從科技論文數(shù)量和內(nèi)容看自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估方法的轉(zhuǎn)變*

李　寧，王　燁,張正濤

(1.北京師范大學(xué) 地表過程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；2.北京師范大學(xué) 環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；3.民政部/教育部減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院,北京 100875)

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從科技論文數(shù)量和內(nèi)容看自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估方法的轉(zhuǎn)變*

李寧1,2,3，王燁1,3,張正濤1，3

(1.北京師范大學(xué) 地表過程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；2.北京師范大學(xué) 環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；3.民政部/教育部減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院,北京 100875)

摘要:災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是災(zāi)害管理的有效手段之一，如何使評(píng)估的內(nèi)容更加貼近災(zāi)害管理的需求是我們關(guān)注的焦點(diǎn)。通過統(tǒng)計(jì)20年來自然災(zāi)害主流期刊的251篇有關(guān)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的文獻(xiàn)，將風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)量方法歸納為兩種，一是指標(biāo)綜合風(fēng)險(xiǎn)度，二是損失概率風(fēng)險(xiǎn)度。系統(tǒng)地總結(jié)了兩種方法應(yīng)用數(shù)量的總體占比和發(fā)展趨勢(shì)，并分析其變化原因。結(jié)果顯示，從自然災(zāi)害系統(tǒng)的角度出發(fā)，考慮到致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境脆弱性和承災(zāi)體暴露度的求解指標(biāo)綜合風(fēng)險(xiǎn)度的論文占比53%，數(shù)目逐年上升；關(guān)注災(zāi)害可能性與后果的嚴(yán)重程度的求解損失概率風(fēng)險(xiǎn)度的論文占比23%，2006年以來有較大的上升趨勢(shì)。應(yīng)用損失概率風(fēng)險(xiǎn)度方法的論文數(shù)量的快速上升顯示研究?jī)?nèi)容從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別向著減少損失的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)生轉(zhuǎn)變。這表明中國(guó)正有更多的學(xué)者在關(guān)注求解災(zāi)害損失概率的風(fēng)險(xiǎn)度。

關(guān)鍵詞:自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)；自然災(zāi)害系統(tǒng)；損失概率；易損性；評(píng)估方法

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，自然災(zāi)害后果的放大效應(yīng)更為顯著。如何減輕自然災(zāi)害造成的后果，最大限度地減少生命財(cái)產(chǎn)的損失是防災(zāi)減災(zāi)工作的重要內(nèi)容，而風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)越來越被認(rèn)為是自然災(zāi)害預(yù)防及治理的有效工具之一。

2005年1月，聯(lián)合國(guó)第二屆全球減災(zāi)大會(huì)的減災(zāi)戰(zhàn)略將自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)與預(yù)警列為未來10年減災(zāi)的五個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域之一。10年后的2015年3月，聯(lián)合國(guó)第三屆全球減災(zāi)會(huì)議確定了到2030年大幅降低災(zāi)害死亡率、減少全球受災(zāi)人數(shù)及直接經(jīng)濟(jì)損失等全球性的七大目標(biāo)和四項(xiàng)優(yōu)先行動(dòng)事項(xiàng)，呼吁全球各國(guó)加大減災(zāi)投入力度，加強(qiáng)能力建設(shè)，減少自然災(zāi)害帶來的損失。20年的國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略表明，減災(zāi)的優(yōu)先領(lǐng)域正從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別向著減少損失的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)生轉(zhuǎn)變。

加大減災(zāi)投入力度和降低損失的基礎(chǔ)是了解損失了多少和未來損失的風(fēng)險(xiǎn)有多大，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的進(jìn)步可以讓減災(zāi)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，而災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法是圍繞災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義展開的。雖然不同背景的學(xué)者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的定義沒有完全達(dá)成共識(shí)[1]，但是，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的本質(zhì)還是取得了一致性見解。研究者普遍認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)是對(duì)未來損失不確定性的描述。在風(fēng)險(xiǎn)本質(zhì)問題的研究上，Kaplan[2]在1981年就將這個(gè)普遍的定義進(jìn)行了分解。他指出，雖然我們很難對(duì)風(fēng)險(xiǎn)做出一個(gè)可以讓大家普遍接受的定義，但可以確定的是,風(fēng)險(xiǎn)包含了三個(gè)科學(xué)問題：①有災(zāi)害事件②有害事件發(fā)生的可能性 ③如果有害事件發(fā)生了，后果是什么。因此，要回答這三個(gè)問題，風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估應(yīng)歸納為三個(gè)變量的函數(shù)，用R=f(E,P,C)表示，其中，E代表某個(gè)有害事件，P代表此有害事件發(fā)生的概率，C代表此有害事件發(fā)生后所造成的后果(圖1左)，有了這三個(gè)變量，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估就歸結(jié)到自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度的求解問題上。當(dāng)針對(duì)特定災(zāi)害事件時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)度就變成了可能性與后果的函數(shù)，用概念模型R=f(P,C)表示。如果災(zāi)害的可能性與后果能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)了，風(fēng)險(xiǎn)度的評(píng)估問題就迎刃而解了。

圍繞這個(gè)一致性見解，在聯(lián)合國(guó)(United Nations,2004)“國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略”[3]項(xiàng)目中針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)給出了比較權(quán)威的定義，它指出風(fēng)險(xiǎn)是自然或人為災(zāi)害與承災(zāi)體易損性之間相互作用而導(dǎo)致的有害結(jié)果或預(yù)期損失發(fā)生的可能性，將問題③中有害結(jié)果的研究放在了首要的位置?；诖?，應(yīng)該有大量的科學(xué)研究去關(guān)注這個(gè)科學(xué)問題。

然而，我們所看到的更多的論文是研究災(zāi)害事件發(fā)生的次數(shù)以及針對(duì)致災(zāi)因子的評(píng)估，有關(guān)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的研究在數(shù)量上沒有與三個(gè)科學(xué)問題的重要性有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖1所示。關(guān)于損失評(píng)估的研究數(shù)量較少，而對(duì)于致災(zāi)因子評(píng)估的研究數(shù)量較多。這主要是由于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是在以保險(xiǎn)業(yè)為服務(wù)對(duì)象的風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，評(píng)價(jià)的早期工作主要是針對(duì)工程項(xiàng)目，比較重視自然災(zāi)害發(fā)生的可能性研究。這些研究關(guān)注災(zāi)害事件的概率分布形態(tài)并建立了危險(xiǎn)性曲線，基本回答了Kaplan在問題①及問題②中提出的是否有災(zāi)害事件和有害事件發(fā)生的可能性問題，而且這類論文的數(shù)量還在繼續(xù)增加。大量的統(tǒng)計(jì)研究結(jié)果顯示，中國(guó)是自然災(zāi)害發(fā)生較多的國(guó)家，災(zāi)害每年都對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生不同程度的影響。因?yàn)閱栴}①和問題②沒有涉及到災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的本質(zhì)，這里不再贅述。本文關(guān)心的是，自我國(guó)參與“國(guó)際減災(zāi)十年”活動(dòng)以來，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度的評(píng)價(jià)研究得到相應(yīng)的重視，現(xiàn)代科技為人們系統(tǒng)地研究風(fēng)險(xiǎn)問題提供了重要幫助，風(fēng)險(xiǎn)問題的數(shù)學(xué)化加深了人們對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)，并開展許多有益探索。但針對(duì)問題③的研究仍相對(duì)較少，解決的問題的程度也值得總結(jié)。

因此，本文調(diào)查了中國(guó)自1993年以來與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的研究論文，比較全面地對(duì)其中使用的不同風(fēng)險(xiǎn)分析方法情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，從論文數(shù)量、比例和隨時(shí)間變化的趨勢(shì)上探究風(fēng)險(xiǎn)分析的數(shù)學(xué)方法是否從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別向著減少損失的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)進(jìn)行著相應(yīng)的變化，并分析其變化原因，由此系統(tǒng)定量地分析風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。因?yàn)橹髁鞯娘L(fēng)險(xiǎn)分析方法，代表著學(xué)者對(duì)于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)水平，也顯示了政府和企業(yè)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的需求所制定項(xiàng)目指南的方向。

1評(píng)估方法

歸納起來，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度的評(píng)價(jià)內(nèi)容是圍繞兩種方法展開的，一是指標(biāo)綜合的風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)量方法，二是承災(zāi)體的期望損失度量方法。

1.1指標(biāo)綜合的風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)量方法

方法1：風(fēng)險(xiǎn)度=危險(xiǎn)度×易損度的評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模式[4]。

R=H×V，

(1)

式中：R為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度；H(hazard)為致災(zāi)因子危險(xiǎn)度；V(Vulnerability)為承災(zāi)體的易損度。危險(xiǎn)度體現(xiàn)致災(zāi)因子某強(qiáng)度條件下的發(fā)生概率，易損度表示易于遭受自然災(zāi)害的破壞和損害，是使用最廣泛的定義。涵蓋了引言中Kaplan提出的三個(gè)科學(xué)問題。

由于表達(dá)式考慮致災(zāi)因子的發(fā)生概率以及承災(zāi)體的抗災(zāi)能力，實(shí)際上得出的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度應(yīng)該是承災(zāi)體在某一強(qiáng)度致災(zāi)因子作用下發(fā)生破壞的概率，也稱損失概率。

然而，由于災(zāi)害事件本身的極端性和災(zāi)害受損記錄的不完備性，常常因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)樣本不滿足常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析的信度檢驗(yàn)要求，使損失概率的求解難度較大，實(shí)際應(yīng)用上更多的是對(duì)式(1)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，采用滿足求解的指數(shù)綜合數(shù)學(xué)模式：

R=H×V×E，

(2)

式中：R為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度；H(hazard)為致災(zāi)因子危險(xiǎn)度指數(shù)；V(vulnerability)與式(1)中的V不同，表示承災(zāi)體的脆弱性指數(shù)；E(exposure)為某承災(zāi)體在該致災(zāi)因子作用下的暴露度指數(shù)。其中各個(gè)因子還要根據(jù)其對(duì)風(fēng)險(xiǎn)度的貢獻(xiàn)大小乘以權(quán)重系數(shù)w[5-6]。

式(2)中的風(fēng)險(xiǎn)度是這三個(gè)指標(biāo)綜合的結(jié)果，要得到風(fēng)險(xiǎn)度，首先需要建立包括式(2)中三個(gè)指標(biāo)在內(nèi)的指標(biāo)體系表(表1)，致災(zāi)因子危險(xiǎn)度指數(shù)主要是由危險(xiǎn)因子活動(dòng)規(guī)模(強(qiáng)度)和活動(dòng)頻次(頻率)決定的。一般認(rèn)為危險(xiǎn)因子強(qiáng)度越大，頻次越高，災(zāi)害所造成的破壞損失越嚴(yán)重，災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也越大。承災(zāi)體的脆弱性指數(shù)，是指危險(xiǎn)地區(qū)存在的所有的生命財(cái)產(chǎn)，由于潛在的危險(xiǎn)因素受到不利影響的程度和趨勢(shì)、大小與其物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與防災(zāi)力度有關(guān)。一般脆弱性愈低，災(zāi)害損失愈小，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也愈小。暴露度指數(shù)是指可能受到危險(xiǎn)因子威脅的所有人和財(cái)產(chǎn)，如人員、房屋、農(nóng)作物、生命線等。一個(gè)地區(qū)暴露于危險(xiǎn)因子的人和財(cái)產(chǎn)越多,受災(zāi)財(cái)產(chǎn)價(jià)值密度越高，可能遭受的潛在損失就越大，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也越大。

表1　災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系表

仔細(xì)分析我們認(rèn)識(shí)到，式(2)是半定量模型，鑒于不同承災(zāi)體對(duì)災(zāi)害的抗災(zāi)性能和脆弱程度不同，該模型同時(shí)考慮災(zāi)害系統(tǒng)包含的三個(gè)要素，將致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性和承災(zāi)體的脆弱性、暴露度等多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮，利用相加或相乘方法集成得到的綜合結(jié)果表達(dá)風(fēng)險(xiǎn)度。這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)度的數(shù)值是相對(duì)等級(jí)，反映自然災(zāi)害系統(tǒng)內(nèi)部相互作用這個(gè)復(fù)雜過程中可能產(chǎn)生的綜合結(jié)果，間接地表示了致災(zāi)因子作用下產(chǎn)生破壞的可能性，既滿足災(zāi)害系統(tǒng)的全面綜合性，也通過了由于損失數(shù)據(jù)不足導(dǎo)致無法求解損失概率的瓶頸。獲取的評(píng)價(jià)單元的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)可以用來反映災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度在空間上的分布情況及區(qū)域差異，而且可以通過對(duì)指標(biāo)的分析得到造成災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度差異的具體原因,有利于從宏觀角度認(rèn)識(shí)、了解災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，為國(guó)家政府機(jī)構(gòu)制定土地利用規(guī)劃、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供參考。式(2)求解相對(duì)簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，由此產(chǎn)生了一批災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的研究成果。

式(2)也存在不足之處。①評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇主觀性強(qiáng)，研究者在指標(biāo)選取原則上除強(qiáng)調(diào)其科學(xué)性，綜合性外，還會(huì)加上“可獲得性”這一條。這種多由數(shù)據(jù)的可獲取程度決定的指標(biāo)選取原則，可以說是至今還不能形成相對(duì)統(tǒng)一的、有共識(shí)的評(píng)估指標(biāo)體系的根本。②在綜合集成時(shí)需要確定指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，為此研究者各執(zhí)己見，導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果的客觀性出現(xiàn)差異。③數(shù)學(xué)表達(dá)式?jīng)]有涉及損失參數(shù)，評(píng)估結(jié)果顯示的風(fēng)險(xiǎn)度是相對(duì)等級(jí)，在損失程度上不具有明確的物理意義，距離風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科學(xué)問題中急需了解的“可承受的最大災(zāi)害規(guī)?！边€存在一定的差距。

1.2承災(zāi)體的期望損失度量方法

方法2：風(fēng)險(xiǎn)源造成的承災(zāi)體的期望損失的評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模式。

R=P×E×L，

(3)

式中：R為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度，也稱損失概率；P(Probability)為某一特定強(qiáng)度的致災(zāi)因子的發(fā)生概率；E為某承災(zāi)體在特定致災(zāi)因子作用下的暴露度(同式(2))；L(Loss)為相應(yīng)承災(zāi)體的損失或損失率[7-8]。

該方法關(guān)注的是自然災(zāi)害事件引起的生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的期望損失值，因此通常以經(jīng)濟(jì)損失貨幣價(jià)值為度量對(duì)象。經(jīng)濟(jì)損失分為直接損失和間接損失，因?yàn)殚g接損失的度量難度較大，目前的損失度量以直接損失為主。

根據(jù)式(3)可以求出某個(gè)承災(zāi)體在特定強(qiáng)度的致災(zāi)因子作用下產(chǎn)生損失的概率，如果這個(gè)問題得到圓滿解決，則定量地解決了本文引言中Kaplan指出的損失發(fā)生可能性的科學(xué)問題③，即如果有害事件發(fā)生了，后果是什么？

解決這個(gè)問題采取的方法有求解損失的超越概率和損失評(píng)估兩種。

(1)損失的超越概率評(píng)估

要得到損失的超越概率曲線，首先需要建立災(zāi)害事件損失表(表2)。一般來說，事件表應(yīng)包括災(zāi)害事件的類型(type)、持續(xù)時(shí)間( duration)、強(qiáng)度(intensity)、災(zāi)害的年發(fā)生率(frequency)、造成的直接損失(Loss)等一系列的信息。中國(guó)現(xiàn)有的災(zāi)害事件記錄主要來自地震部門、水文部門、氣象部門、民政部門和保險(xiǎn)部門等，部門之間統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一致且尺度較粗，損失的統(tǒng)計(jì)樣本較少，導(dǎo)致?lián)p失的超越概率曲線的求解非常困難，精度較低。通常的解決方法是通過蒙特卡洛法循環(huán)M 年，生成一個(gè)虛擬的事件損失表，這里有兩次假設(shè)。假設(shè)災(zāi)害事件發(fā)生次數(shù)服從的分布形式，一般假設(shè)為泊松分布。再根據(jù)假設(shè)的分布函數(shù)先驗(yàn)概率求得年發(fā)生次數(shù)，之后，則需要進(jìn)一步模擬每次事件造成的損失。理論上講，損失分布應(yīng)該通過實(shí)際的災(zāi)害損失樣本數(shù)據(jù)確定，但由于損失數(shù)據(jù)的缺乏導(dǎo)致無法達(dá)到統(tǒng)計(jì)的需求，因此需要第二次假設(shè)，一般假設(shè)事件造成的損失符合正態(tài)分布。用損失的正態(tài)分布與上述先驗(yàn)概率的發(fā)生次數(shù)的關(guān)系生成隨機(jī)數(shù)，作為每一次的損失值。最后可依照此事件的損失表來計(jì)算損失的超越概率曲線。但幾乎沒有人對(duì)損失值進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)，研究損失的超越概率曲線是否較好地?cái)M合了實(shí)際數(shù)據(jù)。多數(shù)研究都會(huì)在述“生成大量符合歷史樣本特征的隨機(jī)事件樣本集，在時(shí)間和空間兩個(gè)方面彌補(bǔ)歷史災(zāi)害事件樣本不足的問題”之后，加上一段說明，大體意思是，生成每個(gè)虛擬事件災(zāi)害類型的隨機(jī)數(shù)都要符合歷史資料的統(tǒng)計(jì)特征。這說明研究人員注意到災(zāi)害事件的損失資料的重要性。

表2　災(zāi)害事件表

(2)損失評(píng)估

為了克服這個(gè)困難，國(guó)內(nèi)開展了損失評(píng)估的研究，對(duì)災(zāi)害快速損失評(píng)估的研究多數(shù)是基于遙感(RS)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)以及實(shí)地調(diào)查，往往受到數(shù)據(jù)獲取難度大以及成本高的限制。2008年后，一些研究注重從資產(chǎn)和存量估計(jì)的角度來進(jìn)行災(zāi)害快速損失評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)分析，通過將資本存量評(píng)估與損失率研究相結(jié)合，來評(píng)估災(zāi)害事件的直接損失[9]。資本存量指的是固定資產(chǎn)保留于物質(zhì)形態(tài)中的價(jià)值。損失率是在特定災(zāi)害的影響范圍內(nèi)，不同資產(chǎn)形式承受災(zāi)害打擊被破壞的程度。

綜上所述，式(2)和式(3)代表的兩種方法有著各自的優(yōu)勢(shì)，分別解決了防災(zāi)減災(zāi)的不同問題。與國(guó)際減災(zāi)計(jì)劃從風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估向損失的可能性評(píng)估的方向轉(zhuǎn)變相對(duì)應(yīng)，我國(guó)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究?jī)?nèi)容也發(fā)生著改變。本文從二者數(shù)量的變化上探討近20年來學(xué)者對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)的變化趨勢(shì)，較全面地了解研究者在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變。這一方面?zhèn)鬟_(dá)了災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)層面存在的現(xiàn)實(shí)問題，另一方面，從理論基礎(chǔ)上揭示以災(zāi)害損失及可能性為基礎(chǔ)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要性。

2資料來源

本文根據(jù)期刊的影響因子排名選取了11個(gè)與自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的中文核心期刊(表1)，資料來源于中國(guó)知網(wǎng)、維普網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫1994年1月1日-2014年12月31日所收錄的文章，共計(jì)251篇中文文獻(xiàn)，由此統(tǒng)計(jì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn)的變化。

表3　期刊影響因子及刊登自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文章數(shù)量

3結(jié)果分析

3.1災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn)的數(shù)量的時(shí)間變化

圖1中顯示，關(guān)于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)研究越來越多，1990年代，平均每年有3篇文獻(xiàn)；2001-2006年間，平均每年有9篇文獻(xiàn)；2007年以后，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn)數(shù)量迅速上升，2007-2014年間,平均每年有22篇文獻(xiàn)，在2012年達(dá)到32篇。

圖2　災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn)的數(shù)量隨年份的變化

3.2災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn)的作者單位

表3顯示了上述文獻(xiàn)的作者所在的研究機(jī)構(gòu)，可以看到，氣象科學(xué)研究所、國(guó)家氣候中心、各省市氣象局、各省市氣象臺(tái)、北京師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、華東師范大學(xué)、南京信息工程大學(xué)發(fā)表的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文章數(shù)目較多。

表4　中文期刊發(fā)表災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文章的機(jī)構(gòu)和數(shù)量

3.3使用方法1和方法2的論文的比較

3.3.1論文數(shù)量的比較

本文統(tǒng)計(jì)了使用各類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的文獻(xiàn)數(shù)目及所占比例(圖3)。使用方法1的文章共有132篇，占文章總數(shù)的53%，數(shù)量較多，比例較大。使用方法2的文章共有57篇，占災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)文章數(shù)的23%，數(shù)量較少，比例較小，此外還有用致災(zāi)因子的頻率、強(qiáng)度描述風(fēng)險(xiǎn)的，這類文章有44篇，所占比例為17%，還有一些文章利用其他方式評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，或?qū)σ延械臑?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)行綜述，這類文章共有18篇，占比為9%。由此可見，大多數(shù)研究都是圍繞方法1展開的。

圖3　兩種方法數(shù)量比較

3.3.2時(shí)間變化的比較

本文探究了使用方法1和方法2的文獻(xiàn)數(shù)目隨時(shí)間的變化(圖4)，總的說來，使用兩種方法的文章數(shù)目均有增加趨勢(shì)；在使用方法1的文章數(shù)量呈逐年增加的趨勢(shì)，使用方法2的文章數(shù)量表現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)。

圖4　應(yīng)用兩種方法的文章數(shù)量隨時(shí)間的變化

由圖5可知，方法2在2005年前對(duì)于損失可能性概念模式的定性討論較多，2006年以后的研究集中于其定量化，定量分析的論文逐漸取代了定性分析的論文，而且數(shù)量增速較快。

圖5　應(yīng)用方法2進(jìn)行定性與定量研究的文章數(shù)量隨時(shí)間的變化

因?yàn)閾p失數(shù)據(jù)是方法2應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，鑒于目前歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)不足的現(xiàn)狀，該方法的應(yīng)用受到一定程度的限制，需要多年的收集與積累。因此，實(shí)地調(diào)查收集損失數(shù)據(jù)、對(duì)歷史災(zāi)情資料進(jìn)行優(yōu)化處理、評(píng)估災(zāi)害事件損失、構(gòu)建災(zāi)害損失數(shù)據(jù)庫是當(dāng)務(wù)之急。

3.3.3方法2中損失研究的變化

易損性能夠衡量承災(zāi)體遭受損害的程度，是災(zāi)損估算和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要要素，是致災(zāi)因子與災(zāi)情聯(lián)系的橋梁。這里的關(guān)鍵要素是損失，無論用什么方法生成虛擬事件損失表，其基礎(chǔ)都離不開真實(shí)的損失樣本數(shù)據(jù)，樣本信息的有效性是限制易損性度量的重要因素。于是, 長(zhǎng)期以來, 不同的學(xué)者按照自己的理解設(shè)計(jì)和使用了一些變量或指標(biāo)來描述易損性的大小。

可喜的是，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖6)，從1991年開始，有學(xué)者進(jìn)行了針對(duì)災(zāi)害事件的損失評(píng)估研究，論文的數(shù)量也有明顯上升的趨勢(shì)。并且在內(nèi)容上表現(xiàn)出直接損失與間接損失相結(jié)合的特點(diǎn)，在方法上表現(xiàn)出由比例系數(shù)法向經(jīng)濟(jì)學(xué)模型的轉(zhuǎn)變。

圖6　損失研究論文的數(shù)量變化

這些論文都提及研究的難點(diǎn)是損失數(shù)據(jù)的不確定性。隨著災(zāi)情數(shù)據(jù)收集手段的提升、數(shù)據(jù)共享程度的提高、損失數(shù)據(jù)完備性的改善，應(yīng)用方法2進(jìn)行評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的文章將繼續(xù)增多。

4結(jié)論與討論

本文統(tǒng)計(jì)的近20年來的論文數(shù)量顯示，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析的研究集中在兩個(gè)方面：一是指標(biāo)綜合的風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)量，二是承災(zāi)體的期望損失度量。2006年之前是以前者的研究為主。這兩種研究方法相輔相成，互相補(bǔ)充，從不同視角為災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估做出了一定的成績(jī)。前者主要從災(zāi)害系統(tǒng)的角度去理解風(fēng)險(xiǎn)，側(cè)重風(fēng)險(xiǎn)形成過程，后者主要從損失可能性的角度去理解風(fēng)險(xiǎn)，側(cè)重風(fēng)險(xiǎn)可能后果。前者的研究通過構(gòu)建災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的指標(biāo)體系獲取評(píng)價(jià)單元的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)度的等級(jí)，其結(jié)果很好地體現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)度的空間差異性，使政府和企業(yè)的決策者了解區(qū)域?yàn)?zāi)害的時(shí)空分布格局和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度大小，可以為國(guó)家政府機(jī)構(gòu)制定土地利用規(guī)劃、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃提供參考。同時(shí)，政府和企業(yè)的決策者在面對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，除了要了解該區(qū)域?yàn)?zāi)害的時(shí)空分布格局和相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)度的大小外，也需要通過后者的研究獲知災(zāi)害發(fā)生的概率以及可能導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失，以確定其可承受的最大災(zāi)害規(guī)模，并研究制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)減輕或風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移對(duì)策。本文統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，隨著災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)水平的提高、災(zāi)情資料記錄的進(jìn)步，人們開始認(rèn)識(shí)到這些研究各自都在某種程度上存在需要改進(jìn)的地方，研究?jī)?nèi)容和評(píng)估方法也在從定性描述到定量求解發(fā)生著轉(zhuǎn)變。

在損失難以定量計(jì)量的條件下，一般將易損性用承災(zāi)體的暴露度和脆弱性替代。這里涉及到很多指標(biāo)的決策計(jì)算，于是產(chǎn)生了專家判斷方法、模糊層次分析法等定性和定量分析相結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，它把一個(gè)復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，從而使得一個(gè)復(fù)雜的決策問題能夠使用簡(jiǎn)單的兩兩比較的形式導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中各風(fēng)險(xiǎn)要素的重要度排序，計(jì)算結(jié)果得到的風(fēng)險(xiǎn)度簡(jiǎn)單明確。然而，這樣仍不能有效地解決損失的可能性問題。雖然行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提倡的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)需通過損失與概率組成的風(fēng)險(xiǎn)矩陣法來確定，但它屬于定性地將概率與潛在損失分別進(jìn)行大小分級(jí)，利用矩陣組合成新的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，適用于災(zāi)害資料不足且難以準(zhǔn)確定量分析的情況。

風(fēng)險(xiǎn)分析的目的是認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)，為風(fēng)險(xiǎn)管理提供科學(xué)依據(jù)，使未來情景向好的方向轉(zhuǎn)變[10]。因此，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究不應(yīng)該脫離損失的可能性評(píng)估這個(gè)科學(xué)問題，較為可靠和普遍的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法體系也是按照三個(gè)階段進(jìn)行的。第一階段：構(gòu)建危險(xiǎn)性曲線；第二階段：構(gòu)建易損性曲線[11]；第三階段：由危險(xiǎn)性曲線和易損性曲線綜合得到損失率曲線(圖7)。國(guó)際上近來已經(jīng)研制出概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)也有研究者嘗試構(gòu)建單一災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的損失率概率曲線[12]。

第一階段是風(fēng)險(xiǎn)源分析。它主要是根據(jù)多歷史資料的充分調(diào)查分析，獲得致災(zāi)因子發(fā)生的不同強(qiáng)度及對(duì)應(yīng)的頻率值，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)度-頻率曲線(圖7a)，這樣就可以針對(duì)不同發(fā)生頻率下的特定強(qiáng)度的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行定量分析。第二階段是易損性曲線分析(圖7b)，通過損失評(píng)估、災(zāi)情反演情景模擬法獲取承災(zāi)體對(duì)不同強(qiáng)度致災(zāi)因子的損失響應(yīng)的組合樣本，從而得到風(fēng)險(xiǎn)源強(qiáng)度-損失率曲線，即易損性曲線(圖7c)。它作為定量精確評(píng)估承災(zāi)體脆弱性的方法,近年來在多領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用,成為災(zāi)情估算、損失風(fēng)險(xiǎn)定量分析以及風(fēng)險(xiǎn)地圖編制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從研究區(qū)域上看，易損性曲線的研究主要集中于發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是自然災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，如美國(guó)、 日本和歐洲萊茵河流域等地的洪水易損性曲線[13]，歐洲阿爾卑斯山區(qū)的滑坡[14]與泥石流易損性曲線研究等，還有研究構(gòu)建了一些災(zāi)害對(duì)應(yīng)的承災(zāi)體的易損性曲線。如木結(jié)構(gòu)房屋的颶風(fēng)易損性曲線、建筑物冰雹的易損性曲線、鋼筋混凝土橋的地震易損性曲線等。

而統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，雖然我國(guó)的研究論文中已經(jīng)認(rèn)識(shí)到承災(zāi)體的損失是易損性研究的關(guān)鍵問題，但20多年來損失評(píng)估一直未成進(jìn)入災(zāi)害研究的主流，易損性曲線和損失率曲線的研究進(jìn)展起色不大。要解決風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的科學(xué)問題，達(dá)到損失概率風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估的目的，針對(duì)災(zāi)害事件的損失評(píng)估力度有必要加強(qiáng)，包括直接損失和間接損失。雖然損失評(píng)估的模型構(gòu)建面臨災(zāi)害學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)相結(jié)合的學(xué)科交叉挑戰(zhàn)等問題，但統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)人們已經(jīng)開始設(shè)法解決這些問題，這是一件值得慶賀的事[15-16]。因?yàn)檫@樣的風(fēng)險(xiǎn)度對(duì)于政府和企業(yè)確定其可承受的最大災(zāi)害規(guī)模、制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)減輕或風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移對(duì)策來說，是迫切需要的必要條件。

災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)科學(xué)不僅需要尋找中國(guó)自然災(zāi)害發(fā)生的時(shí)空規(guī)律，還需要揭示災(zāi)害發(fā)生導(dǎo)致的損失可能性的風(fēng)險(xiǎn)，使損失概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法中的參數(shù)中國(guó)化，達(dá)到構(gòu)建適合中國(guó)的損失概率曲線進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的應(yīng)該是我們努力的方向。國(guó)外期刊論文的統(tǒng)計(jì)工作正在進(jìn)行，作者將從中外研究的論文數(shù)量進(jìn)行對(duì)比，了解國(guó)際國(guó)內(nèi)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度的方向和差異。

圖7　自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估步驟

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*收稿日期：2015-10-28 修回日期：2016-03-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目”基于多維聯(lián)合分布理論的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型研究”(41171401)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)專項(xiàng)資金資助；國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“全球變化與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)演變過程與綜合評(píng)估模型” (2012CB955402)

第一作者簡(jiǎn)介：李寧(1958-)，女，江蘇鎮(zhèn)江人， 教授，主要從事自然災(zāi)害及風(fēng)險(xiǎn)管理研究. E-mail:ningli@bnu.edu.cn

中圖分類號(hào)：X43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1000-811X(2016)03-0008-07

doi:10.3969/j.issn.1000-811X.2016.03.002

Transformation of Natural Disaster Risk Assessment Method Based on Number and Content of Scientific Papers

LI Ning1, 2, 3， WANG Ye1, 3and ZHANG Zhengtao1,3

(1.StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourcesEcology,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China; 2.KeyLaboratoryofEnvironmentalChangeandNaturalDisaster,MinistryofEducationofChina,BeijingNormalUniversity,Beijing100875,China; 3.AcademyofDisasterReductionandEmergencyManagement,MinistryofCivilAffairs&MinistryofEducation,Beijing100875,China)

Abstract:Risk assessment is one of the effective means to disaster management. How to make the content of assessment more close to the demand of disaster management is the focus of this article. We counted 251 natural disaster risk literatures in 20 years mainstream journals and divided the risk measurement into two kinds, one is the risk degrees with index comprehensive, and the second is the risk degrees with risk loss probability. It systematically summarizes the number proportion and trend of applied methods of these literatures, and analyzes the reasons for such changes. Results show that the index comprehensive method considering from the natural disaster system, which includes hazard, vulnerability and exposure, approach 53% more greatly, the article number increased year by year. The proportion of literatures considering loss probability paying attention to the hazard possibility and consequences is 23% and it rised rapidly from 2006. The fast increase in the number of literatures using the second method shows the research content is changing from risk identification to risk evaluation for reducing losses. More and more scholars in China are focusing on solving the risk degree of disaster loss probability.

Key words:natural disaster risk; natural disaster system; loss probability; vulnerability; assessment methods

李寧，王燁，張正濤. 從科技論文數(shù)量和內(nèi)容看自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度評(píng)估方法的轉(zhuǎn)變[J]. 災(zāi)害學(xué)，2016，31(3)：8-14. [LI Ning and WANG Ye， ZHANG Zhengtao. Transformation of Natural Disaster Risk Assessment Method Based on Number and Content of Scientific Papers[J].Journal of Catastrophology，2016，31(3)：8-14.]