劉希林 ，陳薈竹

1. 中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275；2. 廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275

“多災(zāi)種”最早出現(xiàn)在《21世紀(jì)議程》中，被認(rèn)為是災(zāi)害多發(fā)區(qū)風(fēng)險(xiǎn)管理的重要內(nèi)容之一（UNEP，1992）。在全球氣候變化和人類工程活動(dòng)的影響下，當(dāng)今世界自然災(zāi)害頻發(fā)，導(dǎo)致一個(gè)區(qū)域往往受多種災(zāi)害的共同作用，形成復(fù)雜的災(zāi)害系統(tǒng)（史培軍等，2014）。災(zāi)害的群聚性和群發(fā)性及其鏈?zhǔn)叫?yīng)和連鎖反應(yīng)，無疑會(huì)加重災(zāi)害的后果，使得災(zāi)害損失進(jìn)一步加大（余瀚等，2014）。因此，“單災(zāi)種”風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)已不足以全面反映整個(gè)區(qū)域的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)水平，綜合多災(zāi)種的區(qū)域?yàn)?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是管理者進(jìn)行綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃的重要決策依據(jù)，也是自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究的發(fā)展方向之一。

近年來，有關(guān)自然災(zāi)害多災(zāi)種研究引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注并取得了顯著進(jìn)展（Kappes et al.，2010；明曉東等，2013）。王靜愛等（1994）在102種自然災(zāi)害致災(zāi)因子分布圖的基礎(chǔ)上，以縣級(jí)行政區(qū)為基本單元，繪制出中國自然災(zāi)害致災(zāi)因子多度、相對(duì)強(qiáng)度和被災(zāi)指數(shù)圖，是國內(nèi)早期多災(zāi)種綜合研究的經(jīng)典之作。史培軍（2011）選取中國 12種主要自然災(zāi)害，完成了基于縣域單元的中國自然災(zāi)害多災(zāi)種綜合風(fēng)險(xiǎn)制圖。雖然不同學(xué)者對(duì)多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)的理解與評(píng)價(jià)方法各有不同，但總體而言，多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理念是建立在災(zāi)害的群發(fā)性和災(zāi)害鏈基礎(chǔ)之上的，多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方法是建立在單災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果之上的。因此，本文以廣東省為研究區(qū)域，研究省內(nèi)主要自然災(zāi)害且具鏈?zhǔn)叫?yīng)和全域性的災(zāi)害類型，并進(jìn)行自然災(zāi)害綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究。

生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)是指由于不確定的危害事件可能給生態(tài)系統(tǒng)及其組分帶來的負(fù)面后果。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是對(duì)這種負(fù)面后果產(chǎn)生的可能性和程度的分析和評(píng)判。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的終點(diǎn)可以是生態(tài)系統(tǒng)某一組分受外界脅迫后產(chǎn)生的不良變化，也可以是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能受到的負(fù)面影響。生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)涉及的危害事件可以是人為因素造成的，也可以是自然因素造成的。目前在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)領(lǐng)域，較多成果集中在各地區(qū)點(diǎn)源和面源重金屬污染分布及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響（王明仕等，2017；孟國欣，2017；田華等，2018；楊期勇等，2018），也有針對(duì)地表水抗生素分布特征及其對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究（汪濤等，2016；趙騰輝等，2016；周志洪等，2017），還有基于人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境等方面以及從資源、環(huán)境、人口和經(jīng)濟(jì)社會(huì)等方面選取指標(biāo)，專門針對(duì)珠江三角洲城市群災(zāi)害易損性和生態(tài)安全進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究（唐波等，2013；胡志仁等，2018）。然而，有關(guān)自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞及其造成的生態(tài)功能退化的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)研究鮮有報(bào)道，亟待加強(qiáng)。

區(qū)域尺度上的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具有多風(fēng)險(xiǎn)源和多受體的特點(diǎn)。在區(qū)域內(nèi)部，風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)受體還具有空間異質(zhì)性。因此，區(qū)域自然災(zāi)害綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究更為復(fù)雜。然而，自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞有時(shí)往往是致命的，可能在短時(shí)間內(nèi)造成高額的生態(tài)資產(chǎn)損失。所以我們不僅需要關(guān)注人類活動(dòng)主導(dǎo)的脅迫類型包括化學(xué)污染（劉孟蘭等，2007）、尾礦棄渣（常青等，2013）和旅游開發(fā)（鐘林生等，2014）等給生態(tài)系統(tǒng)及其組分帶來的損毀，也要特別重視自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害。自然災(zāi)害生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，將生態(tài)系統(tǒng)安全與災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理聯(lián)系起來，探究自然災(zāi)害對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。這樣的研究，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的健康、人類社會(huì)的安全和福祉，無疑具有重要的科學(xué)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

廣東省自然資源豐富、人口高度聚集、經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)，位于南嶺以南、南海之濱，以熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候?yàn)橹鳎枪?、熱和水資源最為豐富的省份。全省陸地面積約17.58×104km2，以林地和耕地為主，沿海地區(qū)還有面積寬廣和類型豐富的濕地資源。常住人口11169萬，人口數(shù)量和全省GDP總量均居全國首位，是中國第一人口和經(jīng)濟(jì)大省，也是自1979年改革開放40年來，中國東南沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快、人口和財(cái)富最為集中的省份。然而，臺(tái)風(fēng)及其引發(fā)的暴雨洪澇和地質(zhì)災(zāi)害，呈現(xiàn)出“臺(tái)風(fēng)—暴雨—洪澇—崩塌、滑坡、泥石流”的災(zāi)害鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（王靜愛等，2012）。因此，在廣東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的同時(shí)，也開始進(jìn)入一個(gè)經(jīng)濟(jì)和人口高增長以及自然災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)并存的時(shí)期。歷史上，廣東記載的各類自然災(zāi)害共計(jì)40余種，主要有臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪水、風(fēng)暴潮和干旱災(zāi)害等。據(jù)史料記載，廣東省水災(zāi)記錄最早始于東晉武帝太元八年（公元383年），臺(tái)風(fēng)記錄始于唐德宗貞元十四年（公元798年）。從16世紀(jì)至19世紀(jì)中葉災(zāi)害記錄相對(duì)完整的450年間，廣東臺(tái)風(fēng)共計(jì)693次，洪水發(fā)生405次。1949年新中國成立后，每年依然有臺(tái)風(fēng)、洪水和地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。據(jù) 1980—1999年不完全統(tǒng)計(jì)，廣東省自然災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失總額約為1200億元，以熱帶氣旋（包括臺(tái)風(fēng)）和雨澇災(zāi)害所致的經(jīng)濟(jì)損失最大，1990—1999年間，平均每年因臺(tái)風(fēng)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失約為 60億元，部分年份的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)可造成100億元甚至200億元以上的經(jīng)濟(jì)損失。暴雨洪澇災(zāi)害與相伴而生的地質(zhì)災(zāi)害、水土流失、海洋災(zāi)害等，在上世紀(jì) 90年代造成的年均經(jīng)濟(jì)損失也達(dá)4～8億元（《廣東省志》編纂委員會(huì)，2014）。地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失雖然占比較低，但發(fā)生頻率較高，尤其是在臺(tái)風(fēng)和暴雨災(zāi)情較重的2013年，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡、泥石流）共計(jì) 1502起（《廣東省防災(zāi)減災(zāi)年鑒》編纂委員會(huì)，2005—2010）。本研究結(jié)合廣東省自然災(zāi)害影響范圍、災(zāi)害損失、發(fā)生頻率，以及災(zāi)害數(shù)據(jù)的可獲得性，選取熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害作為代表性風(fēng)險(xiǎn)源，進(jìn)行全省范圍內(nèi)3種主要自然災(zāi)害的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)是前提，易損性評(píng)價(jià)是基礎(chǔ)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是結(jié)果。危險(xiǎn)是指由于災(zāi)害而遭受損失的可能性，危險(xiǎn)性和危險(xiǎn)度分別是危險(xiǎn)的定性和定量表達(dá)。自然災(zāi)害危險(xiǎn)性是災(zāi)害本身的固有特性，與具體的危害對(duì)象或防災(zāi)抗災(zāi)工程無關(guān)（劉希林等，1995）。區(qū)域自然災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)需要在統(tǒng)計(jì)歷史災(zāi)害發(fā)生的數(shù)量、強(qiáng)度、災(zāi)情等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，結(jié)合災(zāi)害的成災(zāi)機(jī)制和當(dāng)?shù)氐脑袨?zāi)環(huán)境進(jìn)行綜合分析，從而確定該地區(qū)發(fā)生某種自然災(zāi)害事件的可能性。本文旨在分析廣東省主要自然災(zāi)害的發(fā)生概率、影響范圍、破壞程度，闡明熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性及其空間分布規(guī)律，為3種主要自然災(zāi)害的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。

1 自然災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究所用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、觀測數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)（表1）。

1.2 評(píng)價(jià)方法

1.2.1 熱帶氣旋危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法

熱帶氣旋帶來的破壞主要源于與之相伴而生的狂風(fēng)和暴雨，由于大風(fēng)和降雨之間的關(guān)系在熱帶氣旋發(fā)生發(fā)展過程中相當(dāng)復(fù)雜，所以在討論熱帶氣旋時(shí)主要考慮大風(fēng)的影響，熱帶氣旋暴雨所致的影響可以歸屬于雨澇災(zāi)害（張繼權(quán)等，2007）。因此，根據(jù)熱帶氣旋的定義以及氣象學(xué)對(duì) 17級(jí)風(fēng)力等級(jí)的劃分，風(fēng)力7級(jí)為疾風(fēng)，中心風(fēng)力7級(jí)以上稱之為熱帶氣旋；風(fēng)力10級(jí)為狂風(fēng)，中心風(fēng)力10級(jí)以上稱之為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴。點(diǎn)繪 2005—2015年影響廣東省的熱帶氣旋路徑（圖1），采用鄧睿（2014）提出的風(fēng)圈半徑模型，參照中央氣象臺(tái)網(wǎng)站采用的 7級(jí)和 10級(jí)風(fēng)圈半徑表征熱帶氣旋的影響范圍，本研究亦選取疾風(fēng)和狂風(fēng)兩個(gè)風(fēng)力等級(jí)，運(yùn)用ArcGIS中的緩沖區(qū)功能重建熱帶氣旋的影響范圍。

表1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及來源Table 1 Basic data and sources

7級(jí)風(fēng)圈半徑模型為：

10級(jí)風(fēng)圈半徑模型為：

式中，y為熱帶氣旋風(fēng)圈半徑（km）；x為熱帶氣旋中心最大風(fēng)速（m·s-1）。

以1 km×1 km為柵格單元，利用ArcGIS的空間連接功能，分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)柵格在熱帶氣旋作用期間受7級(jí)和10級(jí)以上大風(fēng)的影響次數(shù)，對(duì)不同強(qiáng)度的大風(fēng)作用頻次進(jìn)行加權(quán)求和，參照高慶華（2005）氣象災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算熱帶氣旋災(zāi)變指數(shù)：

式中，ZT(b)為熱帶氣旋災(zāi)變指數(shù)；N1、N2分別為7級(jí)風(fēng)圈、10級(jí)風(fēng)圈作用頻次；大風(fēng)的破壞力源于動(dòng)能，基于動(dòng)能原理（質(zhì)量m的運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的能量E與其運(yùn)動(dòng)速度v的平方成正比：E=?mv2），強(qiáng)度系數(shù)d1、d2根據(jù)7級(jí)、10級(jí)大風(fēng)的風(fēng)速平方比分別取值1、3。

1.2.2 雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法

由暴雨引起的澇災(zāi)可以用日降雨量來表征其強(qiáng)度。通過對(duì)2005—2015年廣東省37個(gè)基準(zhǔn)、基本氣象站日降雨量數(shù)據(jù)采用普通克里金法進(jìn)行空間插值，并以1 km×1 km為柵格進(jìn)行重分類，根據(jù)日降雨量將雨澇災(zāi)害分為輕澇（50～99 mm）、中澇（100～200 mm）和重澇（＞200 mm）3個(gè)等級(jí)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)柵格內(nèi)各等級(jí)雨澇災(zāi)害的出現(xiàn)頻次，由此計(jì)算雨澇災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)（國家科委國家計(jì)委國家經(jīng)貿(mào)委自然災(zāi)害綜合研究組，1998）：

式中，ZY(b)為雨澇災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)；N1、N2、N3分別為輕澇、中澇、重澇出現(xiàn)頻次；強(qiáng)度系數(shù)k1、k2、k3根據(jù)雨澇等級(jí)劃分中各等級(jí)臨界值50、100、200 mm的比值分別取值1、2、4。

1.2.3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法

信息量法（一種從信息理論引出的統(tǒng)計(jì)預(yù)測方法）已被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的空間預(yù)測研究。信息量法通過研究區(qū)地質(zhì)地理環(huán)境信息，將實(shí)際值轉(zhuǎn)化為反映地質(zhì)體穩(wěn)定性的信息量值，用信息量值來表征地質(zhì)體變形破壞的程度。由此通過指標(biāo)的信息量值可以度量其在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生中的貢獻(xiàn)率，即用信息量絕對(duì)值大小來評(píng)價(jià)影響因素的狀態(tài)與地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性的關(guān)系。信息量法計(jì)算方法為（李鐵峰，1997）：

式中，Ni為分布在評(píng)價(jià)因子xi內(nèi)含地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的柵格單元數(shù)；N為研究區(qū)含地質(zhì)災(zāi)害分布點(diǎn)的柵格單元總數(shù)；Si為研究區(qū)含評(píng)價(jià)因子xi的柵格單元數(shù)；S為研究區(qū)柵格單元的總數(shù)；i為評(píng)價(jià)因子的類別。

單個(gè)柵格單元內(nèi)的總信息量為各評(píng)價(jià)因子信息量的總和：

式中，I為某柵格單元內(nèi)的總信息量；n為評(píng)價(jià)因子數(shù)量；其他變量同式（5）。

本研究采用的廣東省地質(zhì)災(zāi)害編目數(shù)據(jù)共計(jì)1631個(gè)災(zāi)害點(diǎn)（包括崩塌、滑坡和泥石流）。運(yùn)用ArcGIS中子集提取功能，隨機(jī)選取90%（共計(jì)1468個(gè)）災(zāi)害點(diǎn)作為訓(xùn)練樣本參與信息量模型的統(tǒng)計(jì)，其余10%（共計(jì)163個(gè)）災(zāi)害點(diǎn)作為測試樣本用于危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果的驗(yàn)證（圖2）。

圖2 廣東省地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)分布圖Fig. 2 Distribution of geological disasters in Guangdong Province

基于地質(zhì)災(zāi)害的形成規(guī)律，參考廣東省地質(zhì)災(zāi)害空間分布特征以及危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)實(shí)踐成果（蘭恒星等，2002；郭芳芳等，2008；程維明等，2009；趙艷南等，2010；韓海輝等，2012；楊德宏等，2015；田春山等，2016），從地理環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造和人類活動(dòng) 3個(gè)方面，分別選取高程（Elavation）、坡度（Slope）、地形起伏度（Relief）、降雨量變差系數(shù)（Rainfall variation coefficient）、距航道距離（Distance from waterway）、植被覆蓋指數(shù)（NDVI）、地質(zhì)年代（Geological age）、距斷層距離（Distance from fault）、距城鎮(zhèn)距離（Distance from town）、距公路距離（Distance from highway）共10個(gè)指標(biāo)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)（圖3）。

圖3 廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)Fig. 3 Hazard assessment factors of geological disasters in Guangdong Province

各指標(biāo)圖層均以1 km×1 km柵格為評(píng)價(jià)單元，其中高程、坡度和地形起伏度基于廣東省數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)計(jì)算獲取，降雨量變差系數(shù)基于月降雨量計(jì)算并通過區(qū)域內(nèi)空間插值獲取，距航道、斷層、城鎮(zhèn)和公路距離通過 ArcGIS的鄰域分析功能獲取，其中距城鎮(zhèn)距離中的城鎮(zhèn)數(shù)據(jù)由土地利用類型圖提取。

1.2.4 多災(zāi)種綜合評(píng)價(jià)方法

熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害三者之間存在災(zāi)害鏈關(guān)系。熱帶氣旋帶來狂風(fēng)暴雨，暴雨是洪澇災(zāi)害的直接原因，強(qiáng)降雨又觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，三者疊加往往對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成更加嚴(yán)重的影響。因此，采用加權(quán)求和方式，計(jì)算廣東省熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度是合理可行的。

根據(jù)《廣東省防災(zāi)減災(zāi)年鑒》（2005—2015）的災(zāi)情記錄，計(jì)算可得廣東省3類主要自然災(zāi)害歷年經(jīng)濟(jì)損失及其單次平均損失（表2）。由表2可知，熱帶氣旋單次平均經(jīng)濟(jì)損失為27.04億元，雨澇災(zāi)害單次平均經(jīng)濟(jì)損失為8.11億元，地質(zhì)災(zāi)害單次平均經(jīng)濟(jì)損失為0.01億元。參照中國自然災(zāi)害災(zāi)度分級(jí)方案（國家科委國家計(jì)委國家經(jīng)貿(mào)委自然災(zāi)害綜合研究組，1993），可得熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害對(duì)應(yīng)的災(zāi)度等級(jí)分別為Ⅱ級(jí)（直接經(jīng)濟(jì)損失10～100億元）、Ⅲ級(jí)（直接經(jīng)濟(jì)損失1～10億元）、Ⅴ級(jí)（直接經(jīng)濟(jì)損失≤0.1億元），相應(yīng)地其災(zāi)害損失由大到小。據(jù)此，分別對(duì)3類災(zāi)害損失強(qiáng)度賦值為 4、3、1，歸一化處理后得到熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害的權(quán)重分別為0.5、0.375、0.125。歸一化乃數(shù)據(jù)處理的常用方法，其目的是使一系列數(shù)據(jù)中的最大值轉(zhuǎn)化為 1，最小值轉(zhuǎn)化為 0，其余數(shù)據(jù)介于0～1之間。歸一化可使不同取值范圍和不同計(jì)量單位的各列數(shù)據(jù)具有可比性。極差變換是常用的歸一化方法之一。

表2 2005—2015廣東省主要自然災(zāi)害發(fā)生頻次與經(jīng)濟(jì)損失Table 2 Occurrence numbers and economic losses of three natural disasters in Guangdong Province during 2005—2015

自然災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度采用各災(zāi)種危險(xiǎn)度加權(quán)求和法，計(jì)算公式為：

式中，HNC為自然災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度；HTC為熱帶氣旋危險(xiǎn)度；HRW為雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)度；HGD為地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度。危險(xiǎn)度取值介于0～1之間。

2 危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果

2.1 熱帶氣旋危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果

由式（3）計(jì)算每個(gè)1 km×1 km柵格的熱帶氣旋災(zāi)變指數(shù)，全省共計(jì)175756個(gè)評(píng)價(jià)單元，得到熱帶氣旋災(zāi)變指數(shù)，如圖4(a)所示。將災(zāi)變指數(shù)進(jìn)行歸一化處理，采用基于數(shù)據(jù)集本身特性的ArcGIS自然斷點(diǎn)法，將歸一化后的熱帶氣旋災(zāi)變指數(shù)劃分為5級(jí)，得到廣東省熱帶氣旋危險(xiǎn)度分區(qū)圖，如圖4(b)所示。

由圖4可知，廣東省熱帶氣旋危險(xiǎn)度等值線近似平行，危險(xiǎn)度等級(jí)分區(qū)呈平整規(guī)則的條帶狀，由沿海至內(nèi)陸逐漸從高危險(xiǎn)區(qū)過渡至低危險(xiǎn)區(qū)。沿海地區(qū)處于熱帶氣旋的高危險(xiǎn)區(qū)，與影響和登陸廣東沿海的熱帶氣旋次數(shù)和作用強(qiáng)度是密切相關(guān)的。

2.2 雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)式（4）計(jì)算每個(gè)1 km×1 km柵格的雨澇災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)，全省共計(jì)約175756個(gè)評(píng)價(jià)單元，得到雨澇災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)，結(jié)果如圖5(a)所示。將災(zāi)變指數(shù)歸一化處理，采用基于數(shù)據(jù)集本身特性的ArcGIS自然斷點(diǎn)法，將歸一化后的雨澇災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)劃分為5級(jí)，得到廣東省雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)度分區(qū)圖，如圖5(b)所示。

圖4 廣東省熱帶氣旋災(zāi)害危險(xiǎn)性空間分異Fig. 4 Spatial differentiation of tropical cyclone hazard in Guangdong Province

圖5 廣東省雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)性空間分異Fig. 5 Spatial differentiation of rainstorm waterlogging hazard in Guangdong Province

廣東省雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)度總體空間格局為沿海高于內(nèi)陸。沿海西南部地區(qū)危險(xiǎn)度高于東北部地區(qū)，內(nèi)陸中部地區(qū)高于東、西部地區(qū)。雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)度的空間分布與熱帶氣旋有相似之處，尤其是沿海地區(qū)，受海洋性氣候和臺(tái)風(fēng)暴雨影響，危險(xiǎn)度分區(qū)界線與海岸線近似平行。在內(nèi)陸地區(qū)，由于復(fù)雜地形的影響，雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)度等值線平行于海岸線的分布規(guī)律被干擾，并且呈現(xiàn)出南北中間高、東西兩側(cè)低的特點(diǎn)。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果及其檢驗(yàn)

將地質(zhì)災(zāi)害各評(píng)價(jià)因子圖層與地質(zhì)災(zāi)害分布點(diǎn)圖層疊加，通過 ArcGIS求取每個(gè)因子各類別的信息量（表3）。信息量值越大，越有利于地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。結(jié)果表明，廣東省易于發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的環(huán)境條件為：高程200～400 m，坡度10°～20°，地形起伏度75～300 m，降雨變差系數(shù)0.37～0.39，植被覆蓋指數(shù)0.63～0.72，地層為志留系，距斷層距離小于3 km，距城鎮(zhèn)距離100～300 m，距公路距離小于500 m。總體而言，地層年代越古老、地形起伏越明顯、降雨變率越大且受人類活動(dòng)影響越嚴(yán)重的地區(qū)，越容易導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

表3 廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)因子信息量值Table 3 Information content values of hazard assessment for geological disasters in Guangdong Province

將 10個(gè)評(píng)價(jià)因子圖層的信息量疊加后進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算每個(gè)1 km×1 km柵格的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度，全省共計(jì)約175756個(gè)評(píng)價(jià)單元，得到地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度，結(jié)果如圖6(a)所示。采用基于數(shù)據(jù)集本身特性的ArcGIS自然斷點(diǎn)法，將危險(xiǎn)度劃分為5級(jí)，得到廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度分區(qū)圖，如圖6(b)所示。

廣東省地質(zhì)災(zāi)害高危險(xiǎn)區(qū)主要分布在以梅州市為中心的東北地區(qū)和以肇慶南部為代表的粵西地區(qū)，低危險(xiǎn)區(qū)主要位于雷州半島和珠江三角洲平原，東部沿海地區(qū)也有較大面積的低危險(xiǎn)區(qū)分布。地質(zhì)災(zāi)害低危險(xiǎn)區(qū)地勢低平，降雨變率較小，且地層年代較新，巖石風(fēng)化程度較弱，物質(zhì)基礎(chǔ)與誘發(fā)條件相對(duì)缺乏，較不易于地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性可以通過實(shí)際發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害在危險(xiǎn)度等級(jí)分區(qū)圖中的分布狀況來檢驗(yàn)。以未參與信息量統(tǒng)計(jì)的163個(gè)地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)（占總數(shù)10%）進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果的合理性檢驗(yàn)（表4）。首先計(jì)算各等級(jí)危險(xiǎn)區(qū)的面積百分比（Gi）以及地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)落在各等級(jí)危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的百分比（Si），然后計(jì)算兩者的比值Ri。通過合理性檢驗(yàn)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)該符合 RⅠ＜RⅡ＜RⅢ＜RⅣ＜RⅤ的要求。檢驗(yàn)結(jié)果表明，基于信息量法的廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果是合理的。

2.4 熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)結(jié)果

將熱帶氣旋災(zāi)變指數(shù)、雨澇災(zāi)害災(zāi)變指數(shù)和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度值進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算每個(gè) 1 km×1 km柵格的熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度，全省共計(jì)約175756個(gè)評(píng)價(jià)單元，得到廣東省熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度圖，如圖7(a)所示。采用基于數(shù)據(jù)集本身特性的ArcGIS自然斷點(diǎn)法，將綜合危險(xiǎn)度分為5級(jí)，得到廣東省主要自然災(zāi)害危險(xiǎn)度分區(qū)圖，如圖7(b)所示。

上述3種自然災(zāi)害中，熱帶氣旋在廣東省造成的災(zāi)害損失最為嚴(yán)重，綜合危險(xiǎn)度計(jì)算中所占權(quán)重也最大，因此綜合危險(xiǎn)度分區(qū)的空間格局與熱帶氣旋危險(xiǎn)度的空間分布非常相似，呈現(xiàn)出從沿海向內(nèi)陸逐漸遞減的態(tài)勢，綜合危險(xiǎn)度分區(qū)界線與海岸線也近似平行。盡管如此，由于受雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害的影響，綜合危險(xiǎn)度分區(qū)界線的平行程度不如熱帶氣旋的整齊，不同等級(jí)綜合危險(xiǎn)區(qū)界線呈現(xiàn)出不規(guī)則的條帶狀沿海岸線向內(nèi)陸排列的分布格局。

3 結(jié)論

圖6 廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性空間分異Fig. 6 Spatial differentiation of geological disaster hazard in Guangdong Province

表4 廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度分區(qū)檢驗(yàn)結(jié)果Table 4 Verification results of geological disaster zones in Guangdong Province

圖7 廣東省自然災(zāi)害綜合危險(xiǎn)性空間分異Fig. 7 Spatial differentiation of comprehensive hazard of natural disasters in Guangdong Province

本文以1 km×1 km柵格為評(píng)價(jià)單元，在廣東省共計(jì)175756個(gè)評(píng)價(jià)單元基礎(chǔ)上，基于風(fēng)圈半徑計(jì)算出熱帶氣旋的災(zāi)變指數(shù)和日降雨量，劃分出雨澇災(zāi)害等級(jí)，進(jìn)而計(jì)算出雨澇災(zāi)害的災(zāi)變指數(shù)，同時(shí)采用信息量法計(jì)算出地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度，在GIS技術(shù)支持下，分別得出了熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度及其空間分布規(guī)律。采用加權(quán)求和法，對(duì)廣東省熱帶氣旋、雨澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行綜合危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)，得出了廣東省3種主要自然災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度及其危險(xiǎn)區(qū)劃。主要結(jié)論如下：

（1）熱帶氣旋是廣東省自然災(zāi)害危險(xiǎn)度等級(jí)最高的災(zāi)害類型，其次為雨澇災(zāi)害，再次為地質(zhì)災(zāi)害（崩塌、滑坡、泥石流）。熱帶氣旋和雨澇災(zāi)害危險(xiǎn)度分區(qū)呈明顯的條帶狀，兩種災(zāi)害危險(xiǎn)度空間分布整體上呈現(xiàn)出危險(xiǎn)度等級(jí)自沿海向內(nèi)陸逐漸降低，高危險(xiǎn)區(qū)集中分布于西南沿海地區(qū)的態(tài)勢。

（2）地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度空間分布呈塊狀泛生狀，高危險(xiǎn)區(qū)集中分布于內(nèi)陸低山丘陵區(qū)，粵東北和粵西地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度等級(jí)較高，東南沿海地區(qū)、珠江三角洲和粵東地區(qū)地勢平緩，危險(xiǎn)度以中、低等級(jí)為主。

（3）受熱帶氣旋和雨澇災(zāi)害主控，廣東省 3種自然災(zāi)害綜合危險(xiǎn)度分區(qū)依然表現(xiàn)為不規(guī)則的條帶狀沿海岸線分布的特征，綜合危險(xiǎn)度分區(qū)等級(jí)仍然由東南沿海向西北內(nèi)陸逐漸降低。地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)度等級(jí)空間分布格局雖然呈現(xiàn)塊狀泛生型，但其成災(zāi)機(jī)制往往是熱帶氣旋和雨澇災(zāi)害的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和結(jié)果。熱帶氣旋帶來的大風(fēng)在其登陸后有所減弱，但其帶來的暴雨仍然大范圍地影響內(nèi)陸地區(qū)，強(qiáng)降雨可在山地丘陵區(qū)引發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害?！盁釒庑隄碁?zāi)害—地質(zhì)災(zāi)害”鏈?zhǔn)叫?yīng)使廣東省自然災(zāi)害具有泛生性與群發(fā)性。因此，多災(zāi)種綜合評(píng)價(jià)是廣東省自然災(zāi)害防御的依據(jù)。