《Journal for Nature Conservation》：Examining socioeconomic and biophysical factors associated with wildfire occurrence in Southeast Atlantic Forest, Brazil
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近年来，巴西面临着令人担忧的火灾季节。对火敏感的大西洋森林（Atlantic Forest）生物群落，作为一个生物多样性热点，历史上一直受到人为火灾的影响。尽管细尺度上生物物理和社会经济因素的影响在野火研究中已受到关注，但宏观尺度社会经济指标与火灾发生之间的关
近年来，巴西面临着令人担忧的火灾季节。对火敏感的大西洋森林（Atlantic Forest）生物群落，作为一个生物多样性热点，历史上一直受到人为火灾的影响。尽管细尺度上生物物理和社会经济因素的影响在野火研究中已受到关注，但宏观尺度社会经济指标与火灾发生之间的关系仍鲜为人知。因此，研究人员试图探究巴西东南大西洋森林中，在宏观尺度和细尺度多边形层次上，生物物理和社会经济因素与火灾发生之间的可能关系。利用地理信息系统（Geographic Information System, GIS）和统计模型，研究人员将火疤（fire scars）与市级尺度和局部尺度预测因子相关联。在分析的37年（1986–2022）中，年平均过火面积下降，而平均火疤尺寸增加。此外，火疤的高峰月份从7–11月转移至8–9月。火疤与海拔、坡度和到道路的距离呈正相关，与到城市地区的距离和市镇内农村土地总面积呈负相关，在高太阳辐射朝向更频繁发生，而在森林区域发生可能性较低。考虑到火灾强度和污染物扩散，火灾发生月份的转移令人担忧。较高海拔和坡度处的火灾可能与牧场更新、高地原生草原火灾以及远离道路相关。靠近城市地区，由于人类活动，火灾风险更高。尽管森林不易发生火灾，但反复火灾、破碎化和气候变化会增加其可燃性。这一知识对于减少火灾风险的综合火灾管理（Integrated Fire Management, IFM）方法至关重要。
**论文解读：巴西东南大西洋森林野火发生的社会经济与生物物理因素分析**
**研究背景与问题**
全球范围内，气候变化导致野火发生频率增加，2024–2025年火灾季热带森林火碳排放比平均水平高出9%。巴西在2024年经历了14年来最严重的火灾事件，烧毁超过3000万公顷，影响森林、稀树草原和牧场，对生物多样性、经济和健康造成广泛影响，加剧环境不公。大西洋森林生物群落作为生物多样性热点，原始覆盖面积约131.5万平方公里，但由于19世纪上半叶以来的强烈砍伐和人为干扰，仅剩约23%的森林植被，其中97%的碎片小于50公顷，且50–60%的植被距离边缘不足90米，这使得其火灾敏感性更高。尽管细尺度生物物理和社会经济因素（如地形、土地利用与覆盖）在野火研究中已受到关注，但宏观尺度社会经济指标（如国内生产总值、人类发展指数）与火灾发生的关系在大西洋森林东南部仍知之甚少。因此，研究人员旨在探究不同尺度（细尺度多边形和宏观尺度）上生物物理及社会经济因素与火灾发生的关系，以期为制定综合火灾管理策略、降低火灾风险和增强景观韧性提供依据。该研究发表在《Journal for Nature Conservation》。
**主要关键技术方法**
研究人员使用了地理信息系统（GIS）和统计模型，主要关键技术包括：1）基于MapBiomas项目收集2的火疤数据（1986–2022年，30米空间分辨率，来源于Landsat影像），提取研究区域（巴西东南部Vale do Paraíba Paulista，包含34个市镇）的月火疤；2）利用NASADEM数字高程模型（30米分辨率）提取海拔、坡度、坡向（分为高、低太阳辐射两类）等生物物理变量；3）从MapBiomas收集8获取土地利用与覆盖（LULC）数据，从OpenStreetMap获取道路数据，计算到城市区域和道路的欧几里得距离；4）从IBGE Cidades平台和2017年农业普查获取市镇级社会经济数据，包括人口密度、人均GDP、市镇人类发展指数（MHDI）、农村面积比例、农村地产数量及面积等；5）通过生成未燃烧多边形（控制组）进行对比，每年随机生成与火疤数量相同、面积匹配的缓冲区样本；6）采用广义线性混合模型（GLMM）整合多尺度变量，将市镇作为随机效应，以火疤/未燃烧多边形为二项响应变量，经逐步方差膨胀因子（VIF）筛选变量，以最低赤池信息准则（AIC）选择最优模型。
**研究结果**
**3.1 火疤动态**
研究人员分析了1986–2022年共37年的火疤数据，发现研究区域累计过火面积169,886公顷，年均4,592公顷。2003年是年过火面积峰值。最近时段（2013–2022）的年均过火面积虽然低于全时期平均（约20%），但单个火疤的平均尺寸却比全时期平均值大40%。火灾频率方面，超过70%的过火点仅发生一次火灾，但近期发生了两次或三次火灾的区域略有增加。火灾季节峰值原本分散在7–11月，现在集中到8–9月，9月占近一半过火面积。这一变化表明火灾动态已发生转移，向干季末集中，可能增加火灾强度和控制难度。
**3.2 统计结果**
探索性分析显示，火疤与未燃烧多边形在海拔、坡度、到道路距离、坡向和土地利用上存在显著差异（Wilcoxon检验或卡方检验p<0.01）。火疤倾向于更高海拔（中位数794.72米 vs. 750.92米）、更陡坡度（14.01° vs. 13.67°）、更远离道路（282.09米 vs. 186.68米），且高太阳辐射坡向占主导。土地利用上，岩石露头、临时作物和混合利用类中火疤比例高于未燃烧区，而牧场、森林和其他利用类相反。市镇级社会经济指标与市镇过火面积百分比的相关性均不显著。
广义线性混合模型（GLMM）最终模型包含12个变量，VIF均<5，AIC最低。模型结果证实：火灾概率随海拔升高、坡度增大、到道路距离增加而显著增加；随到城市区域距离增加而显著降低（即靠近城市更易发生火灾）；高太阳辐射坡向（西至东北及平坦区域）的火灾概率更高；土地利用方面，除“其他利用”类外，所有土地利用类别的火灾概率均显著高于森林（参考水平）；市镇级变量中，仅农村地产总面积与火灾概率显著负相关，即农村地产面积越大的市镇，火灾概率越低。其他社会经济变量（人口密度、GDP、MHDI等）不显著。
**讨论与结论**
研究发现，大西洋森林东南部Vale do Paraíba地区的火灾动态在37年间发生了显著变化：年均过火面积下降但单个火疤扩大，火灾季节集中，反复火灾区域增加。这些趋势与全球模式一致，威胁到火敏感生态系统及人类健康（如火灾季节与干季重合，污染物扩散受阻）。火灾概率与生物物理因素（高海拔、陡坡、高太阳辐射、远离道路）及靠近城市区域相关，反映了人类活动（如牧场更新、高地草原火灾、近城人为点火）与地形气候的共同作用。牧场作为景观基质，因易燃C4入侵草种（如Urochloa spp.）和管理性烧荒，贡献了约60%的火疤面积；森林区域则因封闭冠层和高湿度而火灾概率较低，但反复火灾和碎片化会降低其抵抗力。市镇级宏观指标（如GDP、MHDI）在模型中不显著，表明细尺度多边形级预测因子更能捕捉火灾发生的位置差异，而宏观指标可能掩盖市镇内部异质性。研究强调，在推进生态恢复和自然再生项目时，必须采用综合火灾管理（IFM）策略，以减轻火灾风险、保护恢复成果。
**结论翻译**：
本研究表明，在东南大西洋森林的Vale do Paraíba地区，火灾在整个时间序列中一直存在，且其动态在分析的时间间隔内发生了变化。研究还揭示，火灾在研究区域呈现空间分布，部分区域发生频率更高，但具有不同的生物物理和社会经济特征。在最近的时间间隔（2013–2022）中，火灾发生与生物物理和社会经济变量在统计上相关，主要与细尺度多边形级预测因子相关：火灾更频繁地发生在较高海拔、陡坡、接受更高太阳辐射的坡向以及远离道路的区域，而靠近城市区域和森林区域分别表现出更高和更低的燃烧概率。所有这些特征凸显了该区域复杂的火灾格局。因此，需要采用多学科方法，通过在地域实施的政策和项目中采纳综合火灾管理来控制火灾风险。在此意义上，必须管理火灾以避免对正在发生的自然再生或生态恢复项目造成威胁。本研究结果可为未来研究如何在该区域实施综合火灾管理提供参考，包括考虑脆弱性降低、准备、响应和恢复等适应本地现实的行动。未来研究也可探究火灾与其他方面（如火灾相关政策和其他社会经济变量）的关系。
