【摘要】：內蒙古位于中國北部邊疆,是我國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),易燃物儲量多,火災風險高,是全國火災高發(fā)的省份之一,但是目前關于該區(qū)域火災風險評估方面的研究相對較少。因此,本研究基于MCD45A1火燒跡地、MOD14A1/MYD14A1熱異常產品數(shù)據(jù)集提取內蒙古近15a(2002~2016a)的過火面積和火點分布特征,分析了該區(qū)域火災的時空格局演變特征;從自然因素和人類活動角度,選取11個影響火災發(fā)生與蔓延的因子,構建了內蒙古火災風險評估指標體系,分析了火險因子的變化特征及火災發(fā)生與火險因子之間的內在聯(lián)系;在此基礎上,利用風險分析經典理論和層次分析法,建立內蒙古火災風險評估模型并進行風險區(qū)劃。研究結果表明:(1)利用Landsat遙感數(shù)據(jù)分別提取3次草原火災和1次森林火災的過火面積,與MCD45A1火燒跡地產品數(shù)據(jù)提取的過火面積進行比較,得到的過火面積誤差率分別為9%、14%、21%和22%。這表明MCD45A1火產品數(shù)據(jù)具有較好的精度,該數(shù)據(jù)對于內蒙古火災遙感監(jiān)測具有良好的適用性。(2)2002—2016a內蒙古總過火面積為4.63萬km~2,火點個數(shù)13488個,年際變化差異較大。從整體來看,過火面積在波動中下降,而火點個數(shù)在波動中上升,內蒙古的火災災情有所減輕。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月災情較為嚴重�；馂目臻g分布格局表現(xiàn)為由東北向西南逐漸減少。局部地區(qū)火點較為密集,高密度火點主要分布在中蒙邊境區(qū)域、森林-草原區(qū)以及平原典型農耕區(qū),并且根據(jù)火災每年的空間分布特征看到,同一地區(qū)火災的重復發(fā)生現(xiàn)象較為明顯。在七大生態(tài)分區(qū)中,90%的火災發(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%,火點個數(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的統(tǒng)計特征來看,耕地是受火災干擾最嚴重的土地利用類型,其次為林地和草地,其他類型受火災干擾程度較小。其中,耕地、林地、草地過火面積和火點個數(shù)的占比分別為65.0%、25.3%、9.1%和85.7%、7.6%、5.8%,并且森林火災在逐年減少,而草原火災有不斷增加的趨勢。(3)采用專家咨詢法和頻度分析法,從自然和人類活動的角度構建內蒙古火災風險評估指標體系。通過建立火點與火險因子的對應關系,分析火災發(fā)生與火險因子之間的內在耦合關系。從可燃物特征來看,火點個數(shù)與火災高發(fā)期NDVI存在正態(tài)分布函數(shù)關系。隨著NDVI和植被含水量的增大,火點個數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢�；瘘c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);從氣候特征來看,火災高發(fā)期的氣溫與火點個數(shù)呈現(xiàn)雙峰結構,而火災高發(fā)期的降水量異常值與火點個數(shù)存在正態(tài)分布函數(shù)關系。隨著降水量異常值的增大,火點個數(shù)呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢�；瘘c分布較多的火災高發(fā)期氣溫和降水量異常值區(qū)間分別為1~3℃、-1~1mm;從地形因子來看,火災主要發(fā)生在高程低、地形平坦、起伏小的地區(qū)�；瘘c個數(shù)隨高程的升高呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢,而火點個數(shù)隨地形起伏度和坡度的增大呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其中,火點分布較多的高程、坡度、地形起伏度區(qū)間分別為80~700m、0°~7°、1~70m�；瘘c個數(shù)在各個坡向上的差異不顯著;從人類活動因子來看,當距居民點的距離小于10km時,火災個數(shù)隨著距離的增加而不斷增大;當距居民點的距離大于10km時,火災個數(shù)隨著距離的增加而呈現(xiàn)不斷減小的變化趨勢。隨著距道路的距離的增大,火點個數(shù)呈現(xiàn)一直降低的變化趨勢。當距道路的距離小于5km時,共出現(xiàn)8403個火點,占總火點個數(shù)的69.9%。(4)內蒙古火災風險地域分異明顯,火災風險指數(shù)的空間分布格局表現(xiàn)為東北部風險高,西南部風險低�；谧匀粩帱c法,依據(jù)風險評估結果將內蒙古分為高風險區(qū)、中風險區(qū)、低風險區(qū)和極低風險區(qū)4類火災風險區(qū)。其中,火災高風險區(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);中風險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);低風險區(qū)主要包括兩個區(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)、正藍旗一直向西南方向延伸至包頭固陽縣附近;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)位于火災極低風險區(qū)。為了驗證本研究風險評估與區(qū)劃的結果,本文計算了火點個數(shù)與過火面積在四個風險等級區(qū)劃的占比,得出90%以上的過火面積和火點落在高風險區(qū)和中風險區(qū),說明構建的火災風險評估模型具有較好的精度�？紤]到火災的自然屬性,本文實現(xiàn)了基于柵格尺度上的火災風險評估。與已有的內蒙古火災風險區(qū)劃相比,火災風險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于內蒙古的火災發(fā)生和火災風險變化的認識,為實現(xiàn)區(qū)域火災風險的定量化研究,進行更高精度、更加精細化的火災遙感監(jiān)測、評估與預警以及火災風險管理策略的制定等問題提供一定的科學依據(jù)。
【圖文】：

1 引言1.1 研究背景與意義自從人類出現(xiàn)以后，就開始了對火的使用�；鹗侨祟愇拿鬟M程中重要的發(fā)明之一。然而，火一旦失去控制，便會對自然資源、生態(tài)環(huán)境以及人類財產帶來無法估量的影響，從而釀成災害。由于火災具有突發(fā)性強、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)生的重大火災造成過火面積 101 萬 ha，燒毀房舍 61.4 萬 m2，橋涵67 座，鐵路專用線 9.2km，受災群眾 5 萬多人，死亡 193 人，受傷 226 人，火災直接經濟損失高達 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，對當?shù)氐淖匀毁Y源、生態(tài)環(huán)境以及社會財產造成嚴重破壞，甚至引發(fā)了當?shù)卣值膭邮帲▓D 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拍攝的照片，該場火起火時間為當年的 4 月中旬，起火原因為水泥廠野外施工作業(yè)引發(fā)。圖中樟子松樹齡為 15 年左右，經過火燒后，，大片樟子松出現(xiàn)整株燒毀、根部發(fā)黑的現(xiàn)象。
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S762;S812.6

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本文編號：2706931