山西农业科学２０１２。４ｏ（６）：６６９—６７４ Ｊｏｕｎｍ／ｏｆＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００２－２４８１．２０１２．０６．２８ 岱岳区干旱风险评价及区划分析 崔兆韵 ，黄 华 ，王玉荣 ，王洪明 ，邹俊丽 （１．泰安农业气象试验站，山东泰安２７１０００；２．泰安市气象局，山东泰安２７１０００） 摘要：利用岱岳区气象站近３０ ａ和ｌＯ个乡镇气象站２００６－－２０１０年５ ａ的气象资料，通过插值和年代外 推，从灾害的危险性、暴露性、脆弱性、防灾减灾能力４个主要因子分析干旱灾害风险评价和区划，为农村气 象灾害防御提供科学依据。结果表明，干旱灾害高风险区位于泰山区，中度风险分布在防灾减灾能力较低的 乡镇，低风险分布在大汶口镇、粥店街道等防灾减灾能力为中等强度的１３个乡镇。 关键词：岱岳区；干旱；风险评价；区划 中图分类号：ｓ４２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—２４８１（２０１２）０６—０６６９—０６ Ｄｒｏｕｇｈｔ砌ｓｋ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｚｏｎｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｄａｉｙｕｅ Ｐｒｅｆｅｃｔｕｒｅ ＣＵＩ Ｚｈａｏ－ｙｕｎ ，ＨＵＡＮＧ Ｈｕａ２，ＷＡＮＧ Ｙｕ—ｒｏｎｇ２，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｍｉｎｇ１，ＺＯＵ Ｊｕｎ—ｌｉ （１．Ｔａｉａｎ Ａｇｒｏｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｔａｉａｎ ２７１０００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔａｉａｎ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｕｒｅａｕ，Ｔａｉａｎ ２７１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｄａｔａ ｉｎ ｅｒｃｅｎｔ ３０ ｙｅａｒｓ ｆｒｏｍ Ａｇｒｏｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｅａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｔａｉｔｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ５ ｙｅａｒｓ ｆｒｏｍ ２００６ ｔｏ ２０１０ ｆｒｏｍ １０ ｔｏｗｎｓｈｉｐ Ａｇｒｏｍｅｔｏｅｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎｓ，ｄｒｏｕｇｈｔ ｒｉｓｋ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ ｚｏｎｉｎｇ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｇｅ ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ４ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｈｔｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｈａｚａｒｄ，ｅｘｐｏｓｕｒｅ，ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｒｕｒａｌ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｒｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｈｔａｔ，ｈｉ ｈｇ ｒｉｓｋ ｄｒｏｕｇｈｔ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｚｏｎｅｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ Ｔａｉｓｈａｎ ｚｏｎｅ，ｍｉｄｄｌｅ ｒｉｓｋ ｚｏｎｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｍａｉｎｌｙ ｉｎ ｌｏｗｅｒ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｙｔ ｔｏｗｎｓ，ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｒｉｓｋ ｏｎｅｓ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｂｉｉｌｙｔ １３ ｔｏｗｎｓ，ｓｕｃｈ ｓａ Ｄａｗｅｎｋｏｕ Ｔｏｗｎ ａｎｄ Ｚｈｏｕｄｉａｎ Ｓｔｒｅｅｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄａｉｙｕｅ Ｐｒｅｆｅｃｔｕｒｅ；ｄｒｏｕｇｈｔ；ｒｉｓｋ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｚｏｎｉｎｇ 气象灾害是指由气象原因直接或间接引起 总人口达９７万人。全区辖１５个乡镇，２个街道 的灾害 ｌ。干旱是鲁中山区主要的气象灾害之 办事处。总体地势北高南低、东高西低，制高点在 一，通常认为，干旱是一种气候现象，指在某一地 徂徕山的太平顶，最低点在马庄镇的临汶。全区山 区某段持续时间内降水量比常规显著偏少，如果 地、丘陵、平原各占１／３。该区属温带性半湿 这种情况使该地区按照常规年景安排活动，尤 润季风气候区，四季分明，寒暑适宜，光温同步， 其是农业生产受到缺水威胁时，则称为干旱发 雨热同季；春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季晴 生 。农业对气候的依赖性很强，因此，其对干 和气爽，冬季寒冷少雪。全年平均日照２ ５３６ ｈ， 旱响应十分敏感。气象灾害风险区划是灾害研 气温年平均１３℃，年平均降水量６８８ ｍｍ（东部 究领域的一个重要方面，其研究取得了丰硕的 多于西部、山区多于平原）。 成果［５－８］。 本研究以乡镇为基础，进行县一级的气象灾 ２ 资料来源 害风险区划，旨在为当地工农业生产提供科学的 气象数据采用各乡镇月降水数据，日最高温、 指导依据，更好地为农村气象灾害防御服务。 最低温数据，数据来源于岱岳区气象站。研究中 １ 岱岳区自然概况 所选用的其他分析指标如人口密度、耕地比例、 人均ＧＤＰ等数据来自岱岳区２００９年统计年鉴。 岱岳区地处山东省中部，总面积１ ７５０ ｋｍ ， 本研究仅基于岱岳区进行分析，而岱岳区气象 收稿日期：２０１２一Ｏｌ一０１ 基金项目：中国气象局２０１１年公益行业（气象）专项（ＣＹＨＹ２０１１０６０３０） 作者简介：崔兆韵（１９７４一），女，山东新泰人，工程师，主要从事农业气象研究工作。 山西农业科学２０１２年第４０卷第６期 站处于泰山区中心位置，考虑到灾害风险区划 纲不同，所以，要将因子进行标准化。本研究根据 的完整性，所以，将岱岳区气象站资料赋予泰 山区。 具体情况，采用极大值标准化和极差标准化方 法。其表示式为： ｘｆ ＝ Ｘ３ 研究方法 ３．１ 灾害风险的基本概念 ＝ｉ／ （２） （３） Ｘｔ￣ｉ＝ 气象灾害风险性是指若干年（１０，２０，５０， １００ ａ等）内可能达到的灾害程度及其灾害发生 的可能性。气象灾害风险既具有自然属性，也具 式中，蜀为第ｉ个因子的第．ｆ项指标； 为 去量纲后的第ｉ个因子的第． 项指标； ， 一为 有社会属性，无论自然变异还是人类活动都可能 导致气象灾害发生 ”１。气象灾害风险因素是指 对气象灾害风险陛大小起一定作用的因素。自然 灾害系统是由致灾因子、孕灾环境和承载体共同 组成的复杂系统，灾害风险往往是天、地、人综合 作用的结果 ’６１，因此，应从自然灾害系统的构成 要素——致灾因子、孕灾环境和承载体出发，分 析气象灾害风险因素。 ３．２灾害风险评估原理 灾害风险是由危险性、暴露性、脆弱性、防灾 减灾能力４个主要因子构成，每个因子又是由一 系列子因子组成。其表达式为： 灾害风险＝．厂（危险性、暴露性、脆弱性、防灾 减灾能力） （１） 危险性是指造成气象灾害的自然变异因素 和程度，主要指极端的气候条件及自然地理环 境，一般危险Ｉ生越大，气象灾害的风险也越大。 暴露性（承载体）是指可能受到危险因素威 胁的经济、社会和自然环境系统，具体包括农业、 牧业、工业、城市、人类和生态环境等。一个地区 暴露于气象灾害危险因素的价值密度越高，可能 遭受潜在损失就越大，灾害风险也越大。 承载体的脆弱性是指在给定危险地区存在 的所有可能受到致灾因子威胁的对象由于潜在 的危险因素而造成的危害或损失程度，其综合反 映了气象灾害的损失程度。一般承载体的脆弱性 越低，灾害损失越小，灾害风险也越小，反之亦 然。承载体脆弱性的大小，既与其承载体的类型、 结果等有关，也与抗灾能力有关。 防灾减灾能力是指各种用于防御和减轻气 象灾害的各种管理措施和对策，包括管理能力、 减灾投人等。管理措施得当和管理能力越强，可 能遭受潜在损失就越小，气象灾害的风险越小。 ３．３灾害风险指数分析方法 ３．３．１因子标准化研究中，由于所选因子的量 ・６７０・ 该指标的最小值和最大值。由于研究中低温存在 负值，将其标准化时对极差标准化方法有所修 正，将原公式（２）分子中的最小值修订为最大值， 使得结果符合实际。 ３．３．２加权综合评价法加权综合评价法综合 考虑了各个因子对总体对象的影响程度，是把 各个具体指标的优劣综合起来，用一个数值化指 标加以集中，表示整个评价对象的优劣。其表达 式为： ：∑Ｑ （４） ｉ＝１ 式中， 是评价因子的总值，Ｑ 是对于因子 的指标ｉ的量化值（Ｑ Ｉ＞０），Ｗ。 是指标ｉ的权重 值（０≤ ≤１）（通过层次分析法（ＡＨＰ）计算得 出），ｍ是评价指标个数。 对于综合风险指数，表达式为： Ｃ￣＝Ｉ－ＩＣｖ／Ｃ．ｋ （５） 式中， 为综合风险指数， 为危险性、暴 露性和脆弱性风险因子， 为防灾减灾能力。 ３．３．３层次分析法层次分析法（Ａｎａｌｙｔｉｃ Ｈｉｅｒ－ ａｒｃｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ，ＡＨＰ）是对一些较为复杂、模糊的 问题做出决策的简易方法，其特别适用于那些难 于完全定量分析的问题，通过将复杂问题分解为 若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的 比较和计算，就可以得出不同方案重要性程度的 权重，为最佳方案的选择提供依据。 ３．３．４气象资料插值方法本研究根据实际情 况，分别采用线性回归方法、趋势面拟合方法。 线性回归方法：线性回归模型描述２个要素 之间的线性相关关系，如２个要素间存在显著的 相关关系，就可以建立二者之间的线性回归方 程，其表达式为： Ｙ ＝ａ＋ｂｘ （６） 式中， 为自变数； 是与 相对应的变量；ａ 和ｂ为回归系数。 崔兆韵等：岱岳区干旱风险评价及区划分析 趋势面拟合方法：趋势面分析是利用数学曲 基本因子。 面模拟地理系统要素在空间上的分布及变化趋 势的一种数学方法，实质上是通过回归分析原 ４ 岱岳区干旱灾害风险评价与区划 理，运用最，＇ｂ－－乘法拟合一个二维非线性函数，模 ４．１岱岳区干旱灾害风险评价与区划因子的权 拟地理要素在空间上的分布规律，其表达式为： 重确定 一阶趋势面模型：ｚ＝ａｏ＋ａｌｘ＋ａ∥ （７） 根据灾害风险评估原理，通过层次分析法 二阶趋势面模型： ＝ａｏ＋ａｌｘ＋ａ ＋ａ ＋ （ＡＨＰ）确定干旱灾害风险的危险性、暴露性、脆 ａ４ ＋ａｓｙ２ （８） 弱性、防灾减灾能力４个指标因子的权重值，如 式中，ｚ为地理要素， ，Ｙ为影响地理要素的 图１所示。 图１ 岱岳区干旱灾害风险评价指标系统及权重值 图１显示，干旱灾害指标中年均降水量、有 进行归一化，而是按表１进行了分级，干旱灾害 效灌溉面积、地均ＧＤＰ分别与干旱灾害危险陛、 各因子等级划分标准如表２所示。 脆弱性成反比，所以，在进行计算时，这些指标未 表１ 岱岳区干旱灾害指标分级标准 表２岱岳区干旱灾害各因子等级划分标准 ４．２岱岳区干旱灾害危险性因子的评价与区划 轻风险分布在夏张镇、粥店街道、大汶口镇、化马 由表３和图２可知，岱岳区干旱灾害危险性 湾乡、黄前镇、下港乡；道朗镇、满庄镇、马庄镇、 ・６７卜 山西农业科学２０１２年第４０卷第６期 范镇为干旱低风险区；中、高风险分布在天平街 分散，以周边乡镇为主；中、高风险以中部乡镇为 道、泰山区、山口镇、良庄镇、房村镇、祝阳镇、角 主，且较集中。 峪乡、徂徕镇。综合而言，轻、低风险区分布比较 表３岱岳区干旱灾害危险性指数值 站名 危险性 站名 危险性 站名 危险性 粥店０．３３６ｌ 徂徕０．８０９ ８ 马庄０．４１８ ７ 天平０．８４Ｏ７ 满庄０．４１３０ 房村０．５２８ ７ 山口０．６０３ ８ 夏张 ０．３６１ ５ 良庄０．５１２６ 祝阳０．７４６ ５ 道朗０．４８０４ 下港０．３６９４ 范镇０．４３３１ 黄前０．３７３ ８ 化马湾０．３４２ ５ 角峪０．６８５ ９ 大汶口０．３３２０ 泰山区０．５９２ｌ ４．３ 岱岳区干旱灾害暴露性因子的评价与区划 岱岳区干旱灾害暴露性指数的计算结果 如表４所示。岱岳区干旱灾害暴露性区划如图 ３所示。 由表４和图３可知，岱岳区干旱灾害暴露性 轻风险分布在黄前镇、天平街道、大汶口镇、角峪 乡、化马湾乡；低风险分布在道朗镇、粥店街道、 房村镇、徂徕镇、祝阳镇；下港乡、山口镇、范镇、 夏张镇、马庄镇、满庄镇、良庄镇为暴露性中风险 区；泰山区为暴露性高风险区。总体上，岱岳区干 旱暴露性风险由中部向四周逐渐减弱，且不同等 图２岱岳区干旱灾害危险性风险区划 级风险分布均较分散。 表４岱岳区干旱灾害暴露性指数值 站名 暴露性 站名 暴露性 站名 暴露性 粥店０．１６ｏ６ 徂徕０．１６１ ９ 马庄０．２２１ ３ 天平０．０８７１ 满庄０．２１１ １ 房村０．１５６ ８ 山口０．２１６１ 夏张０．１９８１ 良庄０．１９３５ 祝阳０．１６７ ３ 道朗０．１７６０ 下港０．１９１ ３ 范镇０．１８５ ３ 黄前０．０９６ ３ 化马湾０．１１５０ 角峪０．０９９０ 大汶口０．１２９５ 泰山区 ｏ．７７８１ ４．４岱岳区干旱灾害脆弱性因子的评价与区划 由表５和图４可知，岱岳区干旱灾害脆弱性 轻风险分布在粥店街道和天平街道；低风险区分 布在马庄镇、房村镇、角峪乡、范镇、山口镇、泰山 区；夏张镇、满庄镇、良庄镇、祝阳镇为干旱灾害 脆弱性中风险区；下港乡、黄前镇、道朗镇、大汶 口镇、徂徕镇、化马湾乡为脆弱性高风险区。总 体而言，岱岳区干旱灾害脆弱性风险由中心向 四周逐渐增强；相对而言，中、高风险区分布比较 零散。 ４．５岱岳区干旱灾害防灾减灾能力的评价与 区划 图３岱岳区干旱灾害暴露性风险区划 岱岳区干旱灾害防灾减灾能力计算结果如 ・６７２・ 崔兆韵等：岱岳区干旱风险评价及区划分析 表６所示。岱岳区干旱灾害防灾减灾能力风险区 强；ＪＬ部下港乡、黄前镇、山口镇、祝阳镇，东南部 划如图５所示。由表６和图５可知，岱岳区干旱 化马湾乡，粥店街道、天平街道防灾减灾能力 灾害防灾减灾能力中部泰山区能力最强；西部、 较弱。 南部夏张镇、马庄镇等８个乡镇防灾减灾能力较 表５岱岳区干旱灾害脆弱性指数值 站名 脆弱性 站名 脆弱性 站名 脆弱性 粥店０．２７２ ３ 徂徕０．５６４ ７ 马庄０．４５６ ３ 天平０．２６７ ０ 满庄０．５３２ ４ 房村０．４５０ ７ 山口０．４５６１ 夏张０．４９８ ０ 良庄０．４９４ ５ 祝阳０．４９９ ２ 道朗０．５６６７ 下港０．５８３ ８ 范镇０．４６１ ２ 黄前０．５７０ ８ 化马湾０．６２１ ｌ 角峪０．４７７ ５ 大汶口０．５５３ ３ 泰山区０．４７８ ７ 表６岱岳区千旱灾害防灾减灾能力指数值 站名 防灾减灾能力 站名 防灾减灾能力 站名 防灾减灾能力 粥店０．１９９ ９ 徂徕０．５５９ ５ 马庄０．５３８ ２ 天平 Ｏ．１７８４ 满庄０．４６３９ 房村０．４７８ ２ 山口０．３５７ ９ 夏张０．４９０ ５ 良庄０．４６４１ 祝阳０．３３８ ７ 道朗０．３０９６ 下港０．１８５１ 范镇０．４６６４ 黄前０．２０４１ 化马湾０．２４３ ５ 角峪０．３９０６ 大汶口０．５９４１ 泰山区０．７２１ ８ ４．６岱岳区干旱灾害综合风险指数的评价与 区划 岱岳区干旱灾害综合风险指数为危险性、暴 露性、脆弱性、防灾减灾能力的综合。其计算公式 同式（９）。其表达式为： ＵＤＲＩ＝ＤＨＸＤＥ×ＤＶ／ＤＣ （９） 其中，ＵＤＲＩ，ＤＨ，ＤＥ，ＤＶ，ＤＣ分别为洪涝灾 害的综合风险指数、危险Ｉ生、暴露性、脆弱性和防 灾减灾能力。 岱岳区干旱灾害综合风险的指数值如表７ 所示。 图４岱岳区干旱灾害脆弱性风险区划 岱岳区干旱综合风险指数区划如图６所示。 结合表７和图２～６，岱岳区干旱灾害综合风险 高风险区位于泰山区。 泰山区干旱灾害危险性较高，承载环境暴露 性也较高，承载体脆弱性为低风险，防灾减灾能 力较强，但综合而言，干旱风险仍为最高。中度风 险分布在道朗镇、山口镇、祝阳镇、下港乡，这些 乡镇干旱灾害致灾因子的危险Ｉ生、承载环境暴露 性、承载体脆弱性都较高，防灾减灾能力处于较 低水平。干旱灾害轻、低风险分布在大汶口镇、粥 店街道、天平街道、夏张镇等１３个乡镇，这些乡 镇的干旱灾害危险性、暴露性都为轻度风险，防 灾减灾能力大多为中等强度，所以，干旱风险 图５岱岳区干旱灾害防灾减灾能力风险区划 较轻。 ・６７３． 山西农业科学２０１２年第加卷第６期 表７岱岳区干旱灾害综合风险指数值 站名 综合风险指数 站名 综合风险指数 站名 综合风险指数 粥店０．０７３ ５ 徂徕０．１３２ ３ 马庄０．７０８ ５ 天平０．１０９ ５ 满庄０．１００１ 房村０．７０８ １ 山口０．１６６ ３ 夏张０．０７２７ 良庄０．１０５ ７ 祝阳０．１８４１ 道朗０．１５４ ８ 下港０．２２２９ 范镇０．０７９ ３ 黄前０．１００ ７ 化马湾０．１００４ 角峪０．０８３０ 大汶口０．０４０ １ 泰山区０．３０５ ５ ［５］张俊香，黄崇福．自然灾害区划与风险区划研究进展［Ｊ１．应 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