《Trees, Forests and People》：Integrating Geo-Spatial Analysis and Gray Relational Approach for Wildfire Susceptibility Mapping in Bale Mountain National Park, Ethiopia
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本研究针对埃塞俄比亚巴莱山国家公园日益严峻的野火风险，创新性地结合地理空间分析与灰色关联分析（GRA）方法，旨在精确绘制野火敏感性图谱。研究识别了海拔、坡度、植被类型、地表温度（LST）、归一化植被指数（NDVI）、距道路距离和距居民点距离等七个关键驱动因子，并量化其影响权重。结果表明，植被类型是野火发生的最主要影响因素（权重20.8%），其次是海拔（18.2%）和NDVI（16.1%）。最终生成的敏感性地图显示，公园内59.93%的区域为中度敏感，39.77%为低敏感，而高度敏感区域仅占0.3%，主要分布在海拔较高、坡度较陡且靠近道路的区域。该研究为数据稀缺的山区生态系统提供了可靠的野火风险评估工具，对制定针对性的防火策略和保护生物多样性具有重要意义。
在埃塞俄比亚的瑰宝——巴莱山国家公园，连绵的山脉、独特的非洲高山植被以及丰富的特有物种构成了一幅壮丽的生态画卷。然而，这片珍贵的自然遗产正面临着野火日益频繁和严重的威胁。回顾历史，2000/2001年度以及2007/2008年度，公园内曾发生约142起火灾，过火面积高达38,150公顷，对国家公园的生态系统和生物多样性造成了显著冲击。野火不仅直接摧毁动植物栖息地，还会改变土壤结构、影响水源涵养，并对全球气候变化产生反馈。随着周边人口的增长和人类活动范围的扩张，由人类活动引发的火灾风险持续增加。与此同时，全球气候变化导致的干旱频发和气温升高，也使得植被更干燥、更易燃烧。因此，准确识别公园内哪些区域最容易发生野火，即进行野火敏感性制图，对于实施前瞻性的火灾预防、高效的资源调配以及制定科学的保护策略至关重要。
为了精准评估巴莱山国家公园的野火风险，研究人员开展了一项结合地理信息系统与灰色关联分析的研究。本研究主要利用了遥感影像和地形数据等地理空间数据。具体而言，高程和坡度数据来源于美国航天局（NASA）的航天飞机雷达地形测绘任务（SRTM）提供的30米分辨率数字高程模型（DEM）。植被信息则通过分析美国地质调查局（USGS）提供的Landsat卫星影像来获取，用于计算归一化植被指数（NDVI）和地表温度（LST）。此外，研究还结合了道路、居民点等矢量数据。研究的关键在于应用灰色关联分析这一方法，来客观确定各环境因子（海拔、坡度、植被类型、LST、NDVI、距道路距离、距居民点距离）对历史火灾发生的影响程度（即权重），避免了传统方法中主观赋值带来的偏差。最后，在GIS平台中采用加权叠加分析，整合所有因子及其权重，生成最终的野火敏感性分布图。
3.1. 空间分析与灰色关联系数（GRC）
研究首先对七个选定的野火影响因子进行了空间分析和灰色关联分析。灰色关联分析的结果用于确定各因子对野火影响的相对重要性（权重）。计算出的各因子平均灰色关联度从高到低依次为：植被类型（0.80）、海拔（0.70）、NDVI（0.62）、地表温度LST（0.48）、距道路距离（0.46）、距居民点距离（0.40）和坡度（0.39）。这表明，在该研究区域，植被类型是影响野火发生的最重要因素，其次是海拔和NDVI。
3.2. 巴莱山国家公园野火制图
基于灰色关联分析得出的权重，研究利用GIS的加权叠加分析工具生成了巴莱山国家公园的野火敏感性地图。最终制图结果将研究区域的野火敏感性划分为三个等级：低、中、高。面积统计表明，大部分区域（1411.37 km2，占59.93%）属于中度敏感区；低敏感区面积为936.61 km2（占39.77%）；而高敏感区面积很小，仅为7.02 km2（占0.3%）。空间分布上，识别出的六个高度敏感热点区域多数位于公园边缘，靠近道路穿越点和居民区。中度和低度敏感区则在公园内部分布相对均匀。结果还显示，高敏感区通常与中敏感区相邻，暗示一旦起火，火势可能迅速向中度敏感区蔓延。
3.3. 模型验证结果
为评估所构建模型的准确性，研究采用了空间叠加和统计验证两种方法。将模型预测的高敏感区与过去30年（1990-2020年）基于Landsat卫星影像提取的历史火烧迹地进行叠加对比发现，六个预测热点中的五个位于历史火灾点附近，其中三个与历史火烧迹地完全重合。统计上，采用皮尔逊相关性分析，结果显示预测的野火热点与历史火烧迹地的空间分布之间存在强正相关关系（相关系数 r = 0.847，在0.01水平上显著）。这证明了该野火敏感性模型具有良好的预测能力，结果可靠。
4. 讨论与5. 结论
研究的讨论部分深入分析了各因子对野火的影响。主要结论包括：植被类型（尤其是灌木丛和草地）是决定野火敏感性的最关键因素。高海拔和陡峭坡度地区被识别为野火热点，这与火焰易向上坡快速蔓延的特性相符。值得注意的是，研究发现在该区域，地表温度（LST）与海拔呈现出一定的正相关关系，这与通常温度随海拔升高而降低的规律有所不同，可能与该地区特殊的气候条件或全球气候变化背景下高海拔地区增温更明显（海拔依赖性增温）有关。此外，野火热点明显聚集在道路和居民点附近，表明人类活动是重要的火源来源。敏感性测试表明，尽管权重和分类阈值的变化会影响高敏感区的具体边界，但主要的空间格局是稳健的。
综上所述，本研究成功地将灰色关联分析与地理空间技术相结合，为巴莱山国家公园绘制了可靠的野火敏感性地图。研究成果明确了关键风险区和主要驱动因子，强调了人类活动与自然因素共同作用下的火灾风险。该研究为公园管理者提供了科学的决策支持，有助于开展针对性的火灾预防、早期预警和资源规划，对于保护这一具有全球重要性的生物多样性热点区域免受野火威胁具有重要的实践意义。研究者也指出，未来可纳入更多因子（如风速、湿度）和使用更精细的数据来进一步优化模型。
