南方红壤区自然灾害刚弹韧性...评估——以福建省长汀县为例_胡康.pdf

第 卷第期 年月水土保持通报 ，收稿日期：修回日期：资助项目：福建省水利厅项目“乡村水环境与生态景观规划设计模式及评价指标研究”（）第一作者：胡康（），男（汉族），江西省赣州市人，硕士研究生，研究方向为园林植物与应用。：。通信作者：丁国昌（），男（汉族），福建省长汀县人，博士，研究员，主要从事园林植物与应用研究。：。南方红壤区自然灾害刚弹韧性社会评估 以福建省长汀县为例胡 康，岳 辉，梁裕宁，吴丽君，朱 萱，钟子豪，丁国昌（福建农林大学 园林学院 国家林业与草原局生态景观草工程技术研究中心，福建 福州 ；长汀县水土保持事业局，福建 长汀 ）摘要：目的探索建设更加强健、有效的自然灾害刚弹韧性社会途径，为南方红壤区防范化解重大自然灾害风险提供科学参考。方法以南方红壤区典型受灾区福建省长汀县为例，从刚性抵御、弹性管控、韧性恢复个维度构建了指标体系，利用熵权 模型和耦合协调度模型定量评价了 年长汀县的自然灾害刚弹韧性社会综合水平及一级指标间的耦合协调性，并进行障碍度因子分析。结果长汀县的自然灾害刚弹韧性社会水平经历了由缓慢下降到显著增长的演化过程，在 年增长了 ，总体呈现显著增长趋势。长汀县自然灾害刚弹韧性社会的刚性抵御水平、弹性管控水平和韧性恢复水平总体呈现显著增长趋势，仅韧性恢复指数在 年呈明显下降趋势，由 下降至 。在各项评价指标中，灾害监测能力、治安管理水平、第三产业比重、碳储存能力的下降以及水源涵养功能的减退是限制长汀县自然灾害刚弹韧性社会发展的关键因素。结论从刚性抵御、弹性管控、韧性恢复个维度对南方红壤区进行评估能较为有效、准确地反映该地区的自然灾害刚弹韧性社会综合水平。同时，应补齐发展短板，避免自然灾害刚性韧性社会出现衰退。关键词：刚性抵御；弹性管控；韧性恢复；自然灾害刚弹韧性社会；福建省长汀县文献标识码：文章编号：（）中图分类号：文献参数：胡康，岳辉，梁裕宁，等南方红壤区自然灾害刚弹韧性社会评估水土保持通报，（）：；，（）：，（.，；.，）：，：；南方红壤区是中国自然灾害的重灾区，因地理条件、气候变化和人类过度开发等原因引发的暴雨、洪水、崩岗、水土流失等自然灾害失为严重。因此，开展有效的评估方法，探索建设更加有效的自然灾害应对途径具有重要意义。针对自然灾害风险防控，国内外出台了大量的政策来应对自然灾害风险，如“全球环境变化人文因素计划（）”和“韧性城市”建设。综合风险防范是 的核心研究计划之一，其趋向是人类社会必须学会与风险共存，而韧性城市研究则主要集中于城市灾害恢复力和城市灾害风险评估等。近年来，学者们又提出了很多新的理念来应对自然灾害风险，吴绍洪等构建了“自然灾害韧弹性社会”的理论范式，认为自然灾害韧弹性社会是人类客观的承灾体韧弹性基础与主观的管控相结合，体现自然与社会综合应对自然灾害风险的能力。但是，社会在抵御灾害时的对策应该是多样的，该研究仅考虑到社会在应对自然灾害时的韧性与弹性，把坚固的工程、建筑物与基础设施设防的高标准归为韧性的范畴，忽略了刚性在城市社会系统防灾减灾中的作用。在此基础上，郭小东等在选取城市防灾减灾对策时，考虑到了刚性在城市防灾减灾中的作用，采用刚性、弹性和韧性相结合的手段，来实现灾害对城市系统的“低影响”和“低冲击”。该研究分析了城市社会系统灾害应对的刚性、弹性与韧性策略特征并提出相应的防灾减灾策略，在宏观层面可以说已经非常详尽，但却并未建立城市社会系统在应对灾害时与刚性、弹性、韧性相统一的评价指标体系和定量表征方法，而基于刚性抵御、弹性管控和韧性恢复建立自然灾害刚弹韧性社会并对其综合水平进行评估，对于社会防范化解重大自然灾害风险具有重要意义。因此，如何在微观层面探索建设刚性、弹性和韧性相结合的自然灾害刚弹韧性社会途径还有待研究。福建省长汀县曾是中国南方红壤区水土流失最为严重的地区之一 。受特殊地理条件和极端气候影响，最重要的是人类长期不合理的开发利用，致使山体植被受到严重破坏，应对重大自然灾害的刚性、弹性、韧性效果差，使该地区成为暴雨、洪涝、水土流失、崩岗等自然灾害的多发区。但经过多年的刚性抵御、弹性管控、韧性恢复相结合的治理措施，特别是 年以来的新一轮水土流失治理，长汀县在自然灾害治理方面已经取得了令人满意的成效（图），成为了中国南方红壤区水土流失治理的典范。因此，本文以长汀县为例，在基于刚性抵御、弹性管控、韧性恢复的自然灾害刚弹韧性社会的基础上，构建自然灾害刚弹韧性社会评价指标体系和定量表征方法，对其自然灾害刚弹韧性社会水平及关键障碍因子进行评估和探析，以期为该县水土流失区防范化解重大自然灾害风险提供可能的方法参考，也为其他南方红壤地区提供借鉴。研究区域与研究方法研究区概况长汀县（，）位于福建省龙岩市西部山区，西与江西交接，南邻广东，总面积 。区域内属亚热带海洋性季风气候，四季分明，多年平均气温 ，气候温和，降水主要集中在夏季，占全年的一半以上，降雨强度大，易出现暴雨洪涝等气象灾害。且境内多为山地丘陵，地带性土壤为红壤，易受雨水和风力侵蚀。地带性植被为亚热带常绿阔叶林，但组成林分基第期胡康等：南方红壤区自然灾害刚弹韧性社会评估本是马尾松人工林，结构简单。这些条件结合在一起共同决定了长汀县生态环境的脆弱性，使其成为历史上水土流失时间长，覆盖范围广，受灾十分严重的地区之一。政府从 年开始就对长汀县各水土流失地区进行了阶段性的连续治理，迄今为止，长汀县的生态和环境得到了有效改善。注：图片由长汀县水土保持事业局提供。图长汀县三洲镇水土流失治理前（年）原貌和治理后（年）景象 （）（），自然灾害刚弹韧性社会的构建与评估思路自然灾害刚弹韧性社会主要由个方面构成：物质客观的承灾刚性基础，主要包括各种防灾基础设施、防灾工程等；人类主观的弹性管控，主要包括各种应对自然灾害的技术与制度等；人类社会与自然环境共同作用下的韧性恢复，主要包括灾后的社会重建、经济复苏和生态恢复等。即社会在抵御自然灾害的过程中，各种刚性的防灾基础设施、防灾工程等是抵御自然灾害的第一道防线，是整个过程的基础；而人类主观的弹性管控则是依靠一些灵活的弹性对策来减轻灾害对城市的“冲击”，是防灾的关键环节；灾后的韧性恢复是社会系统抵御自然灾害的第二道防线，取决于系统在灾后的恢复和适应能力，是社会灾后功能持续的重要保障。因此，本文在遵循系统性、代表性和数据可获取性原则的基础上，从刚性抵御、弹性管控、韧性恢复个维度构建了南方红壤区自然灾害刚弹韧性社会指标体系（表），并明确其基础要素：工程设施、科学技术、政策规范、社会关系、经济发展、生态环境等，选取了个一级指标，个二级指标和 个三级指标。首先基于熵权 法对 ，年个时期长汀县的自然灾害刚弹韧性社会综合水平进行评估，得出长汀县的自然灾害刚弹韧性社会时间序列特征，并对评估结果进行分析；其次运用耦合协调度模型测度刚性抵御、弹性管控、韧性恢复个一级指标间的耦合协调性，来量化分析各指标间的相互作用、相互影响的程度大小；最后利用障碍度模型得出限制长汀县的自然灾害刚弹韧性社会综合水平提升的障碍因素。评价方法与数据来源数据来源本文数据的主要来源：其中植被覆盖度的提取基于各年份 数据，采用像元二分模型、转移矩阵等方法 计算得出；水源涵养、土壤保持和碳储总量则基于生态系统服务综合评价模型（）计算得出；其他指标数据来源于 长汀县统计年鉴、长汀县人民政府网站（：）以及长汀县水土保持事业局提供的 长汀县 年水土流失治理情况一览表 等相关数据。熵权 法熵权 法 是结合了熵权法和 法来进行综合评价的研究方法，避免了人为主观因素的干扰，被广泛运用于各类综合评价研究。本文利用熵权 法对各类指标进行权重计算和分析。计算步骤如下：（）构建原始指标矩阵数据。假设有个年份，项测评指标，建立原始指标矩阵为：（，）（）式中：指第个年份的第项测评指标；在本文中，分别为，。（）应用“标准化”对指标体系中各评 水土保持通报第 卷价指标进行标准化处理。由于文中指标涉及到正向型指标和逆向型指标，标准化处理的计算公式如下：对于正向型指标：（）对于逆向型指标：（）式中：为标准化后的指标值；为某测评指标原始数据。表长汀县自然灾害刚弹韧性社会综合评价指标体系 一级指标二级指标三级指标属性权重刚性抵御公路网密度（）正向 排洪沟、引水渠总长度 正向 工程设施塘坝（拦沙坝、陂头）总数量座正向 护岸护坡总长度 正向 蓄水池总数量口正向 医疗设施医院数量个正向 已设置医疗点村数个正向 生态建设当年植树造林面积 正向 生态林草 正向 弹性管控 应急演练总次数次正向 应急防备 应急预案总数量个正向 平均每千人拥有床位数量（张千人）正向 平均每千人拥有医护人员数量（人千人）正向 灾害监测 水土流失监测站及站点个正向 监测时间分辨率逆向 预警响应 广播覆盖率正向 电视覆盖率正向 韧性恢复 人均 元正向 经济复苏 第三产业比重正向 农村居民人均可支配收入元正向 城镇居民人均可支配收入元正向 市政供给能力万元正向 社会稳定 刑事案件发案率逆向 城镇登记失业率逆向 植被覆盖度正向 生态恢复 水源涵养正向 土壤保持（）逆向 碳储总量正向 水土流失治理投入 元正向 灾后治理 水土流失治理面积 正向 崩岗治理总数条正向 注：在计算土壤保持的结果时，由于南方红壤区年降雨量较大的原因会导致计算的结果比实际结果偏大，因此选取实际土壤侵蚀量来代替土壤保持以减小误差。（）计算项指标下第年占该指标的比重，公式如下：（）计算各指标熵值：（）（）计算熵值冗余度，再在公式（）的支持下得到权重。第期胡康等：南方红壤区自然灾害刚弹韧性社会评估（）（）（）根据权重规范化矩阵计算自然灾害刚弹韧性社会的综合水平。，（）计算各评价指标的正理想解，负理想解：（，）（，）（）计算各评价指标与正理想解和负理想解欧氏距离和：（）（）（）计算贴近度：（）式中：代表第年长汀县的自然灾害刚弹韧性社会综合水平，值越大，说明长汀县的自然灾害刚弹韧性社会综合水平越高。同理，可计算得出个一级指标的自然灾害刚弹韧性社会指数。耦合协调度模型自然灾害刚弹韧性社会是由多个一级指标耦合作用的复合系统，引入物理学中的耦合协调度模型来量化刚性抵御、弹性管控、韧性恢复间的相互作用、相互影响的程度大小，计算公式如下：（）（）（）式中：，分别代表刚性抵御、弹性管控、韧性恢复个一级指标的自然灾害刚弹韧性社会指数；，分别代表刚性抵御、弹性管控、韧性恢复个一级指标的权重系数；为耦合度；为耦合协调度；为发展度。根据相关研究，将耦合协调度划分为失调和协调阶段，其中失调阶段划分为：严重失调（），初级失调（）；协调阶段划分 为：初 级 协 调（），高 级 协 调（）。障碍度函数模型为厘清各个指标对自然灾害刚弹韧性社会的阻碍程度，明确限制长汀县自然灾害刚弹韧性社会综合水平提升的障碍因素。本文引入障碍度函数模型 计算各类指标的障碍程度。计算公式如下：（）（）（）式中：代表第年第项指标的障碍度；表示第项指标的权重。同理，可计算得出个一级指标的障碍度。结果与分析自然灾害刚弹韧性社会综合水平时间序列特征从表可以看出，在 年长汀县自然灾害刚弹韧性社会综合水平经历了由缓慢下降到显著增长的过程。年长汀县的自然灾害刚弹韧性社会综合水平为 ，年略微下降至 ，然后又显著增长至 年的 ，年的 ，其综合水平在 年以后得到显著提升。研究结果有效印证了 年来长汀县在自然灾害治理方面所取得的成效，通过不断地加强基础设施建设、完善应急管控制度以及妥善处理灾后的经济、社会和生态的恢复发展问题，使社会和自然抵御自然灾害的能力大大提升，加强了社会系统的稳定性，进而提升了自然灾害刚弹韧性社会的综合水平。表长汀县自然灾害刚弹韧性社会综合水平及一级指标评估结果 评价指标 年 年 年 年刚性抵御指数 弹性管控指数 韧性恢复指数 刚弹韧性社会综合水平 各级指标评估结果与分析由表可以看出，自然灾害刚弹韧性社会的个一级指标指数在 年总体均呈现显著上升趋势，其变化趋势相似，但阶段略有不同。其中自然灾害刚 性 抵 御 指 数 呈 现 阶 段 且 加 速 上 升 趋 势，在 年阶段，刚性抵御指数缓慢上升，年比 年增加