森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強、破壞性大、處置救助較為困難的災(zāi)害。火災(zāi)對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，并影響一系列生態(tài)系統(tǒng)組分結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程。它給世界各地森林帶來有害、具有毀滅性的后果。盡管當(dāng)今世界科技發(fā)展日新月異，但人類對森林火災(zāi)成因、時空分布、預(yù)警卻尚未取得長足進(jìn)步。
西南地區(qū)是我國生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多樣，生物多樣性和水資源等自然資源最為豐富的地區(qū)，也是我國長江流域、珠江流域以及西南諸河的源頭及上游區(qū)。中國西南地區(qū)擁有世界上最多樣化的森林，供養(yǎng)著超過29,000種植物（特異植物占60%），是超過80%的中國瀕危物種的森林棲息地（據(jù)國際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）紅色名單），同時，這里還是25個少數(shù)民族聚居地。西南地區(qū)森林不僅為居民提供大量資源、為大量野生動物提供極佳棲息地，還在全中國乃至整個東南亞的氣候調(diào)節(jié)、風(fēng)防沙固、 水源涵養(yǎng)、 水土保持、空氣凈化中起到極其重要的作用， 對于維系我國華東、華南乃至東南亞的生態(tài)及社會經(jīng)濟(jì)安全起著重要的作用，是我國最為重要的生態(tài)屏障之一。然而，西南地區(qū)也是我國林火高發(fā)區(qū)域，如 2000年至2015年，四川發(fā)生森林火災(zāi)4,914次，毀林面積達(dá)53,608公頃；云南發(fā)生森林火災(zāi)6,763次，毀林面積達(dá)169,831公頃。森林火災(zāi)不僅對人民群眾生命財產(chǎn)造成重大威脅，而且破壞資源、傷害林內(nèi)的動物，降低森林的更新能力，造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能受損，甚而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境失去平衡，造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難，威脅到我國社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)安全。據(jù)統(tǒng)計，西南地區(qū)近十年已查明火因的森林火災(zāi)中，人為原因引發(fā)的占97%以上；且西南地區(qū)森林火災(zāi)撲救困難重重， 2019年，四川涼山木里縣森林火災(zāi)造成30名撲火人員犧牲；2020年，涼山西昌市森林火災(zāi)又造成19名撲火人員犧牲、3名撲火隊員重傷，有民房燒毀，給人民群眾生命財產(chǎn)安全造成重大損失。同時，西南地區(qū)林火呈現(xiàn)上升趨勢，如2020年3月四川省發(fā)生森林火災(zāi)42起，同比增幅達(dá)163%。以上種種，都使得森林火災(zāi)時空分布特征及其驅(qū)動力、林火時空預(yù)警圖繪制成為亟待解決的問題，但目前缺乏西南地區(qū)森林火災(zāi)風(fēng)險足跡及林火時空分布主導(dǎo)因子的相關(guān)研究。
目前已有的研究發(fā)現(xiàn)決定森林火災(zāi)發(fā)生的兩個因素是生物物理因素和人為擾動因素。生物物理因素，包括植被類型、土壤類型、地形和天氣條件（溫度、降水、水汽壓、風(fēng)速、太陽輻射等）；而人為擾動因素則可以通過引火行為、教育他人、護(hù)林管理和改變土地覆蓋來影響區(qū)域火災(zāi)分布。此外，人為擾動具有時間維度，即春季活躍度較高，冬季活躍度較低。然而，生物物理因素和人為因素對森林火災(zāi)的相對重要性和相互作用尚未得到充分研究，更無法通過這些因素對易發(fā)生林火進(jìn)行時空預(yù)警。同時，有研究指出森林防火政策可能是森林火災(zāi)管理的重要驅(qū)動因素，特別是在人口密度大、文化不同以及氣候變化的地區(qū)。但是在全球關(guān)于森林防火政策對森林火災(zāi)影響的研究仍然較少，可參考、可量化的森林防火政策指標(biāo)缺失。
綜上，目前森林火災(zāi)研究主要有以下四個問題困擾著學(xué)者和決策者：（1）如何基于西南地區(qū)森林火災(zāi)歷史數(shù)據(jù)和驅(qū)動因素預(yù)測不同時間尺度下的森林火災(zāi)易發(fā)空間分布并根據(jù)此繪制森林火災(zāi)預(yù)警足跡圖？(2) 生物物理因素和人為干擾因素對林火發(fā)生的相對重要性？（3）森林防火政策是否是林火發(fā)生的關(guān)鍵驅(qū)動因素？（4）如何量化森林防火政策對林火的影響？
為解決以上問題，中國科學(xué)院成都生物研究所生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)領(lǐng)域地表過程與生態(tài)系統(tǒng)管理項目組熊勤犁、羅小金等與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、中山大學(xué)及全球多家研究機(jī)構(gòu)合作，以西南地區(qū)森林為研究對象，應(yīng)用最大熵（Maxent）算法預(yù)測森林火災(zāi)風(fēng)險等級時空分布，創(chuàng)造性的開發(fā)出森林防火政策影響力的相關(guān)量化指標(biāo)，解決了過去林火歸因研究中殘差偏大的問題，并通過冗余分析（RDA）確定多達(dá)55個森林火災(zāi)驅(qū)動因素（包括森林防火政策、人為干擾、氣候、地理地形、植被及土壤類型等因子）對其發(fā)生的貢獻(xiàn)。此外，利用結(jié)構(gòu)方程模型（SEMs）確定森林防火政策、人為干擾和生物物理變量之間的關(guān)系強度及其對森林火災(zāi)發(fā)生的直接和間接影響。相關(guān)研究結(jié)果表明，Maxent模型可對中國西南地區(qū)森林火災(zāi)分布進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，西南地區(qū)可能發(fā)生森林火災(zāi)面積為3.25×105 km2，主要集中在研究區(qū)域南部靠近國境區(qū)域以及云南、四川交界區(qū)域。森林火災(zāi)更易在各個邊界（國界和省界）地區(qū)發(fā)生。春季云南中部和川東森林火災(zāi)危險區(qū)面積增加。森林防火政策實施情況好壞是是否引發(fā)森林火災(zāi)的決定因素，其次是生物物理因素和人為干擾，這些應(yīng)被視為設(shè)計森林防火方案的關(guān)鍵因素。雖然因為時空差異，各驅(qū)動因素的對林火發(fā)生貢獻(xiàn)各不相同，但代表森林防火政策影響力的邊界指數(shù)（NBD）和政策傳導(dǎo)指數(shù)（CI）始終是關(guān)鍵的驅(qū)動變量。人為干擾對火災(zāi)發(fā)生概率沒有顯著的直接影響，而通過防火政策的人為干擾對火災(zāi)發(fā)生概率降低有顯著的正向影響。建議加強森林防火政策實施能力，加強對邊境地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)、人口密度低地區(qū)、教育程度低地區(qū)居民的防火宣傳教育，提高當(dāng)?shù)鼐用駥ι址阑鹫叩恼J(rèn)知并使之遵循。
自人類學(xué)會用火以來，已過去50萬年，在這期間，森林火災(zāi)始終如影隨形。但由于近年來氣候變化、人口增長、經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展，森林火災(zāi)越來越頻繁、造成的損失越來越大，回答林火時空分布特征及其主導(dǎo)因素等問題、實施林火預(yù)警變得無以復(fù)加的重要。本研究通過不同算法繪制出不同季節(jié)西南地區(qū)森林火災(zāi)空間分布預(yù)警圖，為該地區(qū)森林防火提供了按照季節(jié)劃分的重點預(yù)警區(qū)域參考。同時，圍繞西南地區(qū)林火分布時空差異及其驅(qū)動力這一關(guān)鍵問題，本研究首次發(fā)現(xiàn)西南地區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生的主控因子是森林防火政策實施效果，特別以政策邊際衰減和政策傳導(dǎo)主導(dǎo)。因此，我們需要對邊境（國界、省界甚至市界）居民、各少數(shù)民族居民、各東南亞國家入境人員進(jìn)行相關(guān)政策普及和教育，使其遵守我國法律政策，并以此減少森林火災(zāi)發(fā)生。本研究可以為不同時期（春、冬森林火災(zāi)高發(fā)時期、整年）西南地區(qū)易發(fā)生火災(zāi)區(qū)域進(jìn)行空間預(yù)警和森林防火政策制定與實際應(yīng)用提供參考 。
該研究獲得國家自然科學(xué)基金委員會（31700544）、四川省科學(xué)技術(shù)廳（2020YFS0029）、中國科學(xué)院西部之光“西部青年學(xué)者”項目（2016XBZG_XBQNXZ_B_005）、中國科學(xué)院山地生態(tài)恢復(fù)與生物資源利用重點實驗室，生態(tài)恢復(fù)與生物多樣性保育四川省重點實驗室（kxysws1901）、中國科學(xué)院儀器設(shè)備研發(fā)項目（YJKYYQ20190064）以及中華人民共和國教育部關(guān)鍵研究中心項目（16JJD630011）的支助。近日以“Fire from policy, human interventions, or biophysical factors? Temporal–spatial patterns of forest fire in southwestern China”為題發(fā)表于Forest Ecology and Management。
火，絢爛至極卻引導(dǎo)森林走向毀滅（熊勤犁）
西南地區(qū)森林火災(zāi)預(yù)警足跡圖
森林防火政策對林火發(fā)生驅(qū)動機(jī)制