全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
# $ % $ 年 # 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01 !"，*/1 #
2345，# $ % $
应用证据权重法估测林火发生的可能性
———以呼中林区为例
常6 禹% 6 冷文芳# 6 贺红士% 6 刘滨凡7
（%1 中国科学院沈阳应用生态研究所 6 沈阳 %%$$%"；#1 秦皇岛职业技术学院 6 秦皇岛 $""%$$；
71 黑龙江省森林工程与环境保护研究所 6 哈尔滨 %8$$9%）
摘 6 要：6 以大兴安岭呼中林区为研究区，综合考虑影响林火发生的自然和人为因素，应用证据权重法，从众多的
影响因素中，选取能反映地形（坡向、坡位指数）、气象（年均温、年降水量）、可燃物（% :，%$ : 时滞地表死可燃物的
载量、% : 时滞地表死可燃物含水量）和人类活动（距道路的距离）等因素，分析林火发生的可能性。结果表明：呼
中林区林火的发生存在一定的不确定性，但研究结果对该地区森林的管理仍具有很好的指导作用，可以为森林火
险区划、森林可燃物优先处理区的选择提供科学依据。应加强森林可燃物的基础研究，尤其是森林可燃物载量的
时空分布规律的探讨，提高空间数据的准确性，减少不确定性，从而更好地对林火的发生作出科学的预测。
关键词：6 大兴安岭；呼中；林火；证据权重法
中图分类号：;%!<6 6 6 文献标识码：,6 6 6 文章编号：%$$% = >!99（#$%$）$# = $%$7 = $>
收稿日期：#$$9 = $> = #9。
基金项目：国家自然科学基金项目（7$">$7"7）、中国科学院知识创新工程重要方向项目（?@’A# = BC = !!!）和林业公益性行业科研专项
（#$$9$!$$%）资助。
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H/O3JP HKO3 QO3U3EPK/E DEN TDEDF3T3EP5 VDER HDSP/OJ DEN P:3KO S/TQ0KSDP3N KEP3ODSPK/EJ TDR DHH3SP P:3 /SSGOO3ES3 /H HKO35
+:3J3 TDW3 P:3 QO3NKSPKEF /H HKO3 /SSGOO3ES3 U3OR NKHHKSG0P5 2KO3 /SSGOO3ES3 QO3NKSPK/E :DJ 43S/T3 :/P P/QKSJ KE P:3 HK30N /H
H/O3JP HKO3 O3J3DOS:5 +:KJ JPGNR XDJ S/ENGSP3N KE IGY:/EF DO3D /H P:3 ZD[KEF(DE V/GEPDKEJ5 LR GJKEF X3KF:PJ /H 3UKN3ES3，
X3 S:/J3 P:3 EDPGOD0 DEN DEP:O/Q/F3EKS HDSP/OJ P:DP S/TQO3:3EJKU30R DHH3SP H/O3JP HKO3 /SSGOO3ES3， KES0GNKEF DJQ3SP，
P/Q/FODQ:KS Q/JKPK/E，DEEGD0 T3DE P3TQ3ODPGO3，DEEGD0 QO3SKQKPDPK/E，% :/GO N3DN HG30 0/DNJ，%$ :/GO N3DN HG30 0/DN，%
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TDQ XDJ F3E3ODP3N5 \GO O3JG0PJ J:/X3N P:DP HKO3 /SSGOO3ES3 KE IGY:/EF DO3D :DN GES3OPDKEPR P/ J/T3 3[P3EP5 LGP /GO
O3JG0PJ JPK00 :DU3 JKFEKHKSDEP KTQ0KSDPK/EJ H/O H/O3JP TDEDF3T3EP5 +:3R TDR QO/UKN3 JSK3EPKHKS 4DJKJ H/O Y/EKEF H/O3JP HKO3 OKJW
DEN S://JKEF QOK/OKPR DO3DJ H/O HG30 PO3DPT3EP5 6 2GPGO3 O3J3DOS: J:/G0N 43 H/SGJ3N /E H/O3JP HG30J，3JQ3SKD00R /E P:3 JQDPKD0
DEN P3TQ/OD0 NKJPOK4GPK/E /H H/O3JP HG30 0/DN，P/ KTQO/U3 P:3 DSSGODSR /H H/O3JP HG30 NDPD DEN P/ QO3NKSP JSK3EPKHKSD00R P:3
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B’6 C*3."：6 ZD[KEF(DE V/GEPDKEJ；IGY:/EF DO3D；H/O3JP HKO3；X3KF:PJ /H 3UKN3ES3
6 6 了解林火在不同空间位置上发生的可能性，对
林火管理和森林防火具有重要的现实意义，有助于
确定哪些地方需要加强防火设施（隔离带、防火林
带等）的建设。然而，由于影响林火发生的因素很
多，包括自然因素（森林可燃物、气象条件和地形）
和人为因素（胡海清等，#$$#），且各因素间又存在
复杂的交互作用（王明玉等，#$$"），对林火发生进
行预报和预测成为林火研究的难点和热点问题（舒
林 业 科 学 !" 卷 #
立福等，$%%&），又是林火预防和灭火指挥决策的基
础（胡林等，$%%"），因此，林火预测预报就成为迫切
需要解决的一个重要课题（徐爱俊等，$%%&）。学者
们采用各种方法进行了不少研究，如基于贝耶斯理
论对雷击火发生的预测（’()*+,-)./0 !" #$%，$%%1）；
应用证据权重（2345670 /8 3-493:;3）法对美国亚利桑
那北部大火发生概率的预测（’4;<0/: !" #$=，$%%"）
和对马德里西南部人为火发生的空间格局分析
（>/?3@/+A).;3@@)9) !" #$=，$%%B）；应用神经网络模
型对森林火险进行预测（黄家荣等，$%%C；姜伟等，
$%%C）；在分析森林火险与气象因子关系（宋卫国
等，$%%"）的基础上，建立了森林火险气象指数（王
正旺等，$%%"；牛若芸等，$%%"；$%%C）等。发达国
家（如美国、加拿大和澳大利亚等）已经建立了完善
的林火预报系统，田晓瑞等（$%%!）对此进行了详细
的介绍。我国对林火的预测主要是在对火灾资料与
气象资料进行统计分析研究的基础上进行（赵凤君
等，$%%C），没有充分考虑地形、森林可燃物等对林
火发生的影响。
本文以大兴安岭呼中林区为研究区，综合考虑
影响林火发生的自然和人为因素，应用证据权重法，
分析林火发生的可能性，为呼中林区的森林防火和
灭火提供科学的决策依据。
1# 材料与方法
!" !# 研究区概况
呼中林区位于我国大兴安岭伊勒呼里山北坡，
呼玛河中上游地区，地理坐标为 1$$D &EF &%G—
1$!D$1F%%GH，I1D 1!F !%G—I$D $IF %%G J，总面积为
CC% 1EE 6?$，北与漠河县、塔河县接壤，南至伊勒呼
里山分水岭与松岭区和内蒙古自治区鄂伦春自治旗
相邻，东与新林区相连，西与内蒙古自治区额尔古纳
左旗交界（刘志华等，$%%B）。
呼中林区地处大兴安岭北部高纬度寒温带地
区，属大陆性季风气候，寒冷湿润气候区。光照充
足，雨量充沛，寒冷湿润，光、热、水地域性差异明显，
夏季短暂，冬季寒冷而漫长，冰冻期长达半年之久，
绝对最低温度 K !CL I M。春秋 $ 季受蒙古干旱风
影响，天气条件变化剧烈，常出现高温、低湿和大风
天气，因而春季和秋季是林火的高发期（周以良，
1EE1；徐化成，1EEB）；地貌类型为大兴安岭北部石
质中低山山地。山峦连绵起伏，山体浑圆，坡度平
缓，一般在 1ID以下，局部的阳坡较陡，可达到 &ID以
上。海拔在 I%% N 1 %%% ? 之间，平均海拔 B1$ ?，境
内最 高 峰 在 南 部 中 心 地 带 小 白 山 处，海 拔
1 !%!L $ ?；最低点在北部呼玛河出境处，海拔为
!$% ?（胡远满等，$%%!）；地带性植被类型为寒温性
针叶林，以兴安落叶松（ &#’() *+!$(,((）为单优势种
的针叶林。主要的针叶乔木树种有：兴安落叶松、
樟子松（-(,./ /0$1!/"’(/ -)@% +2,*2$(3#）和云杉（-(3!#
42’#(!,/(/）。主要的阔叶乔木树种有：白桦（ 5!".$#
6$#"0670$$#）、山杨（ -26.$./ 8#1(8(#,#）和钻天柳
（972/!,(# #’:."(;2$(#）。偃松（ -(,./ 6.+($#）分布于
海拔较高的地带，构成了亚高山的特有景观和山地
寒温带针叶疏林的林下灌木，它对涵养水源、保护珍
稀濒危野生动植物物种具有重要作用（陈宏伟等，
$%%B）。
!" $# 数据来源
本研究的数据主要来自：呼中 林 区 ’HO
（1P 1%% %%%）、林相图（1P 1%% %%%）、森林火灾记
录 CI 条（1EE%—$%%%）。
!" %# 空间数据的准备
影响林火发生的因素包括森林可燃物、气候条
件、地形及人类活动等。在地形因素中，根据研究区
1P 1% 万 &% ? 精度的数字高程模型（’HO）衍生出坡
度、坡向（取值范围 % N 1，% 表示最冷、最湿的北北东
坡向；1 表示相对干热的南南西坡向）和坡位指数
（山脊的坡位指数大于谷底的坡位指数）；气象因素
中，选取了年均温、年降水量、1 月均温、C 月均温、
I M温暖指数和 I M寒冷指数等 C 个气象指标，首先
根据东北地区 BI 个气象站点 &I 年（1E"I—$%%%）的
气象资料，分别建立各气象因子与经度、纬度和海拔
的多元线形回归模型（常禹等，$%%&），然后根据研究
区的经度图、纬度图和 ’HO，采用 ,@;Q40EL 1 中的地
图代数计算生产研究区各气象因子的空间分布图；
在森林可燃物因素中，根据笔者于 $%%" 年 E 月的实
地调查数据（共 1%" 个样地），测定了枯枝落叶层厚
度、半腐殖质层厚度，1，1% 和 1%% 6 时滞地表死可燃
物的载量及含水量，采用 ,@;Q40EL 1 中的地统计分析
功能，进行空间插值，得到各可燃物因子的空间分布
图；在人类活动因素中，选取距居民点、道路和河流
的距离 & 个因子来反映人类活动的影响，具体是通过
,@;Q40EL 1 Q>R’ 模块的 HS;.494):’407):;3 函数来
实现。
!" &# 证据权重法
证据权重法是加拿大数学地质学家 ,53@T3@5 提出
的一种地学统计方法（U/:6)?+A)@73@ !" #$%，1EE%），基
于 $ 值图像，它通过与林火发生相关的地学信息的叠
加分析进行预测，其中每 1种地学信息都作为预测的 1
个证据因子，而每 1 个证据因子对林火发生的贡献由
!%1
! 第 " 期 常 ! 禹等：应用证据权重法估测林火发生的可能性
其权重值确定。根据贝耶斯条件概率原理确定各证据
因子对因变量的相对重要性（#$%& !" #$%，"’’(）。证据
权重法最初应用于医学诊断领域，后来在矿物的成矿
预测中得到广泛的应用（袁峰等，"’’)；刘世翔等，
"’’*；李随民等，"’’*），最近被用来进行林火发生预测
（+,-./01 !" #$%，"’’2）。选取这一方法，主要基于以下
几点考虑：第一，能够直观表达林火发生和图件数据间
的空间关系；第二，不需要数据分布的正态假设。
权重证据法的核心是计算先验概率（ &3,03
&30454,6,78）和后验概率（ &0/7$3,03 &30454,6,78）。假设
将研究区划分成等面积的 & 个单元，其中 ’ 个单元
为林火发生单元，则林火发生的先验概率 (（’）可
以按照如下公式计算：
(（’） ) ’
&
。 （(）
! ! 林火发生的条件概率（即在某一条件下，发生
的概率）可以根据先验概率来计算：
(（’ * +,） ) (（’）-
(（+, * ’）
(（+,）
， （"）
(（’ * /+,） ) (（’）-
(（/+, * ’）
(（/+,）
， （)）
其中 (（’ * +,）是林火在证据因子 +的第 ,等级上发
生的概率，(（’ * /+,）是林火在证据因子 + 的非 , 等
级上发生的概率。
证据因子 + 的权重计算如下：
./, ) 61
(（+, * ’）
(（+, * 0’）
， （9）
.0, ) 61
(（/+, * ’）
(（/+, * 0’）
， （:）
式中，./, 和 .
0
, 分别为证据因子存在区和不存在区
的权重值，原始数据缺失区权重值为 ’；+ 为因子存
在区的单元数，/+ 为因子不存在区的单元数，/+ )
& 0 +；0’ 为不含林火单元数，0’ ) & 0 ’。
证据权重法要求各证据因子之间相对于着火点
分布满足条件独立。对于 1个证据因子，若它们都对
于着火点条件独立，则研究区任一单元为着火点的
可能性，即后验几率 2，用对数表示为
61（2） ) 61（ ’
& 0 ’
）/*
1
3 ) (
.43
（ 3 ) (，"，)，⋯，1）， （2）
式中，.43为第 3 个证据因子的权重：
.43 )
. /3 ! ! 证据因子 3 存在
.03 ! ! ! 证据因子 3 不存在
’
{
数据缺失
。（*）
! ! 则后验概率可以据下式计算：
( &0/7 ) 2 5（( / 2）。 （;）
后验概率可以用来预测林火的发生区。
采用 <3-=,$>（)? ) 版）的扩展模块 <3-@A+B
（#$%& !" #$%，"’’(）来完成证据权重法的分析，共分
以下 9 个步骤（C0%$30@D56-$335E5 !" #$%，"’’;）：
(）计算每个证据因子的权重 ! 证据因子 + 的
第 , 等级的权重可以根据公式（9）和（:）计算。
./, 和 .
0
, 是对林火发生与证据因子等级的空
间联系的一种无量纲测度，如果这种空间关系比随
机的大，那么 ./, 6 ’ ，.
0
, 7 ’ 。引入对比度
（ -01735/7）来度量这种关系：8, ) .
/
, 0 .
0
, ，8的取值
范围在 0 " 到 " 之间，8 值越大，表明林火发生与该
证据因子等级的空间关系越大。
"）证据因子的选取 ! 考虑到各证据因子间可
能存在一定的相关性，采用 <3-F,/G? ( 的叠加分析
功能提取着火点处各证据因子的 取 值，应 用
A757,/7,-5 2? ’ 分析并检验各证据因子间的相关性，
剔除相关性显著的证据因子，对剩余的证据因子计
算 8 值，8 值的大小可以表明林火发生与该证据因
子等级的空间关系的强弱。但是，随着样本数量的
减少，证据权重的不确定性也在增加（ D53351H5 !"
#$%，"’’"）。+,-./01 等（"’’2）认为 * 8 * " ’? ) 的
证据因子较有意义，为了检验这种关系是否显著，笔
者采用 I01J5%@D537$3 等（(GG’）提出的方法，计算
统计量 8 / ) 8 5 ! 9（ ! 9为 8 的标准差），对 8进行学生
氏 " 检验（! K ’? ’:）。为了尽可能多地选取证据因
子，笔者选取差异性显著或 * 8 * "’? ) 的证据因子。
)）证据因子的独立性检验 ! 应用证据权重法
预测林火发生的概率是在证据因子相互独立的前提
下进行的。证据因子间不相互独立可能会高估或低
估其权重，为此，笔者进行条件独立性 "" 检验，最后
确定参与模型的证据因子。
9）林火发生的后验概率空间分布不确定性分
析 ! 林火发生的后验概率根据公式（;）计算，采用
I01J5%@D537$3 等（(GG’）的方法来分析林火发生概
率的不确定性。不确定性主要由 " 方面构成：证据
因子权重的不确定性和因子在叠加过程中，由数据
缺失造成的不确定性。前者可以根据公式（G）计
算，后者据公式（(’）计算。
:"; ) !"*
1
3 ) (
!".( )43 - ("&0/7， （G）
式中，:"; 代表证据因子权重的不确定性，!
".43 为证
据因子 3 的权重的方差，( &0/7为林火发生的后验
概率。
:"3，< ) ( ’ * +( ), 0 (（’[ ]）
" - (（+,）/
:’(
林 业 科 学 !" 卷 #
! " # /$( )% & !（"[ ]）
$ ’ !（/$%）， （%&）
式中，($)，* 为由于数据缺失造成的不确定性，
!（" # $%）是林火在证据因子 $ 的第 % 等级上发生
的概率，!（" # /$%）是林火在证据因子 $的非 %等级
上发生的概率，!（ "）为林火发生的先验概率，
!（$%）是林火在证据因子 $ 的 % 等级上发生的全概
率，!（/$%）是林火在证据因子 $的非 %等级上发生的
全概率。
总的不确定性可以用 $ 者之和来表示：
($ + ($, -*
.
) + %
($)，*。 （%%）
# # 据此来构建统计变量 ’ 对不确定性进行统计
检验，当 / ( %) *"& 时，存在明显的不确定性：
/ +
（! +,-.）
$
($
。 （%$）
!" #$ 结果验证
# # 根据笔者收集到的呼中林区 $&&%—$&&/ 年间的
森林火烧记录（共 0" 条）来验证模型估测的结果。
$# 结果与分析
%" !$ 证据因子选取
根据上述的证据因子选取标准，共有坡向、坡位指
数、年均温、年降水量，%，%& 1 时滞地表死可燃物的载
量，% 1 时滞地表死可燃物含水量、距道路的距离 2 个
证据因子入选（表 %）。其中，坡向与湿度直接相关，因
此，对林火的发生影响较显著［ # 0（1）# 2 %) *"］。由于
呼中林区的海拔不高，因此坡位指数对林火发生的影
响不很明显［ # 0（1）# 3 %) *"］，但是仍然有一定的指
示意义（ # 4 # 2 &) 0）。年均温和年降水量对林火发生
的影响不明显［ # 0（1）# 3 %) *"］，但是仍然有一定的
指示意义（ # 4 # 2 &) 0），这可能由于研究区的范围较
小，年均温和年降水量的空间差异较小造成的。%，
%& 1时滞地表死可燃物的载量，% 1时滞地表死可燃物
含水量与林火的发生直接相关［ # 0（1）# 2 %) *"］。距
道路的距离间接反映人类活动影响的强弱，对林火的
发生具有一定的指示意义（ # 4 # 2 &) 0）。
表 !$ 证据因子的权重、对比度及其显著性检验!
&’() !$ *+,-./0 ’12 341/5’0/ 46 +’3. 0+7+3/+2 +8,2+13+ 6’3/450，’12 /.+,5 0,-1,6,3’13+ /+0/
证据因子
34567897 :;9.,<
等级
=>;--
着火点个数
?@AB7< ,:
,99@<<7897-
5 - CD（ 5 -） 5 E CD（5 E ） 4 CD（4） 0（ 1）
坡向 F-+79. ! " E &) "%" / &) !%% & &) &GG & &) %$$ & E &) "*0 / &) !$2 2 E %) "%G !
/ $/ &) !G" / &) $&! % E &) %G0 " &) %!$ * &) "/& % &) $!* % $) "&* !
坡位指数 H,+,I<;+159 +,-5.5,8 0 $/ &) $0* % &) $&0 0 E &) %&% & &) %!0 % &) 0!& % &) $!2 " %) 0"2 0
! /& E &) %&&* &) %!0 % &) $02 " &) $&0 0 E &) 00* / &) $!2 " E %) 0"/ G
年均温 F88@;> A7;8 .7A+7<;.@<7 % / &) "/G ! &) !/2 % E &) &00 2 &) %$% & &) "*% 0 &) !G0 2 %) !/* &
年降水量 F88@;> A7;8 +<795+5.;.5,8 ! * &) /2% / &) 0!& 2 E &) &/2 ! &) %$! " &) "0* * &) 0"$ * %) G"0 0
% 1 时滞可燃物载量 $ " &) /*2 " &) !%G " E &) &02 ! &) %$% * &) "0G & &) !0/ & %) !"! 0
% 1 :@7> >,;6- 0 %" &) 02! " &) $/! " E &) &20 & &) %0% G &) !"G G &) $2" G %) "0% 0
! 2 E &) "2* 2 &) 0// 2 &) %$" 0 &) %$0 * E &) 2%" % &) 0G" 2 E $) %"" &
G %% &) !!& * &) 0&G ! E &) &/* / &) %$" / &) /&& ! &) 00$ ! %) /&/ 0
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%& 1 时滞可燃物载量 %& 1 :@7> >,;6- $ " E &) G!" / &) !%& G &) %&% / &) %$$ % E &) 2!G * &) !$2 / E %) *G* &
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* % %) &*G $ %) &0G ! E &) &&* & &) %%G G %) %&" % %) &!! % %) &/* !
% 1 时滞可燃物含水量 ! " E &) 0*$ G &) !%% G &) &!$ G &) %$$ & E &) !0/ 0 &) !$* ! E %) &%! &
% 1 :@7> J;.7< 9,8.78. " 0 E &) G/G & &) /2& 2 &) &!2 0 &) %%* ! E &) 2&/ ! &) /*$ * E %) 0/2 0
G 0 E &) !/$ & &) /2$ & &) &$! % &) %%* ! E &) !G" % &) /*! % E &) 2&% !
2 %& %) &!* & &) 0$G / E &) &*/ 0 &) %$/ / %) %!! 0 &) 0/& G 0) $"$ "
* 2 &) 20$ " &) 0"0 2 E &) &"/ 0 &) %$0 " &) 2*G * &) 02! $ $) 00G $
距道路的距离 D5-.;897 ., <,;6 % G! &) &%2 & &) %%G G E &) 2!& * %) &&/ / &) 2/2 * %) &%$ 0 &) 2!2 /
$ % E &) 202 / %) &&/ / &) &%G * &) %%G G E &) 2/" ! %) &%$ ! E &) 2!/ *
# # ! 5 - 和 5 & 分别为证据因子存在区和不存在区的权重值，4为对比度，CD（ 5 -）、CD（ 5 E ）、CD（ 4 ）为标准差，0（ 1）为统计检验量。5 -
;86 5 & 678,.7 .17 J75I1. ,: 74567897 J178 .17 74567897 :;9.,< -+;.5;>>K 7L5-.- ;86 6,7-8’. 7L5-. <7-+79.547>KM 4 5- .17 9,8.<;-.M CD（ 5 N ），CD（5 E ）
;86 CD（ 4 ）;<7 -.;86;<6 6745;.5,8 :,< 5 -，5 & ;86 4 <7-+79.547>KM 0（ 1）5- ; -.;.5-.59;> .7-. 4;<5;B>7M
"&%
! 第 " 期 常 ! 禹等：应用证据权重法估测林火发生的可能性
!" !# 证据因子间的条件独立性
!" 检验的结果见表 "，从中可以看出，# $ 时滞
可燃物含水量与 #% $ 时滞可燃物载量存在相互依
赖性（ ! & %’ %%% %），年均温与年降水量之间相互不
独立（ ! & %’ %%% %）。但是，考虑到它们与其他证据
因子间均存在明显的相互独立性（ ! ( %’ %)），因
此，本研究将它们全部纳入模型的运算中。
表 !# 证据因子间独立性 !! 检验!
$%&’ !# ()*)+,)+-. /)0/ %12+3 )45,)+-) 6%-/270 805+3 !! 0/%/50/5-0
坡向
*+,-./
坡位指数
01,1234,$5.
,1+5/516
年均温
*66748 9-46
/-9,-34/73-
年降水量
*66748 9-46
,3-.5,5/4/516
# $ 时滞可
燃物载量
# $
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#% $ 时滞可
燃物载量
#% $
:7-8 814;+
距道路的
距离
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! ! " 括号内的数为自由度，括号前面的数为 !" 值，括号后面的数为 ! 值，! " %’ %) 说明证据因子间条件不独立。0$- 679D-3 D-/=--6
,43-6/$-+-+ 5+ ;-23-- 1: :3--;19E 0$- 679D-3 D-:13- /$- ,43-6/$-+-+ 5+ !" F487-，46; /$- 4:/-3 5+ ! F487-E 0$-3- -G5+/+ .16;5/51648 ;-,-6;-6.5-+ 49162
-F5;-6.- :4./13+ =$-6 ! H %’ %)’
!" 9# 林火发生概率及其不确定性
根据选取的 A 个证据因子，利用证据权重法得
到呼中林区林火发生的可能性空间分布（图 #）和不
确定性空间分布（图 "）。从图 # 可以看出，呼中林
业局北部和呼中自然保护区南部发生林火的可能性
较大，应加强这些区域的林火监测和预防，其他林场
林火发生的概率较小。从图 " 可以看出，林火发生
也存在一定的不确定性，这种不确定性可能由以下
几个方面的原因导致：#）火烧记录数太少。本研究
只利用了研究区从 #@@%—"%%% 年的 >) 个火烧记录
来计算林火发生的概率，从而使在各个证据因子等
级上的林火发生概率较低；"）气象因素中的年均温
和年降水量的空间分布是通过多元线形回归模型来
实现的，与气象站点的实际观测数据相比，也存在一
定的不确定性；?）森林可燃物因素中的 ? 个证据因
子，即 # $ 时滞可燃物载量、#% $ 时滞可燃物载量和
# $ 时滞可燃物含水量的空间分布是通过空间插值
得到的，用来插值的样点数较少（#%C），且分布不
均，因此，在插值的过程中也会产生一定的不确定
性。可以从如下几个方面来减少这种不确定性：#）
增加火烧记录的个数，例如，可以收集从有记录以来
的所有火烧记录，这样就可以增大各个证据因子等
级上计算的林火发生概率；"）在研究区均匀布设并
增加可燃物调查样点数，可以进一步提高可燃物载
量插值的精度；?）采用气象科学研究的最新成果，
准确地实现气象数据的空间化，从而减少林火发生
概率预测的不确定性。这需要进一步深入研究。
图 #! 大兴安岭呼中林区林火发生的可能性
I52E #! I53- 1..733-6.- ,31D4D585/J 56 K7L$162 43-4 56 /$-
<4G562’46 M176/456+
>%#
林 业 科 学 !" 卷 #
图 $# 大兴安岭呼中林区林火发生的不确定性
%&’( $# )*+,-./&*.0 12 2&-, 1++3--,*+, &* 43561*’ /-,/ &* .6,
7/8&*’’/* 913*./&*:
!" #$ 验证结果
从 $;;< 年到 $;;= 年，呼中林区共发生 >" 次林
火，验 证 结 果 表 明： ?>@ >A 的 着 火 点 落 在 中
（;@ ;;B > C ;@ ;$?）、高（;@ ;$? C ;@ ?>? ?）概率区，落
在低概率（ D ;@ ;;B >）的着火点只占 <"@ EA（图 >）。
说明模型预测的结果还是比较可信的。
图 ># $;;<—$;;= 年实际着火点对模型
预测结果的验证
%&’( ># ):&*’ -,/F 21-,:. 2&-, &’*&.&1* G1&*. H/./ 2-1I $;;< .1
$;;= .1 J/F&H/., .6, I1H,F G-,H&+.&1* -,:3F.
> # 结论与讨论
%" &$ 讨论
研究表明，可燃物越小越容易发生林火（杨美
和等，变量（包括枯枝落叶层厚度、半腐殖质层厚度，<，
<;，<;; 6 时滞地表死可燃物的载量及含水量）中，
只有 <，<; 6 时滞地表死可燃物的载量，< 6 时滞地
表死可燃物含水量对林火发生的影响较大，说明细
可燃物在林火发生中的重要性，与杨美和等（的结果一致；< 月均温和 E 月均温对林火发生的影
响不大，可能由于 < 月份为冬季，E 月份为雨季，发
生林火的可能性较小；坡度对林火的发生影响也不
大，因为坡度主要影响林火的蔓延速度，坡度越大，
林火的蔓延速度越快，从而使过火林木死亡率降低
（杨美和等，响较大，说明人为因素是该区林火发生的主要因素，
但是由于本研究没有区分雷击火和人为火，无法确
定其相对重要性，今后还需要进行深入剖析。
证据权重法要求所有的证据因子必须是空间数
据，空间数据的准确性对结果的影响较大。气象要
素的空间化一般采用回归模型或空间插值的方法，
这种方法在大的区域范围内是可行的，而本研究区
域较小，致使气象要素在空间上的差异较小，空间插
值的误差较大，会对研究结果造成一定的影响，是本
研究的不足之一；同时，本研究中，< 6 时滞地表死
可燃物含水量分布，是根据 B 月份的实测值空间插
值而来，没有考虑可燃物的含水率的动态变化特征，
是本研究的不足之二。杨美和等（防火季内的降水量和相对湿度，预测吉林省林火的
发生，取得了较好的效果。但是，在空间分析中，如
果用防火季内的降水量和相对湿度，来间接代表可
燃物的含水量，仍然存在空间插值的问题。遥感技
术的发展，使得通过遥感数据来反演地表温度和湿
度称为可能，如可以用雷达影像和高光谱 9K7LM 影
像来反演地表土壤湿度（ N13-’,/3OP6/J,5 !" #$%，
$;;E；Q/6I/* !" #$(，$;;?；P6,*’ !" #$%，$;;?）和温
度（M1-&/ !" #$%，$;;E；Q,&*/-. !" #$%，$;;?）。借助这些
最新的遥感技术，可能会弥补气象要素空间插值的
不足，提高林火预测的准确性。
%" !$ 结论
影响林火发生的因素很多，包括地形、气象、可
燃物和人类活动等。笔者通过证据权重法选取的坡
向、坡位指数、年均温、年降水量、<，<; 6 时滞地表
死可燃物的载量，< 6 时滞地表死可燃物含水量、距
道路的距离等基本上能反映呼中林区林火发生的影
响因素，利用这些因素对呼中林区林火发生的可能
性的分析结果，虽然存在一定的不确定性，但对于该
地区森林的管理仍具有很好的指导作用。例如，可
?;<
! 第 " 期 常 ! 禹等：应用证据权重法估测林火发生的可能性
以为森林火险区划、森林可燃物优先处理区的选择
提供科学依据。今后应加强森林可燃物的基础研
究，尤其是森林可燃物载量的时空分布规律的探讨，
提高空间数据的准确性，减少不确定性，从而更好地
对林火的发生作出科学的预测。
参 考 文 献
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（责任编辑 ! 朱乾坤）
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