解码香港的野生地-城市交界地区火灾发生规律

《Urban Forestry & Urban Greening》：Decoding Wildland-Urban Interface Fire Regimes in Hong Kong

本研究基于香港2010-2024年12545次火灾数据，揭示高密度城市中野火模式与驱动机制。通过空间聚类分析发现，小规模火灾（<1公顷）占58.6%，集中于WUI区域，人类活动主导火险分布，气候因素影响较小。研究为超大城市WUI火灾管理提供科学依据。

　　本研究聚焦于高度城市化的地区中野火威胁的特征，特别是在高人口密度区域如香港所表现出的独特野火-城市界面（WUI）动态。通过分析2010年至2024年间香港记录的12,545起野火事件，我们发现这些野火主要受人类活动主导，而非气候因素。研究揭示了香港野火的主要特征，包括其小规模（小于1公顷）火灾的广泛分布，以及这些火灾在WUI区域的集中趋势。这些发现为理解高人口密度城市环境中的野火风险提供了重要依据，并强调了人类引发的野火在WUI区域日益加剧的威胁。

随着全球气候变化和人类定居区的快速扩展，野火的频率和严重性正在不断上升，这在北美、欧洲和澳大利亚等地区尤为明显。然而，目前的野火研究和政策制定主要集中在这些地区，导致对亚洲快速城市化地区野火模式和驱动因素的认知存在严重不足。野火-城市界面（WUI）作为连接自然荒野与人类开发区域的过渡地带，面临着更高的火灾风险。与传统的连续森林区域相比，WUI区域呈现出植被碎片化、高人口密度、复杂地形和城市微气候等特征，这些因素共同塑造了野火行为的特殊性。

在亚洲，随着大型城市的迅速扩张，WUI区域的暴露程度显著增加，从而提升了对人口和基础设施的潜在威胁。尽管近年来中国内地、韩国和马来西亚等城市地区出现了严重的野火事件，但对这些事件背后的驱动因素、空间动态和野火模式的深入理解仍显不足。因此，城市规划者缺乏基于实证和区域特性的有效应对框架。

香港作为一个拥有超过70%植被覆盖率的亚热带沿海大都市，其独特的地理和生态条件使得野火风险尤为突出。该地区崎岖的地形、频繁的干旱以及广泛的WUI区域共同构成了一个极易引发野火的环境。每年发生的野火事件对居民社区、关键基础设施和自然保护区构成了直接威胁。然而，目前针对香港野火模式的研究仍显不足，尤其是在对野火频率、燃烧持续时间和空间分布等关键指标的系统分析方面。

为了更全面地理解野火模式及其驱动因素，本研究整合了多种高分辨率数据，包括土地覆盖、燃料组成和气候数据，并将这些数据与野火记录相结合，以1公里2为单位进行分析。通过无监督聚类方法，我们识别出了具有相似野火特征的区域，即“pyroregions”，并探讨了这些区域如何受到地形、人类活动和生态背景的影响。这一方法为理解和管理WUI区域的野火提供了新的视角，并强调了开发针对亚热带大都市的野火防控策略的必要性。

本研究的数据来源为香港消防处（HKFSD）提供的15年野火记录，这些记录包含了12,545起经过地理坐标精确记录的野火事件，包括点火时间和燃烧面积等详细信息。为了更好地刻画野火的空间和时间分布特征，我们将这些野火记录统一转换为投影坐标系统（EPSG: 4326）。通过对点火位置和燃烧面积的精确地理定位，我们能够进行高精度的空间分析，从而揭示野火活动的细微变化和区域差异。

研究结果表明，香港的野火活动呈现出明显的空间分布特征，即火灾主要集中在植被密集且人类活动频繁的区域。这种空间一致性表明，人类活动和燃料可用性之间的协同作用是导致野火发生的关键因素。此外，研究还发现，小规模火灾在所有网格中占主导地位，占比高达58.6%。这一现象可能与香港的城市结构和土地利用模式密切相关，因为城市环境中的燃料分布较为分散，且容易受到人为因素的影响。

在野火驱动因素的分析中，研究指出，气候因素虽然在某些程度上影响了野火的发生，但与人类活动相比，其作用相对较小。具体而言，植被覆盖率、人口密度和WUI区域被识别为影响香港野火活动的最重要因素。这一发现对于制定有效的野火防控策略具有重要意义，因为它表明，应对野火风险的关键在于减少人类活动引发的火灾，而非仅仅依赖于改善气候条件。

通过将野火数据与高分辨率的土地利用、燃料组成和气候数据相结合，我们能够更精确地识别出野火模式的区域差异。例如，不同区域的植被类型、人口密度和地形特征可能导致野火行为的显著不同。这种区域性的差异使得野火防控策略需要因地制宜，不能简单地套用其他地区的经验。

此外，研究还探讨了野火模式的季节性特征。在分析2010年至2024年的气候数据时，我们发现野火的发生与特定的气候条件密切相关，尤其是相对湿度、温度、风速和降雨量等变量。然而，这些气候因素只是野火发生的基础条件，真正决定野火空间分布和频率的是人类活动的影响。因此，未来的研究应更加关注人类活动在野火发生中的作用，特别是在WUI区域的管理与规划方面。

在野火驱动因素的进一步分析中，我们发现，人口密度与WUI区域的强相关性（相关系数为0.19–0.33，p<0.001）反映了香港独特的城市形态。高人口密度不仅增加了点火源的数量，还使得火灾更容易在城市环境中扩散。此外，WUI区域的燃料结构和分布模式也对野火的传播和持续时间产生了重要影响。因此，有效的野火防控措施需要综合考虑人口密度、土地利用和燃料管理等因素。

研究还指出，目前许多用于模拟野火行为的计算模型，如FIRETEC和WRF-Fire，虽然在其他地区取得了良好效果，但在亚洲城市环境中的验证和应用仍显不足。这表明，现有的野火模型可能无法准确反映亚洲城市特有的野火模式和驱动因素。因此，有必要开发专门针对亚洲城市环境的野火模拟工具，以提高模型的适用性和准确性。

本研究的另一个重要发现是，野火活动在不同区域表现出显著的空间异质性。通过无监督聚类方法，我们识别出了多个具有相似野火特征的区域，并分析了这些区域如何受到地形、人类活动和生态背景的影响。这种空间异质性表明，野火模式并非单一且均匀的，而是受到多种因素的共同作用。因此，野火防控策略需要根据不同区域的特点进行定制化设计，以实现最佳的防控效果。

此外，研究还强调了城市规划在野火防控中的重要性。在高密度城市环境中，如何在不破坏生态环境的前提下，优化土地利用和燃料管理，是降低野火风险的关键。例如，通过合理的城市布局，减少WUI区域的面积，或者在易燃区域实施更严格的防火措施，都可以有效降低野火发生的可能性。同时，提高公众的防火意识和应急能力，也是减少野火风险的重要手段。

本研究的结论表明，香港的野火活动主要由人类活动驱动，而非气候因素。这一发现为城市规划者和政策制定者提供了新的视角，使他们能够更加关注人类行为对野火的影响。同时，研究还揭示了小规模火灾在城市环境中的普遍性，这可能与城市中燃料分布的碎片化以及人类活动的高频次有关。因此，在制定野火防控策略时，需要特别关注这些小规模火灾的管理，以防止其对城市环境造成更大的威胁。

最后，本研究通过无监督聚类方法识别出的pyroregions，为理解野火行为的空间变异提供了新的工具。这些区域的划分有助于更精准地评估不同区域的野火风险，并为制定区域化的防控措施提供科学依据。同时，本研究还为未来的野火研究提供了新的思路，即在分析野火模式时，应更加注重人类活动与自然环境之间的相互作用，以及这些相互作用如何影响野火的发生和发展。

综上所述，本研究通过对香港野火模式的深入分析，揭示了人类活动在野火发生中的主导作用，并强调了小规模火灾在城市环境中的普遍性。这些发现不仅为理解高密度城市环境中的野火风险提供了重要依据，也为制定更加有效的野火防控策略奠定了基础。在未来的研究中，应进一步探讨人类活动与自然环境之间的复杂关系，并开发更加精准和适应性强的野火模拟工具，以应对不断变化的野火风险。