森林火災損失分類方法和評估指標評述

梁愛軍，孫 龍*，刁柄奇，胡海清

(1.東北林業大學 林學院，哈爾濱 150040；2.黑龍江新林區翠崗鎮政府，黑龍江 大興安嶺地區 165026)

作為災后經濟補償的基礎，對森林火災損失進行分類統計，給出科學、合理和有效的評價，有利于人們全面了解森林火災的危害程度和損失情況，更好地認識森林資源的重要性，增強其防火的自覺性，便于全民參與森林資源保護和森林防火工作，把火災損失減少到最小程度，促進和確保林業的可持續發展。此外，開展森林火災損失評估工作，還可以完善森林企業經營水平，使森林經營方式由粗放型轉為精細型，在綜合管理方面與林業發達國家并行[1]。例如王霓虹等[2]通過借鑒國內外多種分類方法和算法，以馬林林場為例，對森林火災直接損失給出了評估方法和評估公式，并且對間接損失及生態效益損失的有關因素進行了評估與說明，有效的估算了森林火災造成的經濟損失，為防火部門提供了可靠的決策依據。

1 森林火災損失分類和評估概況

1.1 國外火災損失分類和評估概況

國外林業發達國家在損失評估方面做了大量的工作，研究比較全面。它們主要將森林火災經濟損失劃分為直接經濟損失和間接經濟損失兩方面，計算以經濟學和生態學為基礎[3]，主要進行3方面的研究工作：①計算林木死亡率；②研究林火對環境的影響；③研究林火對社會的影響[4]。如美國、澳大利亞，其重點是計算林木的死亡率，研究林火對環境和社會造成的影響，包括造成的人數傷亡及其給附近地區和社會活動帶來的潛在影響[5]。國外林業發達國家率先將空間技術、傳感器技術(光學遙感和雷達遙感)、衛星定位和導航技術(GPS)分別與計算機技術相結合，在森林火災損失評估方面取得了顯著成果[6]。Jesus等[7]運用衛星圖片識別火燒區域邊界，在GIS環境下分析過火區域。Pereira[8]運用氣象衛星(NOAA/AVHRR)數據做了相關研究，在估測森林過火區面積取得了良好進展。Kaufman等[9]運用遙感數據(EOS/MODIS)對森林火災造成的損失進行了即時采集和分析，對火災損失進行評估。歐洲火災損失評估系統(EFFDAS)使用EAS-SAR和SPOT獲得的數據進行林木資源和經濟損失的評估[10]，而波蘭Jeff也使用EAS-SAR和SPOT的雷達數據進行林木資源的評估，效果顯著[11]。前蘇聯學者N.B.奧弗楊尼柯夫在其《森林防火設施》中稱，當前關于森林火災損失的計算只占實際損失的5%～10%。大部分學者認為火災的損失評估應當從經濟損失和生態影響等方面考慮，客觀地評價森林火災的后果[12-14]，森林火災損失評估的核心問題是森林資源和生態效益的確定，但全面合理地評估生態效益是一項復雜的工作，因為森林生態系統的損害是各因素間相互作用的結果。國外關于森林生態效益的評估方法很多，但主要有兩種分類方法，即替代市場技術類評估方法和模擬市場技術類評估方法[15]。印度加爾各答農業大學T.M.達斯教授研究認為木材的價值只相當于它本身價值的0.3%，認為間接效益是直接效益的3～9倍，大多數學者采用5.83倍。美國、前蘇聯等國家還開展了森林綜合效益的評估研究，建立了相應的法律法規[16]。日本也在森林綜合效益研究方面進行了大量的計量評價工作，使得該方面的研究更加系統化[17]。

1.2 國內火災損失分類和評估概況

國內對森林火災造成的經濟損失一般有3種分類方法，其一為森林資源損失、直接經濟損失、間接經濟損失和森林環境資源損失。其二為直接經濟損失和間接經濟損失兩大類。其三為林木資源損失、撲火消耗(資源)損失和森林生態環境資源損失。陳友榮[18]認為國內這3種劃分方法多為對過火面積、火災次數等的簡單統計，由于分類方法的差異，使得劃分損失界限不清。同時他提出新的分類方法，即劃分成經濟損失、生態環境損失和其它社會損失。王霓虹等[19]將森林火災損失分為直接損失和間接損失進行評價，并利用集成Struts框架與Hibernate技術開發了MVC三層結構的森林火災損失評估系統。

在具體評估方面，我國對森林火災面積的估算研究比較多。如劉誠等[20]采用查表法和牛頓迭代法估算了明火區面積以及火點的溫度，有效地反映各火點像元火勢程度的大小，從而動態地評估森林火災損失程度。張順謙等[21]運用RAGA遺傳算法對某時刻的森林燃燒面積進行了估算，計算結果比牛頓迭代法迭代誤差低2個數量級，更符合某一時刻受害森林面積的實際情況。易若浩等[22]和劉誠等[20]運用NOAA/AVHRR衛星實時監測林火分布情況，實現快速測算火場和過火面積，對森林火災災中和災后的過火林地和受害林地進行準確估計。付迎春等[23]和趙文化等[24]運用基于MODIS影像的圖像視覺分析，并結合火燒跡地的歸一化植被指數NDVI疊加驗證，行之有效地實現了動態火災制圖，使得森林火災面積的估算更為智能化。在綜合評估方面，梁曉暉等[25]建立了基于格網的損失評估模型，從直接經濟損失、間接經濟損失和社會損失三個方面反映了災情損失情況。陳培金等[26]和宋麗艷等[27]從地理信息技術的角度，通過圖元分割、面積量算和災后損失計算方法的研究，提出了具體的森林火災災后評估技術方法。朱學平等[28]利用突變級數法對1998-2007年福建省的森林火災損失進行了評價分析，研究發現突變級數法對森林火災這種多目標體系進行評價具有理想效果。在評價指標體系方面，嚴國清[29]的研究將森林火災的預防指標、損失指標和補償指標作為森林火災損失評價指標。高嵐[5]將森林火災損失評價體系分為實物量損失指標、價值量損失指標和災情綜合指標。高昌海等[30]在森林價值評估研究的基礎上，將森林火災經濟損失價值分為四個指標，即損失綜合系數指標、直接經濟損失指標、間接經濟損失指標和撲火消耗損失指標。在國家層面上，2011年6月17日，國家森林防火指揮部辦公室依據《火災直接財產損失統計方法》、《森林火災成因和森林資源損失調查方法》和《森林火災林木受害程度判定標準》，印發了《森火災損失評估技術規范(試行)》，規定了森林火災損失的相關術語、評估指標、損失分類以及計算方法。但是上述規范仍然離快速、科學合理的開展森林火災損失評估有一定距離。

2 對當前森林火災損失分類方法和評估指標的探討

國內對森林火災造成的經濟損失主要有三類方法，但不論是哪一種分類，主要集中于對過火面積、過火次數和林木蓄積量損失的統計。關于國內森林火災損失分類方法有以下不足：①直接損失和間接損失的分類方法太過簡單，沒有給出明確的界限，劃分沒有統一規范，這將給評估工作帶來不方便。②規范中關于關于立木資源、商品木材、林副產品和農牧業產品的概念和界定有一定的重疊。因為，林產品包括林木產品、林副產品、苗木花卉、林區農產品和林化工產品等眾多種類，對于不同的森林火災損失評估者不見得能正確區分種類間的差異，做合理統計分類，并且有的產品種類就不存在，所以以統計林產品損失代替為宜，不必細分。③經濟損失分類中，人員傷亡屬于直接損失，而火災造成傷亡人員及家人的日后經濟補償屬于間接損失，并且具有時效性，此分類方法估計不足。④間接經濟損失中，只是反映了停減產等直接性的社會效應性影響，而沒有關于森林火災帶給社會其他方面的效應性影響評估，盡管這一類評估難以量化，但也應當有描述性的指標。關于生態效益的分類盡管得到了改進但還是有重疊估計，尤其是改善小氣候的效益，明顯與防風固沙效益、凈化粉塵效益和吸收有害氣體效益等效益界限是不明確的。⑤關于生態環境資源損失的計算按受害森林面積計算會造成評估結果偏大，應該按損失程度分類計算或者按成災森林面積計算較為合適。

關于國內森林火災損失評估指標有以下不足：①成林的統計以蓄積量計算，未成林的統計以株數計量，實物量指標中是關于損失林木的蓄積量估算，而沒有未成林的統計，實際上一定地域未成林的數量也是相當多的，也是評估一場火災嚴重程度的重要參數。②對于一場火災，投入撲火力量的數量方面應當得到直接體現，所以撲火投入量應當歸入實物量指標，作為一個硬性指標直接反應火災嚴重程度。撲火投入量反映數量，撲火費用反映價值量，結合分析評估能更好的反映撲火效率。③災情綜合指標中，火災發生率對多場火災的研究有意義，而對一場火災的損失評估沒有實際的意義。④其還應反映森林火災發生后的環境質量狀況，這是當前民眾關心的問題，也是提高人們防火覺悟最直觀的指標之一，所以應當增加這一部分內容。

3 新提出的森林火災損失分類方法和評估指標體系

3.1 新的術語和定義

“固有性系統損失”是指森林系統原來固有的有機體和無機體在一場火災發生后造成的損失，其包括“固有生物量損失”和“固有非生物量損失”。“固有生物量”是森林系統原本具有的有機體，即動物、喬木、灌木、草本以及真菌類等，在森林火災損失評估中，只需統計珍貴動植物和藥用草本和真菌等關鍵性類別。本體系中其分為立木資源、珍貴灌木、藥用草本、真菌類和珍貴動物等5類。“固有非生物量”指森林系統原有的河流和湖泊等，如一場重、特大森林火災往往會嚴重影響河流徑流量。

“注入補償性系統損失”是指人類為了從森林中獲得生活、生產等用品以及精神享受，從而向森林系統投入設備、設施等生產資料以及人力、物力等，并且在火災后，還要進行撲救和善后處理等。這一項所統計評估的內容就指這方面的損失和費用。“注入補償性系統損失”包括“趨利注入”和“避害補償”兩項內容。“趨利注入”是指人們為了獲得物質效益和精神效益，投入設備、設施等生產資料。“趨利注入性損失”可以分為居民財產損失、人員傷亡和林業設備、設施的損失。“避害補償性損失”分為“災前避害損失”和“災后補償損失”兩部分。“災前避害”是指在火災發生之前為了防止森林火災的發生所投入的防火設備、設施，“災后補償”是指火災發生后用來將損失降到最低所進行的火災撲救、善后處理和跡地恢復改善所產生的費用。

“效應性系統損失”指林火被撲滅以后，森林火災帶給整個社會和生態環境的影響，其分為社會效益的損失和生態效益的損失兩部分。社會效益包括增加就業人數的效益，勞動生產率提高的效益，產業結構優化的效益以及社會文明進步的效益[31]。火災發生后，停工、停產和停業的損失分別對應于就業人數效益的損失、勞動生產率提高效益的損失和產業結構優化效益的損失。社會文明進步效益的損失指火災發生后可能導致搶劫、偷盜和逃荒等社會秩序的混亂。生態效益包括空氣質量效益、水土環境效益和其它生態效益三部分。空氣質量效益是有關于空間質量指標的因素效益，包括固碳釋氧的效益，吸收有害氣體的效益，凈化粉塵的效益。水土環境效益包括防風固沙效益(土效益)、涵養水源效益(水效益)和培肥地力效益(肥效益)。其它生態效益包括生物多樣性保護效益、消除噪音效益和森林游憩效益。

3.2 新的分類方法和評估指標體系

森林作為一個系統，有其固有的地形地貌、動植物資源和水環境等，其內部有復雜的結構功能和運行機制。它以一個整體的形式在維持、發展自身的同時，對外界系統產生影響，如生態環境類的影響和社會類的影響等。人類作為社會的主體，為了改造社會，提高生產力，有目的在森林中注入設備、設施等資產，以便讓森林更好地為整個社會服務。當森林發生火災時，人類還要組織力量去撲救火災，以使損失程度降到最低。森林系統始終與人類構成的社會系統的索取和付出息息相關，因此，對于森林火災損失也應當以系統來劃分，可劃分為：固有性系統損失、注入補償性系統損失和效應性系統損失。具體的損失分類如圖1所示。

圖1 新提出的森林火災損失分類方法

指標是一組反映系統特性，能夠表明系統狀態的信息，應盡可能地對各個指標進行量化，便于人們認識和理解各項指標的意義[32]。森林火災損失評估指標體系中的指標，不僅應該能反映森林系統的受害狀況，還應表明森林系統遭受火災之后，帶給整個社會的影響以及即時的和動態的生態環境狀況。指標的設計當遵循科學性、簡易性、可操作性、宏觀和微觀互補的原則。科學性指設計的評估指標是對森林系統內受害、系統外受影響的客觀反映，指標含義明確，方法規范；簡易性是指評估指標簡單、明了，能夠快速計量；可操作性是指指標評估所用到的數據來源應當容易獲得，并且要保證其可靠性；宏觀與微觀互補的原則指盡可能的利用“3S”等高新技術結合實地調查，做到全面的森林火災損失評估，具體的指標體系如圖2所示。

注：①森林火災受害率(‰)=受害森林面積/森林總面積(hm2)×1000‰；②森林資源損失率(%)=林木損失蓄積量/災區森林總蓄積量(m3)×100%；③人均損失價值(元/人)=經濟損失價值(元)/災區總人口數(人)；④林地損失平均價值量(元/hm2)=經濟損失價值(元)/森林總面積(hm2)；⑤撲火成效比(%)=撲火費用(元)/森林火災損失(元)×100%；⑥空氣質量指數的測定依據：環境空氣質量指數(AQI)技術規定(試行)(HJ 633-2012 )。

4 結 論

本文引入“系統”而提出新的分類方法，力求分類合理、具體和明確，區別于之前研究文獻分類概念的模糊性，避免漏估和重復估計，便于今后對某一項損失進行快速有效的分類，從而作出準確的經濟損失評估。另外，新的指標體系剔除不具代表性的指標項，增加重要的指標項，為人們清楚認知森林火災的危害程度提供導向，引導人們更加合理地利用和保護森林資源，提高防火的意識和自覺性。

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