四个遥感数据集而生成的全球每月过火面积数据库。经由与其他遥感方法得到的过火面积数据及独立获得的地面火统计数据的验证，证明其可靠性。

综上所述，火格局的空间变异就过火面积与火强而论可以分为四类：大过火面积高火强区（HH），主要分布在南美中部、澳大利亚北部、非洲同纬度的条带区域。该区平均火强大约在50 MW，平均过火面积在象元面积的6%以上，人为活动较少。大过火面积低火强区（HL），主要分布在非洲的稀树大草原。该区平均过火面积在象元面积的6%以上，平均火强却较低。小过火面积高火强区（LH），主要分布在西伯利亚和加拿大。该区平均火强高于50 MW，平均过火面积却小于象元面积的0.2%以上，温度低、闪电密度低。小过火面积低火强区（LL），零散分布在各个大洲。人为活动强度较大，耕地比例较高。

二、 火空间变异的机理

数据在SPSS 16.0 统计软件中进行了分析 （http：//www.spss.com）。探索性分析表明数据大多不满足正态性，因此非参数统计方法被用于建立火区组与自然人文变量之间的关系。列联表方法是一种可以有效地用于这种非线性不可加的关系非参数统计方法（Chuvieco等，2008）。

1.植被类型与火区组的关系

为了研究方便及更好地突出植被类型间的差异，我们依据前人研究的标准对地理分布上邻近或对火响应的特征相似的植被类型进行了合并（Ichoku 等，2008）。

列联表分析表明，尽管每一类火区通常包括多重植被类型，但火区与植被类型间具有显著的相关关系。如表3-3所示，热带雨林主要集中在LL火区（过火面积小且火强低，55.38%）。泰加林无论过火面积的大小都具有明显的高火强倾向。其他类型的森林主要集中在小过火面积的区域（LH和LL区分别占据34.50%和43.59%）。稀树大草原通常具有广阔的过火面积（小过火面积火区共占据全部曾发生火情区域的67.90%）。火在农业用地总体偏低（44.25%的农业用地过火面积小且火强低）。稀疏植被地的情况与农业用地类似（45.47% 集中在LL区）。相反，灌木区中过火面积及火强都较大的火区所占比例较大（HH，44.18%）。

2.自然人文因子对火区组的影响

对火区的分析可以为大尺度的火管理提供更高性价比的人员以及设备配置方案提供总体性的规划依据。当然，这仅限于大尺度的规划与资源配置，而不能用于精细尺度的实际火管理操作。尽管这只是在刻画分析全球火势格局方面的一个初步尝试，本书提供的启示仍可为大尺度的火管理及生物多样性保护政策制定提供参考依据。随着更高性能遥感卫星的发射，遥感反演算法的进步，以及地面相关知识的积累，所得到的结合火生态学中这两个核心概念在全球尺度上的分区图及机理分析，可以为火管理决策者及生物多样性保护者提供信息参考。

三、结语

本文在全球尺度上整合火生态学中的两个基本概念：过火面积与火强，对其分区并进行了分析。探讨了不同火区组主要自然与人文因子的差异，及火区在不同的植被类型中的分布，揭示了各种植被类型内火、自然人文因子的主要情况。并探讨了影响形成不同火区组的因子与火区组之间的关系。

参考文献：

[1]Chuvieco， E.， L. Giglio， and C. Justice （2008）， Global characterization of fire activity： toward defining fire regimes from Earth observation data， Global Change Biology， 14（7）， 1488-1502.

[2]Giglio L， Csiszar I， Justice CO. Global distribution and seasonality of active fires as observed with the Terra and Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer （MODIS） sensors. J Geophys Res-Biogeosci. 2006；111.

[3]Giglio， L. （2010）， MODIS collection 5 active fire product users guide version 2.4， Science Systems and Applications， Inc.