阮鑫鑫，付小林，侯俊東，董雅深，呂 軍

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北 武漢 430205)

湖北位居華中腹地，地處長(zhǎng)江中上游，省內(nèi)自然災(zāi)害種類(lèi)多、頻率高、分布廣，局部地區(qū)災(zāi)情嚴(yán)重[1],各類(lèi)自然災(zāi)害的發(fā)生給社會(huì)帶來(lái)了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重威脅了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，如何減災(zāi)抗災(zāi)、降低災(zāi)害損失，成為科研工作者積極探索的重要課題之一。在傳統(tǒng)的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究領(lǐng)域，學(xué)術(shù)界主要研究氣象氣候特征、生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)地貌等不同災(zāi)害類(lèi)型，而缺少對(duì)承災(zāi)體自身脆弱性的研究。隨著人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的日益活躍，自然災(zāi)害研究開(kāi)始從致災(zāi)因子的自然脆弱性過(guò)渡到對(duì)承災(zāi)體的社會(huì)脆弱性，由此，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性術(shù)語(yǔ)得到廣泛應(yīng)用。自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性作為災(zāi)害研究的新視角，引起了當(dāng)今國(guó)際社會(huì)和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注[2-5]。

脆弱性概念起源于自然災(zāi)害的研究[6],20世紀(jì)80年代，Timmerman首次提出了脆弱性的概念，并被廣泛應(yīng)用于各個(gè)研究領(lǐng)域。學(xué)術(shù)界較為普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，脆弱性是系統(tǒng)受到外界沖擊的敏感性以及因應(yīng)對(duì)能力不足導(dǎo)致系統(tǒng)機(jī)制變化的一種屬性，這一屬性既可以表現(xiàn)在自然環(huán)境中，又可以表現(xiàn)在社會(huì)情景中。因此，Blaikie根據(jù)不同學(xué)科領(lǐng)域視角，將脆弱性進(jìn)一步劃分為自然脆弱性和社會(huì)脆弱性。受資料限制，早期國(guó)內(nèi)學(xué)者注重自然災(zāi)害的自然脆弱性研究，而忽視了自然災(zāi)害可能帶來(lái)的社會(huì)影響[7-9]。在城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，學(xué)者們對(duì)自然災(zāi)害的研究焦點(diǎn)已向人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，以社會(huì)維度分析脆弱性的本源。由于不同學(xué)科領(lǐng)域的研究對(duì)象和研究視角存在差異，各研究領(lǐng)域?qū)W者對(duì)社會(huì)脆弱性的概念認(rèn)定、形成機(jī)制、表現(xiàn)特征、評(píng)估方法等存在不同的認(rèn)知和理解。目前，針對(duì)社會(huì)脆弱性主要有“沖擊論”、“風(fēng)險(xiǎn)論”、“社會(huì)關(guān)系呈現(xiàn)論”和“暴露論”等幾種典型定義[10-11]。如George等[12]、Cutter等[13]認(rèn)為，社會(huì)脆弱性是人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)在面對(duì)現(xiàn)存或預(yù)期將要發(fā)生的災(zāi)害事件時(shí)所遭受的潛在損失；Waley[14]、Turner等[15]認(rèn)為，社會(huì)脆弱性是人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)在面對(duì)災(zāi)害事件時(shí)遭受損失的可能性；Cutter等[16]、周利敏[17]認(rèn)為，社會(huì)脆弱性是人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)在災(zāi)害事件發(fā)生前的一種既存狀態(tài)，是社會(huì)系統(tǒng)內(nèi)在特征的固有屬性；林涓涓等[18]、李文彬等[19]認(rèn)為，社會(huì)脆弱性是社會(huì)系統(tǒng)暴露于災(zāi)害事件的潛在因素和損傷程度。

綜合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的社會(huì)脆弱性研究成果，本文認(rèn)為社會(huì)脆弱性是系統(tǒng)面對(duì)已經(jīng)發(fā)生或預(yù)期未來(lái)將要發(fā)生的災(zāi)害事件的擾動(dòng)所體現(xiàn)出來(lái)的容易遭受損失的程度，以及抵御不利影響的應(yīng)對(duì)能力的大小[20]?？梢约?xì)化為以下兩個(gè)方面來(lái)理解：①人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)遭遇災(zāi)害事件時(shí)的敏感性，體現(xiàn)在系統(tǒng)受到災(zāi)害事件沖擊時(shí)，其內(nèi)部要素暴露于災(zāi)害事件不利影響下的受災(zāi)程度，最終以災(zāi)害損失的形式表現(xiàn)出來(lái)；②人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)遭遇災(zāi)害事件時(shí)的應(yīng)對(duì)能力，體現(xiàn)在人類(lèi)完善和優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部要素，對(duì)系統(tǒng)中現(xiàn)存或預(yù)期的災(zāi)害事件的擾動(dòng)作出響應(yīng)的能力。

社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)是對(duì)人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行探討，評(píng)價(jià)人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)受到災(zāi)害事件的不利影響以及抵抗不利影響的能力，可以推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。隨著相關(guān)研究的深入，不同領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)社會(huì)脆弱性定量評(píng)價(jià)的角度不同，評(píng)價(jià)模型呈現(xiàn)出多元化、復(fù)雜化的發(fā)展趨勢(shì)[21]。目前，社會(huì)脆弱性量化評(píng)價(jià)方法主要有基于歷史災(zāi)情評(píng)價(jià)方法、基于指標(biāo)體系評(píng)價(jià)方法和基于災(zāi)害損失曲線評(píng)價(jià)方法等[22-23]。其中，基于指標(biāo)體系評(píng)價(jià)方法主要從自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的內(nèi)在成因、外在特征等方面選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，然后利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行量化和賦權(quán)，最后利用數(shù)學(xué)模型估算評(píng)價(jià)單元的社會(huì)脆弱性指數(shù)。該評(píng)價(jià)方法計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便、可操作性強(qiáng)，適用于探究不同空間尺度和時(shí)間跨度的社會(huì)脆弱性，能夠展現(xiàn)社會(huì)脆弱性的時(shí)空演變特征[28]。但是，該評(píng)價(jià)方法在指標(biāo)的選取、指標(biāo)數(shù)據(jù)的處理、指標(biāo)的賦權(quán)以及評(píng)價(jià)結(jié)果的計(jì)算等方面尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，由于存在人為的主觀性判斷，使評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等出現(xiàn)信息不完備和信息交叉重疊的情況[29]。為此，本文首先基于社會(huì)脆弱性的理論內(nèi)涵，結(jié)合自然災(zāi)害的社會(huì)屬性，以湖北省12個(gè)地級(jí)市為研究對(duì)象，在參考國(guó)內(nèi)外研究成果的同時(shí)，綜合考慮研究單元的有限性、評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性以及相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可靠性和可獲得性，基于文獻(xiàn)歸納法總結(jié)出31個(gè)使用頻率較高的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并利用相關(guān)分析和主成分分析對(duì)原始指標(biāo)進(jìn)行篩選[30-31]，得到13個(gè)具有代表性的相互獨(dú)立的重要指標(biāo);然后采用熵權(quán)法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)賦權(quán)，利用二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法計(jì)算湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)，進(jìn)而對(duì)湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性進(jìn)行合理評(píng)估；最后運(yùn)用數(shù)理分析工具和ArcGIS空間分析技術(shù)，研究了湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的時(shí)空演變特征，以提高城市韌性，積極開(kāi)展減災(zāi)抗災(zāi)的常態(tài)管理，為實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展提供有價(jià)值的參考信息。

1 自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)方法

1.1 研究單元的選取

鑒于指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性，本文選取湖北省12個(gè)地級(jí)市作為基本研究單元，按行政區(qū)劃，將12個(gè)地級(jí)市劃歸鄂東、鄂中、鄂西三大區(qū)域。其中，鄂東地區(qū)包括武漢、黃石、鄂州、黃岡和咸寧；鄂中地區(qū)包括荊門(mén)、荊州、孝感和隨州；鄂西地區(qū)包括十堰、宜昌和襄樊?？紤]到行政區(qū)劃的變更(2010年“襄樊”更名為“襄陽(yáng)”)，本文將襄樊2010年以前年份的數(shù)據(jù)作為襄陽(yáng)同期數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

為了能夠客觀地反映湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性特征，本文采取統(tǒng)計(jì)指標(biāo)收集法，根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)中相關(guān)指標(biāo)出現(xiàn)的頻率和數(shù)據(jù)的可獲得性，結(jié)合湖北省各地級(jí)市的實(shí)際情況，以中國(guó)統(tǒng)計(jì)局所編制的2001—2016年中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒和湖北省各地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒為基礎(chǔ)，從人口狀況、生活水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施、教育資源、醫(yī)療條件等13個(gè)方面著手，初步歸納并總結(jié)出使用頻率較高的31個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)用來(lái)測(cè)度自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性，詳見(jiàn)表1。

表1 自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選及權(quán)重的確定

1.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選

由于自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要依托于中國(guó)統(tǒng)計(jì)局所編制的城市統(tǒng)計(jì)年鑒資料，大量的評(píng)價(jià)因子存在信息交叉重疊，并且評(píng)價(jià)因子個(gè)數(shù)大于樣本個(gè)數(shù)，故不適合將自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)直接作為評(píng)價(jià)因子。為了遵循評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)SMART準(zhǔn)則(即滿(mǎn)足特定性、可測(cè)性、可得性、相關(guān)性、可跟蹤性)，有必要對(duì)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，并在此基礎(chǔ)上利用主成分分析的降維思想篩選出具有代表性的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而構(gòu)建一套科學(xué)、合理、能反映湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[32]。

首先，對(duì)2001—2016年湖北省12個(gè)地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性標(biāo)準(zhǔn)化后的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行秩次相關(guān)分析，排除兩個(gè)指標(biāo)之間相關(guān)系數(shù)大于0.8的情況；然后，在此基礎(chǔ)上利用主成分分析法對(duì)剩余的18個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行第二次篩選，由于指標(biāo)載荷值的大小反映指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度，其絕對(duì)值越大，表明指標(biāo)對(duì)主成分的解釋越明確，指標(biāo)越應(yīng)保留；最后，篩選出13個(gè)具有代表性的相互獨(dú)立的重要評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表2。

表2 自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

考慮到人類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí)，自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性必然受到特定的經(jīng)濟(jì)狀況、社會(huì)地位、教育程度、人口結(jié)構(gòu)等多種復(fù)雜因素的影響，也就是說(shuō)，在同一致災(zāi)強(qiáng)度下，不同地區(qū)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性程度不同，災(zāi)害事件造成的直接經(jīng)濟(jì)損失也不相同，通常情況下敏感性越強(qiáng)，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性越高，應(yīng)對(duì)能力越強(qiáng)，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性越低。因此，敏感性相關(guān)指標(biāo)與自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性呈正相關(guān)，敏感性越強(qiáng)，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性越高，故屬于正向指標(biāo)；應(yīng)對(duì)能力相關(guān)指標(biāo)與自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性呈負(fù)相關(guān)，應(yīng)對(duì)能力越強(qiáng)，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性越低，故屬于負(fù)向指標(biāo)[33]。

1.3.2 數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各項(xiàng)指標(biāo)的類(lèi)型、量綱、數(shù)量級(jí)以及指標(biāo)的正負(fù)取向均有所差異，為了保證評(píng)價(jià)指標(biāo)具有可比性和可度量性，本文選用極差標(biāo)準(zhǔn)化法按正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

對(duì)于正向指標(biāo)，有：

對(duì)于負(fù)向指標(biāo)，有：

1.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

在對(duì)上述自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的測(cè)度中，可以利用主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，前者依據(jù)評(píng)價(jià)者對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的主觀認(rèn)知進(jìn)行賦權(quán)，如德?tīng)柗品?、層次分析法等；后者則是根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)信息來(lái)決定其權(quán)重，如熵值法、主成分分析法等[34]。在客觀賦權(quán)法中，由于定量與定性相結(jié)合的熵值法可消除人為主觀臆斷的影響，能夠充分反映指標(biāo)信息的效用價(jià)值，因此本文選用熵值法來(lái)確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，其主要步驟如下：

(1) 計(jì)算第i個(gè)地級(jí)市第j項(xiàng)指標(biāo)的比重：

(2) 計(jì)算第i個(gè)地級(jí)市第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值：

(3) 計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異系數(shù)：

bj=1-aj

(4) 計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)：

上式中:i表示湖北省地級(jí)市的個(gè)數(shù)，0≤i≤m;j表示評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，0≤j≤n。

本文借助MATLAB 2014a軟件，計(jì)算得到2016年湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值(以2016年湖北省數(shù)據(jù)為例計(jì)算得到的各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值)。

表3 2016年湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值

1.4 自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性指數(shù)計(jì)算

考慮到評(píng)價(jià)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性所涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)較為復(fù)雜和模糊，且各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)所占的權(quán)重較小，本文選用二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行梳理和分類(lèi)，在敏感性和應(yīng)對(duì)能力的基礎(chǔ)上逐步劃分層次，并在小范圍內(nèi)精確定位各評(píng)價(jià)指標(biāo)的主次程度，進(jìn)而明確權(quán)向量和隸屬度矩陣，最終計(jì)算得到自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性指數(shù)[35-38]。二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法的具體步驟如下：

(1) 構(gòu)建因素集U并對(duì)其進(jìn)行分類(lèi):根據(jù)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層，確定因素集為U={U1,U2}={敏感性，應(yīng)對(duì)能力},將因素集U1、U2按照其相關(guān)屬性進(jìn)一步劃分，得到U1={u11,u12,…,u14}={人口密度，第一產(chǎn)業(yè)GDP的比重，…，城鄉(xiāng)居民收入差距指數(shù)}，U2={u21,u22,…,u29}={人均地區(qū)生產(chǎn)總值，人均鋪裝道路面積，…，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)普及率}。

(2) 構(gòu)建因素評(píng)判集:根據(jù)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的評(píng)價(jià)結(jié)果，參考其他文獻(xiàn)的相關(guān)方法，采用中位數(shù)法和平均值法確定評(píng)判集的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[39],將自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的每個(gè)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)分為5個(gè)等級(jí)，表示為V={v1,v2,v3,v4,v5}，其中v1,v2,…,v5為連續(xù)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，下標(biāo)的大小直接反映了等級(jí)的高低。

(4) 確定隸屬函數(shù):隸屬度矩陣R代表了每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)每個(gè)評(píng)判等級(jí)的隸屬度，可以反映因素集U和因素評(píng)判集V之間的模糊關(guān)系，故隸屬度是社會(huì)脆弱性指標(biāo)值和評(píng)判等級(jí)的函數(shù)。通過(guò)查閱參考文獻(xiàn)，結(jié)合自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性綜合評(píng)估的特點(diǎn)，本文選用偏小型降半梯形分布和偏大型升半梯形分布構(gòu)建如下隸屬函數(shù)：

式中：xi(1≤i≤13)表示湖北省某個(gè)地級(jí)市的第i項(xiàng)社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)；λj(1≤j≤5)為各項(xiàng)指標(biāo)5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的代表值。

(5) 構(gòu)建隸屬度矩陣，逐一評(píng)價(jià)因素集：首先，進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)以上公式可以得到每項(xiàng)指標(biāo)對(duì)各個(gè)因素評(píng)判集的隸屬度，以因素集U1為例，設(shè)一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)的隸屬度矩陣為

式中：rkj表示第k項(xiàng)指標(biāo)對(duì)第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度；隸屬度矩陣R1表示因素集U1中各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)每個(gè)評(píng)判集的隸屬性集合。

根據(jù)因素集U1各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重集和隸屬度矩陣R1，可以得到因素集U1的模糊綜合評(píng)價(jià)向量B1為

B1=W1·R1

=(b11,b12,…,b15)

以此類(lèi)推，再評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量較多的因素集U2，得到因素集U2的隸屬度矩陣R2和模糊綜合評(píng)價(jià)向量B2,由此形成綜合評(píng)價(jià)隸屬度矩陣R：

結(jié)合因素集的權(quán)重w={w1,w2}，進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，得到綜合評(píng)價(jià)向量，具體表示為B=w·R。

為了更加精確地分析評(píng)價(jià)結(jié)果，本文采用加權(quán)平均值法計(jì)算自然災(zāi)害的敏感性指數(shù)、應(yīng)對(duì)能力指數(shù)和社會(huì)脆弱性指數(shù)。加權(quán)平均值法的計(jì)算公式如下：

式中:N表示加權(quán)平均值;k表示因素評(píng)判等級(jí);bk表示相應(yīng)的隸屬度。

本文以2016年武漢市的相關(guān)指標(biāo)為例，構(gòu)造因素集U1和U2的隸屬度矩陣R1和R2如下：

因素集U1、U2相對(duì)于目標(biāo)層U的權(quán)重集為

w={0.447,0.553}

u11,u12,…,u14各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)于因素集U1的權(quán)重集為

w1={0.158,0.122,0.263,0.458}

u21,u22,…,u29各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)于因素集U2的權(quán)重集為

w2={0.108,0.182,0.096,0.068,0.078,0.085,0.205,0.106,0.072}

依據(jù)隸屬函數(shù)公式，可以求出因素集U1、U2的模糊綜合評(píng)價(jià)向量B1和B2，從而得到綜合評(píng)價(jià)隸屬度矩陣R和綜合評(píng)價(jià)向量B：

B1=w1·R1=(0.000,0.047 9,0.555 2,0.261 5,0.136 4)

B2=w2·R2=(0.722,0.069 3,0.137 0,0.072 0,0.000)

B=w·R=[0.399,0.060,0.324,0.157,0.061]

最后，采用加權(quán)平均值法計(jì)算得到湖北省武漢市自然災(zāi)害的敏感性指數(shù)為3.486、應(yīng)對(duì)能力指數(shù)為1.559、社會(huì)脆弱性指數(shù)為2.294。

同理，可以計(jì)算得到2016年湖北省其他各地級(jí)市自然災(zāi)害的敏感性指數(shù)、應(yīng)對(duì)能力指數(shù)和社會(huì)脆弱性指數(shù)，詳見(jiàn)表4。

表4 2016年湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害的敏感性指數(shù)、應(yīng)對(duì)能力指數(shù)和社會(huì)脆弱性指數(shù)

2 湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的時(shí)空演變特征分析

2.1 湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的時(shí)序變化分析

本文將湖北省12個(gè)地級(jí)市的自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)進(jìn)行算術(shù)平均，計(jì)算得到湖北省自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性指數(shù)，并繪制2001—2016年湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的變化趨勢(shì)圖，見(jiàn)圖1。

圖1 2001—2016年湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的變化 趨勢(shì)圖Fig.1 Trends of social vulnerability to natural disasters in Hubei Province during 2001—2016

由圖1可見(jiàn)，從整體上看，湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)以波動(dòng)遞減為主，呈現(xiàn)出“由大差距高社會(huì)脆弱性向小差距低社會(huì)脆弱性演變”的趨勢(shì)；2001—2016年湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)可以分為兩個(gè)階段：第一階段(2001—2008年)，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)呈波動(dòng)緩慢上升的趨勢(shì)，個(gè)別年份下降，從2001年的2.992上升到2008年的3.307，平均每年上升0.039，這是因?yàn)檫@一階段湖北省人口處于較快增長(zhǎng)階段，社會(huì)人口基數(shù)的壓力大，且伴隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，大量人口涌向城市，使得自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)較高且變化緩慢；第二階段(2009—2016年)，湖北省城市的經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化、城市化效率逐漸提高，使得自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)明顯下降，從2009年的3.008減小到2016年的2.836，較2009年下降了5.72%。

本文基于數(shù)理分析的視角，利用極差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、泰爾系數(shù)等指標(biāo)對(duì)湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的區(qū)域差異性進(jìn)行分析[40-41]，其具體計(jì)算公式如下：

極差R=xmax-xmin

湖北省各地級(jí)市間的泰爾系數(shù)

T=∑(gi/G)·log[(gi/G)/(pi/P)]

本文結(jié)合2001—2016年湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)，并利用上述相關(guān)公式計(jì)算得到湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的極差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和泰爾系數(shù)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 2001—2016年湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的極差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和泰爾系數(shù)

由表5可知，湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的極差呈現(xiàn)先增大再減小的特點(diǎn)；自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的標(biāo)準(zhǔn)差從2001年的0.456上升到2004年的0.647，而后又下降到2016年的0.359，說(shuō)明湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的絕對(duì)差異呈現(xiàn)出先增大后縮小的變化趨勢(shì)，意味著湖北省各地級(jí)市間自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的差距不斷縮小，呈現(xiàn)出均衡發(fā)展的態(tài)勢(shì)；自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的變異系數(shù)呈現(xiàn)先增大、再減小、再增大、再減小的“M型”的變化趨勢(shì)，意味著湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的相對(duì)差異呈現(xiàn)波動(dòng)下降的特點(diǎn)；自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的泰爾系數(shù)呈現(xiàn)先增后減、再增再減的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了2001—2016年間湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性呈現(xiàn)相對(duì)差異變化的特點(diǎn)，綜合絕對(duì)差異和相對(duì)差異，表明湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性經(jīng)過(guò)16年的螺旋式發(fā)展，由區(qū)域差距大的高社會(huì)脆弱性向區(qū)域日趨均衡的中低社會(huì)脆弱性格局演變。

2.2 湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的空間變化分析

湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性存在明顯的“極差化”，武漢市的自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性最低，而黃岡市的自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性最高，但整體處于中度社會(huì)脆弱性狀態(tài)。例如以2016年為例，湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)的平均值為2.836，其中：武漢市的自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)最低，為2.294；其次為宜昌市，自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)為2.422；隨州市、鄂州市、十堰市、襄樊市處于中等社會(huì)脆弱性級(jí)別；荊州市、咸寧市則由于城鎮(zhèn)登記失業(yè)率較高、城鄉(xiāng)居民收入差距指數(shù)較大，承災(zāi)體暴露的數(shù)量多、價(jià)值大、范圍廣，而抗災(zāi)救災(zāi)所需的經(jīng)濟(jì)資源和人力資源不足，在自身敏感性較強(qiáng)、應(yīng)對(duì)能力欠缺的情況下，綜合來(lái)看其自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性較高；黃岡市的自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性最高，可能的原因是一方面該市的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、教育資源匱乏、醫(yī)療條件落后、城鎮(zhèn)化進(jìn)程緩慢，極大地削弱了其社會(huì)系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)能力，另一方面黃岡市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)落后、第一產(chǎn)業(yè)占比偏大、經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力不足，且在人口增長(zhǎng)和老齡化加速的壓力下，其城鄉(xiāng)居民收入失衡，城鎮(zhèn)登記失業(yè)率居高不下，大大增加了其敏感性，使得該市極易受到自然災(zāi)害的影響和沖擊。

圖2 鄂東、中、西部地區(qū)不同級(jí)別自然災(zāi)害社會(huì)脆弱 性地級(jí)市的分布圖Fig.2 Distribution map of different levels of social vulnerability to natural disasters in prefectural- level cities in eastern,central and western parts of Hubei Province

湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性存在顯著的“梯度化”空間分異，呈“東高西低”的空間布局，各城市間自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的差別相對(duì)穩(wěn)定。例如以2016年為例，從湖北省行政區(qū)域劃分來(lái)看，鄂東、鄂中、鄂西所涵蓋的地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)的平均值分別為2.937、2.737、2.727，呈現(xiàn)鄂東>鄂中>鄂西的空間分異特征，這是因?yàn)橐瞬泻拖尻?yáng)市作為省域副中心城市，其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對(duì)雄厚、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平相對(duì)較高、城市化和工業(yè)化速度相對(duì)較快，在一定程度上推動(dòng)了鄂西地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展；從湖北省不同級(jí)別自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性地級(jí)市的分布來(lái)看，中度社會(huì)脆弱性地級(jí)市主要分布于鄂西地區(qū)，較低社會(huì)脆弱性地級(jí)市主要集中在鄂中地區(qū)，而高社會(huì)脆弱性地級(jí)市集中分布于鄂東地區(qū)，占比高達(dá)40%，見(jiàn)圖2；從鄂東、鄂中、鄂西地區(qū)內(nèi)部各級(jí)別自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性城市的占比來(lái)看，鄂東地區(qū)高社會(huì)脆弱性城市的占比最高，低社會(huì)脆弱性、中度社會(huì)脆弱性和較高社會(huì)脆弱性城市的分布較為均勻，均占比為20%，鄂中地區(qū)的荊門(mén)市和孝感市的社會(huì)脆弱性較低，隨州市和荊州市的社會(huì)脆弱性級(jí)別分別為中度、較高，鄂西地區(qū)中度社會(huì)脆弱性城市的占比為66.67%，低社會(huì)脆弱性城市的占比為33.33%，見(jiàn)圖3。

圖3 鄂東、中、西部地區(qū)內(nèi)部各級(jí)別自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性 城市占比示意圖Fig.3 Proportions of cities at all levels of social vulnerability to natural disasters in the east, middle and west of Hubei Province

為了進(jìn)一步分析湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性在時(shí)空上的變化特征，本文根據(jù)計(jì)算得到的2001—2016年湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性指數(shù)，借助ArcGIS，采用自然斷點(diǎn)法繪制出2003—2015年湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的時(shí)空分布演變圖，見(jiàn)圖4。

圖4 2003—2015年湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的時(shí)空分布演變圖Fig.4 Temporal and spatial evolution map of social vulnerability to natural disasters of perfecture-level cities in Hubei Province during 2003—2015

由圖4可以看出：①2003—2015年間湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性水平呈動(dòng)態(tài)變化，除黃岡市和黃石市的自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性明顯增加以外，其他城市的社會(huì)脆弱性指數(shù)均有不同程度的減少，尤其是荊州市和咸寧市，由高社會(huì)脆弱性下降為中度社會(huì)脆弱性；②2003—2015年間湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性水平存在明顯的空間分異規(guī)律，呈現(xiàn)“東高西低”的空間布局，武漢市一直保持低社會(huì)脆弱性，而黃岡市的社會(huì)脆弱性逐漸增高，到2015年黃岡市的社會(huì)脆弱性最高。

3 結(jié)論與建議

受地質(zhì)條件、氣候變化、人類(lèi)工程活動(dòng)等因素的影響，湖北省自然災(zāi)害愈發(fā)頻繁，帶來(lái)了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，故評(píng)估湖北省自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性對(duì)實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)抗災(zāi)具有現(xiàn)實(shí)意義。本文從敏感性和應(yīng)對(duì)能力兩個(gè)層面來(lái)定義自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的敏感性和應(yīng)對(duì)能力存在相互影響、相互制約的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上提出了自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性綜合評(píng)估體系和綜合測(cè)度模型，并對(duì)湖北省12個(gè)地級(jí)市自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性進(jìn)行了實(shí)證分析。

(1) 基于文獻(xiàn)歸納法，總結(jié)出31個(gè)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并利用相關(guān)分析和主成分分析對(duì)原始指標(biāo)進(jìn)行篩選，得到13個(gè)具有代表性的相互獨(dú)立的關(guān)鍵指標(biāo)，形成了湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。本文雖然采用了相關(guān)分析和主成分分析對(duì)原始指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了客觀處理，具備一定的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，在一定程度上解決了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系信息不全或信息重疊的情況，但是由于本文的研究時(shí)間跨度較大，研究區(qū)域指標(biāo)數(shù)據(jù)欠缺，在數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)上存在一定的困難，直接導(dǎo)致原始評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取仍存在不可避免的主觀性[42]。此外，受限于自然災(zāi)害相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性，本文僅針對(duì)自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性展開(kāi)研究，對(duì)人類(lèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)和自然環(huán)境的耦合作用考慮欠缺，在今后的研究中需要不斷優(yōu)化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以提高自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性評(píng)價(jià)的精度。

(2) 基于影響自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的因素具有模糊性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，本文選用熵值法對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行客觀賦權(quán)，利用二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)計(jì)算湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性指數(shù)，并對(duì)其展開(kāi)分析，評(píng)價(jià)結(jié)果表明：從空間層面上看，湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性存在明顯的“梯度化”和“極差化”的空間分異特征，呈現(xiàn)“東高西低”的分布格局，整體上處于中度社會(huì)脆弱性的狀態(tài)；從時(shí)間層面上看，湖北省自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性多以波動(dòng)遞減為主，呈現(xiàn)出由“區(qū)域大差距、高社會(huì)脆弱性向區(qū)域小差距、低社會(huì)脆弱性格局演變”的趨勢(shì)。

(3) 通過(guò)ArcGIS的可視化處理，可以清晰地看出湖北省自然災(zāi)害各級(jí)別社會(huì)脆弱性的空間格局較為合理，時(shí)序演化較為科學(xué)，與預(yù)期設(shè)想和實(shí)際的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)影響大致相符，在一定程度上證明了本文評(píng)價(jià)方法的合理性和適用性。但是，本文的評(píng)價(jià)方法與基于模糊層次分析法評(píng)價(jià)自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的相關(guān)研究相比，在方法運(yùn)用上存在很大差異[43]，相互之間缺少可比性，無(wú)法得知所選評(píng)價(jià)方法的優(yōu)劣性，在今后的研究中需要進(jìn)一步的探索。此外，本文沒(méi)有針對(duì)某種特定類(lèi)型自然災(zāi)害來(lái)具體分析湖北省自然災(zāi)害的社會(huì)脆弱性，也沒(méi)有對(duì)未來(lái)湖北省各地級(jí)市自然災(zāi)害社會(huì)脆弱性的發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)[44]，這都將是未來(lái)的研究重點(diǎn)和方向。