基于统计分析的云贵高原火灾特征研究

周会会，孙晓宇，苏文彬

(1.公安消防部队高等专科学校，云南 昆明 650208； 2.广西工商职业技术学院，广西 南宁 530008)

火灾的防与灭是人与自然灾害的斗争，是一项高危作业，加之云贵高原森林覆盖面广，林内枯木倒木较多，地表可燃物载量较大，尤其遇到干旱少雨的冬春季节，容易发生火灾。稍有不慎就可能造成人员伤亡[1-3]。云贵高原属低纬度内陆高原山区，海拔较高，地势北高南低，山川纵横交错，随着海拔的升高，大气压力、氧气质量浓度以及环境温度等都会发生显著的变化，这在客观上导致云贵高原地区火灾特征、形成原因与平原地区有着显著的差异，Li等[4]比较了西藏和合肥地区正庚烷油池火的燃烧特性，发现相同油盘尺寸下高海拔地区的燃烧速率、热辐射通量和羽流温度低于低海拔地区，相同燃烧速率下高纬度的热辐射通量小于低纬度。已有研究从试验、模拟方面研究高原与平原火灾的区别，较少涉及运用统计知识分析火灾事故。因此，本文以2006—2016年云南、贵州各州市发生的火灾为研究对象，对来源于公安部消防局的火灾数据进行统计分析，研究云贵高原火灾空间分布，旨在进一步揭示云贵高原火灾的蔓延规律、分布状况，最大限度地避免火灾带来的损失。

1 数据和方法

云南、贵州火灾事故数据来源于中国消防年鉴[5]，见表1和表2。运用R语言分析方法对分区火灾数据进行层次聚类研究[6]，探究云贵高原火灾事故的空间分布特征。聚类分析的基本步骤和介绍参见文献[6]。对不同起火原因下火灾事故的发生数、火灾的直接经济损失、火灾事故造成的死亡人数进行统计分析。

表1 2006—2016年贵州年度火灾事故数据

表2 2006—2016年云南年度火灾事故数据

2 云贵高原火灾基本情况

对云南、贵州两个省份2006—2016年的火灾事故数据绘制成时间序列图，见图1。从图中可以发现贵州火灾事故起数在2006—2013年处于低频率区，2014年事故起数呈递增发展，这与贵州近年来经济社会迅速发展、农村电器用电量急剧增加有直接的联系。对于火灾的直接经济损失而言，近年来递增趋势十分明显，特别是2015年火灾损失达到最大值17 666.6万元，主要是因为贵州省报京侗寨火灾造成直接经济损失达970万元。

图1 2006—2016年云南/贵州2项火灾统计指标变化

2006—2016年云南火灾事故起数先递增后递减，这是由于自2014年以来国务院消防工作组加大考察政府消防工作力度，加之近几年昆明南博会的举办，云南省政府加大对消防的财政投入，一定意义上减少了火灾事故的发生。但是由于在2014—2015年发生了迪庆香格里拉古城和大理州巍山县拱辰楼火灾，造成的直接经济损失共计9 363余万元。

3 云贵高原火灾空间分布特征

我国土地辽阔，因自然条件、地理位置的差异，导致高原与平原火灾有明显的不同，不仅如此，在同一纬度下，发生火灾的差异性也十分明显[7-8]。本文研究分为“两地四个年份”，25个地理分区，以每隔5年为一时间段，选取2006、2010、2014、2016四年为参考值，采用R语言将云南、贵州的火灾发生起数、火灾直接经济损失生成空间分布图，相同颜色的表示发生火灾事故具有相似性的区域，空间分布图在一定程度上反映了测度火灾指标在空间分布上具有一定的空间特征。云贵高原火灾发生起数空间分布特征如图2所示，直接经济损失空间分布特征如图3所示。

图2 火灾发生起数空间分布

图3 直接经济损失空间分布

图2反映了云贵高原火灾发生起数的分布，分析发现，2006—2016年云贵高原火灾主要发生在省会城市昆明、贵阳及其周边地区，其中2010—2014年昆明火灾发生起数要远远高于其他地区的火灾发生起数，2016年贵阳的火灾发生起数要远高于昆明和其他地区。而且，自2014年起火灾发生起数以昆明为中心的周边区域递增，曲靖、红河火灾起数增加，然而到2016年火灾发生起数以贵阳为中心的接壤区域递增。而且火灾发生起数频数较高的地区主要集中在云南和贵州交界的地方，而这些区域也是云贵主要交通干线连接便利的区域。

不同年份火灾造成的直接经济损失分布情况不同，从2006—2016年云贵高原火灾的空间分布图来看，火灾造成云南、贵州两省各州市的直接经济损失随时间的推移呈现由点到面的扩展，其中三点值得注意。(1)以旅游业为主导产业的州市近些年火灾导致的直接经济损失明显增加；(2)贵州省东部地区，尤其黔东南地区，火灾直接经济损失居高不下；(3)火灾导致的直接经济损失呈现出以省会城市为中心的聚集现象。其中，2006年火灾直接损失主要分布在曲靖；2010、2014年贵州省主要在黔东南地区。这是因为2014年1月26日，位于黔东南的最大侗寨(报京大寨)发生火灾造成巨大的直接经济损失。

结合图2、图3的分布特征，2006年这段时间火灾发生起数较多的区域，同时也是直接经济损失较高的区域，如昆明、曲靖、贵阳等。然而2010年以后，火灾发生起数较高的区域与直接经济损失并没有完全的对应关系，虽然火灾发生起数较高的昆明、贵阳、曲靖、红河等区域的经济损失相对较高，但是省会城市的外围区域，如贵州的黔东、黔北、黔东南以及云南的文山、大理等区域火灾起数虽然较少，但直接经济损失却异常高，究其原因是这些地区远离省会城市，远离主要的交通干线，经济水平较差，消防设施配备不足，交通通畅情况不容乐观，消防出警时效性较差，往往较小的火灾也能造成较大的经济损失。

4 火灾区域聚类及原因分析

4.1 云贵高原火灾聚类分析

反应火灾事故的指标包括火灾起数、死/伤人数、直接经济损失、烧毁面积、受灾户数6个指标，无论哪一个单独的指标来反应一个地区火灾状况，都是片面的，因此综合考虑6个指标，来反映不同地区火灾状况，是较为稳妥的方法。层次聚类，是多指标综合分析的一种聚类分析方法。层次聚类分析方法首先对目标数据的多维指标数据进行标准化处理，然后采用适当的距离计算方法，计算各指标之间的“距离”，通过“距离”的远近来反映地区间的相似程度。最后得出火灾状况相似的区域。并通过层次聚类综合反映出云贵高原火灾状况分布特征及状况。

层次聚类的理论方法：设有两个类，Ca，Cb，分别有元素na、nb，元素x∈Ca，y∈Cb，元素间的距离记为d(x，y)，类间距离记为D(Ca，Cb)。采用最临近类的最小距离法，本文运用R语言，采用马氏距离测度标准化后的火灾起数、死/伤人数、直接经济损失、烧毁面积、受灾户数6个维度数据的“距离”，并以此“距离”为依据，采用ward法通过计算两个类之间所有变量的最小方差的平方和，作为最小距离对各区域进行分类。

为了更深刻研究分析云贵高原各区域火灾事故空间的分布特征，通过层次聚类分析方法，对云南、贵州25个地区2006—2010年以及2011—2016年分别进行层次聚类分析。通过聚类将综合火灾状况分为4类，分别为：较轻、一般、严重、非常严重4个等级。如图4所示，颜色不同代表不同的类，同理相同颜色深度的地区为火灾类型相似的区域。

图4 层次聚类结果空间分布

由图4可知，2006—2010年火灾状况较轻的区域主要分布在贵州的西部地区和云南的西南部地区，到2011—2016年火灾状况较轻的地区主要分布在贵州的北部和南部地区，云南的中部和西部地区；火灾状况一般的区域在2006—2010年主要分布在云南的西北部和南部地区，到2011—2016年分布范围缩减到云南西南部以及贵州与云南交界的西部地区；火灾状况严重的区域主要分布在云南的中西部区域以及以贵阳为中心的贵州中部地区，到2011—2016年则主要分布在云南的西北部地区；火灾事故非常严重的区域，在2006—2010年主要分布在云南昆明和贵州黔东南，2011—2016年则分布区域扩大到云南东部及东北部区域以及贵州贵阳。

具体分析2006—2010年云贵高原火灾，昆明、黔东南为火灾状况非常严重的区域，2011—2016年在前5年的基础上增加了贵阳、大理、文山、曲靖，火灾有增大的趋势。这是因为2010年西南5省发生重大旱灾，云南受灾程度较重。第二类的各个指标都比较严重，地区比较多，特别是前6年，后5年二类地区有向偏远地区蔓延的趋势，政府部门应该重视偏远地区的消防工作，加强财政投入，提高火灾初期处置力量。第三类从2006—2016年丽江、普洱、昭通、黔西南州4个地区火灾概况控制的比较好。第一类从2006—2016年云南各个指标由东南向北方向发展，贵州各个指标由西北向东南方向发展。根据聚类分析结果不难发现，火灾严重得多是远离省会的州市，且多位于偏远地区，这与当地群众的消防安全意识密不可分，同时也说明农村地区防火工作不容小觑。由于云南、贵州人口主要由少数民族组成，生产和生活用火习惯不利于火源的管理，因此，根据火灾空间分布的规律与特点，对当地居民开展防火教育，提高其防火意识，对于减少人为火灾造成的损失非常重要[1]。

4.2 高原火灾原因分析

为了深入分析2006—2016年云南、贵州两省火灾事故起火原因，选取放火、电气、生产作业、用火不慎、吸烟及玩火6个指标，从数据上得到这6个指标在起火原因上占了很大的比例，选择具有合理性。

通过火灾发生的原因绘制图5，对云南、贵州两地由不同起火原因引起的火灾事故起数进行对比分析。由图5可以看出，云南火灾发生起数从大到小依次为用火不慎、电气、玩火、吸烟、生产作业及放火，并且在2014年用火不慎引发的火灾达到最大值。图5反映出贵州地区火灾发生原因起数从大到小依次为电气、用火不慎、玩火、生产作业、放火及吸烟，其中电气、用火不慎引发的火灾在2015年达到最高值。这是因为2008年12月以来，我国西南大部分地区降水量持续偏少，特别是云贵高原地区东部的旱情日趋严重，气候较干燥，引发火灾的频率较高[9]。此外，由图2、图3分析得知火灾直接经济损失较高的地区除了经济发达、人口众多的省会城市外，主要分布在偏远、交通不便的少数民族聚集区，如黔东南、文山等地区，加之云南、贵州山区较多，大多山区居民文化程度低，至今保留着利用木柴取暖、烧荒积肥、祭祀点香等习惯。这些都是造成火灾发生起数较多的原因。此外，云南是全国烟草生产区，吸烟的群众较多，消防安全意识淡薄，乱扔烟蒂导致火灾事故频繁发生。因此，要加强居民消防安全意识观念及农村火灾防控工作，普及消防法律法规知识，定期开展防火检查，从源头上遏制火灾的发生。

图5 2006—2016年云南/贵州省不同火灾原因的起数

5 结论及建议

5.1 结论

通过本文研究可得结论：(1)从火灾发生起数看，发生起数主要集中在省会中心城市。火灾导致的直接经济损失呈现出以省会城市为中心的聚集现象，贵州东部地区，尤其黔东南地区，火灾直接经济损失居高不下。(2)从云贵高原火灾发生起数的变化过程来看，云南和贵州接壤地区，火灾起数上升幅度较大，而这些地区恰恰是云贵高原交通要道。(3)从火灾造成的直接经济损失变化过程来看，火灾导致的直接经济损失严重程度，以省会为中心逐渐变化到远离省会的边远地区，而这些远离省会城市的地区往往旅游业开始兴起，并且发展较快。(4)2006—2016年电气、用火不慎在云南、贵州两省的火灾发生起数居高不下，并且在2013—2014年增长较快。

5.2 建议

为做好云贵高原消防安全工作，建议：(1)加强云南、贵州两省交通干线的消防力量配备，应着重防范道路交通火灾，最大限度地减少交通主干道火灾事故的发生。(2)在推进以省会城市为中心的消防装备建设的同时，应加强区县一级消防装备的建设，尤其是边缘性地区、少数民族聚集区。(3)建立旅游新兴地区、少数民族文化区消防安全管理制度，重点防范生产、生活用火引发的火灾。

参考文献：

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