崔兆韻，黃 華，王玉榮，王洪明，鄒俊麗

（1.泰安農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，山東泰安271000；2.泰安市氣象局，山東泰安271000）

氣象災(zāi)害是指由氣象原因直接或間接引起的災(zāi)害[1-2]。干旱是魯中山區(qū)主要的氣象災(zāi)害之一，通常認(rèn)為，干旱是一種氣候現(xiàn)象，指在某一地區(qū)某段持續(xù)時(shí)間內(nèi)降水量比常規(guī)顯著偏少，如果這種情況使該地區(qū)按照常規(guī)年景安排活動(dòng)，尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到缺水威脅時(shí)，則稱(chēng)為干旱發(fā)生[3-4]。農(nóng)業(yè)對(duì)氣候的依賴(lài)性很強(qiáng)，因此，其對(duì)干旱響應(yīng)十分敏感。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃是災(zāi)害研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方面，其研究取得了豐碩的成果[5-8]。

本研究以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行縣一級(jí)的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，旨在為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)，更好地為農(nóng)村氣象災(zāi)害防御服務(wù)。

1 岱岳區(qū)自然概況

岱岳區(qū)地處山東省中部，總面積1 750 km2，總?cè)丝谶_(dá)97 萬(wàn)人。全區(qū)轄15 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2 個(gè)街道辦事處。總體地勢(shì)北高南低、東高西低，制高點(diǎn)在徂徠山的太平頂，最低點(diǎn)在馬莊鎮(zhèn)的臨汶。全區(qū)山地、丘陵、平原各占1/3。該區(qū)屬溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，寒暑適宜，光溫同步，雨熱同季；春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季晴和氣爽，冬季寒冷少雪。全年平均日照2 536 h，氣溫年平均13 ℃，年平均降水量688 mm（東部多于西部、山區(qū)多于平原）。

2 資料來(lái)源

氣象數(shù)據(jù)采用各鄉(xiāng)鎮(zhèn)月降水?dāng)?shù)據(jù)，日最高溫、最低溫?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于岱岳區(qū)氣象站。研究中所選用的其他分析指標(biāo)如人口密度、耕地比例、人均GDP 等數(shù)據(jù)來(lái)自岱岳區(qū)2009 年統(tǒng)計(jì)年鑒。本研究?jī)H基于岱岳區(qū)進(jìn)行分析，而岱岳區(qū)氣象站處于泰山區(qū)中心位置，考慮到災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的完整性，所以，將岱岳區(qū)氣象站資料賦予泰山區(qū)。

3 研究方法

3.1 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的基本概念

氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性是指若干年（10，20，50，100 a 等）內(nèi)可能達(dá)到的災(zāi)害程度及其災(zāi)害發(fā)生的可能性。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)既具有自然屬性，也具有社會(huì)屬性，無(wú)論自然變異還是人類(lèi)活動(dòng)都可能導(dǎo)致氣象災(zāi)害發(fā)生[9-13]。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因素是指對(duì)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性大小起一定作用的因素。自然災(zāi)害系統(tǒng)是由致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承載體共同組成的復(fù)雜系統(tǒng)，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)往往是天、地、人綜合作用的結(jié)果[14-16]，因此，應(yīng)從自然災(zāi)害系統(tǒng)的構(gòu)成要素——致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承載體出發(fā)，分析氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因素。

3.2 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理

災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是由危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力4 個(gè)主要因子構(gòu)成，每個(gè)因子又是由一系列子因子組成。其表達(dá)式為：

危險(xiǎn)性是指造成氣象災(zāi)害的自然變異因素和程度，主要指極端的氣候條件及自然地理環(huán)境，一般危險(xiǎn)性越大，氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也越大。

暴露性（承載體）是指可能受到危險(xiǎn)因素威脅的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和自然環(huán)境系統(tǒng)，具體包括農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、工業(yè)、城市、人類(lèi)和生態(tài)環(huán)境等。一個(gè)地區(qū)暴露于氣象災(zāi)害危險(xiǎn)因素的價(jià)值密度越高，可能遭受潛在損失就越大，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也越大。

承載體的脆弱性是指在給定危險(xiǎn)地區(qū)存在的所有可能受到致災(zāi)因子威脅的對(duì)象由于潛在的危險(xiǎn)因素而造成的危害或損失程度，其綜合反映了氣象災(zāi)害的損失程度。一般承載體的脆弱性越低，災(zāi)害損失越小，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也越小，反之亦然。承載體脆弱性的大小，既與其承載體的類(lèi)型、結(jié)果等有關(guān)，也與抗災(zāi)能力有關(guān)。

防災(zāi)減災(zāi)能力是指各種用于防御和減輕氣象災(zāi)害的各種管理措施和對(duì)策，包括管理能力、減災(zāi)投入等。管理措施得當(dāng)和管理能力越強(qiáng)，可能遭受潛在損失就越小，氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)越小。

3.3 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分析方法

3.3.1 因子標(biāo)準(zhǔn)化 研究中，由于所選因子的量綱不同，所以，要將因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。本研究根據(jù)具體情況，采用極大值標(biāo)準(zhǔn)化和極差標(biāo)準(zhǔn)化方法。其表示式為：

式中，Xij為第i 個(gè)因子的第j 項(xiàng)指標(biāo)；X′ij為去量綱后的第i 個(gè)因子的第j 項(xiàng)指標(biāo)；Xmin，Xmax為該指標(biāo)的最小值和最大值。由于研究中低溫存在負(fù)值，將其標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)對(duì)極差標(biāo)準(zhǔn)化方法有所修正，將原公式（2）分子中的最小值修訂為最大值，使得結(jié)果符合實(shí)際。

3.3.2 加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法 加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法綜合考慮了各個(gè)因子對(duì)總體對(duì)象的影響程度，是把各個(gè)具體指標(biāo)的優(yōu)劣綜合起來(lái)，用一個(gè)數(shù)值化指標(biāo)加以集中，表示整個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的優(yōu)劣。其表達(dá)式為：

式中，Cvj是評(píng)價(jià)因子的總值，Qvij是對(duì)于因子j 的指標(biāo)i 的量化值（Qij≥0），Wci是指標(biāo)i 的權(quán)重值（0≤Wci≤1）（通過(guò)層次分析法（AHP）計(jì)算得出），m 是評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。

對(duì)于綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，表達(dá)式為：

式中，Cv為綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，Cvj為危險(xiǎn)性、暴露性和脆弱性風(fēng)險(xiǎn)因子，Cvk為防災(zāi)減災(zāi)能力。

3.3.3 層次分析法 層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是對(duì)一些較為復(fù)雜、模糊的問(wèn)題做出決策的簡(jiǎn)易方法，其特別適用于那些難于完全定量分析的問(wèn)題，通過(guò)將復(fù)雜問(wèn)題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較和計(jì)算，就可以得出不同方案重要性程度的權(quán)重，為最佳方案的選擇提供依據(jù)。

3.3.4 氣象資料插值方法 本研究根據(jù)實(shí)際情況，分別采用線性回歸方法、趨勢(shì)面擬合方法。

線性回歸方法：線性回歸模型描述2 個(gè)要素之間的線性相關(guān)關(guān)系，如2 個(gè)要素間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，就可以建立二者之間的線性回歸方程，其表達(dá)式為：

式中，x為自變數(shù)；y是與x相對(duì)應(yīng)的變量；a和b 為回歸系數(shù)。

趨勢(shì)面擬合方法：趨勢(shì)面分析是利用數(shù)學(xué)曲面模擬地理系統(tǒng)要素在空間上的分布及變化趨勢(shì)的一種數(shù)學(xué)方法，實(shí)質(zhì)上是通過(guò)回歸分析原理，運(yùn)用最小二乘法擬合一個(gè)二維非線性函數(shù)，模擬地理要素在空間上的分布規(guī)律，其表達(dá)式為：

式中，z 為地理要素，x，y 為影響地理要素的基本因子。

4 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與區(qū)劃

4.1 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與區(qū)劃因子的權(quán)重確定

根據(jù)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估原理，通過(guò)層次分析法（AHP）確定干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力4 個(gè)指標(biāo)因子的權(quán)重值，如圖1 所示。

圖1 顯示，干旱災(zāi)害指標(biāo)中年均降水量、有效灌溉面積、地均GDP 分別與干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性、脆弱性成反比，所以，在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，這些指標(biāo)未進(jìn)行歸一化，而是按表1 進(jìn)行了分級(jí)，干旱災(zāi)害各因子等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表1 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表2 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害各因子等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

4.2 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性因子的評(píng)價(jià)與區(qū)劃

由表3 和圖2 可知，岱岳區(qū)干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性輕風(fēng)險(xiǎn)分布在夏張鎮(zhèn)、粥店街道、大汶口鎮(zhèn)、化馬灣鄉(xiāng)、黃前鎮(zhèn)、下港鄉(xiāng)；道朗鎮(zhèn)、滿(mǎn)莊鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)、范鎮(zhèn)為干旱低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；中、高風(fēng)險(xiǎn)分布在天平街道、泰山區(qū)、山口鎮(zhèn)、良莊鎮(zhèn)、房村鎮(zhèn)、祝陽(yáng)鎮(zhèn)、角峪鄉(xiāng)、徂徠鎮(zhèn)。綜合而言，輕、低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布比較分散，以周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)為主；中、高風(fēng)險(xiǎn)以中部鄉(xiāng)鎮(zhèn)為主，且較集中。

表3 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)值

4.3 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害暴露性因子的評(píng)價(jià)與區(qū)劃

岱岳區(qū)干旱災(zāi)害暴露性指數(shù)的計(jì)算結(jié)果如表4 所示。岱岳區(qū)干旱災(zāi)害暴露性區(qū)劃如圖3 所示。

由表4 和圖3 可知，岱岳區(qū)干旱災(zāi)害暴露性輕風(fēng)險(xiǎn)分布在黃前鎮(zhèn)、天平街道、大汶口鎮(zhèn)、角峪鄉(xiāng)、化馬灣鄉(xiāng)；低風(fēng)險(xiǎn)分布在道朗鎮(zhèn)、粥店街道、房村鎮(zhèn)、徂徠鎮(zhèn)、祝陽(yáng)鎮(zhèn)；下港鄉(xiāng)、山口鎮(zhèn)、范鎮(zhèn)、夏張鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)、滿(mǎn)莊鎮(zhèn)、良莊鎮(zhèn)為暴露性中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；泰山區(qū)為暴露性高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)?？傮w上，岱岳區(qū)干旱暴露性風(fēng)險(xiǎn)由中部向四周逐漸減弱，且不同等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)分布均較分散。

表4 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害暴露性指數(shù)值

4.4 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害脆弱性因子的評(píng)價(jià)與區(qū)劃

由表5 和圖4 可知，岱岳區(qū)干旱災(zāi)害脆弱性輕風(fēng)險(xiǎn)分布在粥店街道和天平街道；低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布在馬莊鎮(zhèn)、房村鎮(zhèn)、角峪鄉(xiāng)、范鎮(zhèn)、山口鎮(zhèn)、泰山區(qū)；夏張鎮(zhèn)、滿(mǎn)莊鎮(zhèn)、良莊鎮(zhèn)、祝陽(yáng)鎮(zhèn)為干旱災(zāi)害脆弱性中風(fēng)險(xiǎn)區(qū)；下港鄉(xiāng)、黃前鎮(zhèn)、道朗鎮(zhèn)、大汶口鎮(zhèn)、徂徠鎮(zhèn)、化馬灣鄉(xiāng)為脆弱性高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。總體而言，岱岳區(qū)干旱災(zāi)害脆弱性風(fēng)險(xiǎn)由中心向四周逐漸增強(qiáng)；相對(duì)而言，中、高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分布比較零散。

4.5 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力的評(píng)價(jià)與區(qū)劃

岱岳區(qū)干旱災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力計(jì)算結(jié)果如表6 所示。岱岳區(qū)干旱災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃如圖5 所示。由表6 和圖5 可知，岱岳區(qū)干旱災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力中部泰山區(qū)能力最強(qiáng)；西部、南部夏張鎮(zhèn)、馬莊鎮(zhèn)等8 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)防災(zāi)減災(zāi)能力較強(qiáng)；北部下港鄉(xiāng)、黃前鎮(zhèn)、山口鎮(zhèn)、祝陽(yáng)鎮(zhèn)，東南部化馬灣鄉(xiāng)，粥店街道、天平街道防災(zāi)減災(zāi)能力較弱。

表5 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害脆弱性指數(shù)值

表6 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)能力指數(shù)值

4.6 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的評(píng)價(jià)與區(qū)劃

岱岳區(qū)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力的綜合。其計(jì)算公式同式（9）。其表達(dá)式為：

其中，UDRI，DH，DE，DV，DC 分別為洪澇災(zāi)害的綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性和防災(zāi)減災(zāi)能力。

岱岳區(qū)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)的指數(shù)值如表7所示。

岱岳區(qū)干旱綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)區(qū)劃如圖6 所示。結(jié)合表7 和圖2～6，岱岳區(qū)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)位于泰山區(qū)。

泰山區(qū)干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性較高，承載環(huán)境暴露性也較高，承載體脆弱性為低風(fēng)險(xiǎn)，防災(zāi)減災(zāi)能力較強(qiáng)，但綜合而言，干旱風(fēng)險(xiǎn)仍為最高。中度風(fēng)險(xiǎn)分布在道朗鎮(zhèn)、山口鎮(zhèn)、祝陽(yáng)鎮(zhèn)、下港鄉(xiāng)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)干旱災(zāi)害致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性、承載環(huán)境暴露性、承載體脆弱性都較高，防災(zāi)減災(zāi)能力處于較低水平。干旱災(zāi)害輕、低風(fēng)險(xiǎn)分布在大汶口鎮(zhèn)、粥店街道、天平街道、夏張鎮(zhèn)等13 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性、暴露性都為輕度風(fēng)險(xiǎn)，防災(zāi)減災(zāi)能力大多為中等強(qiáng)度，所以，干旱風(fēng)險(xiǎn)較輕。

表7 岱岳區(qū)干旱災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)值

［1］陸亞龍，肖功建.氣象災(zāi)害及其防御[M].北京：氣象出版社，2001.

［2］肖風(fēng)勁，徐良炎.2005 年我國(guó)天氣氣候特征和主要?dú)庀鬄?zāi)害[J].氣象，2006，32（4）：78-83.

［3］張葉，羅懷良.農(nóng)業(yè)氣象干旱指標(biāo)研究綜述[J].資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)，2006，22（1）：50-53.

［4］王曉紅，胡鐵松，吳鳳燕，等.灌區(qū)農(nóng)業(yè)干旱評(píng)估指標(biāo)分析及應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2003（7）：2-5.

［5］張俊香，黃崇福.自然災(zāi)害區(qū)劃與風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究進(jìn)展[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)，2004（12）：55-61.

［6］陳懷亮，鄧偉，張雪芬，等.河南小麥生產(chǎn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析及區(qū)劃[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2006，15（1）：135-143.

［7］黃崇福，劉新立，周?chē)?guó)賢，等.以歷史災(zāi)情資料為依據(jù)的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，1998，7（2）：1-9.

［8］黃崇福，張俊香，陳志芬，等.自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖的一個(gè)潛在發(fā)展方向[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2004，13（2）：9-15.

［9］黎健.對(duì)美國(guó)災(zāi)害應(yīng)急管理體系的考察與思考[J].氣象與減災(zāi)研究，2006，29（l）：38-43.

［10］劉引鴿.氣象氣候?yàn)?zāi)害與對(duì)策[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2005.

［11］牛叔超，劉月輝，王延貴.氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的探討[J].山東氣象，1998，18（1）：14-17.

［12］馮麗文.我國(guó)氣象災(zāi)害綜合區(qū)劃[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，1994，3（4）：49-55.

［13］杜春芳，成拴獅，李建勛，等.晉南地區(qū)油菜主要?dú)庀鬄?zāi)害與減災(zāi)避災(zāi)對(duì)策[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（8）：57-60.

［14］史培軍.論災(zāi)害研究的理論與實(shí)踐[J].南京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1991，11（自然災(zāi)害研究專(zhuān)輯）：37-42.

［15］張?zhí)m生，史培軍，方修琦.我國(guó)農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害災(zāi)情分析[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1990（3）：94-100.

［16］夏瑩，李俊有.通遼市氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃方法探討[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2011（5）：90-91.