豫西南地区应对自然灾害的脆弱性评价

□张明宇 □别乾龙 □张亚丽(河南农业大学资源与环境学院)

□韩丽琼 □王培豪(河南农业大学资源与环境学院河南省高校农业资源利用工程技术研究中心）

1.引言

随着人口增长、土地退化和环境问题等的日益加剧，脆弱性问题已成为国内外土地学界研究的热门课题。脆弱性常用来描述相关系统及其组成要素易于受到影响和破坏，并缺乏抗拒干扰和恢复初始状态(自身结构和功能)的能力。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在报告中对脆弱性(Vulnerability)定义为一个自然的或社会的系统容易遭受来自气候变化 (包括气候变率和极端气候事件)的持续危害的范围或程度，是系统内的气候变率特征、幅度和变化速率及其敏感性和适应能力的函数。本文结合近期国内外有关气候变化下自然系统和社会系统脆弱性的相关研究成果，对豫西南地区的脆弱性进行评价，希望为防灾减灾、为当地的农业可持续发展提供一定的参考。

2.豫西南地区脆弱性评价指标体系和评价模型的构建

蔡运龙等通过探讨全球的气候变化定性分析了我国农业气候脆弱性，王静爱基于典型区承灾体农业气候脆弱性调查，从旱灾过程诊断和旱灾系统性诊断出发，选择易损性、适应性、生产压力和生活压力4大类指标评价农业生态环境脆弱性。考虑到不同农业承灾体的脆弱性受到不同因素的制约，即使受同种因素的制约，受影响的程度也不同，故本文对综合指数法进行改进，主要采取层次分析法构建不同的指标体系，把自然生态系统和社会系统相结合，根据研究对象确定指标体系框架和指标权重。

2.1 评价指标确定原则

根据近年来的研究表明，山区的生态脆弱性和社会系统脆弱性由于区域成灾原因、孕灾环境的变化出现加剧趋势。脆弱性的影响因子很多，因此在对其进行综合性评价时，为使所构建的指标能全面客观反映豫西南地区脆弱性的本质特征，在选取指标时应遵循以下原则：

全面性与综合性原则。脆弱性指标必须全面反映一个地区可持续发展的各个方面，既要反映地质、地貌、气候、水文等方面的自然指标之间的相互关系，又要反映出社会、经济方面的制约因素，避免指标项目的重复设置。

科学性与定量性原则。脆弱性指标要能够客观地反映文化建设发展各方面的变化情况及其内在联系，每个指标的概念、数据收集及计算方法都必须要有科学依据，指标的选择要以可持续发展理论、生态理论、经济理论及统计理论为依据。

实用性与可获取性原则。指标体系的统计要有利于资料的取得，指标内容应简单明了，并具有较强的可比性和可操作性，而且在目前的技术水平下能够予以计算研究和分析。

代表性与可比性原则。脆弱性指标的选取必须根据各地的实际情况有代表性选择，这些指标足以反映当地的自然、社会、经济、环境、生态方面。

2.2 评价指标的选择与分析

根据自然灾害系统理论和指标确定原则，对豫西南地区而言，自然环境和社会环境的脆弱性是地质地貌、水文气象、土壤植被、生物要素、人为干涉等自然因素和人为因素综合作用的结果。从地貌、气象、植被、耕地、三大产业发展情况几个方面考虑来确定脆弱性影响因子，选择19个指标(表1),构建脆弱性度量指标体系，并对豫西南地区的生态环境和社会系统脆弱程度予以评价。

表1 河南省豫西南地区脆弱性评价指标体系与权重表

指标X1、X2、X6反映气候因子对农业易损性的影响，根据河南省气候影响评价资料，选择3个指标反映豫西南地区脆弱性的成因。有效灌溉面积比(X7)反映区域水系分布和地形地势特征对农业水灾的影响，其计算方法是：X7=耕地有效灌溉面积/耕地总面积。还选取了土壤质地X3、水土流失模数X4、地表起伏度X5作为农业灾害易损性指标。灌溉指数X10、复种指数X11、第一产业比重X12、人均GDPX14、农村贫困人口比例X16、人均教育年限X17反映地区应对灾害的适宜性。人口密度越大，灾害来临时受灾的几率越大，承灾体脆弱性越大，计算方法是：X13=评价单元年末总人口/单元总面积。人均剩余额(元)X15=单元人均纯收入－单元同年人均消费额；单位面积基建投资(万元/km2)X18=基建总投资/土地总面积，这两个指标反映区域农业灾害减灾防灾建设投入水平。单位面积公路通车里程(km/km2)X19=评价单元公路通车里程/单元土地总面积。此指标值高，农业水灾发生之后区域农业恢复生产速度快，脆弱性低。

2.3 指标权重的确定

指标权重的确定主要采用AHP法，基本过程是首先确定影响区域农业脆弱性的要素，然后构造两两要素相对重要性的比较判断矩阵，通过层次单排序和层次总排序及其一致性检验后，再进行AHP计算，结果见表1。为消除各指标的量纲差异，对每个指标值进行归一化处理。如指标与脆弱性呈正相关则直接采用归一化值，如与脆弱性呈负相关则采用负归一化值。

2.4 评价模型的构建

许多学者对生态环境脆弱度和灾害脆弱性进行了评价方法的研究，建立了相应的数学统计模型。本研究在分析比较的基础上，结合偏远地区农业灾害脆弱性自身的特点，并且考虑到豫西南地区的具体情况，从脆弱性的现状评价出发，

综合考虑各个因子对总体对象的影响程度，把各个具体指标的优劣综合起来，用单个数量化指标加以集中表示整个对象优劣的加权综合评价法，公式表示为：

式中，Vj为第j市农业灾害脆弱性，Xi为第i指标的权重，Dij为第j市第i指标的归一化值。Vj的数值越大，表明评价对象的脆弱性也越大。其中敏感性综合评价的计算公式为：

式中,X为被评价对象得到的综合评价总分值，Wi为第i评价指标的比重，X为第i指标标准化后的值，n为评价指标个数。按总分值的多少确定灾害脆弱性的脆弱度等级：＜-0.5分为轻脆弱，-0.5-0分为中脆弱，0-1分为强脆弱，＞1分为极脆弱。

3.豫西南山区脆弱性评价

3.1 脆弱性评价指标检验

依据表1评价指标，采用河南省气象库资料和社会经济指标数据库资料，其中指标X1和X6采用近20年均值，其他指标数据均采用 1995、2000、2005、2006、2007 年平均值，计算豫西南地区脆弱度(表2)，并借助数字地图技术，依据GIS技术自动划分等级标准，编制豫西南地区自然灾害脆弱性分布图(见下图)。

3.2 预测分析

预测表明，未来50—100年全球气候将继续向变暖的方向发展，全球降水格局也有较大的变化，同时一些极端气候事件(如高温天气、强降水、强热带气旋等)发生的频率也将会增加[10]。其中旱灾在我省的影响面最广，对农业生产造成的损失最大。然而，干旱造成的损失不能简单的以粮食减产来评估，也很难用单纯的经济指标来衡量，干旱的持续累积将对资源和环境造成难以逆转的影响，如地下水耗竭、地面沉降、土地退化等，同时对社会的稳定也有较大影响。

4.结论和讨论

通过对豫西南地区农业生产的脆弱性的评估研究，舞钢市为极度脆弱。通过评估结果的应用，期望为河南省制定预防自然灾害的对策和区域可持续发展模式的依据。

表2 豫西南地区脆弱性统计表

2007年各项目区生态脆弱度图

未来气候变化的不确定性和未来生态环境、土地利用、社会经济发展变化的不可预测性，导致脆弱性评估同样存在着不可预测的局限性和片面性，主要包括选取方法的限制和研究区地理位置偏远，未选因素在起作用，脆弱性评价指标和方法还有待完善。

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[2]于翠松.环境脆弱性研究进展综述[J].水电能源科学，2007，25(4)：23.

[3]蔡运龙，BARRY SMIT.全球气候变化下中国农业的脆弱性与适应对策[J].地理学报，1996，51(3)：202-212.

[4]王静爱，商彦蕊，苏筠等.中国农业旱灾承灾体脆弱性诊断与区域可持续发展[J].北京师范大学学报：社会科学版，2005(3)：130-137.

[5]刘文泉，雷向杰.农业生产的脆弱性指标及权重的确定[J].陕西气象，2002(3)：32-35.