發(fā)布時(shí)間：2020-06-10 22:18

【摘要】：內(nèi)蒙古位于中國(guó)北部邊疆,是我國(guó)北方重要的天然生態(tài)屏障。該區(qū)域森林、草地覆蓋面積大、分布連續(xù),易燃物儲(chǔ)量多,火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高,是全國(guó)火災(zāi)高發(fā)的省份之一,但是目前關(guān)于該區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究相對(duì)較少。因此,本研究基于MCD45A1火燒跡地、MOD14A1/MYD14A1熱異常產(chǎn)品數(shù)據(jù)集提取內(nèi)蒙古近15a(2002~2016a)的過火面積和火點(diǎn)分布特征,分析了該區(qū)域火災(zāi)的時(shí)空格局演變特征;從自然因素和人類活動(dòng)角度,選取11個(gè)影響火災(zāi)發(fā)生與蔓延的因子,構(gòu)建了內(nèi)蒙古火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,分析了火險(xiǎn)因子的變化特征及火災(zāi)發(fā)生與火險(xiǎn)因子之間的內(nèi)在聯(lián)系;在此基礎(chǔ)上,利用風(fēng)險(xiǎn)分析經(jīng)典理論和層次分析法,建立內(nèi)蒙古火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。研究結(jié)果表明:(1)利用Landsat遙感數(shù)據(jù)分別提取3次草原火災(zāi)和1次森林火災(zāi)的過火面積,與MCD45A1火燒跡地產(chǎn)品數(shù)據(jù)提取的過火面積進(jìn)行比較,得到的過火面積誤差率分別為9%、14%、21%和22%。這表明MCD45A1火產(chǎn)品數(shù)據(jù)具有較好的精度,該數(shù)據(jù)對(duì)于內(nèi)蒙古火災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)具有良好的適用性。(2)2002—2016a內(nèi)蒙古總過火面積為4.63萬(wàn)km~2,火點(diǎn)個(gè)數(shù)13488個(gè),年際變化差異較大。從整體來(lái)看,過火面積在波動(dòng)中下降,而火點(diǎn)個(gè)數(shù)在波動(dòng)中上升,內(nèi)蒙古的火災(zāi)災(zāi)情有所減輕。過火面積的季節(jié)變化表現(xiàn)為0春秋多,冬夏少,尤其是2月、3月、4月、5月、8月、9月、10月災(zāi)情較為嚴(yán)重�；馂�(zāi)空間分布格局表現(xiàn)為由東北向西南逐漸減少。局部地區(qū)火點(diǎn)較為密集,高密度火點(diǎn)主要分布在中蒙邊境區(qū)域、森林-草原區(qū)以及平原典型農(nóng)耕區(qū),并且根據(jù)火災(zāi)每年的空間分布特征看到,同一地區(qū)火災(zāi)的重復(fù)發(fā)生現(xiàn)象較為明顯。在七大生態(tài)分區(qū)中,90%的火災(zāi)發(fā)生集中在興安嶺山地丘陵區(qū)、呼倫貝爾高平原丘陵區(qū)和錫林郭勒高平原區(qū),過火面積占比分別為52%、28%和10%,火點(diǎn)個(gè)數(shù)占比分別為52%、17%和12%。從不同土地利用類型過火面積和火點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)特征來(lái)看,耕地是受火災(zāi)干擾最嚴(yán)重的土地利用類型,其次為林地和草地,其他類型受火災(zāi)干擾程度較小。其中,耕地、林地、草地過火面積和火點(diǎn)個(gè)數(shù)的占比分別為65.0%、25.3%、9.1%和85.7%、7.6%、5.8%,并且森林火災(zāi)在逐年減少,而草原火災(zāi)有不斷增加的趨勢(shì)。(3)采用專家咨詢法和頻度分析法,從自然和人類活動(dòng)的角度構(gòu)建內(nèi)蒙古火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系。通過建立火點(diǎn)與火險(xiǎn)因子的對(duì)應(yīng)關(guān)系,分析火災(zāi)發(fā)生與火險(xiǎn)因子之間的內(nèi)在耦合關(guān)系。從可燃物特征來(lái)看,火點(diǎn)個(gè)數(shù)與火災(zāi)高發(fā)期NDVI存在正態(tài)分布函數(shù)關(guān)系。隨著NDVI和植被含水量的增大,火點(diǎn)個(gè)數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)�；瘘c(diǎn)分布較多的NDVI、植被含水量區(qū)間分別為0.3~0.5、0~0.3kg·m~(-2);從氣候特征來(lái)看,火災(zāi)高發(fā)期的氣溫與火點(diǎn)個(gè)數(shù)呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu),而火災(zāi)高發(fā)期的降水量異常值與火點(diǎn)個(gè)數(shù)存在正態(tài)分布函數(shù)關(guān)系。隨著降水量異常值的增大,火點(diǎn)個(gè)數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)。火點(diǎn)分布較多的火災(zāi)高發(fā)期氣溫和降水量異常值區(qū)間分別為1~3℃、-1~1mm;從地形因子來(lái)看,火災(zāi)主要發(fā)生在高程低、地形平坦、起伏小的地區(qū)�；瘘c(diǎn)個(gè)數(shù)隨高程的升高呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì),而火點(diǎn)個(gè)數(shù)隨地形起伏度和坡度的增大呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。其中,火點(diǎn)分布較多的高程、坡度、地形起伏度區(qū)間分別為80~700m、0°~7°、1~70m。火點(diǎn)個(gè)數(shù)在各個(gè)坡向上的差異不顯著;從人類活動(dòng)因子來(lái)看,當(dāng)距居民點(diǎn)的距離小于10km時(shí),火災(zāi)個(gè)數(shù)隨著距離的增加而不斷增大;當(dāng)距居民點(diǎn)的距離大于10km時(shí),火災(zāi)個(gè)數(shù)隨著距離的增加而呈現(xiàn)不斷減小的變化趨勢(shì)。隨著距道路的距離的增大,火點(diǎn)個(gè)數(shù)呈現(xiàn)一直降低的變化趨勢(shì)。當(dāng)距道路的距離小于5km時(shí),共出現(xiàn)8403個(gè)火點(diǎn),占總火點(diǎn)個(gè)數(shù)的69.9%。(4)內(nèi)蒙古火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)地域分異明顯,火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的空間分布格局表現(xiàn)為東北部風(fēng)險(xiǎn)高,西南部風(fēng)險(xiǎn)低�；谧匀粩帱c(diǎn)法,依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果將內(nèi)蒙古分為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和極低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)4類火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。其中,火災(zāi)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在大興安嶺西麓地帶、松嫩平原西緣、東烏珠穆沁旗中部以東的錫林郭勒草原、西遼河平原以及河套—土默川平原地區(qū);中風(fēng)險(xiǎn)帶位于大興安嶺林區(qū)和呼倫貝爾草原東南緣的大部分地區(qū);低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要包括兩個(gè)區(qū)域:(1)額爾古納與根河市的北部邊緣;(2)阿巴嘎的大部分地區(qū)、正藍(lán)旗一直向西南方向延伸至包頭固陽(yáng)縣附近;由蘇尼特左旗延西南方向延伸至烏拉特后旗、磴口地區(qū)以及阿拉善盟的全部地區(qū)位于火災(zāi)極低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。為了驗(yàn)證本研究風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與區(qū)劃的結(jié)果,本文計(jì)算了火點(diǎn)個(gè)數(shù)與過火面積在四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃的占比,得出90%以上的過火面積和火點(diǎn)落在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),說明構(gòu)建的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型具有較好的精度。考慮到火災(zāi)的自然屬性,本文實(shí)現(xiàn)了基于柵格尺度上的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。與已有的內(nèi)蒙古火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃相比,火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的空間變化不再受行政單元的限制。通過以上研究分析,可以在一定程度上加深我們對(duì)于內(nèi)蒙古的火災(zāi)發(fā)生和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)變化的認(rèn)識(shí),為實(shí)現(xiàn)區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的定量化研究,進(jìn)行更高精度、更加精細(xì)化的火災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)、評(píng)估與預(yù)警以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理策略的制定等問題提供一定的科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

1 引言1.1 研究背景與意義自從人類出現(xiàn)以后，就開始了對(duì)火的使用�；鹗侨祟愇拿鬟M(jìn)程中重要的發(fā)明之一。然而，火一旦失去控制，便會(huì)對(duì)自然資源、生態(tài)環(huán)境以及人類財(cái)產(chǎn)帶來(lái)無(wú)法估量的影響，從而釀成災(zāi)害。由于火災(zāi)具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、發(fā)生頻繁、救助困難的特征，使其成為了世界性的重大自然災(zāi)害之一[1]。例如，1987 年 5 月 6 日，在大興安嶺林區(qū)發(fā)生的重大火災(zāi)造成過火面積 101 萬(wàn) ha，燒毀房舍 61.4 萬(wàn) m2，橋涵67 座，鐵路專用線 9.2km，受災(zāi)群眾 5 萬(wàn)多人，死亡 193 人，受傷 226 人，火災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá) 5 億元（圖 1a）；2007 年 8 月 23 日發(fā)生在希臘雅典北郊的重大山火，對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源、生態(tài)環(huán)境以及社會(huì)財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重破壞，甚至引發(fā)了當(dāng)?shù)卣值膭?dòng)蕩（圖 1b）。

崩潰[9, 13-19]。圖 2a 是 2016 年 3 月 29 日發(fā)生在錫林郭勒盟東烏珠穆沁旗薩麥蘇木的草原大火，圖片顯示大片草場(chǎng)遭到破壞、地面土壤焦化；圖 2b 是 2016 年 10 月 19日作者在考察武川縣冀東水泥廠附近的樟子松林時(shí)拍攝的照片，該場(chǎng)火起火時(shí)間為當(dāng)年的 4 月中旬，起火原因?yàn)樗鄰S野外施工作業(yè)引發(fā)。圖中樟子松樹齡為 15 年左右，經(jīng)過火燒后，，大片樟子松出現(xiàn)整株燒毀、根部發(fā)黑的現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S762;S812.6

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本文編號(hào)：2706931