莫　涵 ，陳　章，蔡　臣

(1.四川省機(jī)電排灌管理總站，四川 成都 610000；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究所，四川 成都 610066)

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四川農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與區(qū)劃研究

莫涵1，陳章2*，蔡臣2

(1.四川省機(jī)電排灌管理總站，四川 成都 610000；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究所，四川 成都 610066)

摘要：以四川省21個(gè)市州為研究區(qū)域，運(yùn)用自然災(zāi)害指數(shù)法、層次分析法、加權(quán)綜合法，計(jì)算了四川省農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；借助GIS技術(shù)，繪制了四川省農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)區(qū)劃圖。研究結(jié)果可為四川省農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害預(yù)警以及有關(guān)部門的災(zāi)情管理、減災(zāi)決策的制定提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：自然災(zāi)害；風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)；農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

自然災(zāi)害從古至今都是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的主要問題。尤其值得注意的是，隨著人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口膨脹，水資源短缺等現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，直接導(dǎo)致了自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類社會發(fā)展的影響日益加重。四川是農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害發(fā)生較為頻繁的地區(qū)，以水災(zāi)、旱災(zāi)為主，連年發(fā)生，只是發(fā)生輕重和時(shí)間的不同，2006 年就遭遇了50 年不遇的特大伏旱。自然災(zāi)害給當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了很多不利影響，因此，重視并采取有效措施積極應(yīng)對自然災(zāi)害顯得尤為重要。影響農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害的因素眾多，不確定性程度較高，而實(shí)踐證明風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分析理論對不確定性系統(tǒng)的處理具有顯著效果，故將風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分析理論應(yīng)用于農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害研究，對有效的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害管理意義重大。

1研究區(qū)域概況

四川介于97°21'～108°33'E和26°03'～34°19'N之間，位于中國西南腹地，地處長江上游，東西長1075km，南北寬921km。地形地貌屬中國大陸三大階梯中的第一級和第二級，即處于第一級青藏高原和第二級長江中下游平原的過渡帶，高低懸殊，西高東低的特點(diǎn)特別明顯。西部為高原、山地，海拔多在3000m以上；東部為盆地、丘陵，海拔多在500～2000m之間?？偟臍夂蛱攸c(diǎn)是：區(qū)域表現(xiàn)差異顯著，東部冬暖、春旱、夏熱、秋雨、多云霧、少日照、生長季長，西部則寒冷、冬長、基本無夏、日照充足、降水集中、干雨季分明；氣候垂直變化大，氣候類型多，有利于農(nóng)、林、牧綜合發(fā)展；氣象災(zāi)害種類多，發(fā)生頻率高，范圍大，主要是干旱，暴雨、洪澇等自然災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

本文所用到的數(shù)據(jù)主要分為兩個(gè)部分：第一部分包含四川地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)、水資源數(shù)據(jù)、水利工程及灌溉設(shè)施數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等；第二部分包含四川地區(qū)的行政區(qū)劃圖、地形圖等。以上資料主要來源于相關(guān)統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)以及《四川省農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》、中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)。

2.2研究方法

2.2.1自然災(zāi)害指數(shù)法 自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是指未來若干年內(nèi)可能達(dá)到的災(zāi)害程度及其發(fā)生的可能性[1]。自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)通常是致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、環(huán)境敏感性、受體脆弱性以及防災(zāi)減災(zāi)能力相互綜合作用的結(jié)果。一般用自然災(zāi)害指數(shù)表征風(fēng)險(xiǎn)程度，具體數(shù)學(xué)公式為[2]：

自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)=危險(xiǎn)性∩敏感性∩脆弱性∩防災(zāi)減災(zāi)能力

2.2.2 層次分析法層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP)[3]是一種對指標(biāo)進(jìn)行定性定量分析的方法。該方法是將每個(gè)因子的指標(biāo)進(jìn)行成對比較計(jì)算，得出每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。采用層次分析法構(gòu)建四川農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系，對所選指標(biāo)進(jìn)行比較計(jì)算，構(gòu)建判斷矩陣，確定各要素的權(quán)重。

2.2.3加權(quán)綜合評價(jià)法 加權(quán)綜合評價(jià)法(WCA)[4-6]是根據(jù)評價(jià)指標(biāo)對于總目標(biāo)影響的重要程度的不同，預(yù)先分配一個(gè)相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，然后再與相應(yīng)的被評價(jià)對象的各指標(biāo)的量化值相乘后再相加。該方法特別適合于對技術(shù)、決策或方案，進(jìn)行綜合分析評價(jià)和優(yōu)選，是目前最為常用的計(jì)算方法之一。計(jì)算公式如下：

式中：P為待評價(jià)目標(biāo)所得總分；Ai為評價(jià)系統(tǒng)第i項(xiàng)指標(biāo)的量化值(0≤Ai≤1)；

n為評價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

3農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系的建立

3.1指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)理論，從水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的4個(gè)因子即危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力出發(fā)，構(gòu)建了四川省水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系(圖1)。選取了表1中列出的4個(gè)因子的8個(gè)指標(biāo)，建立了旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的指標(biāo)體系；選取了表2中列出的4個(gè)因子8個(gè)指標(biāo)，建立了水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系；分別用于評價(jià)旱災(zāi)和水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的程度。整個(gè)指標(biāo)體系分為因子層、副因子層和指標(biāo)層，并利用層次分析法綜合計(jì)算出因子層和指標(biāo)層的權(quán)重。

圖1 水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系

3.2評價(jià)指標(biāo)量化與權(quán)重計(jì)算

在上述指標(biāo)體系中，使用的量綱各不相同，為了便于比較計(jì)算，需要對每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，具體方法如下[7-8]：

正向指標(biāo)：指標(biāo)值與風(fēng)險(xiǎn)大小為正相關(guān)。

負(fù)向指標(biāo)：指標(biāo)值與風(fēng)險(xiǎn)大小為負(fù)相關(guān)。

運(yùn)用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重結(jié)果如下：

表1　水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重分配

表2　旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重分配

3.3農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算

根據(jù)上述農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)概念和自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式，利用加權(quán)綜合評價(jià)法和層次分析法，計(jì)算農(nóng)業(yè)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)：

DDRI(旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指數(shù))=H×E×V×(1-C)

FDRI(水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指數(shù))=H×E×V×(1-C)

式中：H、E、V、C分別為危險(xiǎn)性、敏感性、脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力的指數(shù)，計(jì)算公式分別為：

其中Wi為第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，表示各個(gè)指標(biāo)對形成農(nóng)業(yè)干水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的各主要因子的相對重要性，Ai為第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的量化值，a、b、c、d 為指標(biāo)個(gè)數(shù)。

4農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與區(qū)劃

4.1農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)計(jì)算結(jié)果

利用自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指數(shù)計(jì)算公式對四川水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得到各市州風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)性、敏感性、脆弱性及防災(zāi)減災(zāi)能力值(表3、表4)。

表3　DDRI 計(jì)算結(jié)果

表4　FDRI 計(jì)算結(jié)果

4.2農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)分級

根據(jù)表3、表4的計(jì)算結(jié)果以及借鑒前人的研究經(jīng)驗(yàn)，并考慮農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的最大值和最小值，將研究區(qū)域的農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級分為4級，具體標(biāo)準(zhǔn)見表5、表6。

表5　旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級界限值

表6　水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級界限值

根據(jù)分級標(biāo)準(zhǔn)，對四川省水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分級，分級結(jié)果見表7、表8。

表7　旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級

4.3農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)區(qū)劃

利用農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值以及農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的界限值,借助GIS技術(shù)得到的四川主要市州農(nóng)業(yè)水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果及其區(qū)劃如圖2所示。

表8　水災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分級

由圖2可以看出，水旱災(zāi)害的高風(fēng)險(xiǎn)和較高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在四川盆地的南部和東北部地區(qū)，這些區(qū)域是四川省傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的區(qū)域，農(nóng)業(yè)發(fā)展程度較高，農(nóng)業(yè)人口密集，因此發(fā)生水旱災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)最高，農(nóng)業(yè)遭受暴雨洪澇災(zāi)害損失的可能性最大；中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要集中在成都平原的周邊，水旱災(zāi)害造成損失的可能性相對較??；而川西高原地區(qū)由于耕地面積和人口相對較少，區(qū)域內(nèi)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比重較小，因而其遭受水旱災(zāi)害損失的可能性也最小。

圖2　四川省水旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖

5結(jié)論

通過建立農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害指標(biāo)體系，利用自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法、層次分析法和加權(quán)綜合評分法，同時(shí)結(jié)合GIS技術(shù)，對四川21個(gè)市州的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行計(jì)算分級和區(qū)劃。各市州可根據(jù)評價(jià)指標(biāo)對本地區(qū)農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)率的不同，因地制宜地采取防災(zāi)減災(zāi)措施，以提高防災(zāi)減災(zāi)的主動(dòng)性和目的性，進(jìn)而減自然災(zāi)害所造成的損失。

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收稿日期：2016-04-27

作者簡介：莫涵(1990-)，女，助理工程師，四川省機(jī)電排灌管理總站。*為通訊作者。