海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)評價

陳雨菲， 林孝松*， 猶伊然， 李宏偉

(1.重慶交通大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院， 重慶 400074； 2.重慶市奉節(jié)縣氣象局， 重慶 401147)

臺風(fēng)是發(fā)生在熱帶或副熱帶海洋洋面上的低壓渦旋，是一種常見的熱帶天氣系統(tǒng)，登陸時常帶來大風(fēng)、暴雨，造成嚴(yán)重災(zāi)情。海南島是中國臺風(fēng)登陸較頻繁的地區(qū)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)1951—2019年影響海南島的臺風(fēng)共450次，平均每年6.55次[1-2]，給海南島帶來嚴(yán)重自然災(zāi)害及重大經(jīng)濟(jì)損失。

近年來，中國臺風(fēng)災(zāi)害的研究主要集中在災(zāi)害特征、危險(xiǎn)評價、損失評估、承災(zāi)體脆弱性和風(fēng)險(xiǎn)評估等方面，取得了較豐碩成果，研究地域主要集中在廣東[3-6]、浙江[7-10]和中國沿海地區(qū)[10-13]。海南島也是臺風(fēng)災(zāi)害研究的熱點(diǎn)地區(qū)，研究主題涵蓋臺風(fēng)對橡膠林影響[14-16]、臺風(fēng)災(zāi)害時空特征[1-2，17]、臺風(fēng)暴雨時空分布[18-19]、災(zāi)害危險(xiǎn)評價[20]、災(zāi)害損失評估[21]等。但相關(guān)研究成果只涵蓋臺風(fēng)對農(nóng)業(yè)影響、臺風(fēng)災(zāi)害演變規(guī)律、災(zāi)損情況和致災(zāi)因子危險(xiǎn)等研究，且大多數(shù)研究時間較早，參考價值不高，實(shí)用性不強(qiáng)；而結(jié)合海南島孕災(zāi)環(huán)境特點(diǎn)對臺風(fēng)災(zāi)害進(jìn)行綜合危險(xiǎn)分析的研究還相對不足。

海南自由貿(mào)易港建設(shè)是中國一項(xiàng)重大國家戰(zhàn)略舉措。然而在加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、深化改革開放的同時，海南島特殊的地理位置使得臺風(fēng)暴雨等自然災(zāi)害發(fā)生頻繁，一定程度上影響和制約了當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展，不可避免地帶來重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。因此對臺風(fēng)災(zāi)害研究至關(guān)重要，對海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)進(jìn)行評價是加強(qiáng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管控的前提，可為研究區(qū)臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范和減災(zāi)提供決策依據(jù)。

基于此，從自然災(zāi)害系統(tǒng)理論視角出發(fā)，利用海南島1980—2019年71次的臺風(fēng)數(shù)據(jù)，選取孕災(zāi)環(huán)境敏感性和臺風(fēng)致災(zāi)危險(xiǎn)性等9個評價指標(biāo)，采用層次分析和熵值組合賦權(quán)法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)評價模型，按10年間隔劃分為4個年代，從時間和空間兩個尺度分析海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)并進(jìn)行相應(yīng)分區(qū)，為海南島的臺風(fēng)災(zāi)害防治提供借鑒。

1 研究區(qū)和研究數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

海南島地處中國南部，面積3.39×104km2，位于18°10′N～20°10′N、108°37′E～111°03′E，為中國的第二大島。地形地勢較復(fù)雜，中部高四周低，呈現(xiàn)由山地、丘陵、臺地、階地和平原逐級遞降組合形成的環(huán)形層狀地貌。屬熱帶季風(fēng)氣候，終年高溫，年平均氣溫高，總降雨量豐沛，但降雨時空分布不均，降水集中在雨季且降水量大，干濕季節(jié)明顯；夏秋季盛行臺風(fēng)，年登陸臺風(fēng)為0～4次。屬海島獨(dú)立水系，河流由中部山區(qū)丘陵向四周以輻射狀流入海，具有河流眾多、河短坡陡等特點(diǎn)。研究區(qū)涵蓋的范圍是海南省(除三沙市外)的18個市縣，2019年末常住人口為944.67萬人，國內(nèi)生產(chǎn)總值為5 308.93億元。

1.2 研究數(shù)據(jù)

使用的氣象數(shù)據(jù)來自國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://data.cma.cn/)和溫室數(shù)據(jù)共享平臺(http://data.sheshiyuanyi.com/WeatherData/)，包括?？?、東方、儋州、瓊中、瓊海、三亞和陵水7個氣象站點(diǎn)的大風(fēng)降雨數(shù)據(jù)；歸一化植被指數(shù)柵格數(shù)據(jù)來自美國地質(zhì)勘測局(http://glovis.usgs.gov/)；數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model，ASTER GDEM)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，空間分辨率為30 m。

2 評價指標(biāo)和模型

2.1 評價指標(biāo)選取

根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)論，從孕災(zāi)環(huán)境敏感性和致災(zāi)因子危險(xiǎn)性兩個方面遴選臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)評價指標(biāo)。

針對臺風(fēng)災(zāi)害與孕災(zāi)環(huán)境之間的關(guān)系，按照指標(biāo)可獲取性和綜合性原則，結(jié)合海南島實(shí)際情況，選取地形位指數(shù)、地形指數(shù)、地形起伏度、河網(wǎng)密度、距東海岸距離和植被覆蓋度6個指標(biāo)作為孕災(zāi)環(huán)境敏感性因子，利用地理信息系統(tǒng)軟件(geographic information system，ArcGIS10.4)獲取數(shù)據(jù)分布如圖1所示。其中地形位指數(shù)是描述高度和坡度的一個地形特征數(shù)值[22]，高程低、坡度小的區(qū)域地形位小，該值越小越易孕育臺風(fēng)暴雨洪澇災(zāi)害；地形指數(shù)是綜合考慮坡度和流域水文特性的一個綜合指標(biāo)[23]，該值越大，則表征土壤越容易達(dá)到飽和產(chǎn)流越易于引發(fā)洪澇災(zāi)害；地形起伏度越大，因降雨量過大引發(fā)滑坡、泥石流等二次災(zāi)害的可能性就越大；河網(wǎng)越密集越易于產(chǎn)生洪澇災(zāi)害；登陸海南島的臺風(fēng)主要源于西北太平洋，且登陸點(diǎn)多位于該島東部沿海，故距離東海岸越近，形成洪災(zāi)和風(fēng)災(zāi)的可能性越大；植被覆蓋度越高，對臺風(fēng)風(fēng)速起到一定程度上的減緩作用，同時對洪澇災(zāi)害的形成也有一定的抑制作用。

ve1、ve2、ve3、ve4、ve5、ve6分別為地形位指數(shù)、地形指數(shù)、地形起伏度、河網(wǎng)密度、距東海岸距離和植被覆蓋度6個指標(biāo)值

臺風(fēng)主要通過伴隨而來的狂風(fēng)和暴雨造成災(zāi)害，結(jié)合海南島實(shí)際，選取臺風(fēng)登陸期間過程最大風(fēng)速、過程日最大降雨量和過程總降雨量3個指標(biāo)作為致災(zāi)因子。風(fēng)速大易造成人員傷亡，影響農(nóng)田農(nóng)作物收成，破壞建筑物及基礎(chǔ)設(shè)施，造成財(cái)產(chǎn)損失；降雨量大會導(dǎo)致洪澇災(zāi)害、滑坡、泥石流等災(zāi)害。

2.2 評價指標(biāo)權(quán)重

層次分析法(analytic bierarchy process, AHP)是對各因子之間進(jìn)行簡單的比較與計(jì)算，根據(jù)指標(biāo)重要性的對比，計(jì)算得到不同指標(biāo)權(quán)重，進(jìn)而可對決策方案提供依據(jù)，是一種主觀的權(quán)重確定方法。通過咨詢10位相關(guān)專家計(jì)算得到各指標(biāo)權(quán)重如表1所示。熵值法是根據(jù)指標(biāo)變異性大小來確定客觀權(quán)重的一種方法。若某個指標(biāo)信息熵越大，則表明該指標(biāo)值的變異程度越小，在評價中的重要性越大，其權(quán)重也就相應(yīng)越大。在研究區(qū)內(nèi)隨機(jī)創(chuàng)建500個點(diǎn)，將6個指標(biāo)的柵格數(shù)據(jù)取至點(diǎn)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB，利用熵值法計(jì)算的權(quán)重如表1所示。

為剔除波動數(shù)據(jù)干擾，引入距離函數(shù)[24-25]確保主觀權(quán)重與客觀權(quán)重間的差異程度與其相對應(yīng)的分配系數(shù)間的差異程度相一致，兩者的距離函數(shù)為

(1)

式(1)中:w″i和w″i分別為由層次分析法和熵值法計(jì)算得到的指標(biāo)權(quán)重。

主客觀組合權(quán)重表達(dá)式為

wz=αw′i+βw″i

(2)

式(2)中:wz為組合權(quán)重；α、β為兩種權(quán)重的分配系數(shù)，兩者之和等于1。

距離函數(shù)與分配系數(shù)兩者的關(guān)系為

d(w′i，w″i)2=(α-β)2

(3)

由式(1)和式(3)可得，孕災(zāi)因子指標(biāo)分配系數(shù)分別為α=0.648 9、β=0.351 1，致災(zāi)因子指標(biāo)分配系數(shù)分別為α=0.594 8、β=0.415 2；將分配系數(shù)代入式(2)，最后得到的組合權(quán)重值如表1所示。

表1 海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)評價指標(biāo)權(quán)重

2.3 評價模型

孕災(zāi)環(huán)境敏感性模型為

VE=we1ve1+we2ve2+we3ve3+we4ve4+

we5ve5+we6ve6

(4)

式(4)中:VE為孕災(zāi)環(huán)境敏感性指數(shù)值；ve1、ve2、ve3、ve4、ve5、ve6分別為地形位指數(shù)、地形指數(shù)、地形起伏度、河網(wǎng)密度、距東海岸距離和植被覆蓋度6個指標(biāo)值；we1、we2、we3、we4、we5、we6分別為相應(yīng)指標(biāo)的組合權(quán)值。

致災(zāi)因子危險(xiǎn)性模型為

VH=wh1vh1+wh2vh2+wh3vh3

(5)

式(5)中：VH為致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)值；vh1、vh2、vh3分別為過程最大風(fēng)速、過程日最大降雨量和過程總降雨量3個指標(biāo)值；wh1、wh2、wh3分別為相應(yīng)指標(biāo)的組合權(quán)值。

臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)評價模型為

D=VEWE+VHWH

(6)

式(6)中:D為臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)評價指數(shù)值；WE、WH分別為敏感因子和致災(zāi)因子的權(quán)重值，結(jié)合實(shí)際情況，兩者的AHP值分別為0.4和0.6(表1)。

3 結(jié)果與分析

3.1 孕災(zāi)環(huán)境敏感性分析

結(jié)合各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值和相應(yīng)權(quán)重，利用GIS的網(wǎng)格計(jì)算器得到海南島臺風(fēng)災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境敏感性指數(shù)值，采用自然斷點(diǎn)法將孕災(zāi)環(huán)境敏感性等級劃分為高、中高、中、中低和低敏感5個等級區(qū)，同時利用區(qū)域匯總功能得到海南島各市縣不同級敏感區(qū)面積占比柱狀圖，如圖2所示。

圖2 海南島孕災(zāi)環(huán)境敏感性分區(qū)圖

從各等級區(qū)面積占比來看，海南島臺風(fēng)災(zāi)害孕災(zāi)敏感性以中和中低敏感為主，兩者面積之和占比達(dá)59.87%；低和中高敏感區(qū)的面積相當(dāng)，占比分別為17.96%和17.75%；高敏感區(qū)面積最小，占總面積的4.42%。

從空間分布來看，海南島臺風(fēng)災(zāi)害孕災(zāi)敏感性分區(qū)具有大集中、小分散特征。

高、中高敏感區(qū)具有從東北沿海區(qū)至西南沿海區(qū)環(huán)島分布特點(diǎn)，主要分布在海口中北部和澄邁東部區(qū)。該地處于南渡江，河網(wǎng)密度高且其三角洲河床比降小，河道淤積速度快，暴雨來襲常產(chǎn)生洪澇災(zāi)害；其余則相對分散在東北部的文昌，東部的瓊海、萬寧，南部的陵水、三亞，西南部的樂東、東方等市縣，這些區(qū)域共同特征均為臨海、植被覆蓋率低，地勢平坦且低，地形位指數(shù)中等偏高，臺風(fēng)襲來受降水量大而引發(fā)洪澇災(zāi)害，風(fēng)力過強(qiáng)且無高山阻擋產(chǎn)生房屋倒塌、農(nóng)田受災(zāi)、人員傷亡等風(fēng)災(zāi)損失。

中敏感區(qū)分布范圍較廣，在空間上主要集中分布在沿海高敏感和中高敏感區(qū)外圍，多屬各市縣城區(qū)所在地，地勢較平坦，河網(wǎng)密集程度中等、植被覆蓋度中等。

低和中低敏感區(qū)則主要集中分布在中部內(nèi)陸區(qū)至西北部沿海區(qū)，如中部內(nèi)陸的白沙、瓊中、五指山，西部的儋州、臨高、昌江等市縣。中部內(nèi)陸區(qū)具有地形高、植被覆蓋度高特點(diǎn)；而西北部沿海市縣河網(wǎng)密度較低、植被覆蓋度較高、地勢較平坦，蓄水能力較強(qiáng)，又因距離臺風(fēng)登陸的東部沿海較遠(yuǎn)，在一定程度上降低了孕育臺風(fēng)災(zāi)害的程度，相關(guān)區(qū)域的敏感性指數(shù)相對較低。

按照面積占比平均值來看(圖2)，面積占比模式分為:中-中高敏感分布在東北部4個市縣；中低-中-中高敏感分布在東部萬寧、陵水2個市縣；中低-中敏感分散分布在南部至西南部4個市縣和中部至北部3個市縣；低-中低-中敏感主要分布在中部內(nèi)陸的瓊中；低-中低敏感則主要分布在中部內(nèi)陸至西部沿海的4個市縣。

3.2 致災(zāi)因子危險(xiǎn)性分析

選取1980—2019年登陸海南島的71次臺風(fēng)，按照10年間隔將時間尺度劃分為4個年代，分別為20世紀(jì)80年代(1980—1989年，24次)、20世紀(jì)90年代(1990—1999年，13次)、21世紀(jì)00年代(2000—2009年，16次)和21世紀(jì)10年代(2010—2019年，18次)。

結(jié)合各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值和相應(yīng)權(quán)重，對每個年代各取其平均值，利用GIS(地理信息系統(tǒng))的網(wǎng)格計(jì)算器得到海南島臺風(fēng)災(zāi)害致災(zāi)因子危險(xiǎn)性指數(shù)值，采用等間隔法將致災(zāi)因子危險(xiǎn)性等級劃分為高、中高、中、中低和低危險(xiǎn)5個等級區(qū)，得到海南島4個年代臺風(fēng)致災(zāi)因子危險(xiǎn)性分區(qū)圖，如圖3所示。

圖3 海南島致災(zāi)因子危險(xiǎn)性分區(qū)圖

從時間尺度來看，20世紀(jì)80年代以中低-中危險(xiǎn)區(qū)為主；20世紀(jì)90年代低、中危險(xiǎn)區(qū)占比較大；21世紀(jì)00年代以低-中低危險(xiǎn)區(qū)為主；21世紀(jì)10年代則低、中低和高危險(xiǎn)區(qū)占比均衡。

高、中高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)面積都隨時間變化表現(xiàn)為上升—下降—上升趨勢，高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)在20世紀(jì)80年代面積最小，為108.89 km2，在21世紀(jì)10年代面積最大，占比22.95%；中高致災(zāi)區(qū)在21世紀(jì)00年代面積最小，為2 182.33 km2，在20世紀(jì)90年代面積最大，占比12.58%。中危險(xiǎn)區(qū)面積隨時間變化呈先下降后上升趨勢，在20世紀(jì)80年代占比最大，為40.22%；到21世紀(jì)00年代占比最小，為10.81%。

中低危險(xiǎn)區(qū)面積隨時間變化表現(xiàn)為下降—上升—下降趨勢，在21世紀(jì)00年代面積上升至15 742.43 km2，20世紀(jì)90年代面積下降至5 564.78 km2。低危險(xiǎn)區(qū)隨時間變化面積呈先上升后下降趨勢，在20世紀(jì)90年代面積最大，占比31.59%，在20世紀(jì)80年代面積最小，占比6.25%。

從空間分布來看，海南島臺風(fēng)災(zāi)害致災(zāi)危險(xiǎn)性高值區(qū)主要分布在沿海，低值區(qū)分布在內(nèi)陸。

20世紀(jì)80年代的致災(zāi)因子危險(xiǎn)區(qū)分布在空間上具有從東、西部沿海逐漸向內(nèi)陸呈條帶狀遞減趨勢。高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)集中分布在萬寧沿海；中高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)主要沿東部高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)向內(nèi)陸延伸分布；中致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)呈環(huán)帶狀緊靠東、西部中高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)往內(nèi)陸延伸分布；中低危險(xiǎn)區(qū)主要分布在中部至北部沿海；低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)則集中分布在?？谥脸芜~北部沿海。

20世紀(jì)90年代的致災(zāi)因子危險(xiǎn)區(qū)分布在空間上具有從東南部、西南部沿海向內(nèi)陸至北部沿海逐級遞減趨勢。高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)主要集中在西南部沿海的3個市縣和東南部沿海的萬寧、陵水；中高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)呈條帶狀分布于高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)周圍；中致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)空間上具有從中西部沿?！喜垦睾！袞|部沿海呈V形分布的特點(diǎn)；中低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)呈條帶狀分布于中致災(zāi)區(qū)以北；低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)主要集中分布在北部沿海。

21世紀(jì)00年代的致災(zāi)因子危險(xiǎn)區(qū)分布在空間上具有從西南部沿海逐漸向內(nèi)陸呈條帶狀遞減的趨勢；高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)主要分布在西南沿海區(qū)，覆蓋3個市縣；中高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)和中致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)在空間上呈降級趨勢以條帶狀分布于高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)以東；中低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)在空間上被低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)斷開分為兩部分分布，一部分主要是沿中致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)向東延伸至東南沿海，主要包括儋州、保亭和三亞等8個市縣；另一部分則分布在東北部，主要包括文昌與其鄰域市縣；低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)在空間上主要分布于中部至北部沿海，包括?？?、定安等6個市縣。

21世紀(jì)10年代的致災(zāi)因子危險(xiǎn)區(qū)在空間上具有軸對稱分布的特點(diǎn)，主要是從東北部沿海和西南部沿海向內(nèi)陸呈條帶狀遞減趨勢分布；高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)覆蓋東北部沿海市縣文昌、?？诤臀髂喜垦睾Ｊ锌h東方、樂東和三亞；中高、中致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)均沿高致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)向內(nèi)陸遞減延伸分布；中低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)在空間上具有東北部、西南部緊靠中致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)和東南部環(huán)低致災(zāi)區(qū)的分布特點(diǎn)；低致災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)分布在中部及中部以東沿海5市縣。

3.3 臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)分析

3.3.1 時間尺度危險(xiǎn)性

結(jié)合各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值和相應(yīng)權(quán)重，利用GIS的網(wǎng)格計(jì)算器得到海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性指數(shù)值，采用等間隔法將臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性等級劃分為高、中高、中、中低和低危險(xiǎn)5個等級區(qū)，得到海南島4個年代臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性分區(qū)圖，如圖4所示。

圖4 海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性分區(qū)圖

4個年代的臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)區(qū)在空間上都具有從沿海向內(nèi)陸逐漸遞減趨勢，沿海處于中-高危險(xiǎn)區(qū)，內(nèi)陸處于低-中危險(xiǎn)區(qū)；而隨著時間推移，綜合危險(xiǎn)性表現(xiàn)為上升趨勢。

20世紀(jì)80年代以中-中高危險(xiǎn)區(qū)為主，空間分布主要是從東部沿海向內(nèi)陸遞減趨勢；20世紀(jì)90年代以中低-中危險(xiǎn)區(qū)為主，空間分布主要是從東南沿海和西南沿海分別向內(nèi)陸遞減趨勢；21世紀(jì)00年代以中低-中危險(xiǎn)區(qū)為主；21世紀(jì)10年代以中低-中-中高危險(xiǎn)區(qū)為主；2個年代的空間分布均是從東北沿海和西南沿海分別向內(nèi)陸遞減趨勢。

高危險(xiǎn)區(qū)面積占比趨勢為上升—下降—上升。在21世紀(jì)10年代面積最大，為6 593.28 km2，分別分布在東北、西南沿海，主要涵蓋文昌、海口和樂東；21世紀(jì)00年代面積最小，為2 791.86 km2，主要分布在西南部沿海，覆蓋東方和樂東；在20世紀(jì)80年代主要分布在東部沿海，覆蓋瓊海、萬寧和文昌。

20世紀(jì)90年代則分布在東南、西南沿海。中高危險(xiǎn)區(qū)面積隨時間推移呈下降—上升—下降趨勢，在20世紀(jì)80年代占比最大，為26.52%；在21世紀(jì)10年代占比最小，為22.60%。20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)00年代，在空間上主要零散分布在東北部—西南部沿海；在21世紀(jì)10年代主要沿中危險(xiǎn)區(qū)向東北和西南方向分布。

中危險(xiǎn)區(qū)面積占比趨勢為下降—上升—下降。在21世紀(jì)00年代面積最大，為13 200.34 km2；在21世紀(jì)10年代面積最小，為10 538.24 km2。20世紀(jì)80年代中危險(xiǎn)區(qū)分布在中部至北部內(nèi)陸，覆蓋臨高、屯昌和瓊中；20世紀(jì)90年代主要涵蓋東部內(nèi)陸的包括定安、屯昌和瓊中；21世紀(jì)00年代在空間上分布在北部沿海至北部內(nèi)陸和西南部沿海；21世紀(jì)10年代在空間上沿中低危險(xiǎn)區(qū)向東北、西南方向分布，主要包括臨高、屯昌和保亭。

中低危險(xiǎn)區(qū)面積占比呈先上升后下降趨勢。21世紀(jì)00年代占比最大，為26.87%；20世紀(jì)80年代占比最小，為22.28%，在空間上隨低危險(xiǎn)區(qū)分布在海南島中部至西北部沿海；20世紀(jì)90年代在空間上具有從中部延伸至北部沿海區(qū)的特點(diǎn)；21世紀(jì)00年代、10年代在空間上分布均從西北部沿海橫穿中部至東南部沿海。

低危險(xiǎn)區(qū)面積占比總體呈持平趨勢，在20世紀(jì)80年代占比最小，21世紀(jì)10年代占比最大，年代面積差距變化不大。在空間上都主要分布在海南島中部，位于黎母嶺—鸚哥嶺—獼猴嶺山地和五指山—青春嶺—馬咀嶺諸山。

3.3.2 空間尺度危險(xiǎn)性

基于前文通過分區(qū)統(tǒng)計(jì)匯總可得到每個市縣不同年代的臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)指數(shù)，同時對4個年代的綜合危險(xiǎn)指數(shù)求取平均值，并按自然斷點(diǎn)法將18個市縣分為高、中、低值區(qū)3個等級區(qū)，如圖5所示。

圖5 海南島各市縣臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性圖

由圖5可得高值區(qū)主要位于東部、北部和西南沿海6市縣；中值區(qū)分散分布在沿海以及內(nèi)陸6市縣；低值區(qū)集中分布在中部內(nèi)陸至西北部沿海6市縣。

處于東部高值區(qū)的3個市縣，文昌、瓊海和陵水全境海拔較低，且山嶺稀少，多為平原地區(qū)且受臺風(fēng)襲擊次數(shù)多，缺少高山阻擋作用，臺風(fēng)致災(zāi)作用顯著，綜合危險(xiǎn)指數(shù)高；北部海口位于文昌西部，北面臨海，地勢總體較平緩，境內(nèi)有本島最長的河流南渡江從中通過，河網(wǎng)密度大，在致災(zāi)因子與環(huán)境敏感性因子共同作用，綜合危險(xiǎn)性指數(shù)高；西南部的東方地形為東高西低，沿海區(qū)域地形起伏度小，植被覆蓋度低，受致災(zāi)因子大風(fēng)影響較大，又因其地理位置與氣候的雙重作用，臺風(fēng)登陸時東方市的降水量隨年代增加而增大，在文獻(xiàn)[26]的研究中，東方的降雨量在1960—1990年偏少，1996—2015年偏多，而境內(nèi)的大廣壩水庫是全島第二大水庫，河網(wǎng)較密集，降水量過大會導(dǎo)致洪澇、泥石流等二次災(zāi)害，綜合危險(xiǎn)性指數(shù)最高；而樂東東部、北部、西北部三面環(huán)山，西南部為平原區(qū)臨近南海，植被覆蓋度略低，又因北部與東方接壤，受東方影響，其綜合危險(xiǎn)性指數(shù)也較高。對于高值區(qū)市縣，因距離東海岸較近受臺風(fēng)正面襲擊的影響較大，對這些區(qū)域應(yīng)加強(qiáng)對臺風(fēng)預(yù)警的能力；提高預(yù)測臺風(fēng)路線的水平，加強(qiáng)對臺風(fēng)的防范工作，提前做好防御臺風(fēng)的應(yīng)急管理工作；提高基礎(chǔ)設(shè)施的抗臺風(fēng)能力；提高群眾災(zāi)害意識，能在一定程度上減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

東部沿海萬寧西北、東南部屬于山地丘陵地形，東北區(qū)為平原地帶，綜合危險(xiǎn)性指數(shù)與東部沿海市縣相比較低；定安距離東海岸近，因與?？凇⑽牟?、瓊海接壤，受致災(zāi)因子作用大，綜合危險(xiǎn)指數(shù)中等；南部三亞和保亭，受從西北太平洋生成的臺風(fēng)影響較弱，主要受南海生成且直面襲擊三亞市區(qū)的臺風(fēng)影響較強(qiáng)；昌江地勢東南高西北低，東南部為五指山余脈，地勢較高且居于內(nèi)陸區(qū)，東南部危險(xiǎn)性指數(shù)低，但西南部鄰海且與東方接壤，受影響較大；北部沿海澄邁，地勢為南高北低，中部與海口接壤處為南渡江流域，受致災(zāi)因子作用較大，但因其距離東海岸較遠(yuǎn)，大風(fēng)影響程度減弱，植被覆蓋度中等，故綜合危險(xiǎn)指數(shù)中等。對于中值區(qū)市縣，主要受臺風(fēng)暴雨影響，形成洪澇、海水倒灌的災(zāi)害，故應(yīng)做好對強(qiáng)降雨的監(jiān)測和預(yù)警；合理利用土地資源，提高植被覆蓋率，防止水土流失嚴(yán)重；加強(qiáng)對暴雨形成洪澇災(zāi)害的防御工程措施；提高群眾的防洪意識等。

屯昌地勢主要為西南高東北低，雖距離東海岸較近，但東北與定安相連，東南與瓊海接壤，處于內(nèi)陸區(qū)，致災(zāi)因子作用被削減，植被覆蓋度高，河網(wǎng)稀疏，綜合危險(xiǎn)指數(shù)低；西北部的臨高和儋州，離臺風(fēng)登陸點(diǎn)距離最遠(yuǎn)，河網(wǎng)密度低，植被覆蓋度高，地形指數(shù)低，致災(zāi)因子作用弱且敏感性指數(shù)總體較低，綜合危險(xiǎn)指數(shù)低；瓊中、五指山和白沙位于海南島中部內(nèi)陸區(qū)，植被覆蓋度高，地形位指數(shù)大不易形成洪澇等災(zāi)害，又因距離東海岸較遠(yuǎn)，有高山阻擋作用，致災(zāi)因子影響低，綜合危險(xiǎn)指數(shù)低。

4 結(jié)論

(1)海南島孕災(zāi)環(huán)境敏感程度在空間上具有從東部、西南部沿海向內(nèi)陸逐漸降低趨勢，以中低敏感為主，面積10 451.68 km2，占比30.88%；高敏感區(qū)面積最小，為1 495.02 km2，占比4.42%。

(2)致災(zāi)因子危險(xiǎn)隨時間變化呈現(xiàn)上升—下降—上升趨勢，不同時期致災(zāi)因子危險(xiǎn)程度在空間上具有從沿海向內(nèi)陸呈逐級遞減趨勢的特征；21世紀(jì)00年代致災(zāi)因子低、中低危險(xiǎn)區(qū)面積最大，為 25 624.85 km2，占比達(dá)75.7%；21世紀(jì)10年代致災(zāi)因子中高、高危險(xiǎn)區(qū)范圍最大，占比34.78%。

(3)海南島臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)程度隨時間變化呈現(xiàn)下降—升高趨勢，不同時期臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)在空間上均具有從東北部、西南部沿海向中部內(nèi)陸和西北部沿海降低特征；21世紀(jì)00年代綜合危險(xiǎn)指數(shù)最低，低、中低危險(xiǎn)區(qū)占比為29.61%；21世紀(jì)10年代綜合危險(xiǎn)性指數(shù)最高，中高、高危險(xiǎn)區(qū)占比為42.08%。

(4)臺風(fēng)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)高值區(qū)分布在?？凇⑽牟?、瓊海、陵水、樂東和東方，形成高值區(qū)的主要原因是地勢平坦，河網(wǎng)密度大、植被覆蓋率低、距離東海岸線較近易遭受臺風(fēng)影響，形成洪澇、海水倒灌等二次災(zāi)害；中值區(qū)分布在萬寧、保亭、三亞、澄邁、定安和昌江；低值區(qū)分布在五指山、瓊中、白沙、屯昌、儋州和臨高，低危險(xiǎn)區(qū)域的地形位指數(shù)大，植被覆蓋率高，環(huán)境敏感性低，且居于內(nèi)陸遠(yuǎn)離東海岸，臺風(fēng)致災(zāi)因子影響程度小。

在研究中，因植被覆蓋變化不明顯，其他孕災(zāi)因子變化不大，故只考慮了靜態(tài)的孕災(zāi)環(huán)境敏感；同時在分析致災(zāi)因子危險(xiǎn)時，因研究時段共計(jì)71次臺風(fēng)，每次臺風(fēng)的等級不同，相關(guān)的數(shù)據(jù)也存在差異，在進(jìn)行不同年代的計(jì)算時統(tǒng)一進(jìn)行平均處理，這樣的均衡化會導(dǎo)致研究結(jié)果與實(shí)際情況存在一定的偏差，下一步需要進(jìn)一步深入研究彌補(bǔ)此缺陷。