豫西南地區(qū)應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的脆弱性評(píng)價(jià)

□張明宇 □別乾龍 □張亞麗(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院)

□韓麗瓊 □王培豪(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院河南省高校農(nóng)業(yè)資源利用工程技術(shù)研究中心）

1.引言

隨著人口增長(zhǎng)、土地退化和環(huán)境問(wèn)題等的日益加劇，脆弱性問(wèn)題已成為國(guó)內(nèi)外土地學(xué)界研究的熱門課題。脆弱性常用來(lái)描述相關(guān)系統(tǒng)及其組成要素易于受到影響和破壞，并缺乏抗拒干擾和恢復(fù)初始狀態(tài)(自身結(jié)構(gòu)和功能)的能力。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）在報(bào)告中對(duì)脆弱性(Vulnerability)定義為一個(gè)自然的或社會(huì)的系統(tǒng)容易遭受來(lái)自氣候變化 (包括氣候變率和極端氣候事件)的持續(xù)危害的范圍或程度，是系統(tǒng)內(nèi)的氣候變率特征、幅度和變化速率及其敏感性和適應(yīng)能力的函數(shù)。本文結(jié)合近期國(guó)內(nèi)外有關(guān)氣候變化下自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)脆弱性的相關(guān)研究成果，對(duì)豫西南地區(qū)的脆弱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，希望為防災(zāi)減災(zāi)、為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供一定的參考。

2.豫西南地區(qū)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

蔡運(yùn)龍等通過(guò)探討全球的氣候變化定性分析了我國(guó)農(nóng)業(yè)氣候脆弱性，王靜愛(ài)基于典型區(qū)承災(zāi)體農(nóng)業(yè)氣候脆弱性調(diào)查，從旱災(zāi)過(guò)程診斷和旱災(zāi)系統(tǒng)性診斷出發(fā)，選擇易損性、適應(yīng)性、生產(chǎn)壓力和生活壓力4大類指標(biāo)評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性?？紤]到不同農(nóng)業(yè)承災(zāi)體的脆弱性受到不同因素的制約，即使受同種因素的制約，受影響的程度也不同，故本文對(duì)綜合指數(shù)法進(jìn)行改進(jìn)，主要采取層次分析法構(gòu)建不同的指標(biāo)體系，把自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)相結(jié)合，根據(jù)研究對(duì)象確定指標(biāo)體系框架和指標(biāo)權(quán)重。

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)確定原則

根據(jù)近年來(lái)的研究表明，山區(qū)的生態(tài)脆弱性和社會(huì)系統(tǒng)脆弱性由于區(qū)域成災(zāi)原因、孕災(zāi)環(huán)境的變化出現(xiàn)加劇趨勢(shì)。脆弱性的影響因子很多，因此在對(duì)其進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)時(shí)，為使所構(gòu)建的指標(biāo)能全面客觀反映豫西南地區(qū)脆弱性的本質(zhì)特征，在選取指標(biāo)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

全面性與綜合性原則。脆弱性指標(biāo)必須全面反映一個(gè)地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的各個(gè)方面，既要反映地質(zhì)、地貌、氣候、水文等方面的自然指標(biāo)之間的相互關(guān)系，又要反映出社會(huì)、經(jīng)濟(jì)方面的制約因素，避免指標(biāo)項(xiàng)目的重復(fù)設(shè)置。

科學(xué)性與定量性原則。脆弱性指標(biāo)要能夠客觀地反映文化建設(shè)發(fā)展各方面的變化情況及其內(nèi)在聯(lián)系，每個(gè)指標(biāo)的概念、數(shù)據(jù)收集及計(jì)算方法都必須要有科學(xué)依據(jù)，指標(biāo)的選擇要以可持續(xù)發(fā)展理論、生態(tài)理論、經(jīng)濟(jì)理論及統(tǒng)計(jì)理論為依據(jù)。

實(shí)用性與可獲取性原則。指標(biāo)體系的統(tǒng)計(jì)要有利于資料的取得，指標(biāo)內(nèi)容應(yīng)簡(jiǎn)單明了，并具有較強(qiáng)的可比性和可操作性，而且在目前的技術(shù)水平下能夠予以計(jì)算研究和分析。

代表性與可比性原則。脆弱性指標(biāo)的選取必須根據(jù)各地的實(shí)際情況有代表性選擇，這些指標(biāo)足以反映當(dāng)?shù)氐淖匀弧⑸鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)方面。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇與分析

根據(jù)自然災(zāi)害系統(tǒng)理論和指標(biāo)確定原則，對(duì)豫西南地區(qū)而言，自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的脆弱性是地質(zhì)地貌、水文氣象、土壤植被、生物要素、人為干涉等自然因素和人為因素綜合作用的結(jié)果。從地貌、氣象、植被、耕地、三大產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況幾個(gè)方面考慮來(lái)確定脆弱性影響因子，選擇19個(gè)指標(biāo)(表1),構(gòu)建脆弱性度量指標(biāo)體系，并對(duì)豫西南地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)系統(tǒng)脆弱程度予以評(píng)價(jià)。

表1 河南省豫西南地區(qū)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與權(quán)重表

指標(biāo)X1、X2、X6反映氣候因子對(duì)農(nóng)業(yè)易損性的影響，根據(jù)河南省氣候影響評(píng)價(jià)資料，選擇3個(gè)指標(biāo)反映豫西南地區(qū)脆弱性的成因。有效灌溉面積比(X7)反映區(qū)域水系分布和地形地勢(shì)特征對(duì)農(nóng)業(yè)水災(zāi)的影響，其計(jì)算方法是：X7=耕地有效灌溉面積/耕地總面積。還選取了土壤質(zhì)地X3、水土流失模數(shù)X4、地表起伏度X5作為農(nóng)業(yè)災(zāi)害易損性指標(biāo)。灌溉指數(shù)X10、復(fù)種指數(shù)X11、第一產(chǎn)業(yè)比重X12、人均GDPX14、農(nóng)村貧困人口比例X16、人均教育年限X17反映地區(qū)應(yīng)對(duì)災(zāi)害的適宜性。人口密度越大，災(zāi)害來(lái)臨時(shí)受災(zāi)的幾率越大，承災(zāi)體脆弱性越大，計(jì)算方法是：X13=評(píng)價(jià)單元年末總?cè)丝?單元總面積。人均剩余額(元)X15=單元人均純收入－單元同年人均消費(fèi)額；單位面積基建投資(萬(wàn)元/km2)X18=基建總投資/土地總面積，這兩個(gè)指標(biāo)反映區(qū)域農(nóng)業(yè)災(zāi)害減災(zāi)防災(zāi)建設(shè)投入水平。單位面積公路通車?yán)锍?km/km2)X19=評(píng)價(jià)單元公路通車?yán)锍?單元土地總面積。此指標(biāo)值高，農(nóng)業(yè)水災(zāi)發(fā)生之后區(qū)域農(nóng)業(yè)恢復(fù)生產(chǎn)速度快，脆弱性低。

2.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

指標(biāo)權(quán)重的確定主要采用AHP法，基本過(guò)程是首先確定影響區(qū)域農(nóng)業(yè)脆弱性的要素，然后構(gòu)造兩兩要素相對(duì)重要性的比較判斷矩陣，通過(guò)層次單排序和層次總排序及其一致性檢驗(yàn)后，再進(jìn)行AHP計(jì)算，結(jié)果見表1。為消除各指標(biāo)的量綱差異，對(duì)每個(gè)指標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理。如指標(biāo)與脆弱性呈正相關(guān)則直接采用歸一化值，如與脆弱性呈負(fù)相關(guān)則采用負(fù)歸一化值。

2.4 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

許多學(xué)者對(duì)生態(tài)環(huán)境脆弱度和災(zāi)害脆弱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)方法的研究，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型。本研究在分析比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)業(yè)災(zāi)害脆弱性自身的特點(diǎn)，并且考慮到豫西南地區(qū)的具體情況，從脆弱性的現(xiàn)狀評(píng)價(jià)出發(fā)，

綜合考慮各個(gè)因子對(duì)總體對(duì)象的影響程度，把各個(gè)具體指標(biāo)的優(yōu)劣綜合起來(lái)，用單個(gè)數(shù)量化指標(biāo)加以集中表示整個(gè)對(duì)象優(yōu)劣的加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法，公式表示為：

式中，Vj為第j市農(nóng)業(yè)災(zāi)害脆弱性，Xi為第i指標(biāo)的權(quán)重，Dij為第j市第i指標(biāo)的歸一化值。Vj的數(shù)值越大，表明評(píng)價(jià)對(duì)象的脆弱性也越大。其中敏感性綜合評(píng)價(jià)的計(jì)算公式為：

式中,X為被評(píng)價(jià)對(duì)象得到的綜合評(píng)價(jià)總分值，Wi為第i評(píng)價(jià)指標(biāo)的比重，X為第i指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值，n為評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。按總分值的多少確定災(zāi)害脆弱性的脆弱度等級(jí)：＜-0.5分為輕脆弱，-0.5-0分為中脆弱，0-1分為強(qiáng)脆弱，＞1分為極脆弱。

3.豫西南山區(qū)脆弱性評(píng)價(jià)

3.1 脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)檢驗(yàn)

依據(jù)表1評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用河南省氣象庫(kù)資料和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)資料，其中指標(biāo)X1和X6采用近20年均值，其他指標(biāo)數(shù)據(jù)均采用 1995、2000、2005、2006、2007 年平均值，計(jì)算豫西南地區(qū)脆弱度(表2)，并借助數(shù)字地圖技術(shù)，依據(jù)GIS技術(shù)自動(dòng)劃分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，編制豫西南地區(qū)自然災(zāi)害脆弱性分布圖(見下圖)。

3.2 預(yù)測(cè)分析

預(yù)測(cè)表明，未來(lái)50—100年全球氣候?qū)⒗^續(xù)向變暖的方向發(fā)展，全球降水格局也有較大的變化，同時(shí)一些極端氣候事件(如高溫天氣、強(qiáng)降水、強(qiáng)熱帶氣旋等)發(fā)生的頻率也將會(huì)增加[10]。其中旱災(zāi)在我省的影響面最廣，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的損失最大。然而，干旱造成的損失不能簡(jiǎn)單的以糧食減產(chǎn)來(lái)評(píng)估，也很難用單純的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)衡量，干旱的持續(xù)累積將對(duì)資源和環(huán)境造成難以逆轉(zhuǎn)的影響，如地下水耗竭、地面沉降、土地退化等，同時(shí)對(duì)社會(huì)的穩(wěn)定也有較大影響。

4.結(jié)論和討論

通過(guò)對(duì)豫西南地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的脆弱性的評(píng)估研究，舞鋼市為極度脆弱。通過(guò)評(píng)估結(jié)果的應(yīng)用，期望為河南省制定預(yù)防自然災(zāi)害的對(duì)策和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展模式的依據(jù)。

表2 豫西南地區(qū)脆弱性統(tǒng)計(jì)表

2007年各項(xiàng)目區(qū)生態(tài)脆弱度圖

未來(lái)氣候變化的不確定性和未來(lái)生態(tài)環(huán)境、土地利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化的不可預(yù)測(cè)性，導(dǎo)致脆弱性評(píng)估同樣存在著不可預(yù)測(cè)的局限性和片面性，主要包括選取方法的限制和研究區(qū)地理位置偏遠(yuǎn)，未選因素在起作用，脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法還有待完善。

[1]商彥蕊.自然災(zāi)害綜合研究的新進(jìn)展——脆弱性研究[J].地域研究與開發(fā)， 2000，19(2)：73-77.

[2]于翠松.環(huán)境脆弱性研究進(jìn)展綜述[J].水電能源科學(xué)，2007，25(4)：23.

[3]蔡運(yùn)龍，BARRY SMIT.全球氣候變化下中國(guó)農(nóng)業(yè)的脆弱性與適應(yīng)對(duì)策[J].地理學(xué)報(bào)，1996，51(3)：202-212.

[4]王靜愛(ài)，商彥蕊，蘇筠等.中國(guó)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)承災(zāi)體脆弱性診斷與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2005(3)：130-137.

[5]劉文泉，雷向杰.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的脆弱性指標(biāo)及權(quán)重的確定[J].陜西氣象，2002(3)：32-35.