廖春貴 秦年秀 胡寶清 姜寧 熊小菊

摘要對廣西14個地級市的旱災(zāi)風(fēng)險暴露度進行評估，為廣西防旱減災(zāi)決策提供依據(jù)。利用2015年廣西各類干旱災(zāi)情統(tǒng)計資料，結(jié)合耕地面積、有效灌溉面積、人口密度、社會經(jīng)濟等資料，構(gòu)建干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度評估指標體系。借助綜合加權(quán)指數(shù)模型對廣西干旱災(zāi)害風(fēng)險人口暴露度、經(jīng)濟暴露度與農(nóng)業(yè)暴露度進行分析與評估。最后給出了基于人口暴露度、經(jīng)濟暴露度與農(nóng)業(yè)暴露度3個條件的干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度區(qū)劃。結(jié)果表明，2015年干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度較高的有南寧市、桂林市、欽州市，整體趨勢是桂中、桂東北高，沿海地區(qū)普遍偏低。

關(guān)鍵詞干旱；風(fēng)險暴露度；評估；廣西

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）08-0069-05

Risk Exposure Assessment of Drought Disaster in 2015 Based on GIS and Weighted Composite Index Model

LIAO Chungui1，2，3， QIN Nianxiu1，2，3，HU Baoqing1，2，3* et al

（1. Key Laboratory of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf，Ministry of Education， Nanning， Guangxi 530001；2.Guangxi Key Laboratory of Earth Surface Processes and Intelligent Simulation， Nanning， Guangxi 530001；3.School of Greography and Planning，Guangxi Teachers Education University， Nanning， Guangxi 530001）

AbstractIn order to provide the basis for Guangxi drought mitigation decision， the study assessed the drought risk exposure in 14 prefecture level cities in Guangxi. Based on the statistical data of drought disaster of Guangxi in 2015， the index system of drought risk exposure was established based on the data of cultivated land area， effective irrigation area， population density， social economy and so on. Based on the comprehensive weighted index model， the exposure degree， economic exposure degree and agricultural exposure degree of drought risk population in Guangxi were analyzed and estimated. Finally， based on the population exposure， economic exposure and agricultural exposure， the risk degree zoning of drought disaster was proposed.The results showed that the drought risk exposure of Nanning， Guilin and Qinzhou was high， the overall trend was high in central and northeastern Guangxi，and the coastal areas were generally low in 2015.

Key wordsDrought disaster；Risk exposure；Assessment；Guangxi

干旱是因水量供求不平衡而形成的持續(xù)水分短缺的自然現(xiàn)象，可將干旱分成氣象干旱、農(nóng)業(yè)干旱、水文干旱和社會經(jīng)濟干旱。干旱是影響廣西經(jīng)濟、社會和農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要自然災(zāi)害之一[1]。研究表明，在所有可能避免、減輕自然災(zāi)害的措施中，最簡單有效的方法是對自然災(zāi)害風(fēng)險進行評估，再進行進一步風(fēng)險區(qū)劃，將自然災(zāi)害管理提高到風(fēng)險管理的水平[2]。災(zāi)害風(fēng)險的影響不僅由災(zāi)害本身決定，更取決于風(fēng)險暴露度和脆弱性決定因子[3]。《管理極端事件和災(zāi)害風(fēng)險推進氣候變化適應(yīng)特別報告》指出，暴露度（Exposure）是指人類及人類與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、資源、經(jīng)濟、社會、文化財產(chǎn)等方面處在容易受負面影響的地方[4]。干旱風(fēng)險的暴露度是指可能受到干旱缺水威脅的經(jīng)濟、社會、自然環(huán)境系統(tǒng)，具體包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市、人類及生態(tài)環(huán)境等。我國的旱澇災(zāi)害在空間分布上呈現(xiàn)北方容易遭干旱災(zāi)害，而南方旱災(zāi)和洪澇一起發(fā)生的特征[4]。干旱受災(zāi)范圍廣，在這樣的背景下，處在南方地區(qū)的廣西壯族自治區(qū)面臨的抗旱減災(zāi)形勢將越來越嚴峻，任務(wù)也越來越艱巨。因此，應(yīng)做好干旱災(zāi)害風(fēng)險評估和管理，減輕由大氣變化引起的干旱事件的影響[5]。

目前，國內(nèi)外對災(zāi)害風(fēng)險評估已進行了大量研究，其內(nèi)容涉及到干旱指標等級劃分與旱災(zāi)承災(zāi)體暴露度的評估等。干旱風(fēng)險暴露度評估的對象包括人類及社會經(jīng)濟實體，其評估指標有數(shù)量型指標和價值量型指標2種[4]。國內(nèi)外學(xué)者對災(zāi)害風(fēng)險暴露度評估進行了研究。劉蘭芳等[6]選取降水量、人口密度等8個要素作為旱災(zāi)脆弱性評價指標對2013年我國南方地區(qū)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險進行了評估；王鶯等[7]從致災(zāi)因子危險性、孕災(zāi)環(huán)境脆弱性、承災(zāi)體暴露性和防災(zāi)減災(zāi)能力4個方面對我國南方地區(qū)農(nóng)業(yè)的干旱災(zāi)害進行了風(fēng)險評估；王豫燕等[8]以江蘇省為研究區(qū)域，利用災(zāi)情數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)，從災(zāi)害發(fā)生的暴露范圍、人口暴露度和農(nóng)作物暴露度3個方面分析了災(zāi)害的暴露度特征；王艷君等[9]以各省的受災(zāi)面積、人口密度、地均GDP以及農(nóng)作物播種面積分別代表各省暴露于暴雨洪澇災(zāi)害下的范圍、人口暴露度、經(jīng)濟暴露度和農(nóng)作物暴露度，對我國暴雨洪澇災(zāi)害的暴露性與脆弱性的時空變化特征進行研究。廣西的區(qū)位優(yōu)勢明顯，國家戰(zhàn)略地位突出，如今作為中國-東盟合作前沿，戰(zhàn)略地位重要。綜合近幾年的文獻，發(fā)現(xiàn)學(xué)者對干旱風(fēng)險暴露度的評估研究較少，對廣西地區(qū)的干旱風(fēng)險暴露度評估基本處于空白。因此開展廣西干旱風(fēng)險暴露度評估具有重要的理論和現(xiàn)實意義。筆者基于GIS和加權(quán)綜合指數(shù)模型，評估了2015年廣西旱災(zāi)風(fēng)險暴露度，以期為廣西干旱災(zāi)害管理工作提供科學(xué)依據(jù)。

1資料與方法

1.1研究區(qū)概況

廣西壯族自治區(qū)位于 104°26′～112°04′ E，20°54′～26°24′ N，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)和南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖、干濕分明、旱澇突出、災(zāi)害頻繁。各地級市年平均氣溫16.0～23.0 ℃，各地級市年降水量均在1 070～2 000 mm，降水時空分布不均，東部多，西部少，各地級市多年平均水面蒸發(fā)量為 600～1 200 mm，降水量在年內(nèi)和年際之間的時空分布差異大。全區(qū)范圍的大旱平均20年發(fā)生1次。一年四季均可發(fā)生干旱，危害廣西的旱災(zāi)主要是春旱和秋旱。近年來，每年均出現(xiàn)干旱，且持續(xù)時間長，易出現(xiàn) 2 種類型以上連旱，危害嚴重。2015年3—5月，全區(qū)各月平均氣溫較常年同期偏高1.0～1.6 ℃；3—5月初，廣西大部地區(qū)降水量偏少，其中3月1日至4月30日全區(qū)平均降雨量為1951年以來同期最少。干旱造成廣西直接經(jīng)濟損失8 075.17萬元，河池、百色、梧州、南寧、來賓5市16縣（市、區(qū)）出現(xiàn)旱災(zāi)，共有84.51萬人受災(zāi)，飲水困難6.7萬人，飲水困難牲畜0.48萬頭；農(nóng)作物受災(zāi)面積10.1萬hm2，其中成災(zāi)5.0萬hm2，絕收0.2萬hm2。

1.2資料來源

根據(jù)干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度評估的基本要素分析和研究目的，應(yīng)用1981—2015年廣西地情網(wǎng)、廣西氣象臺站的各類干旱統(tǒng)計資料，2010版民政部門的行政區(qū)劃、以及統(tǒng)計部門編著的《2015廣西統(tǒng)計年鑒》中的區(qū)域內(nèi)各縣人口、經(jīng)濟、有效灌溉面積和耕地面積占總面積的比率等社會經(jīng)濟指標資料。

1.3指標選取

由于干旱災(zāi)害系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得干旱災(zāi)害暴露度評估指標體系的構(gòu)造成為一個非常復(fù)雜的問題。為了使選取的指標體系能更加全面地反映地區(qū)干旱風(fēng)險暴露度的本質(zhì)特征，必須做到科學(xué)、合理，且符合廣西的實際情況。為此，在指標選取時應(yīng)遵循客觀性、準確性、代表性、普適性、適用性、可獲性、結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性、綜合性、可操作性等原則。

干旱風(fēng)險的暴露度由經(jīng)濟、社會、自然環(huán)境系統(tǒng)等因素決定，人口暴露度、經(jīng)濟暴露度、農(nóng)業(yè)暴露度3個子系統(tǒng)組成風(fēng)險暴露度，地區(qū)暴露度越大，可能受到的潛在損失越大。因此，干旱風(fēng)險的暴露度評估指標應(yīng)包括人口、經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)三大類，用暴露于干旱災(zāi)害下各地級市的人口密度作為人口暴露度指標，用耕地面積、農(nóng)作物播種面積百分比、有效灌溉面積、糧食產(chǎn)量指標作為農(nóng)業(yè)暴露度的評估指標，各地級市人均GDP、經(jīng)濟密度指標作為經(jīng)濟暴露度的評估指標。

1.4參數(shù)的選取及標準化

暴露度指人員、生計、環(huán)境服務(wù)和各種資源、基礎(chǔ)設(shè)施，以及經(jīng)濟、社會或文化資產(chǎn)等處在有可能受到不利影響的位置，反映在一定強度致險因子影響下，可能遭受損失的承災(zāi)體總量。對于風(fēng)險而言，暴露度越大，其災(zāi)害風(fēng)險也越大[10]。在暴露度指標的選取上，用暴露于干旱災(zāi)害下各地級市的人口密度作為人口暴露度指標，用耕地面積、農(nóng)作物播種面積百分比、有效灌溉面積、糧食產(chǎn)量指標作為農(nóng)業(yè)暴露度的評估指標，各地級市人均GDP、經(jīng)濟密度指標作為經(jīng)濟暴露度的評估指標。

干旱風(fēng)險暴露度評估是在不考慮大范圍環(huán)境的背景下，對區(qū)域內(nèi)將要出現(xiàn)的干旱災(zāi)害進行風(fēng)險評估，針對干旱可能造成的經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)等危害進行綜合評估。干旱風(fēng)險暴露度評估參數(shù)主要有人口暴露度、經(jīng)濟暴露度和農(nóng)業(yè)暴露度等。為便于計算，選用極值標準化方法，公式如下：

正向指標：yij=xij/max（xij）（1）

逆向指標：Yij=min（xij）/xij （2）

式中，xij、yij分別為指標的原始值和標準值；max（xij）指該指標中的最大值；min（xij）指該指標中的最小值。

1.5評估模型的選取

GIS在空間數(shù)據(jù)采集、處理存儲與空間查詢等方面具有強大的功能[11]。干旱災(zāi)害評估是一種時間、空間非常復(fù)雜的過程，數(shù)據(jù)量大，關(guān)系復(fù)雜，其屬性與空間數(shù)據(jù)有密切關(guān)系。運用GIS技術(shù)，將人口暴露度、經(jīng)濟暴露度與農(nóng)業(yè)暴露度采用數(shù)學(xué)模型進行評估，在空間上進行表達，獲得區(qū)域干旱災(zāi)害風(fēng)險分級空間分布圖。采用綜合加權(quán)指數(shù)模型對干旱風(fēng)險暴露度進行評估。

綜合加權(quán)指數(shù)模型如下[12-13]：

R=∑ni=1Fi·Wi（3）

式中，R為評估指標；Fi表示某地級市第i種指標的標準值；Wi表示某地級市第i種指標所占的權(quán)重，可通過專家咨詢法獲取。

2結(jié)果與分析

2.1旱災(zāi)風(fēng)險暴露度評估結(jié)果

在所有可能避免、減輕自然災(zāi)害的措施中，最簡單有效的方法是對自然災(zāi)害風(fēng)險進行評估，再進行風(fēng)險區(qū)劃，將自然災(zāi)害管理提高到風(fēng)險管理的水平。災(zāi)害風(fēng)險的影響不僅由災(zāi)害本身決定，更取決于風(fēng)險暴露度和脆弱性決定因子。干旱風(fēng)險暴露度由干旱風(fēng)險人口暴露度、干旱風(fēng)險經(jīng)濟暴露度、干旱風(fēng)險農(nóng)業(yè)暴露度3個子系統(tǒng)組成。人口密度、耕地面積、糧食產(chǎn)量、有效灌溉面積、農(nóng)作物播種面積百分比、人均GDP、經(jīng)濟密度指標數(shù)據(jù)見表1，運用式（1）、（2）對數(shù)據(jù)進行處理，得到2015年廣西干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度評估指標數(shù)據(jù)極值標準化處理結(jié)果（表2），根據(jù)估指標數(shù)據(jù)處理結(jié)果及咨詢專家給出的權(quán)重得出廣西干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度評估結(jié)果（表3）。

2.2人口暴露度

以廣西的14個地級市為研究對象，選擇2015年各個地級市的人口密度作為干旱災(zāi)害人口暴露度的評估指標。通過調(diào)查和對現(xiàn)有資料分析，得到各地級市的人口密度，然后將各市人口密度指數(shù)進行標準化處理，使暴露性指數(shù)為0～1.000，對人口密度進行等級劃分，并按數(shù)值大小分為高值區(qū)（>0.120）、較高值區(qū)（0.060～0.110）、中值區(qū)（0.024～0.050）和較低值區(qū)（0.010～0.040），低值區(qū)（<0.010）。在此基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)進行空間分析，繪制人口暴露度分布圖。從圖1可以看出，2015年廣西14個地級市面臨著不同等級的人口暴露度，人口暴露度較大的市主要位于廣西中部以及東南地區(qū)，沿海地區(qū)和南流江水系沿岸的地區(qū)人口密度大，人口暴露度相對較大。人口暴露度在 500人/km2以上的地區(qū)有玉林市、貴港市、欽州市和北海市，占廣西總面積的12.3%，原因在于玉林市氣候溫和、農(nóng)業(yè)發(fā)達；貴港市地處西江流域中游潯郁平原中部，是國家一類對外開放口岸，工業(yè)發(fā)達；北海、欽州位于沿海地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)達，吸引的外來務(wù)工人員多，這些區(qū)域人口密度較大，人口暴露度高。人口暴露度在 500人/km2以下的有百色市、河池市、崇左市、防城港市，占廣西區(qū)面積41.0%。桂西北屬于喀斯特地區(qū)，地表水稀缺，人口密度小，人口暴露度低，廣西干旱風(fēng)險人口暴露度東南部高于西北部。

2.3經(jīng)濟暴露度

采用人均GDP、經(jīng)濟密度指標作為干旱災(zāi)害人口暴露度的評估指標，其權(quán)重分別為 0.4、0.6，運用公式（1）、（2）計算出各地級市的人均GDP、經(jīng)濟密度的標準值，再利用公式（3）計算出各地級市經(jīng)濟暴露度。按經(jīng)濟暴露度指數(shù)分為高值區(qū)（>0.400）、較高值區(qū)（0.270～0.350）、中值區(qū)（0.260～0.120）、較低值區(qū)（0.040～0.100）、低值區(qū)（<0.040）。在此基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)進行空間分析，繪制經(jīng)濟暴露度分布圖。由圖2可知，干旱災(zāi)害經(jīng)濟暴露度具有明顯的區(qū)域特征。2015年廣西14個地級市的經(jīng)濟暴露度較高的城市有柳州市、南寧市、欽州市、北海市、防城港市，主要位于廣西中部及南部地區(qū)，占廣西區(qū)面積的22.6%。隨著北部灣經(jīng)濟國家開發(fā)區(qū)的成立，南寧市、欽州市、北海市、防城港市地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展快速，其地區(qū)生產(chǎn)總值增多，經(jīng)濟暴露度相對較大，而桂北的河池市屬于石漠化片區(qū)，經(jīng)濟生產(chǎn)總值低，人均GDP低，因此其經(jīng)濟暴露度低。

2.4農(nóng)業(yè)暴露度

以耕地面積、農(nóng)作物播種面積百分比、有效灌溉面積、糧食產(chǎn)量指標作為干旱災(zāi)害農(nóng)業(yè)暴露度的評估指標，其權(quán)重分別為 0.2、0.2、0.3、0.3。采用公式（1）、（2）計算出各地級市的耕地面積、農(nóng)作物播種面積百分比、有效灌溉面積、糧食產(chǎn)量的標準值，再利用公式（3）計算出各地級市農(nóng)業(yè)暴露度。按農(nóng)業(yè)暴露度指數(shù)分為高值區(qū)（>0.500）、較高值區(qū)（0.350～0.450），中值區(qū)（0.200～0.300）、較低值區(qū)（0.070～0.150）、低值區(qū)（<0.070）。在此基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)，繪出2015年廣西14個地級市的農(nóng)業(yè)暴露度分布圖。由圖3可知，農(nóng)業(yè)暴露度較高的城市主要位于廣西中部、東南、東北地區(qū)。處于農(nóng)業(yè)暴露度高值區(qū)的有南寧市、桂林市，原因在于南寧市地形是以邕江廣大河谷為中心的盆地，平地是南寧市面積最大的地貌類型，面積為1 037.33 km2，占全市面積的57.78%，同時南寧位于北回歸線南側(cè)，屬濕潤的亞熱帶季風(fēng)氣候，陽光充足，雨量充沛，農(nóng)業(yè)發(fā)達；桂林市地處南嶺山系的西南部，屬紅壤土帶，以紅壤為主的河流沖積母質(zhì)砂壤土和水稻土，土層深厚，耕作性良好，是水稻和蔬菜高產(chǎn)區(qū)。處于農(nóng)業(yè)暴露度低值區(qū)的為北海市、防城港市，屬于沿海地區(qū)，工業(yè)發(fā)達，農(nóng)業(yè)暴露度相對低。

2.5干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度綜合評估

在分析廣西干旱災(zāi)害風(fēng)險人口暴露、經(jīng)濟暴露度、農(nóng)業(yè)暴露度的基礎(chǔ)上，其權(quán)重分別為 0.3、0.2、0.5，根據(jù)公式（3）計算各地級市的干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度指數(shù)，利用GIS 軟件采用自然斷點法劃分風(fēng)險等級，得到廣西干旱風(fēng)險暴露度綜合區(qū)劃（圖4）。2015年干旱風(fēng)險暴露度較高的有南寧市、桂林市、欽州市，整體趨勢是桂中、桂東北高，沿海地區(qū)普遍偏低。

3結(jié)論與討論

對自然災(zāi)害的研究表明，在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上對自然災(zāi)害風(fēng)險進行評估，進而對自然災(zāi)害進行風(fēng)險區(qū)劃，將自然災(zāi)害管理提高到風(fēng)險管理的水平，是所有可能避免、減輕自然災(zāi)害措施中最簡單、有效的方法。通過制訂有效的干旱災(zāi)害風(fēng)險管理方案，建立干旱災(zāi)害風(fēng)險分析評估系統(tǒng)，對干旱災(zāi)害風(fēng)險進行評估和預(yù)警，在此基礎(chǔ)上采取科學(xué)的防御措施，以達到預(yù)防控制、降低干旱災(zāi)害風(fēng)險的目的。干旱災(zāi)害風(fēng)險評估是進行干旱災(zāi)害管理的基礎(chǔ)，是減少干旱災(zāi)害損失的有效途徑。該研究利用地理信息系統(tǒng)、遙感作為技術(shù)支持，以社會數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了廣西干旱風(fēng)險暴露度評估指標體系，從廣西干旱風(fēng)險的人口暴露度、經(jīng)濟暴露度和農(nóng)業(yè)暴露度3個方面分析了干旱災(zāi)害的暴露度特征，主要結(jié)論如下：

①2015年廣西各地級市干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度在空間上分布不均，呈現(xiàn)桂東北、桂中地區(qū)高，桂東南地區(qū)低，這與2015年廣西旱情的實際情況吻合。

②干旱災(zāi)害風(fēng)險暴露度在經(jīng)濟發(fā)達的城市普遍較高，如南寧市、欽州市等地。隨著北部灣經(jīng)濟國家開發(fā)區(qū)的成立，南寧市、欽州市的經(jīng)濟快速發(fā)展，地區(qū)暴露度大，可能受到的潛在損失大、風(fēng)險高。

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