基于链式传递结构的旱灾实际风险定量评估方法与应用模式

面向防灾减灾能力、孕灾环境孕险性实际条件下区域旱灾风险定量评估与区划等自然灾害风险防灾减灾关键问题,应用计算思维、系统科学多学科交叉的研究途径,从风险传导角度探讨了区域旱灾风险物理成因机制,阐述了面向致灾机理的区域旱灾五要素系统结构、基于链式传导的旱灾风险六要素系统结构,探讨了区域旱灾实际风险的概念、由旱灾脆弱性连接干旱与损失变量间关系的因旱致灾机理、连接干旱危险性关系与损失风险关系的旱灾风险传导机理、定量评估方法及其主要应用模式,在自然灾害风险评估中具有推广应用前景。     

基于DEM的山区旱灾风险评价模型——以西南地区为例

旱灾研究中,地形导致的水热再分配容易造成地域间旱灾灾情的明显差异,因此地形因子对于旱灾风险的准确评价及灾情的客观评估至关重要。采用气象站点观测数据和DEM数据,通过模拟复杂地形影响下的下垫面真实水分情况,加入地形因子的影响,建立了以干旱致灾因子(水分条件)、孕灾环境(地形)、承灾体(农作物脆弱性曲线)综合的旱灾风险评价三度模型;并以地形复杂、旱灾多发的西南地区为例,编制了旱灾风险等级图,以期为客观评估旱灾灾情,有效开展区域旱灾风险防范提供科学依据。     

旱灾风险评估的初步理论框架

旱灾风险评估是定量认识旱灾风险机理、科学防控旱灾风险的重要基础性研究,在旱灾风险管理理论与实践中具有重要意义。根据旱灾风险的形成机制,在旱灾风险评估基本概念分析的基础上,提出并系统地阐述了由旱灾致灾因子危险性、承灾体的灾损敏感性、暴露和抗旱能力组成的旱灾风险系统。在此系统结构基础上提出了旱灾风险评估方法论和旱灾风险评估理论模式,进而建立了由致灾因子危险性分析、承灾体脆弱性分析、旱灾损失风险分析、旱灾风险评价、旱灾风险决策分析方法组成的旱灾风险评估方法体系,以及由干旱频率与旱灾损失关系曲线图、干旱频率空间分布图、旱灾损失空间分布图、与旱灾风险有关的致灾因子危险性分布图等各种专题图、旱灾风险区划图组成的旱灾风险评估应用模式体系。由上述旱灾风险系统结构、旱灾风险评估方法论和理论模式、旱灾风险评估方法体系和应用模式体系组成旱灾风险评估的初步理论框架,该理论框架在其它自然灾害风险评估中具有参考应用价值。     

国内外不同尺度的旱灾风险评价研究进展

作为旱灾风险管理实践的科学基础,旱灾风险评价愈来愈受到社会各界的广泛关注。在阅读大量文献的基础上,从4个不同的区域尺度对国内外旱灾风险评价研究进展作了综述。结果表明:(1)目前所有区域尺度研究中,农业旱灾风险评价研究较多;(2)地区尺度的旱灾风险评价是研究其他尺度的切入点,可为实现空间尺度上推(全球和国家尺度)和下推(县乡农户尺度)旱灾风险评价结果的转换提供依据;(3)随空间尺度从全球和大洲→国家→地区→地方尺度,旱灾风险评价的文献量逐渐增多,内容逐渐深入;(4)旱灾风险对饥荒和粮食安全的影响、农业系统和农作物承灾体的旱灾风险评价是目前研究的热点。在此基础上,指出旱灾发生频率较低但生态环境敏感区的旱灾风险评价需加强;从干旱灾害链的角度以及综合旱灾风险与脆弱性、恢复性、适应性的关系来研究旱灾风险是今后的重点。     

农业旱灾适应性综合评价分析——以云南省施甸县为例

农业旱灾是对我国农业生产影响最大的灾害之一,不同区域的旱灾成灾过程有所差异,如何定量评价旱灾发生过程中承灾体对农业旱灾的适应能力,一直是旱灾研究中的重点和难点。基于投影寻踪评价模型(PPE),能够将高维数据投影到低维子空间里,并基于改进的遗传算法(RAGA)优化投影方向,最终实现多指标的农业旱灾适应能力分类以及等级评价。由"灾前规避风险-灾中降低风险-灾后转移风险"的不同成灾过程,并考虑农业生产、生活系统的差异,从而对我国西南典型雨养农业区进行系统性、过程性的农业旱灾适应性评价。以乡镇为评价单元,结果表明研究区域的整体适应能力是不断增强的,且存在一定的区域差异,其中中部坝区以及南部山区适应能力较强,北部山区相比较弱。模型计算结果基本与实地考察情况基本一致,最后对该地区的农业旱灾适应情况进行分析,并提出有效的适应措施和建议。     

农业旱灾脆弱性评价--以北方农牧交错带兴和县为例

基于区域自然灾害系统理论,构建了农业旱灾灾害系统及其脆弱性评价指标体系,建立了农业旱灾脆弱性综合评价模型,指出农业旱灾脆弱性评价是一个过程性评价:灾前-灾中强调区域农业生产系统的易损性,灾中-灾后强调区域里的人应对旱灾的适应性.以地处北方农牧交错带的兴和县为例,进行了农业旱灾脆弱性评价,结果表明:农牧交错带的农业旱灾脆弱性在县域尺度上主要受农牧用地比例的影响,在农户尺度上取决于非农牧收入比例的大小,所以合理、有效的农牧结合发展和非农牧产业发展有利于降低该地区的农业旱灾脆弱性.     

基于网格脆弱性曲线的世界小麦旱灾风险评价

旱灾是世界上影响范围最广、造成农业损失最大的自然灾害之一,同时,在全球变化的背景下,旱灾风险呈现加重的趋势。评价农业旱灾风险并进行有效的防范是保障粮食安全的重要措施。借助EPIC模型,假定0.5°网格为均值单元,使用灌溉情景法模拟全球均值网格的小麦旱灾脆弱性曲线。结合历史气象数据评价全球小麦的干旱致灾因子,最后计算了全球小麦因旱灾导致的产量损失风险,并编绘了全球小麦旱灾风险图。结果显示:1中国、俄罗斯、美国/哈斯克斯坦为风险排名前三的国家,归一化后的风险指数分别为0.53、0.22和0.19;2春小麦的旱灾风险要高于冬小麦。在已有的作物旱灾风险评价研究基础上,同时兼顾了脆弱性评价的空间分辨率和表示精度,建立了与风险评价空间分辨率相一致的小麦旱灾脆弱性曲线,从而极大地提升了区域旱灾风险评价,特别是大尺度风险评价的准确度。     

洞庭湖流域农业旱灾风险评价

基于洞庭湖流域1993-2011年的自然、社会经济等资料系列,立足于致灾因子危险性、孕灾环境脆弱性的自然属性和承灾体易损性的社会属性两方面,建立指标体系,并在此基础上,运用GIS技术与数理统计相结合的方法,对该流域农业旱灾风险进行综合评价。结果表明:从整体上看,长沙市和湘潭市为农业旱灾高风险区,益阳市和衡阳市为较高风险区,岳阳市、邵阳市和怀化市为中等风险区,娄底市为较低风险区,株洲市、郴州市、永州市、常德市、张家界市和湘西自治州为低风险区。孕灾环境脆弱性、致灾因子危险性、承灾体易损性的差异是导致各地州市农业旱灾风险度大小的症结所在。     

昆明市东川区农业旱灾风险区识别研究

昆明市东川区是云南省农业旱灾危害较为严重的区域之一。利用2000-2007年东川区各乡镇历史灾情等数据资料,应用风险分析理论、效用理论、因子-成份分析方法等理论方法,在分别研究致灾风险度、承灾体易损性及地域人群对农业旱灾心理反响等基础上,构建了东川区农业旱灾风险评价模型。初步揭示出东川区农业旱灾风险度呈现出自南向北、自西向东逐渐增强的空间态势;识别出极高风险区、高风险区、中风险区和低风险区等4个农业旱灾风险区;发现东川区各地农业旱灾综合风险度、致灾风险度、承灾体易损度以及地域人群对旱灾的心理响应值等指数之间普遍存在着明显的正相关。     

重庆市2006年特大旱灾分析与灾后恢复性研究

风险性、脆弱性、恢复性和适应性是自然灾害4个最重要的特性,也是灾害研究的主要方向。灾后恢复作为减灾管理的关键环节具有重要的研究意义。基于自然灾害系统理论,归纳整理了重庆旱灾报刊数据库,构建并分析了重庆旱灾系统,探讨了其灾后恢复性模式。结果表明：（1）重庆2006年特大旱灾百年一遇,伏旱是导致灾情累加形成巨灾的直接原因;（2）旱灾后的连续降雨是提高灾后恢复力的重要因素;（3）灾民的外出打工实现了旱灾的风险转移和经济补偿,减小了损失。这些研究结果为水田农业区的伏旱型旱灾系统研究和恢复性措施提供了新的思路和实证。     

高原山地农户旱灾应灾行为研究——以云南省南涧县为例

旱灾作为云南省的第一大农业气象灾害,给农业生产造成了巨大的损失。在旱灾面前,人类既是旱灾承灾体,又是减灾政策、措施以及直接抗旱减灾响应行为的具体执行者。在灾害的发生过程中,人类应灾行为对提高旱灾应对能力、减少旱灾损失有着更为实际的效果。该文以云南省南涧县为例,通过问卷调查和入户访谈获取数据,使用主成分分析和系统聚类分析方法对数据进行处理,并将收集到的11种应灾行为分为三大类进行多维尺度分析;根据175名农户对11种应灾行为的评价特点,将这些农户进行判别分析并划分为三类应灾人群,针对不同应灾人群中的典型农户分析其应灾行为特征。     

安徽省小麦旱灾风险不同区划方法对比研究

风险区划图不仅是有关部门根据不同灾区特征安排抗旱预防工作的基础,也是保险公司制定适合当地保险产品的依据,但是目前的制作方法多种多样,在同一地区往往采用不同的制作方法,风险的区划结果也不尽相同,因此给决策者带来了一定的困难。采用最常用的层次分析法和较新的灾损率法分别对安徽省小麦旱灾风险进行了评估,并制作了风险区划图。通过欧氏距离法将两幅图与旱灾实际分布情况进行了比较,发现层次分析法因构造判断矩阵时存在主观性,结果偏离实际情况较大,而灾损率法因排除了人为因素的影响,结果更加接近实际情况。     

冬小麦旱灾风险评价的指标体系构建及应用——基于2009年北方春旱野外实地考察的认识

2009年2月初,我国北方冬麦区遭受了数十年未遇的严重干旱。基于野外实地考察,判断本次干旱对冬小麦造成的实际影响比气象统计与遥感监测结果要轻,同时因纬度、地貌类型、微地貌和田间管理水平的不同而呈现出明显的区域差异。在此基础上,提出应在已有的旱灾致灾指标（气象干旱）基础上,综合考虑地带性、地貌、水库等孕灾环境指标和田间管理水平等灾害适应指标来构建冬小麦旱灾风险的综合评价指标体系。并以北方冬麦区为例,选取SPI、地貌类型、DEM和水库缓冲区等指标得到的旱灾综合风险等级与实际旱情存在较高的吻合性。研究可为高风险区的冬小麦旱灾风险防范提供理论依据和案例支撑。     

基于模糊理论的农业旱灾风险评估——以山西省阳泉市为例

针对小区域因历史灾情数据缺乏,传统统计模型旱灾风险分析准确度不高的缺陷,利用模糊数学方法,建立了评估小区域农业旱灾风险的数学模型。该模型的优点是能以最少的样本最佳地求解风险评估问题,并能反映风险评估的模糊不确定性。最后,用该模型评估了山西省阳泉县2001-2010年的农业旱灾风险指数。结果表明,该方法意义清晰,可供当地防旱减灾工作参考。     

河南省1950～1990年水旱灾害分析

根据河南省各县１９５０～１９９０年水、旱灾史料，进行系统的整理分析，揭示了本省各流域水、旱灾害农业损失程度，论述了水、旱灾的成灾原因、特点和规律。并对水、旱灾的灾度作了初步的探析。     

近50年中国旱灾的时空变化

采用省级报刊信息源 ,建立了中国旱灾数据库 ,运用数字地图技术 ,重建了 194 9～ 2 0 0 0年中国旱灾的时空格局。研究表明 :全国旱灾空间格局总体呈东西分异 ,重旱灾区域在北方 ,并相对集中分布在黑龙江西部、内蒙古中部、河北北部、陕西北部和宁夏 ;在南方主要分布在中部 5省 (安徽、湖北、湖南、江西和河南 )及四川东部、贵州和云南中东部。全国旱灾的范围有向西部扩展的趋势。全国旱灾动态变化趋向总体呈现南北分异。长江以北地区为旱灾灾次增多区 ;长江以南地区为旱灾普遍减少区或变化不明显区。     

农业旱灾形成过程中的承灾体脆弱性分析--以湖南鼎城为例

农业旱灾的形成是降水不足或不均与农业生产系统脆弱性共同作用的结果,承灾体脆弱性的高低会起到“放大“或“缩小“灾情的作用,因此降低承灾体的脆弱性是抗灾减灾的主要和有效途径.选择湖南省鼎城区为研究区,通过分析灾前期-灾中期旱灾的形成过程及其与承灾体脆弱性的关系,分别针对轻度干旱和中重度干旱建立了评价指标体系,采用加权求和法对水田-水稻农业生产系统的脆弱性进行了评价.结果表明,该区的承灾体脆弱性分布存在一定的区域差异,脆弱度由高至低排序为西北岗地区、南部低山/丘陵区、中部平原/岗地区、东北湖/平原区,这一分析结果与实际灾情的分布规律基本一致.通过分析脆弱性分布规律和变化原因,发现地形和灌溉分别是影响灾前期和灾中期承灾体脆弱性的最重要因素,进而提出了具体的减灾防灾建议.     

基于风险矩阵和五元减法集对势的区域旱灾风险链式传递诊断评估方法

为进一步处理旱灾风险子系统及其中指标的发展趋势问题,在计算评价样本的指标数联系数、指标值联系数和平均联系数的基础上,引进五元减法集对势判断子系统风险趋势并诊断风险脆弱性因子,建立敏感性-适应性、脆弱性-危险性子系统风险矩阵链式传递得到旱灾风险等级,提出了基于风险矩阵和五元减法集对势的区域旱灾风险链式传递诊断评估方法,并应用于济南市。结果表明:济南市旱灾风险等级自1999-2005年呈逐年降低趋势,干旱趋于改善,其中2002年旱灾风险等级为4级（较强）,其危险性子系统风险状态处于反势,其他年份逐年改善且子系统风险状态基本处于均势或同势。用五元减法集对势识别出了影响济南市旱灾风险等级的主要因子有森林覆盖率、城市日用水量、水库调蓄能力、城市水资源协调能力、降雨量,它们是济南市旱灾风险管理工作中需要重点监测或调控的对象。上述风险矩阵和五元减法集对势耦合的旱灾风险链式传递诊断评估方法可为准确判别资源、环境、生态等复杂集对系统所处状态及总体发展趋势提供新的有效途径。     

公众灾害风险可接受性与避灾意愿的初探——以川渝地区旱灾风险为例

在综述前人研究的基础上,以川渝地区旱灾为例,通过实地调查与访谈,从公众可接受的旱灾损失与频率、假定旱灾风险情景下的避险意愿等角度,对公众旱灾风险可接受性进行了初步探讨。结果表明,公众合理可接受的旱灾损失与频率分别在26.5%~52.8%与32.0%~64.3%区间范围内;并以一般旱灾、严重旱灾风险情景为限制线,确定了公众合理可接受风险区域;随着灾害损失风险增加,公众规避风险投资意愿呈现出中间高两头低的趋势,当灾害损失达到约50%~70%时,公众避险投资意愿达到最高,意愿避险投资占可能损失的比重约为62%。鉴于川渝地区的旱灾形势,今后旱灾风险管理的关键,一是加强对旱灾的监测与预警预报;二是完善旱灾风险的常规化管理,发展高效灌溉农业,充分利用客水资源,完善提高现有农田水网建设;三是积极探索公众-企业-政府多方共同参与的高效风险管理模式。     

西南地区农户旱灾脆弱性分析——基于排序选择模型的实证研究

承灾体的脆弱性是揭示旱灾成灾机理和灾害风险机制的关键,从农户家庭的微观视角出发,以西南地区的210户受灾农户的调查为基础,采用排序选择模型,研究由农户家庭特征整合而成的五大农户生计资产对农户家庭的旱灾脆弱性的影响。研究结果显示:自然、人力、金融、物质资产对农户家庭的旱灾脆弱性有显著性影响。其中,自然、人力和金融资产对农户家庭旱灾脆弱性有显著负效应,而物质资产与农户家庭旱灾脆弱性存在负相关关系。