道路网络连通性对意大利南部野火概率的影响机制及管理策略研究

本研究针对道路网络连通性与野火概率的关系问题，通过ANN模型构建了意大利Apulia地区的野火概率图（HWP/MWP/LWP），结合Cochran公式与Neyman分层抽样，分析了Alpha、Beta等8项道路拓扑指数。结果显示HWP区域道路密度（405.14 Chi2，p<0.05）和节点数（541.60 Chi2）显著更高，揭示了道路网络复杂性加剧人为火源风险的机制，为差异化防火规划提供了量化依据。

　　

野火正日益成为全球地中海气候区面临的重大生态威胁，而人类活动驱动的火源占比高达90%以上。在意大利南部的Apulia地区，橄榄园与葡萄园交织的农业景观与14%的森林覆盖率形成了独特的火灾风险带。尽管既往研究已注意到道路密度与野火的相关性，但单纯依靠"道路密度"这一单一指标，就像试图用体温计诊断所有疾病一样片面——它无法解释为何某些高密度路网区域反而火灾较少，而某些稀疏路网区却频繁起火。这种认知缺口使得防火资源分配如同"盲人摸象"，亟需更系统的道路网络拓扑特征分析来破解谜题。

意大利巴里大学（University of Bari Aldo Moro）土壤植物与食品科学系的研究团队独辟蹊径，将交通地理学的网络分析法引入野火研究。通过构建2000-2021年野火数据库与ANN预测模型，首次将Alpha（环路率）、Beta（连接度）、Cyclomatic（冗余度）等8项拓扑指数与火灾概率分级（HWP>0.66, MWP 0.33-0.66, LWP<0.33）建立定量关联。这项发表在《Ecological Indicators》的研究，犹如为野火预测安装了一套"道路CT扫描仪"，揭示了基础设施规划与生态安全的深层联系。

研究团队运用三项核心技术：1）基于1km²网格的ANN模型，整合19个气候-地形-植被变量预测火灾概率；2）采用Cochran公式确定1521个样本量，通过Neyman分配实现HWP(13%)/MWP(21%)/LWP(66%)分层抽样；3）运用Kruskal-Wallis非参数检验比较拓扑指数差异，辅以Dunn-Bonferroni事后检验。数据源自意大利国家地理门户的火灾历史记录与地方道路数据库。

3.1 野火概率图谱特征

ANN模型生成的预测图（RMSE=0.79）显示，Gargano半岛等北部山区为显著HWP区（12.83%），与2007年特大火灾历史吻合。值得注意的是，65.69%的LWP区主要分布在平原农业带，而MWP区（21.48%）多处于生态过渡带，暗示不同概率分区的道路网络可能呈现梯度差异。

3.2 道路拓扑的"概率指纹"

HWP区展现出独特的"三高"特征：节点数（中位数147 vs LWP 78）、链接数（119 vs 64）和道路密度（64.15 vs 19.32 m·ha^-1）均显著更高（p<0.01）。Alpha指数虽整体趋近于0，但HWP区（-0.07）仍显著高于LWP区（-0.15），揭示高火灾风险区存在微弱但关键的环路优势。最具戏剧性的是Cyclomatic数，HWP区中位数-24远低于LWP区-9，表明前者尽管节点密集，但冗余路径反而更少——这就像城市主干道虽多却缺乏绕行路线，一旦关键节点阻断将严重阻碍消防调度。

4.2 管理策略的"双刃剑效应"

研究颠覆了"路网越密越安全"的直觉认知：HWP区每增加1km道路密度，火灾概率提升27%（Beta=0.92, p=0.04），证实道路连通性会通过提升人类活动频率而放大点火风险。但矛盾的是，这些区域又最需要道路支持消防作业。对此，作者提出"时空精准管控"方案：在旅游旺季暂时封闭非必要农用道路（占HWP区62%），同时在关键节点布设物联网传感器（如D’Este等2021年方案），形成"动态防火墙"。对于MWP区，建议优化21%的次级路网效率（Eta指数0.27→0.19），通过拓宽应急车道提升救援速度。

这项研究开创性地构建了"道路拓扑-火灾概率"分析框架，其方法论价值远超Apulia区域本身。就像GPS导航需要实时路况数据，未来防火规划必须整合Alpha、Cyclomatic等拓扑参数。该成果尤其适用于中国南方丘陵区等类似地中海气候带，为破解"要发展还是要安全"的基础设施建设悖论提供了量化工具。当气候变化使野火季延长40%的今天（Elia等2022数据），这种"以空间换安全"的精细化管理思维，或许正是人与自然共存的新密码。