火源是引起森林火灾的必要条件。可燃物本身温度达到燃点而引起自燃的情况十分罕见，在通常情况下，引起森林燃烧的最低能量来自森林外界。火源可分为两大类：天然火源和人为火源。天然火源是一种难以控制的自然现象，如雷击火、火山爆发、陨石坠落、泥炭发酵自燃、滚石的火花、滚木自燃、地被物堆积发酵自燃等。从各国的天然火源引起森林火灾发生的情况来看，其中最主要的是雷击火。雷电作为一个干扰因子所引发的森林火灾，损失和危害极大，常常导致成片森林被毁，也使得森林火灾的预防与扑救变得更加复杂(王正非等，1985；程邦瑜等，1996)。

雷电是引发植被火最重要的自然原因之一，雷风暴及雷电在世界各地发生非常频繁(舒立福等，1999)。Komarek(1974)分析了地球表面雷电风暴的分布，由雷击火引起森林火灾最多的国家，主要是美国、加拿大、俄罗斯和澳大利亚等。美国、加拿大等国均有较严重的雷击火，约占火源的5%~10%。美国平均每年有1~1.5万次雷击火，美国西部山区约有68%的森林火灾由雷击火引起。在加拿大的不列颠哥伦比亚、阿尔伯塔和安大略3省，由雷击火引起的火灾次数分别占火灾总次数的41%、60 %和31%(Komarek, 1974)。我国的雷击火在少数地区也相当严重，全国范围内雷击火占1%~2%，主要发生在黑龙江的大兴安岭，内蒙古的呼盟和新疆的阿尔泰山地区，其中以大兴安岭和呼盟林区尤为突出，大兴安岭地区几乎每年都有雷击火引起的林火，也是全国雷击火发生最多最集中的区域。大兴安岭地区的雷击火约占该地区森林火灾总次数的38%，呼伦贝尔盟占18%，最多年份可达38%，最少年份也有8%。

1 研究区域概况

研究区域选择在黑龙江省大兴安岭林区呼中区，呼中区地处大兴安岭主山脉东坡，伊勒呼里山脉北坡，西部与内蒙古相邻，地理坐标为122°42′14″~123°18′05″E，51°17′42″~51°56′31″N之间，总面积94万hm²，其中林地面积60多万hm²。本地区属于中低山冻土地貌，海拔多在700~1 200 m之间，坡度较大，最高山峰海拔1 404 m，平均海拔812 m，是雷击火多发生的区域。该区植被属寒温带针叶林区，森林类型以兴安落叶松-偃松(Larix gmelinii-Pinus pumila)和偃松灌丛为主，分布遍及全区，还有少量白桦林(Betula platyphylla)和樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)。该区属寒温带大陆性气候，又具有明显的山地气候特点。年平均气温为-4.4℃，极端最低气温-49.2℃，年降水量481.6 mm，主要集中在6、7和8月份，无霜期80~100?d。自成立行政区域以来，多发的雷击火给森林防火工作带来了很多困难，造成很大损失。因此要研究雷击火的特点，预防雷击火的发生，减少森林资源的损失。

2 研究方法

森林的燃烧需要有一定的火环境，干旱状况、雷暴天气、可燃物状况和地形构成了雷击火发生的火环境(见图 1)。雷击火是雷暴形成的闪电接触地面具备燃烧条件的可燃物发生的火灾，雷击火的发生与落雷的数量、可燃物干燥程度以及气象条件密切相关。

2.1 资料收集

整理雷击火发生资料，收集与雷击火发生密切相关的气温、降水等气象资料。

2.2 野外测定方法 2.2.1 雷击可燃物测定

选取发生雷击火的林地，调查其可燃物类型，雷击木高度，雷击疤痕特点。

2.2.2 地形测定

应用GPS测定海拔，对雷击火发生区域进行实地测量，测定其海拔。

2.3 数据分析 2.3.1 GIS分析

对收集到的雷击火资料建立数据库，将研究区的地图进行数字化处理，应用GIS技术，将雷击火发生按照经纬度标绘，建立雷击火发生分布图。

2.3.2 雷击火发生频率计算

某一特定条件下雷击火发生次数占雷击火总次数的比率，U=N₁/N₂×100%，式中，U代表雷击火发生频率，N₁表示一定条件下雷击火发生次数，N₂表示雷击火发生总次数。

2.3.3 拟合曲线分析

雷击火不同条件下发生频率分布有一定的规律性，采用拟合曲线可以更直观地分析雷击火分布规律：Υ=a₁+a₂x+a₃x²，式中，Υ为雷击火发生频率，a₁, a₂, a₃为待定系数，x为雷击火发生条件，如时间、海拔等。

雷击火随时间变化：Υ_t=-6.1812+0.8424x_t-0.0276x_t²，式中，Υ_t为雷击火发生频率，x_t为雷击火发生的时间，13≤x_t≤18，单位：o’clock。

雷击火随海拔变化：Υ_h=-0.089 8+0.290 4x_h-0.052 9x_h²，式中，Υ_h为雷击火发生频率，x_h为海拔，0.35≤x_h≤1.5，单位：km。

3 结果分析

特殊可燃物、出现干雷暴的天气和较高的地形构成了雷击火发生的火环境。雷击火的分布与雷暴系统的路径、植被状况和地形的特性分不开。长期降水少，可燃物失水严重，干旱时期有丰富的可燃物，雷暴发生后干燥的植被容易引火燃烧。起火之后，遇上盛行的大风就能使火灾迅速蔓延。雷击火主要发生在人烟稀少，交通不便的边远原始林区，因此很少及早发现和及时扑救。

3.1 雷击火发生时间分布 3.1.1 雷击火发生年份和季节分布

雷击火发生有一定的时间性。从年份上看，呼中区1969—2002年期间，共发生山火16 8起，其中雷击火131起，占77.98%。不同年份，发生的也不一样。如1992年，发生林火27起，其中雷击火25起，占92.59%。但在1981年，全区又没有发生雷击火，其他年份发生的雷击火3次左右。

3.1.2 雷击火发生月份分布

大兴安岭林区雷击火发生时间一般在4月中旬至7月中旬，个别年份秋季9月也有发生, 4月极少，5月占8.66%，6月占42.52%，7月占23.62%，8月占17.32%，9月占7.87%。因此，6—8月是雷击火多发月份(见图 2)。特别是遇到干旱天气，雷击火明显增多。特别值得注意是2002年8月发生11起雷击火，占当年火灾总数的100%，8月份成为新的雷击火多发月份。

3.1.2 雷击火发生时段分布

雷击火的发生时段也有一定的规律性，在一天中午后最多，早晨最少。大部分发生在下午的14—17时，主要集中在15—16时，这也和雷暴发生的时段相符合(见图 3)。

3.3 可燃物

雷暴产生的高温，不仅能烧焦地面物，而且能够直接引起草类和树木等地面干燥可燃物的剧烈燃烧，尤其是落叶树落叶和杂乱物以及枯立木上更易发生，燃烧蔓延到地表细小可燃物，引起地表火。

3.3.1 雷击木

森林可燃物是雷击火发生的物质基础。森林中雷击木主要是枯立木、病腐木、老龄木、树根和伐根，这些树木遭雷击后，大部分不会形成火灾，只有少部分细小可燃物丰富的地段，被雷击后蔓延到林下形成燃烧。被击的树木有环状或竖状雷击疤痕，树干、树根断裂或开裂。一般情况下被击木是一棵树，但也有时是击碎多棵树。雷击高度从树根部到树顶部不等，以树干部位遭雷击居多。一次干雷暴天气过程，可以同时引起多起雷击火，他们之间的距离最远可达150 km。

3.3.2 可燃物类型

大兴安岭林区雷击火发生在落叶松-偃松林、樟子松-偃松林或落叶松-白桦林林内的成过熟林中，发生在落叶松-偃松林中雷击火最多，这是因为偃松林含有丰富的油脂，加之林下苔藓等细小可燃物较多，遇干旱少雨容易干燥，极易形成火灾燃烧。

3.4 气象条件 3.4.1 雷暴天气

在高空大气中，由于冷锋面不断向前移动，暖空气继续上升，温度下降，水汽凝结，从而形成既有水滴又有冰晶的对流云。这是阵雨云，因伴有雷电发生，也称之为雷雨云。在雷雨云内部由于电荷分离的结果，在云内和云地之间造成非常大的电位差，当电场到达一定强度就产生很长的火花放电路，即所谓闪电(Anderson, 1964；Barden et al., 1974)。雷击火与雷暴的活动密切相连。雷暴有地方性雷暴和锋面雷暴。地方性雷暴是由于地形作用，只局限于一定的区域；锋面雷暴是由于冷气团的作用，暖气团抬高形成的雷暴，能在锋面上几处同时发生。打雷时没有雨，光有雷电出现没有降水配合的，俗称“干雷暴”，在可燃物长期干燥情况下，一落雷就很容易着火蔓延成灾。

3.4.2 气候条件

大兴安岭林区属于大陆性气候，受气旋活动的影响，在伴随着增温、旱雷，降雨量小于1 mm时，就容易发生雷击火。一个地区雷击火的数量和降水量有直接关系，干旱日数越长，雷击火越多；气温低、降水量多于常年，雷击火就少；反之，气温高，降水量少于常年，雷击火就多(见图 4)。

3.5 地理因素 3.5.1 纬度

图 5为大兴安岭呼中区2002年雷击火发生分布图，可以看出纬度越高的林区，雷击火发生越多。

3.5.2 海拔

雷击火发生的地点，多数在人员活动稀少，交通不便的海拔800 m以上山脉的腹部或山顶的落叶松-偃松林、樟子松-偃松内。由于地处偏远，山高林密，交通不便，发现晚，并给扑火队带来重重障碍，不能及时赶赴火场，错过了有利时机往往形成火灾或大火灾，故损失较严重，也有极少数雷击火发生在海拔600 m以下的落叶松-杜鹃林内。

3.5.3 地形

落雷对于环境是有选择的，森林雷击火与地面因子有关(Taylor，1974)。山地林区比草原、农耕区多；沼泽地、结构紧密又湿润的土壤地带，比干燥又疏松的沙土地多；采伐迹地及林缘、密林中多。

4 结论

特殊可燃物、出现干雷暴的天气和较高的地形构成了雷击火发生的火环境。长期干旱降水少，可燃物失水严重，森林中积累丰富的可燃物，雷暴发生后干燥的植被容易引火燃烧。起火之后，遇上盛行的大风就能使火灾迅速蔓延。

雷击火的分布与雷暴系统的路径、植被状况和地理条件分不开。大兴安岭纬度越高的林区，雷击火越多，51°N以北海拔800 m以上山脉的腹部或山顶的落叶松-偃松林、樟子松-偃松内地区为该林区雷击火发生最集中区域。雷击火主要发生在人烟稀少，交通不便的边远原始林区，因此很少及早发现和及时扑救。一次干雷暴天气过程，可以同时引起多起雷击火，它们之间的距离最远可达150 km。

越干旱年份，雷击火就越多。雷击火多发生在6—8月，每年这个时期都会出现一个雷击火高潮。雷击火的发生时段也有一定的规律性。主要集中在下午的14时到17时，这也和雷暴发生的时段相符合。

雷击火的发生与雷暴、连旱天数、温度、相对湿度和可燃物含水率有关，主要因素取决于降水量的多少。当可燃物的含水率达到不能燃烧时，雷暴的次数再多也不能构成雷击火。当年降水量在600 mm以上时，雷击火就少，降水量在350~580 mm时，雷击火就多于往年。越是干旱天气，雷击火越多，损失也越严重。

近年来随着全球气温升高，全球森林火灾有增加的趋势，特别是北方林区。大兴安岭林区属于北方林区，近年来干旱、高温和大风出现频繁，森林火灾发生时期及频率都发生了明显的变化，特别是夏季雷击火发生显著增多。

由于大气的复杂多变，对雷击闪电的机理尚有许多问题不清楚(Bancroft, 1976；Rorig et al., 2002)，这些都增加了雷击火机理研究的难度，很多问题有待进一步去研究。