基于主成分分析的湖南省洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失研究

尹彥鈞 梁契宗

摘 ? 要：以洪水災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失為研究對(duì)象，選取與因洪災(zāi)造成經(jīng)濟(jì)損失密切相關(guān)的因子如人口與經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等構(gòu)建指標(biāo)體系，運(yùn)用主成分分析法湖南省在2017年因洪水災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，湖南省洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失主要集中在農(nóng)業(yè)、電力及水利設(shè)施方面，本文對(duì)湖南省近年來相關(guān)洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失影響情況進(jìn)行比對(duì)并分析，并提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：洪水災(zāi)害 ?主成分分析 ?經(jīng)濟(jì)損失

中圖分類號(hào)：X43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（b）-0105-03

洪水災(zāi)害我國(guó)危害最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，我國(guó)特殊的地理與氣候環(huán)境，決定了年內(nèi)降水量時(shí)空分布極不均勻且年際變幅較大，從而導(dǎo)致了洪水災(zāi)害的發(fā)生較為頻繁。2017年，湖南省洪澇災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失524.42億元，約占省內(nèi)生產(chǎn)總值的1.54%[1]。本文對(duì)湖南省進(jìn)行洪水災(zāi)害損失評(píng)價(jià)，探尋降低洪災(zāi)損失的方法，可以為洪災(zāi)預(yù)警和及洪災(zāi)發(fā)生時(shí)的防洪調(diào)度決策提供科學(xué)依據(jù)，并對(duì)災(zāi)后援助減災(zāi)計(jì)劃的制訂有較高的參考價(jià)值，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)“十三五”防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)。在我國(guó)，洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估始于20世紀(jì)80年代末，進(jìn)入到90年代后期，計(jì)算機(jī)技術(shù)和RS（遙感）技術(shù)和GIS（地理信息技術(shù)）的迅速發(fā)展，為洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估提供了新的途徑，但由于我國(guó)在用于災(zāi)害損失研究的地理信息資料尚不完善，而且當(dāng)前信息管理技術(shù)較為滯后，因此該類技術(shù)尚未被普遍推廣使用[2]。

本文以主成分分析法為基礎(chǔ)，建立了涉及孕災(zāi)環(huán)境和承載體易損性影響因子的地區(qū)洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失評(píng)價(jià)模型。并對(duì)洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失影響最為嚴(yán)重的湖南省的近年相關(guān)經(jīng)濟(jì)損失情況進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，提出洪災(zāi)損失較嚴(yán)重地區(qū)減小損失、并保障水域安全，促進(jìn)發(fā)展的建議。

1 ?洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

本文以湖南省為研究對(duì)象，在結(jié)合國(guó)內(nèi)洪災(zāi)損失狀況的基礎(chǔ)上，基于指標(biāo)體系的科學(xué)性、系統(tǒng)性以及數(shù)據(jù)可獲取性等原則，參考國(guó)內(nèi)專家的研究狀況，通過指標(biāo)的初步篩選并最終建立了洪水災(zāi)害損失程度影響程度評(píng)價(jià)體系。評(píng)價(jià)指標(biāo)具有較強(qiáng)的針對(duì)性，如在農(nóng)業(yè)洪災(zāi)損失統(tǒng)計(jì)中常用洪水對(duì)農(nóng)作物的影響進(jìn)行實(shí)際評(píng)估，工業(yè)洪災(zāi)損失統(tǒng)計(jì)上則常用因?yàn)?zāi)導(dǎo)致停產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量作為標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)體系分為兩級(jí)，一級(jí)指標(biāo)體系共包含6個(gè)指標(biāo)，包括人口與經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、電力和水利設(shè)施六大方面;二級(jí)指標(biāo)體系共包含15個(gè)指標(biāo)，見表1[3-5]。上述初篩得到的15個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)均來自于2017年《中國(guó)水災(zāi)旱災(zāi)公報(bào)》。

2 ?評(píng)價(jià)方法與分析

主成分分析法首先對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以消除其原有量綱造成的影響，接下來計(jì)算相關(guān)系數(shù)的矩陣，并計(jì)算特征值及各成分的貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率，以確定包含大部分信息的主成分?jǐn)?shù)量，最后計(jì)算主成分荷載及各主成分得分。

以下將上述15個(gè)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并輸入SPSS22.0軟件計(jì)算得到主成分負(fù)載系數(shù)、特征值以及貢獻(xiàn)率，如表2所示。并通過計(jì)算得到各主成分的負(fù)載系數(shù)，如表3所示。以特征值大于1且累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85%以上作為主成分提取原則，并選取負(fù)載系數(shù)絕對(duì)值在0.6以上的指標(biāo)，從而保證篩選出的指標(biāo)對(duì)洪災(zāi)損失的綜合評(píng)價(jià)影響顯著。最終確定主成分個(gè)數(shù)為4。

由表2可知，前2個(gè)主成分貢獻(xiàn)率依次為61.04%、11.44%、8.88%和7.55%，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為88.87%>85%，說明所提取的主成分能夠較好地包含原數(shù)據(jù)的信息，符合分析要求。由表4可知，因洪災(zāi)造成的受災(zāi)人口、直接經(jīng)濟(jì)損失、農(nóng)作物受災(zāi)面積、農(nóng)作物成災(zāi)面積、經(jīng)濟(jì)作物損失、供電線路以及水庫(kù)等水利設(shè)施的損壞對(duì)第一主成分影響較大，失蹤人口對(duì)第二主成分影響較大，第一主成分和第二主成分代表直接經(jīng)濟(jì)損失?？梢姾闉?zāi)對(duì)湖南省造成的的直接經(jīng)濟(jì)損失主要集中在農(nóng)業(yè)、電力以及水利設(shè)施等方面。第三主成分的矩陣表表明農(nóng)作物成災(zāi)面積是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)間接損失的主要原因;第四主成分的矩陣表則表明企業(yè)的停產(chǎn)對(duì)工業(yè)方面的間接損失有較大影響。

3 ?分析與評(píng)價(jià)

湖南的洪災(zāi)損失情況主要是地理環(huán)境和該省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。一方面，該地區(qū)湖泊、河流密布，湖南省內(nèi)以湘江和洞庭湖為首的洞庭湖水系是長(zhǎng)江調(diào)蓄洪水的主要分區(qū)。然而， 近些年來洞庭湖及其周邊湖泊存在嚴(yán)重的泥沙淤積和水土流失問題，使得流域河床抬高， 水庫(kù)防洪庫(kù)容減少， 增加了洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和洪澇程度。另一方面，該地區(qū)地勢(shì)平坦，交通發(fā)達(dá)，是中國(guó)的主要商品糧基地——洞庭湖平原所在地，洪水的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物的減產(chǎn)、歉收甚至絕收，并影響我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。由表4，洪災(zāi)造成的農(nóng)作物絕收面積、成災(zāi)面積、受災(zāi)面積以及經(jīng)濟(jì)作物損失四項(xiàng)因素對(duì)應(yīng)的主成分負(fù)載系數(shù)均在0.9以上，可知在農(nóng)業(yè)方面造成的洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失占總損失的比重極大，而農(nóng)村農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入主要來源于糧食和作物的收成，因而洪水災(zāi)害勢(shì)必對(duì)該地區(qū)的農(nóng)村乃至整個(gè)地區(qū)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失[5-6]。

為了進(jìn)一步分析洪災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失的規(guī)律，本文針對(duì)湖南省在農(nóng)業(yè)方面受洪災(zāi)影響嚴(yán)重的狀況，對(duì)湖南省近年相關(guān)農(nóng)業(yè)因洪災(zāi)造成損失情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。將湖南省2012—2017年相關(guān)洪水災(zāi)害損失情況進(jìn)行歸納，如表所示。由表4可知，湖南省在2012年、2014年、2016年和2017年受洪災(zāi)影響人數(shù)都在1000萬以上，近年來全省農(nóng)作物成災(zāi)面積有逐漸上升的趨勢(shì)，農(nóng)作物總播種面積則相對(duì)保持均衡，湖南省全省洪災(zāi)受災(zāi)人口比例都在10%～20%之間。2017年湖南省農(nóng)作物成災(zāi)面積約602千公頃，洪災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失約524億元，通過對(duì)比可知當(dāng)年洪災(zāi)損失程度為近幾年之最[7]。

為直觀分析近年湖南洪災(zāi)損失狀況，本文把表4中與農(nóng)業(yè)相關(guān)的洪災(zāi)損失統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為受災(zāi)比例，2012—2017年湖南洪災(zāi)直接經(jīng)濟(jì)損失與當(dāng)年生產(chǎn)總值比例、農(nóng)作物成災(zāi)面積占總播種面積比例、受災(zāi)人口占當(dāng)年全省人口比例以及受災(zāi)減產(chǎn)糧食占當(dāng)年糧食產(chǎn)量之比，如圖1所示。以下進(jìn)行對(duì)比分析，可得出如下結(jié)論。

（1）受災(zāi)人口比例、直接經(jīng)濟(jì)損失占當(dāng)年生產(chǎn)總值比例以及農(nóng)作物成災(zāi)面積占總播種面積比例變化趨勢(shì)呈正相關(guān)，且近年來有逐步上升的態(tài)勢(shì)。而在2012—2017年間，湖南省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率雖然逐年下降，但至2017年仍保持著8.0%的快速發(fā)展速度，而2017年洪災(zāi)引起的直接經(jīng)濟(jì)損失占當(dāng)年生產(chǎn)總值的15.47%，為今年最高水平，以上說明：隨著地區(qū)生產(chǎn)總值增加，經(jīng)濟(jì)水平逐年的增長(zhǎng)，因洪災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失就越為嚴(yán)重。

（2）湖南省為例應(yīng)積極應(yīng)對(duì)區(qū)域內(nèi)洪災(zāi)損失特別是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失占比大的現(xiàn)狀，做好域內(nèi)洞庭湖、及主要水系的農(nóng)業(yè)生態(tài)與水環(huán)境的相關(guān)保護(hù)工作，農(nóng)業(yè)部門做好在汛期調(diào)整農(nóng)田種植結(jié)構(gòu)，在沿江河或低洼地帶推廣退耕還林或退耕還濕工作，在洪災(zāi)后加大農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)或補(bǔ)助，盡量減少受災(zāi)農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)損失。

4 ?建議

湖南省地處我國(guó)南方地區(qū)，6～9月集中的降雨和季節(jié)性臺(tái)風(fēng)登陸是引起洪水的主要誘因。湖南省在水利部《水利改革發(fā)展“十三五”規(guī)劃》的推動(dòng)下，已開始推動(dòng)水利工程建設(shè)、增強(qiáng)防汛減災(zāi)能力的工作，有效降低洪災(zāi)損失已成為各地水利部門工作重點(diǎn)，但針對(duì)各縣市（州）實(shí)際狀況，應(yīng)以因地制宜、統(tǒng)籌兼顧為原則部署防洪減災(zāi)工作。在推進(jìn)防洪減災(zāi)、降低經(jīng)濟(jì)損失工作中，應(yīng)積極貫徹落實(shí)國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃戰(zhàn)略的精神，完善洪災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)部署，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)與水環(huán)境保護(hù)力度，同時(shí)加強(qiáng)洪災(zāi)重點(diǎn)影響區(qū)域如工業(yè)園、主要電力設(shè)施、交通干道區(qū)域內(nèi)的水利設(shè)施的維護(hù)及建設(shè)，必須堅(jiān)定不移地走可持續(xù)發(fā)展道路，增強(qiáng)群眾防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，實(shí)現(xiàn)洪水災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失的最小化。

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