馮 滔，李 暢，2，黃建武，石 倩，閣承艷，吳江華

(1.華中師范大學(xué)a.城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;b.地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，武漢 430079;2.民政部 減災(zāi)和應(yīng)急工程重點實驗室，北京 100124)

1 研究背景

社會脆弱性是指社會群體、組織或國家在實際與潛在的災(zāi)害事件中的承受力和災(zāi)害后恢復(fù)的能力［1］。近年來，社會脆弱性成為國際社會和學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的研究方向，國內(nèi)外眾多專家學(xué)者致力于社會脆弱性的研究。美國學(xué)者 S.L.Cutter［2－3］提出社會脆弱性指標(biāo)的思想，并對911事件、卡特琳娜颶風(fēng)等災(zāi)難進(jìn)行了社會脆弱性的研究;聯(lián)合國大學(xué)環(huán)境與人類安全研究所從2006年起每年在慕尼黑舉行以“社會脆弱性”為主題的夏季年度講學(xué)［4］。石勇等［5］認(rèn)為脆弱性強(qiáng)調(diào)人類社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在受到災(zāi)害沖擊時抗御、應(yīng)對和恢復(fù)的能力，反映承災(zāi)系統(tǒng)面對自然災(zāi)害表現(xiàn)出的易于受到傷害和遭受損失的性質(zhì)，直接決定災(zāi)害風(fēng)險的大小。葛怡等［6］改進(jìn)了社會脆弱性評估方法，對長沙地區(qū)水災(zāi)進(jìn)行研究，取得顯著成績;商彥蕊［7］分析了災(zāi)害系統(tǒng)脆弱性類型、成因、驅(qū)動力及其驅(qū)動過程，評價災(zāi)害系統(tǒng)脆弱性程度;游溫嬌等［8］構(gòu)建了洪災(zāi)社會脆弱性的指標(biāo)體系，包括洪災(zāi)社會脆弱性宏觀指標(biāo)體系與微觀指標(biāo)體系，為不同層面研究洪災(zāi)社會脆弱性奠定了基礎(chǔ)。目前，人們認(rèn)識到，相對于人類很難控制的自然系統(tǒng)而言，災(zāi)害的社會屬性作為災(zāi)害轉(zhuǎn)化為災(zāi)難的關(guān)鍵環(huán)節(jié)更值得探討與關(guān)注［5］。但是建立一個通用的脆弱性概念框架及切實可行的脆弱性評價方法是脆弱性研究面臨的一個挑戰(zhàn)［9］。

荊州市是長江中游曲流最為發(fā)育地段，河道異常曲折，汛期水面常高于兩岸10m左右，河網(wǎng)密布、匯水面積大且地勢低洼［10］。該地區(qū)是洪災(zāi)發(fā)生頻率高的區(qū)域，目前對于其洪災(zāi)產(chǎn)生的自然因素原因研究頗為深入，但對于社會結(jié)構(gòu)、社會因素的研究正在討論中［11－13］。洪災(zāi)仍然是威脅區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的主要自然災(zāi)害，有必要從社會脆弱性的角度來探討荊州地區(qū)的洪災(zāi)問題，揭示荊州地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性的空間分布，有利于進(jìn)一步的防災(zāi)減災(zāi)。

2 研究區(qū)域概況與指標(biāo)體系

2.1 研究區(qū)域概況

荊州市地處湖北省中南部，位于江漢平原腹地，東連武漢，西接三峽，南跨長江，北臨漢水，其地理位置為東經(jīng) 111°15'～114°05'，北緯 29°26'～31°37'。境區(qū)東西最大橫距約274.8 km，南北最大縱距約l30.2 km，呈帶狀分布。長江自西向東橫貫全市，全長483 km。荊州市下轄荊州區(qū)、沙市區(qū)、公安縣、監(jiān)利縣、江陵縣、松滋市、洪湖市、石首市。

2.2 指標(biāo)體系

洪災(zāi)社會脆弱性的大小由自然地理因素和社會經(jīng)濟(jì)因素直接決定，并受防洪減災(zāi)以及洪災(zāi)應(yīng)急能力的影響。本文選擇荊州市作為洪災(zāi)社會脆弱性評價的研究區(qū)，以Cutter［3］提出的災(zāi)害位置模型理論與應(yīng)急管理周期理論為理論基礎(chǔ)。結(jié)合荊州市社會經(jīng)濟(jì)狀況對洪災(zāi)脆弱性的作用機(jī)制，從社會視角出發(fā)，選擇人口、經(jīng)濟(jì)、就業(yè)、教育、土地利用與住房條件、交通與通訊、災(zāi)害綜合管理7個方面32個指標(biāo)作為評價體系。以荊州市第6次人口普查分縣數(shù)據(jù)，荊州市統(tǒng)計年鑒(2009—2011年)的社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)(取平均值)為基礎(chǔ)［14－15］，構(gòu)建洪災(zāi)社會脆弱性的評價指標(biāo)體系，見表1。

表1 荊州市洪災(zāi)社會脆弱性評價指標(biāo)體系Table 1 System of indexes assessing social vulnerability to flood in Jingzhou

3 研究方法與因子分析

3.1 研究方法

本文的思路:鑒于社會脆弱性評價指標(biāo)體系比較復(fù)雜，首先對指標(biāo)進(jìn)行因子分析，指標(biāo)降維以后，以各主因子的信息載荷為各因子的權(quán)重，然后求出各地區(qū)的洪災(zāi)社會脆弱性得分，再對各地區(qū)的洪災(zāi)社會脆弱性得分系統(tǒng)聚類，探索荊州市各地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性的空間差異。

因子分析是將多個實測變量轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個新的不可觀測的而且相互無關(guān)的綜合因子的多元統(tǒng)計分析方法。該方法在減少分析指標(biāo)的同時，能盡量減少原指標(biāo)包含信息的損失。因子分析的模型一般為［16］

式中:aij(i=1，2，…，p;j=1，2，…，m)為因子載荷，其中aij為第i個變量在第j個因子上的載荷;Fi(i=1，2，…，p)為公共因子;εi(i=1，2，…，p)為特殊因子。上述模型可以用矩形式表示，即

設(shè)有p個樣本，每個樣本有m個數(shù)據(jù)指標(biāo)，可得到一數(shù)據(jù)矩陣，記為x(p，m)。具體步驟如下:

(1)對x(p，m)的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，記為x'(p，m)。

(2)計算指標(biāo)變量的相關(guān)系數(shù)矩陣R，進(jìn)行主成分分析，計算R的特征值。

(3)確定主因子個數(shù)，計算信息貢獻(xiàn)率。選取主成分的原則是:當(dāng)前F個主因子的累計貢獻(xiàn)率超過85%時，或者特征值大于1時，取前F個主因子代替原來的m個指標(biāo)。

(4)求因子載荷，計算因子載荷矩陣，并計算各因子得分。

(5)按因子得分系數(shù)及貢獻(xiàn)率的大小，計算綜合得分并根據(jù)綜合得分進(jìn)行排序。

3.2 因子分析

本文使用SPSS軟件作為統(tǒng)計分析工具，將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化以后，建立指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)矩陣R，計算特征值與累計貢獻(xiàn)率。從表2可以看出前5個特征值之和占總方差的92.674%，信息損失僅為7.326%，所以取前5個特征值建立因子載荷矩陣。由于初始因子載荷矩陣結(jié)構(gòu)不夠簡明，各因子的含義不夠突出，因此采用方差最大正交旋轉(zhuǎn)變換，使各變量在某個因子上產(chǎn)生較高載荷，而在其余因子上載荷較小，從而得到旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣。

表2 總方差分解Table 2 Total variance explained

旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣表明，每個因子只對少數(shù)幾個指標(biāo)的因子載荷較大(表3)，可以結(jié)合相關(guān)洪災(zāi)社會脆弱性對這5個因子進(jìn)行命名。

第1個主因子F1在地區(qū)生產(chǎn)總值(x1)、第1產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(x3)、第3產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(x4)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比(x5)、人均可支配收入(x6)、地方財政收支比例(x7)、地均GDP(x8)、城鎮(zhèn)人口比重(x12)、農(nóng)林牧漁從業(yè)率(x14)、金融業(yè)從業(yè)率(x15)、服務(wù)業(yè)從業(yè)率(x16)、地質(zhì)勘查水利從業(yè)率(x17)、從事衛(wèi)生事業(yè)的人數(shù)(x18)、醫(yī)院床位數(shù)(x19)上載荷比較大，這些因子體現(xiàn)了一個地區(qū)經(jīng)濟(jì)實力應(yīng)對洪災(zāi)社會脆弱性的能力大小:如果經(jīng)濟(jì)實力強(qiáng)，則洪災(zāi)社會脆弱性低，反之，洪災(zāi)社會脆弱性強(qiáng)。它是衡量洪災(zāi)社會脆弱性的重要指標(biāo)，因此稱之為“綜合經(jīng)濟(jì)實力因子”。

第2主因子F2在第1產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(x2)、人口自然增長率(x13)、5歲以下人口比例(x10)、65歲以上人口比例(x11)、初中以下學(xué)歷人數(shù)(x21)、耕地面積(x26)上具有較大的系數(shù)，這個因子主要反映農(nóng)業(yè)發(fā)展水平與和人口結(jié)構(gòu)，因此命名為“農(nóng)業(yè)與人口因子”。

第3個主因子F3的載荷主要體現(xiàn)在女性人口比例(x9)、5歲以下人口比例(x10)、自然增長率(x13)、文盲率(x20)、每100人移動電話數(shù)目(x23)。這個因子主要反映在洪災(zāi)發(fā)生時，疏散撤退的質(zhì)量，所以稱為“逃生因子”。

第4個主因子F4在醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)目(x25)、養(yǎng)老保險參保人數(shù)(x27)上具有較大的載荷，稱之為“社會保障因子”。

第5個主因子F5的載荷主要體現(xiàn)在磚木結(jié)構(gòu)房屋面積上(x29)，命名為“住房因子”。

表3 旋轉(zhuǎn)后因子提取結(jié)果Table 3 Result of factor extraction after rotating

以各個主因子的貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，對5個主因子進(jìn)行加權(quán)求和，從而得到總得分即荊州市洪災(zāi)社會脆弱性得分。5個主因子的貢獻(xiàn)率分別為41.409%，21.824%，12.558%，11.261%，5.621% ，構(gòu)建計算洪災(zāi)社會脆弱性的公式為

具體結(jié)果見表4。

表4 地區(qū)主因子得分Table 4 Scores of main factors in all regions

3.3 系統(tǒng)聚類

為了更好地揭示洪災(zāi)社會脆弱性的空間分布，根據(jù)表4的地區(qū)社會脆弱性得分，采用SPSS軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，得到荊州市洪災(zāi)社會脆弱性分類(圖1)。沙市區(qū)為低社會脆弱性地區(qū)，因子總得分為－0.982;荊州區(qū)為較低社會脆弱性地區(qū)，因子總得分為－0.388;松滋市、公安縣、石首市、洪湖市和江陵縣為較高社會脆弱性地區(qū)，平均因子總得分為0.161 6;監(jiān)利縣為高社會脆弱性地區(qū)，因子總得分為0.563。

圖1 荊州市各地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性分級Fig.1 Grading of social vulnerability to flood in all regions of Jingzhou

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

利用因子分析，對影響洪災(zāi)社會脆弱性的32個指標(biāo)進(jìn)行降維處理，得到5個高度概括所有指標(biāo)信息量的主因子。主因子分別代表了影響洪災(zāi)社會脆弱性的5個方面:綜合經(jīng)濟(jì)實力因子、農(nóng)業(yè)與人口、逃生因子、社會保障因子、住房因子。

根據(jù)各地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性因子得分、排名，可以得到如下結(jié)論:

(1)各主因子得分和綜合得分越大，說明洪災(zāi)的社會脆弱性越強(qiáng);得分越低，則說明洪災(zāi)的社會脆弱性越弱。因為對原始數(shù)據(jù)與綜合得分進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，所以將平均值定位為零點，則正值表示社會脆弱性的強(qiáng)度大于平均水平，負(fù)值相反;研究發(fā)現(xiàn)，只有沙市區(qū)、荊州區(qū)、石首市3個地方的社會脆弱性小于0，說明這3個地方的社會脆弱性強(qiáng)度在平均水平以下，其余區(qū)域的洪災(zāi)社會脆弱性都在平均水平以上。

(2)影響洪災(zāi)社會脆弱性的因子主要是綜合經(jīng)濟(jì)實力因子和人口與農(nóng)業(yè)因子，這2個因子的方差分別為41.409%與21.824%，兩者加起來解釋方差的63.233%。這充分說明了一個地區(qū)的洪災(zāi)社會脆弱性與這二者有著直接的關(guān)系，即:強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實力是災(zāi)前預(yù)防、災(zāi)后恢復(fù)的強(qiáng)力保障，在荊州8個地區(qū)中，只有荊州區(qū)與沙市區(qū)的綜合經(jīng)濟(jì)實力為負(fù)值，其余縣市綜合經(jīng)濟(jì)實力均為達(dá)到應(yīng)對洪災(zāi)的平均水平;由于荊州市位于江漢平原，農(nóng)業(yè)在洪災(zāi)中損失嚴(yán)重，在人口與農(nóng)業(yè)因子里面，有4個地區(qū)的得分為正，反映了農(nóng)業(yè)在應(yīng)對洪災(zāi)時表現(xiàn)得非常脆弱。

(3)影響洪災(zāi)社會脆弱性的其余3個主因子分別為逃生因子、社會保障因子和住房因子，盡管加起來只解釋方差的29.441%，但面對洪災(zāi)時，這3個指標(biāo)是非常重要的。逃生因子直接決定了人員財產(chǎn)在面臨洪災(zāi)時的撤離質(zhì)量;社會保障(醫(yī)療、保險等)，可以有效降低洪災(zāi)社會脆弱性;住房因子是洪災(zāi)社會脆弱性的一個重要指標(biāo)，不同類型的住房對脆弱性的影響不同，磚木建筑比混泥土建筑脆弱性高。

本文將荊州市各地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性劃分為4個等級:劃分為高社會脆弱性的地區(qū)為監(jiān)利縣;中高社會脆弱性地區(qū)包括江陵縣、公安縣、洪湖市、松滋市、石首市;中低社會脆弱性地區(qū)為荊州區(qū);低社會脆弱性地區(qū)為沙市區(qū)。各等級分述如下:

(1)高社會脆弱性，劃分為高社會脆弱性的地區(qū)是監(jiān)利縣。監(jiān)利縣雖然綜合經(jīng)濟(jì)實力因子得分為負(fù)值，說明應(yīng)對洪災(zāi)社會脆弱性的經(jīng)濟(jì)能力位于中等水平以上。但監(jiān)利縣的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值所占GDP的比重達(dá)到46%，是荊州市各地區(qū)的農(nóng)業(yè)比重最大的縣(農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)率達(dá)到68%)，農(nóng)業(yè)所占絕對地位決定了該地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性。

(2)中高社會脆弱性，劃分為中高社會脆弱性的區(qū)域有江陵縣、公安縣、洪湖市、松滋市、石首市。其綜合經(jīng)濟(jì)實力因子的平均得分為0.434，證明了經(jīng)濟(jì)實力在應(yīng)對洪災(zāi)時處于低水平。而綜合經(jīng)濟(jì)在洪災(zāi)社會脆弱性中所占權(quán)重很大已比較大，這幾乎決定了該地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性的強(qiáng)弱，且這類縣市的農(nóng)業(yè)所占比重已比較大，大致在35%左右。社會保障因子與住房因子的得分都比較高。所以把該類劃分為中高社會脆弱性。

(3)中低社會脆弱性，劃分為中低社會脆弱性的地區(qū)是荊州區(qū)。荊州市最后洪災(zāi)社會脆弱性得分為－0.388，在5個主因子里面，只有1個住房因子為正，反映了經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、社會保障等應(yīng)對洪災(zāi)的能力均位于整個社會平均水平以上，社會脆弱性較低，但人均磚木結(jié)構(gòu)住房面積為15.86m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于荊州市平均的9.05m2。

(4)低社會脆弱性，劃分為低社會脆弱性的地區(qū)是沙市區(qū)。沙市區(qū)作為荊州市最發(fā)達(dá)的地區(qū)，在經(jīng)濟(jì)實力上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他縣市。2010年生產(chǎn)總值達(dá)到1 730 542萬元，3 大產(chǎn)業(yè)的比重為0.07∶0.56∶0.37，農(nóng)業(yè)從業(yè)率為21.3%。可以看出沙市區(qū)經(jīng)濟(jì)實力強(qiáng)，洪災(zāi)的社會脆弱性較弱，但社會保障、住房條件等方面還需要平衡發(fā)展。

4.2 討 論

本文通過因子分析、系統(tǒng)聚類得到荊州市2區(qū)3市3縣的洪災(zāi)社會脆弱性得分，結(jié)果反映了荊州市各地區(qū)洪災(zāi)社會脆弱性的空間差異;對于防洪減災(zāi)以及災(zāi)后管理具有一定的借鑒意義。本文僅以洪災(zāi)作為自然災(zāi)害社會脆弱性研究對象，但關(guān)于具體自然災(zāi)害事件社會脆弱性還有待深入研究;文中研究的空間尺度選擇縣域，而對自然災(zāi)害的社會脆弱性小尺度(如鄉(xiāng)鎮(zhèn)、社區(qū))的研究值得進(jìn)一步探討。自然災(zāi)害社會脆弱性評價不僅是防災(zāi)減災(zāi)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，同時也是人類社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，值得不斷探索。

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