森林火災(zāi)損失分類方法和評估指標(biāo)評述

梁愛軍，孫 龍*，刁柄奇，胡海清

(1.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，哈爾濱 150040；2.黑龍江新林區(qū)翠崗鎮(zhèn)政府，黑龍江 大興安嶺地區(qū) 165026)

作為災(zāi)后經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)，對森林火災(zāi)損失進(jìn)行分類統(tǒng)計，給出科學(xué)、合理和有效的評價，有利于人們?nèi)媪私馍只馂?zāi)的危害程度和損失情況，更好地認(rèn)識森林資源的重要性，增強(qiáng)其防火的自覺性，便于全民參與森林資源保護(hù)和森林防火工作，把火災(zāi)損失減少到最小程度，促進(jìn)和確保林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，開展森林火災(zāi)損失評估工作，還可以完善森林企業(yè)經(jīng)營水平，使森林經(jīng)營方式由粗放型轉(zhuǎn)為精細(xì)型，在綜合管理方面與林業(yè)發(fā)達(dá)國家并行[1]。例如王霓虹等[2]通過借鑒國內(nèi)外多種分類方法和算法，以馬林林場為例，對森林火災(zāi)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(tài)效益損失的有關(guān)因素進(jìn)行了評估與說明，有效的估算了森林火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失，為防火部門提供了可靠的決策依據(jù)。

1 森林火災(zāi)損失分類和評估概況

1.1 國外火災(zāi)損失分類和評估概況

國外林業(yè)發(fā)達(dá)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(zāi)經(jīng)濟(jì)損失劃分為直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失兩方面，計算以經(jīng)濟(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)[3]，主要進(jìn)行3方面的研究工作：①計算林木死亡率；②研究林火對環(huán)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(diǎn)是計算林木的死亡率，研究林火對環(huán)境和社會造成的影響，包括造成的人數(shù)傷亡及其給附近地區(qū)和社會活動帶來的潛在影響[5]。國外林業(yè)發(fā)達(dá)國家率先將空間技術(shù)、傳感器技術(shù)(光學(xué)遙感和雷達(dá)遙感)、衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)(GPS)分別與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，在森林火災(zāi)損失評估方面取得了顯著成果[6]。Jesus等[7]運(yùn)用衛(wèi)星圖片識別火燒區(qū)域邊界，在GIS環(huán)境下分析過火區(qū)域。Pereira[8]運(yùn)用氣象衛(wèi)星(NOAA/AVHRR)數(shù)據(jù)做了相關(guān)研究，在估測森林過火區(qū)面積取得了良好進(jìn)展。Kaufman等[9]運(yùn)用遙感數(shù)據(jù)(EOS/MODIS)對森林火災(zāi)造成的損失進(jìn)行了即時采集和分析，對火災(zāi)損失進(jìn)行評估。歐洲火災(zāi)損失評估系統(tǒng)(EFFDAS)使用EAS-SAR和SPOT獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行林木資源和經(jīng)濟(jì)損失的評估[10]，而波蘭Jeff也使用EAS-SAR和SPOT的雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行林木資源的評估，效果顯著[11]。前蘇聯(lián)學(xué)者N.B.奧弗楊尼柯夫在其《森林防火設(shè)施》中稱，當(dāng)前關(guān)于森林火災(zāi)損失的計算只占實(shí)際損失的5%～10%。大部分學(xué)者認(rèn)為火災(zāi)的損失評估應(yīng)當(dāng)從經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)影響等方面考慮，客觀地評價森林火災(zāi)的后果[12-14]，森林火災(zāi)損失評估的核心問題是森林資源和生態(tài)效益的確定，但全面合理地評估生態(tài)效益是一項復(fù)雜的工作，因為森林生態(tài)系統(tǒng)的損害是各因素間相互作用的結(jié)果。國外關(guān)于森林生態(tài)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(shù)類評估方法和模擬市場技術(shù)類評估方法[15]。印度加爾各答農(nóng)業(yè)大學(xué)T.M.達(dá)斯教授研究認(rèn)為木材的價值只相當(dāng)于它本身價值的0.3%，認(rèn)為間接效益是直接效益的3～9倍，大多數(shù)學(xué)者采用5.83倍。美國、前蘇聯(lián)等國家還開展了森林綜合效益的評估研究，建立了相應(yīng)的法律法規(guī)[16]。日本也在森林綜合效益研究方面進(jìn)行了大量的計量評價工作，使得該方面的研究更加系統(tǒng)化[17]。

1.2 國內(nèi)火災(zāi)損失分類和評估概況

國內(nèi)對森林火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失一般有3種分類方法，其一為森林資源損失、直接經(jīng)濟(jì)損失、間接經(jīng)濟(jì)損失和森林環(huán)境資源損失。其二為直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)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(tài)環(huán)境資源損失。陳友榮[18]認(rèn)為國內(nèi)這3種劃分方法多為對過火面積、火災(zāi)次數(shù)等的簡單統(tǒng)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(jīng)濟(jì)損失、生態(tài)環(huán)境損失和其它社會損失。王霓虹等[19]將森林火災(zāi)損失分為直接損失和間接損失進(jìn)行評價，并利用集成Struts框架與Hibernate技術(shù)開發(fā)了MVC三層結(jié)構(gòu)的森林火災(zāi)損失評估系統(tǒng)。

在具體評估方面，我國對森林火災(zāi)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(qū)面積以及火點(diǎn)的溫度，有效地反映各火點(diǎn)像元火勢程度的大小，從而動態(tài)地評估森林火災(zāi)損失程度。張順謙等[21]運(yùn)用RAGA遺傳算法對某時刻的森林燃燒面積進(jìn)行了估算，計算結(jié)果比牛頓迭代法迭代誤差低2個數(shù)量級，更符合某一時刻受害森林面積的實(shí)際情況。易若浩等[22]和劉誠等[20]運(yùn)用NOAA/AVHRR衛(wèi)星實(shí)時監(jiān)測林火分布情況，實(shí)現(xiàn)快速測算火場和過火面積，對森林火災(zāi)災(zāi)中和災(zāi)后的過火林地和受害林地進(jìn)行準(zhǔn)確估計。付迎春等[23]和趙文化等[24]運(yùn)用基于MODIS影像的圖像視覺分析，并結(jié)合火燒跡地的歸一化植被指數(shù)NDVI疊加驗證，行之有效地實(shí)現(xiàn)了動態(tài)火災(zāi)制圖，使得森林火災(zāi)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(wǎng)的損失評估模型，從直接經(jīng)濟(jì)損失、間接經(jīng)濟(jì)損失和社會損失三個方面反映了災(zāi)情損失情況。陳培金等[26]和宋麗艷等[27]從地理信息技術(shù)的角度，通過圖元分割、面積量算和災(zāi)后損失計算方法的研究，提出了具體的森林火災(zāi)災(zāi)后評估技術(shù)方法。朱學(xué)平等[28]利用突變級數(shù)法對1998-2007年福建省的森林火災(zāi)損失進(jìn)行了評價分析，研究發(fā)現(xiàn)突變級數(shù)法對森林火災(zāi)這種多目標(biāo)體系進(jìn)行評價具有理想效果。在評價指標(biāo)體系方面，嚴(yán)國清[29]的研究將森林火災(zāi)的預(yù)防指標(biāo)、損失指標(biāo)和補(bǔ)償指標(biāo)作為森林火災(zāi)損失評價指標(biāo)。高嵐[5]將森林火災(zāi)損失評價體系分為實(shí)物量損失指標(biāo)、價值量損失指標(biāo)和災(zāi)情綜合指標(biāo)。高昌海等[30]在森林價值評估研究的基礎(chǔ)上，將森林火災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失價值分為四個指標(biāo)，即損失綜合系數(shù)指標(biāo)、直接經(jīng)濟(jì)損失指標(biāo)、間接經(jīng)濟(jì)損失指標(biāo)和撲火消耗損失指標(biāo)。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(jù)《火災(zāi)直接財產(chǎn)損失統(tǒng)計方法》、《森林火災(zāi)成因和森林資源損失調(diào)查方法》和《森林火災(zāi)林木受害程度判定標(biāo)準(zhǔn)》，印發(fā)了《森火災(zāi)損失評估技術(shù)規(guī)范(試行)》，規(guī)定了森林火災(zāi)損失的相關(guān)術(shù)語、評估指標(biāo)、損失分類以及計算方法。但是上述規(guī)范仍然離快速、科學(xué)合理的開展森林火災(zāi)損失評估有一定距離。

2 對當(dāng)前森林火災(zāi)損失分類方法和評估指標(biāo)的探討

國內(nèi)對森林火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)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(shù)和林木蓄積量損失的統(tǒng)計。關(guān)于國內(nèi)森林火災(zāi)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(tǒng)一規(guī)范，這將給評估工作帶來不方便。②規(guī)范中關(guān)于關(guān)于立木資源、商品木材、林副產(chǎn)品和農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)品的概念和界定有一定的重疊。因為，林產(chǎn)品包括林木產(chǎn)品、林副產(chǎn)品、苗木花卉、林區(qū)農(nóng)產(chǎn)品和林化工產(chǎn)品等眾多種類，對于不同的森林火災(zāi)損失評估者不見得能正確區(qū)分種類間的差異，做合理統(tǒng)計分類，并且有的產(chǎn)品種類就不存在，所以以統(tǒng)計林產(chǎn)品損失代替為宜，不必細(xì)分。③經(jīng)濟(jì)損失分類中，人員傷亡屬于直接損失，而火災(zāi)造成傷亡人員及家人的日后經(jīng)濟(jì)補(bǔ)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(jīng)濟(jì)損失中，只是反映了停減產(chǎn)等直接性的社會效應(yīng)性影響，而沒有關(guān)于森林火災(zāi)帶給社會其他方面的效應(yīng)性影響評估，盡管這一類評估難以量化，但也應(yīng)當(dāng)有描述性的指標(biāo)。關(guān)于生態(tài)效益的分類盡管得到了改進(jìn)但還是有重疊估計，尤其是改善小氣候的效益，明顯與防風(fēng)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(guān)于生態(tài)環(huán)境資源損失的計算按受害森林面積計算會造成評估結(jié)果偏大，應(yīng)該按損失程度分類計算或者按成災(zāi)森林面積計算較為合適。

關(guān)于國內(nèi)森林火災(zāi)損失評估指標(biāo)有以下不足：①成林的統(tǒng)計以蓄積量計算，未成林的統(tǒng)計以株數(shù)計量，實(shí)物量指標(biāo)中是關(guān)于損失林木的蓄積量估算，而沒有未成林的統(tǒng)計，實(shí)際上一定地域未成林的數(shù)量也是相當(dāng)多的，也是評估一場火災(zāi)嚴(yán)重程度的重要參數(shù)。②對于一場火災(zāi)，投入撲火力量的數(shù)量方面應(yīng)當(dāng)?shù)玫街苯芋w現(xiàn)，所以撲火投入量應(yīng)當(dāng)歸入實(shí)物量指標(biāo)，作為一個硬性指標(biāo)直接反應(yīng)火災(zāi)嚴(yán)重程度。撲火投入量反映數(shù)量，撲火費(fèi)用反映價值量，結(jié)合分析評估能更好的反映撲火效率。③災(zāi)情綜合指標(biāo)中，火災(zāi)發(fā)生率對多場火災(zāi)的研究有意義，而對一場火災(zāi)的損失評估沒有實(shí)際的意義。④其還應(yīng)反映森林火災(zāi)發(fā)生后的環(huán)境質(zhì)量狀況，這是當(dāng)前民眾關(guān)心的問題，也是提高人們防火覺悟最直觀的指標(biāo)之一，所以應(yīng)當(dāng)增加這一部分內(nèi)容。

3 新提出的森林火災(zāi)損失分類方法和評估指標(biāo)體系

3.1 新的術(shù)語和定義

“固有性系統(tǒng)損失”是指森林系統(tǒng)原來固有的有機(jī)體和無機(jī)體在一場火災(zāi)發(fā)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”?！肮逃猩锪俊笔巧窒到y(tǒng)原本具有的有機(jī)體，即動物、喬木、灌木、草本以及真菌類等，在森林火災(zāi)損失評估中，只需統(tǒng)計珍貴動植物和藥用草本和真菌等關(guān)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(tǒng)原有的河流和湖泊等，如一場重、特大森林火災(zāi)往往會嚴(yán)重影響河流徑流量。

“注入補(bǔ)償性系統(tǒng)損失”是指人類為了從森林中獲得生活、生產(chǎn)等用品以及精神享受，從而向森林系統(tǒng)投入設(shè)備、設(shè)施等生產(chǎn)資料以及人力、物力等，并且在火災(zāi)后，還要進(jìn)行撲救和善后處理等。這一項所統(tǒng)計評估的內(nèi)容就指這方面的損失和費(fèi)用?！白⑷胙a(bǔ)償性系統(tǒng)損失”包括“趨利注入”和“避害補(bǔ)償”兩項內(nèi)容?！摆吚⑷搿笔侵溉藗?yōu)榱双@得物質(zhì)效益和精神效益，投入設(shè)備、設(shè)施等生產(chǎn)資料?！摆吚⑷胄該p失”可以分為居民財產(chǎn)損失、人員傷亡和林業(yè)設(shè)備、設(shè)施的損失?！氨芎ρa(bǔ)償性損失”分為“災(zāi)前避害損失”和“災(zāi)后補(bǔ)償損失”兩部分。“災(zāi)前避害”是指在火災(zāi)發(fā)生之前為了防止森林火災(zāi)的發(fā)生所投入的防火設(shè)備、設(shè)施，“災(zāi)后補(bǔ)償”是指火災(zāi)發(fā)生后用來將損失降到最低所進(jìn)行的火災(zāi)撲救、善后處理和跡地恢復(fù)改善所產(chǎn)生的費(fèi)用。

“效應(yīng)性系統(tǒng)損失”指林火被撲滅以后，森林火災(zāi)帶給整個社會和生態(tài)環(huán)境的影響，其分為社會效益的損失和生態(tài)效益的損失兩部分。社會效益包括增加就業(yè)人數(shù)的效益，勞動生產(chǎn)率提高的效益，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效益以及社會文明進(jìn)步的效益[31]。火災(zāi)發(fā)生后，停工、停產(chǎn)和停業(yè)的損失分別對應(yīng)于就業(yè)人數(shù)效益的損失、勞動生產(chǎn)率提高效益的損失和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化效益的損失。社會文明進(jìn)步效益的損失指火災(zāi)發(fā)生后可能導(dǎo)致?lián)尳?、偷盜和逃荒等社會秩序的混亂。生態(tài)效益包括空氣質(zhì)量效益、水土環(huán)境效益和其它生態(tài)效益三部分。空氣質(zhì)量效益是有關(guān)于空間質(zhì)量指標(biāo)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(huán)境效益包括防風(fēng)固沙效益(土效益)、涵養(yǎng)水源效益(水效益)和培肥地力效益(肥效益)。其它生態(tài)效益包括生物多樣性保護(hù)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(biāo)體系

森林作為一個系統(tǒng)，有其固有的地形地貌、動植物資源和水環(huán)境等，其內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)功能和運(yùn)行機(jī)制。它以一個整體的形式在維持、發(fā)展自身的同時，對外界系統(tǒng)產(chǎn)生影響，如生態(tài)環(huán)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(chǎn)力，有目的在森林中注入設(shè)備、設(shè)施等資產(chǎn)，以便讓森林更好地為整個社會服務(wù)。當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時，人類還要組織力量去撲救火災(zāi)，以使損失程度降到最低。森林系統(tǒng)始終與人類構(gòu)成的社會系統(tǒng)的索取和付出息息相關(guān)，因此，對于森林火災(zāi)損失也應(yīng)當(dāng)以系統(tǒng)來劃分，可劃分為：固有性系統(tǒng)損失、注入補(bǔ)償性系統(tǒng)損失和效應(yīng)性系統(tǒng)損失。具體的損失分類如圖1所示。

圖1 新提出的森林火災(zāi)損失分類方法

指標(biāo)是一組反映系統(tǒng)特性，能夠表明系統(tǒng)狀態(tài)的信息，應(yīng)盡可能地對各個指標(biāo)進(jìn)行量化，便于人們認(rèn)識和理解各項指標(biāo)的意義[32]。森林火災(zāi)損失評估指標(biāo)體系中的指標(biāo)，不僅應(yīng)該能反映森林系統(tǒng)的受害狀況，還應(yīng)表明森林系統(tǒng)遭受火災(zāi)之后，帶給整個社會的影響以及即時的和動態(tài)的生態(tài)環(huán)境狀況。指標(biāo)的設(shè)計當(dāng)遵循科學(xué)性、簡易性、可操作性、宏觀和微觀互補(bǔ)的原則?？茖W(xué)性指設(shè)計的評估指標(biāo)是對森林系統(tǒng)內(nèi)受害、系統(tǒng)外受影響的客觀反映，指標(biāo)含義明確，方法規(guī)范；簡易性是指評估指標(biāo)簡單、明了，能夠快速計量；可操作性是指指標(biāo)評估所用到的數(shù)據(jù)來源應(yīng)當(dāng)容易獲得，并且要保證其可靠性；宏觀與微觀互補(bǔ)的原則指盡可能的利用“3S”等高新技術(shù)結(jié)合實(shí)地調(diào)查，做到全面的森林火災(zāi)損失評估，具體的指標(biāo)體系如圖2所示。

注：①森林火災(zāi)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(zāi)區(qū)森林總蓄積量(m3)×100%；③人均損失價值(元/人)=經(jīng)濟(jì)損失價值(元)/災(zāi)區(qū)總?cè)丝跀?shù)(人)；④林地?fù)p失平均價值量(元/hm2)=經(jīng)濟(jì)損失價值(元)/森林總面積(hm2)；⑤撲火成效比(%)=撲火費(fèi)用(元)/森林火災(zāi)損失(元)×100%；⑥空氣質(zhì)量指數(shù)的測定依據(jù)：環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)技術(shù)規(guī)定(試行)(HJ 633-2012 )。

4 結(jié) 論

本文引入“系統(tǒng)”而提出新的分類方法，力求分類合理、具體和明確，區(qū)別于之前研究文獻(xiàn)分類概念的模糊性，避免漏估和重復(fù)估計，便于今后對某一項損失進(jìn)行快速有效的分類，從而作出準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)損失評估。另外，新的指標(biāo)體系剔除不具代表性的指標(biāo)項，增加重要的指標(biāo)項，為人們清楚認(rèn)知森林火災(zāi)的危害程度提供導(dǎo)向，引導(dǎo)人們更加合理地利用和保護(hù)森林資源，提高防火的意識和自覺性。

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