《Fire》：Characterizing Human-Caused Wildfire Based on the Fire Weather Index in South Korea
Chan Jin Lim and
Heemun Chae
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为解决韩国野火主要由人类活动引发、且与居民人口密度在空间上不匹配的问题，研究人员开展了一项整合气象火险指数(FWI)、双变量空间自相关和点火机制分析的研究。研究发现，野火在首尔都市圈外围和山区形成不同的高发集群，分别与建筑-森林界面(WUI)暴露和流动人口活动相关。该研究为制定空间差异化的野火预防策略提供了科学依据。
在全球气候变化的大背景下，野火风险日益增加，许多地区的火灾多发季变得更长、更干燥。韩国的情况尤为特殊，其国土约64%被森林覆盖，且人类居住区、农田和基础设施广泛分布在森林附近。但与许多火灾多发地区不同，韩国的野火主要由人类活动引起，而非雷电。从2004年到2023年的记录显示，森林游客活动导致的火灾占比最大（35.5%），其次是农田边界焚烧（13.3%）、垃圾焚烧（12.1%）、与香烟相关的引燃（6.6%）以及建筑火灾蔓延至森林（4.5%）。由雷电引发的火灾极为罕见，仅占约0.12%。这种独特的起火原因构成，意味着韩国野火的空间分布不仅受天气条件控制，更受人-地互动模式的深刻影响。
然而，一个关键问题摆在面前：在高火险天气下，如果缺乏潜在的火源，火灾可能不会发生；反之，在中等火险天气下，如果人类活动集中，火灾频率也可能升高。这使得传统的、单纯基于气象条件的火灾风险评估在韩国可能“失灵”。更复杂的是，如果分析只关注火灾次数，那么靠近森林的人口稠密市郡往往会成为主要风险区，而农村和山区那些经过居民人口或建筑燃料暴露“标准化”后的火灾频率则可能被低估。在韩国，居民人口密度与野火发生频率之间存在着一种有趣的“空间错配”。为了厘清这种复杂关系，制定更精准的预防措施，一项名为“基于火灾天气指数(Fire Weather Index, FWI)表征韩国人为野火”的研究在《Fire》期刊上发表。该研究旨在建立一个将气象火险、人类活动模式和空间人口结构联系起来的分析框架，以揭示野火发生的内在机制。
为了开展这项研究，研究人员综合运用了几项关键技术。首先，他们利用韩国气象厅自动天气观测系统(ASOS)73个站点的数据，计算了每日FWI值，并通过百分位数标准化，使其能在全国范围内进行可比。其次，为了估算每个野火起火点的气象条件，他们采用了一种改进的反距离加权插值法，该方法同时考虑了气象站与起火点之间的水平距离和高程差。接着，针对火灾次数存在过度离散的特点，他们使用负二项回归模型，建立了野火发生与FWI百分位之间的关系，并识别出关键的风险阈值。最后，为了量化局地人口与野火发生的关系，他们运用了双变量局部空间自相关分析，识别出“高高”(HH)和“低高”(LH)等不同类型的空间聚类模式，从而揭示人口密度与火灾频率之间的空间关联模式。
研究结果
1. FWI百分位数阈值与野火发生概率
通过负二项回归模型，研究人员成功量化了不同FWI百分位下的预期每日野火频率。他们识别出了两个具有实际意义的气象风险阈值：当FWI达到4.39时，全国范围内的预期每日火灾次数开始超过1起（μ ≥ 1 fire/day）；当FWI达到6.84时，预期每日火灾次数将超过2起（μ ≥ 2 fires/day）。这些阈值为基于气象条件的火灾预警和资源预部署提供了定量依据。
2. 人口密度与野火频率的双变量空间聚类
双变量LISA分析揭示了居民人口密度与野火频率之间显著的空间不匹配现象。研究发现了两种主要的高火灾集群：“高高”(HH)集群和“低高”(LH)集群。HH集群主要集中在首尔大都市区的边缘地带，这些地区本身人口密度高，火灾频率也高。而LH集群则出现在江原道、庆尚北道等山区省份，这些地方的居民人口密度相对较低，但野火发生频率却异常高。这种LH集群的存在，明确指出了在人口稀疏的山区，存在着与常住居民不同的、主导火灾发生的驱动因素。
3. 基于点火原因、行政类型和景观指标的集群解读
为了深入理解上述空间集群的形成机制，研究进一步结合了火灾原因、行政类型、森林和林-城界面指标进行分析。在LH集群（山区高火灾区），火灾主要由森林游客活动和农田焚烧引起，这表明流动人口（如游客、从事农事者）是主要的火灾风险源。而在HH集群（都市区边缘高火灾区），与香烟相关的火灾以及从建筑物蔓延至森林的火灾比例相对更高，突显了城市蔓延和野地-城市界面(Wildland-Urban Interface, WUI)暴露带来的特定风险。此外，研究还发现，野火事件集中发生在林龄等级为4-5级的针叶林和阔叶林中，且在大都市区，起火点与建筑物之间的平均距离常常小于150米，这进一步证实了WUI区域的极高风险。
研究结论与意义
本研究通过整合气象火险指数(FWI)、负二项回归和双变量空间分析，系统刻画了韩国人为野火的时空格局与形成机制。核心结论指出，韩国的野火风险呈现显著的空间异质性，不能简单地用统一的人口导向策略来应对。在山区形成的“低人口-高火灾”(LH)集群，其风险主要源于流动人口（游客、农事活动）；而在大都市边缘形成的“高人口-高火灾”(HH)集群，其风险则与密集的建筑环境和WUI暴露密切相关。
这一发现具有重要的政策意义。它强烈提示，有效的野火预防策略需要从“一刀切”的模式，转向基于空间分异的精准管理。具体而言，在LH地区，预防重点应瞄准 transient populations（流动人群），加强对森林游客的教育、监管以及对农田焚烧行为的规范管理。而在HH地区，策略核心则应聚焦于缓解WUI暴露风险，例如通过优化土地利用规划、建设防火带、提升建筑材料的防火标准等方式，减少火灾从建筑向森林蔓延的可能性。本研究构建的分析框架，将气象条件、人类活动与空间结构相结合，为理解和应对以人为火源为主导的野火风险提供了可推广的方法学工具，对于韩国乃至其他具有类似火灾驱动机制的地区，都具有重要的理论与实践价值。
