趙 昕,肖 凡
(中國(guó)海洋大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院, 山東 青島 266100)
【區(qū)域經(jīng)濟(jì)】
沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)海洋災(zāi)害脆弱性評(píng)價(jià)研究
——以山東省臺(tái)風(fēng)災(zāi)害為例
趙 昕,肖 凡
(中國(guó)海洋大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院, 山東 青島 266100)
基于 IPCC 報(bào)告中對(duì)脆弱性的定義,從敏感性和環(huán)境適應(yīng)性?xún)蓚€(gè)方面建立了沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)海洋災(zāi)害脆弱性評(píng)價(jià)模型。根據(jù)反正切函數(shù)構(gòu)建敏感性和適應(yīng)性的耦合度評(píng)價(jià)模型, 以此表征脆弱度。 以山東省臺(tái)風(fēng)災(zāi)害為例, 發(fā)現(xiàn) 2001—2011 年,雖然敏感性和適應(yīng)性都呈現(xiàn)正相關(guān)遞增變化, 但后者增長(zhǎng)快于前者; 脆弱度以 2005年為界,先是遞增趨勢(shì),然后是遞減趨勢(shì),脆弱性的評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際相符。
敏感性;適應(yīng)性;脆弱性;耦合度
20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)脆弱性已成為自然災(zāi)害對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人文可持續(xù)性發(fā)展影響研究的一門(mén)新興科學(xué),人與環(huán)境共同作用的脆弱性已經(jīng)逐漸成為研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)新的研究方向。沿海地區(qū)的特殊地理位置——海陸交錯(cuò)地區(qū)——決定了其是海洋災(zāi)害的頻發(fā)地帶和生態(tài)系統(tǒng)的脆弱帶,在區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展研究中,脆弱性已經(jīng)逐漸成為重要的研究視角和分析工具。沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)海洋災(zāi)害脆弱性強(qiáng)弱直接影響到該地區(qū)對(duì)災(zāi)害的抵抗力度和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí),進(jìn)而直接影響到當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。研究沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)海洋災(zāi)害脆弱性,可以根據(jù)區(qū)域的自身特點(diǎn),制定適應(yīng)自身的策略,減少海洋災(zāi)害所造成的損失,為區(qū)域制定防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃和海洋資源開(kāi)發(fā)提供科學(xué)合理的依據(jù)。
Hahn M B, Riederer A M, Foster S O[1]計(jì)算 IPCC 定義下的脆弱性指數(shù)時(shí),其依據(jù)是“脆弱度 = (受災(zāi)度-適應(yīng)性)×敏感度”,他們?cè)趯?duì)非洲東部莫桑比克氣候變化進(jìn)行脆弱性評(píng)估時(shí)應(yīng)用生計(jì)評(píng)估方法。國(guó)內(nèi)學(xué)者也相繼開(kāi)展了關(guān)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的脆弱性分析,并根據(jù)陸地脆弱生態(tài)區(qū)的影響,提出了關(guān)于脆弱生態(tài)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展模式。其中對(duì)脆弱性的評(píng)價(jià)方法主要集中在函數(shù)模型評(píng)價(jià)法、圖形法以及模糊評(píng)價(jià)法等,李博、韓增林[2]認(rèn)為脆弱性的評(píng)價(jià)就是通過(guò)敏感性和適應(yīng)性?xún)烧咧g的反比例函數(shù)模型關(guān)系確定的;孫平軍,修春亮[3]分析了子系統(tǒng)綜合值在二維坐標(biāo)系中的位置變化;白慶芹,汪妮,解建倉(cāng),方正[4]運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)脆弱性進(jìn)行了等級(jí)評(píng)判。以上評(píng)價(jià)方法缺乏對(duì)系統(tǒng)非線(xiàn)性和多層次性的考慮。同時(shí),對(duì)海洋災(zāi)害的研究,大部分集中于經(jīng)濟(jì)損失評(píng)價(jià)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面,研究沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性的文獻(xiàn),大部分又集中在對(duì)不同沿海城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性的研究,對(duì)一個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性進(jìn)行時(shí)間序列研究的文獻(xiàn)較少。因此,本文基于擬合近似線(xiàn)性模型的變化趨勢(shì),構(gòu)建敏感性和適應(yīng)性的耦合度模型,評(píng)價(jià)分析沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)海洋災(zāi)害脆弱性的動(dòng)態(tài)變化。
經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定運(yùn)行包括自身的產(chǎn)業(yè)、教育、消費(fèi)以及關(guān)聯(lián)的陸地產(chǎn)業(yè)等幾個(gè)方面,雖然各個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的脆弱性的表現(xiàn)有所不同,但總的表現(xiàn)層面可分為系統(tǒng)的敏感性和恢復(fù)力兩個(gè)方面。沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的脆弱性可以定義為,由于地區(qū)自身存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性的因素以及外部環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)具有相當(dāng)大的影響力,如果內(nèi)部因素和外部環(huán)境綜合而來(lái)的地區(qū)敏感性難以應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生,作為沿海地區(qū)面臨著一定的海洋風(fēng)險(xiǎn)損失,薄弱的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)對(duì)能力導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的不可持續(xù)發(fā)展。同時(shí),經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)本身也具有災(zāi)害前的風(fēng)險(xiǎn)抵御能力和災(zāi)害后的自我恢復(fù)能力。
山東省地處中國(guó)東部沿海和黃河下游地區(qū),處在黃海經(jīng)濟(jì)區(qū)和渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)交匯部位,北臨渤海,與遼寧省隔海相望,擁有海岸線(xiàn)3 121 千米,灘涂面積 3 223 平方千米,海島326 個(gè),海域面積約為 17 萬(wàn)平方千米。作為典型的沿海省份,海洋災(zāi)害的發(fā)生影響著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、陸地與海洋的空間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系以及人口、經(jīng)濟(jì)規(guī)模的發(fā)展。山東省常見(jiàn)的海洋災(zāi)害主要有臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮、災(zāi)害海浪、赤潮等,同時(shí),由于山東省風(fēng)暴潮、災(zāi)害海浪、赤潮發(fā)生的概率相對(duì)于臺(tái)風(fēng)發(fā)生的概率較小,故選取山東省為沿海地區(qū)研究對(duì)象,研究山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害脆弱性。
本文所使用的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于 2001—2011 年的山東省統(tǒng)計(jì)年鑒、2001—2011 年的中國(guó)海洋統(tǒng)計(jì)年鑒、2001—2011 年山東省國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)年報(bào)中相關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),其中經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要消除物價(jià)要素,轉(zhuǎn)化為科學(xué)合理的指標(biāo)。
2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定
經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性的成因是由于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部的各種因素相互作用,導(dǎo)致系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性發(fā)生變化,在外部環(huán)境的觸動(dòng)下,發(fā)生一些列連鎖反應(yīng),從而動(dòng)搖整體經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。山東省作為典型的沿海省份,其經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)具有典型的海洋災(zāi)害脆弱性特征。海洋災(zāi)害的發(fā)生引起較大的經(jīng)濟(jì)損失,尤其是對(duì)海洋養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)作物種植業(yè)的業(yè)主。比如夏季的臺(tái)風(fēng)發(fā)生后,可能導(dǎo)致即將成熟收割的農(nóng)作物遭受重大的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)于扇貝、海參等相關(guān)的養(yǎng)殖業(yè)業(yè)主來(lái)說(shuō),可能遭受臺(tái)風(fēng)造成的養(yǎng)殖池的損壞,進(jìn)而導(dǎo)致扇貝、海參的死亡和流失,造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性評(píng)價(jià)是實(shí)質(zhì)上一個(gè)過(guò)程性評(píng)價(jià):災(zāi)前——災(zāi)中強(qiáng)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)對(duì)海洋災(zāi)害的敏感性,災(zāi)中——災(zāi)后強(qiáng)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)對(duì)海洋災(zāi)害的適應(yīng)性。本著公正、客觀以及數(shù)據(jù)易得和可量的原則[5],以 2001—2011 年的山東省臺(tái)風(fēng)災(zāi)害為研究對(duì)象,通過(guò)敏感度和適應(yīng)度兩個(gè)方面進(jìn)行篩選,最終選取臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度、水產(chǎn)養(yǎng)殖面積比重、農(nóng)作物面積比重、重災(zāi)頻率以及人均財(cái)政收入、地均國(guó)民生產(chǎn)總值、中等教育人員比重、衛(wèi)生技術(shù)人員比重、單位防護(hù)林面積比重 11個(gè)指標(biāo),構(gòu)建脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。其中,臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和重災(zāi)頻率是根據(jù)致災(zāi)因子對(duì)災(zāi)情大小的貢獻(xiàn)率決定的:
在多指標(biāo)的建模過(guò)程中,權(quán)重的確定是必不可少的關(guān)鍵一步,目前常用的權(quán)重分配方法主要有經(jīng)驗(yàn)權(quán)數(shù)法、專(zhuān)家判斷法、AHP法等等,本文指標(biāo)的權(quán)重是采用客觀的指標(biāo)賦權(quán)方法——信息熵法進(jìn)行確定的。
首先,選取m個(gè)年份、n個(gè)指標(biāo)構(gòu)建原始數(shù)據(jù)矩陣,為消除指標(biāo)間量綱差異,本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法對(duì)原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理:
對(duì)正向指標(biāo)而言:
對(duì)負(fù)向指標(biāo)而言:
其次,計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的比重 ωij,進(jìn)而計(jì)算第 j項(xiàng)指標(biāo)的熵值 Sj:
最后,根據(jù)差異系數(shù) Cj計(jì)算第 j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值 Wj:
表1 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.1 Economic system typhoon vulnerability evaluation indexes
2.2 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建
狹義上的評(píng)估脆弱性是評(píng)估社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)致災(zāi)因子的敏感度,廣義上的脆弱性評(píng)估是指評(píng)估災(zāi)害系統(tǒng)的脆弱性。本文對(duì)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性的評(píng)估是屬于廣義上的概念,從敏感性和適應(yīng)性?xún)蓚€(gè)方面考慮,綜合敏感性和適應(yīng)性的發(fā)展程度即耦合度模型,來(lái)表征沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性。構(gòu)建評(píng)價(jià)模型的步驟主要包括以下幾步:
(1) 敏感性和適應(yīng)性是脆弱性系統(tǒng)的兩部分,屬于非線(xiàn)性系統(tǒng),可以構(gòu)建如下的線(xiàn)性近似關(guān)系:
敏感性函數(shù):
適應(yīng)性函數(shù):
式中:ai、bi表示各個(gè)元素的權(quán)重,xi和 yi均為時(shí)間變量函數(shù)。
(2) 根據(jù)敏感性和適應(yīng)性函數(shù),構(gòu)建敏感性和適應(yīng)性演化速度模型 VS和 VA:(3) 構(gòu)建脆弱性
系統(tǒng)脆弱性的表征是耦合度的大小,從系統(tǒng)演化的角度出發(fā),通過(guò)幾何圖形構(gòu)建反正切函數(shù)耦合模型,再以耦合度為基礎(chǔ)構(gòu)建脆弱性評(píng)價(jià)方法。
耦合度:
脆弱度:
由于人為活動(dòng)的主觀性導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的適應(yīng)性總是滯后于敏感性,一旦海洋災(zāi)害出現(xiàn),人為干預(yù)調(diào)控對(duì)策就會(huì)轉(zhuǎn)移或者吸收一部分敏感性,進(jìn)而提高適應(yīng)性,因此系統(tǒng)演化主要表現(xiàn)在下圖的第一象限,即
圖1 系統(tǒng)演化幾何示意圖Fig.1 Schematic geometry of the system evolution
當(dāng) 0°<θ<20°時(shí),VS<VA,適應(yīng)性顯著大于敏感性,脆弱性低;當(dāng) 20°<θ<40°時(shí),VS<VA,適應(yīng)性稍微大于敏感性,脆弱性較低;當(dāng) 40°<θ<50°時(shí),VS<VA或者 VS>VA時(shí),敏感性與適應(yīng)性處于波動(dòng)發(fā)展階段,瀕臨脆弱狀態(tài);當(dāng) 50°<θ<70°時(shí),VS>VA,敏感性稍微大于適應(yīng)性,此時(shí)脆弱性較高;當(dāng) 70°<θ<90°時(shí),VS>VA,敏感性顯著大于適應(yīng)性,此時(shí)脆弱性高。
3.1 脆弱性評(píng)價(jià)模型應(yīng)用
根據(jù)前述的指標(biāo)構(gòu)建方法,對(duì)上述構(gòu)建的指標(biāo)體系中的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理后,分別計(jì)算其權(quán)重值。然后分別計(jì)算出 2001—2011 年山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的敏感性和適應(yīng)性綜合值S和A,以及山東省經(jīng)濟(jì)系對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的敏感性和適應(yīng)性發(fā)展速度 VS和 VA,結(jié)果如表2所示。
表2 2001—2011 年山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害脆弱性指標(biāo)實(shí)證結(jié)果Tab.2 Empirical results of the economic system typhoon vulnerability indicators in Shandong Province from 2001 to 2011
最后,計(jì)算 2001—2011 年各年的耦合度和脆弱度劃分系統(tǒng)的脆弱性,結(jié)果表3所示。
3.2 脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果分析
(1) 山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的適應(yīng)性的增速快于敏感性,兩者呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。在 2001—2011 年 中 , 敏 感 性 S 年 均 增 長(zhǎng)16.09%,適應(yīng)性 A 年均增長(zhǎng) 40.48%,可見(jiàn)兩者均是呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),且敏感性和適應(yīng)性水平不斷趨近,不斷提高完善對(duì)敏感性的吸收能力,對(duì)降低系統(tǒng)脆弱性提供了一定的依據(jù)。
表3 山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合度和脆弱性劃分Tab.3 Economic system coupling and classification of vulnerability in Shandong Province
圖2 山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害脆弱性程度分布圖Fig.2 Map of the degree of economic typhoon vulnerability in Shandong Province
(2) 山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的敏感性和適應(yīng)性的發(fā)展速度時(shí)序變化顯著。VS以2005 年為分水嶺,2005 年之前呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),2005 年之后呈現(xiàn)遞減趨勢(shì);但是 VA在 2001—2011 年中一直呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),兩者的交叉作用,導(dǎo)致脆弱度呈現(xiàn)先遞增后遞減的趨勢(shì),主要原因是 2005 年山東省加強(qiáng)了陸源排污口、近岸養(yǎng)殖區(qū)、典型海洋生態(tài)區(qū)、海水浴場(chǎng)和赤潮災(zāi)害的監(jiān)測(cè),并且加大了海洋災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)工作力度,制定并下發(fā)了《山東省赤潮防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案》、《山東省風(fēng)暴潮、海冰、海嘯防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案》、《山東省海洋石油開(kāi)發(fā)溢油應(yīng)急預(yù)案》。為更好的傳播海洋預(yù)警報(bào)信息,防止并盡可能減少海洋災(zāi)害造成的損失,省海洋與漁業(yè)廳和省電視臺(tái)簽訂了《海洋預(yù)報(bào)》節(jié)目播放協(xié)議,自 2006 年 1 月 1 日起在山東電視臺(tái)公共頻道每日 22 時(shí) 19 分、農(nóng)科頻道每日 12時(shí) 25 分和 22 日 30 分播出 《海洋預(yù)報(bào)》。
本文嘗試從社會(huì)系統(tǒng)層面的角度,通過(guò)反正切函數(shù)構(gòu)建耦合函數(shù)模型,定量分析評(píng)價(jià)山東省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的敏感性和適應(yīng)性,是評(píng)價(jià)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性的一種全新評(píng)估方法,真正體現(xiàn)了敏感性和適應(yīng)性交互作用的時(shí)空行為特征。評(píng)價(jià)分析了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性變化,為以后相關(guān)部門(mén)制定相應(yīng)的海洋災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策提供了可靠地科學(xué)的依據(jù)。采用脆弱性多指標(biāo)的研究方法,強(qiáng)調(diào)過(guò)程評(píng)價(jià)和動(dòng)態(tài)性變化研究,發(fā)現(xiàn)脆弱性在時(shí)序上存在顯著差異,這主要是與每個(gè)時(shí)間段的海洋政策法律法規(guī)息息相關(guān)的。
由于脆弱性由自然和人文因素共同影響,既不能完全依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)?zāi)M,也不能完全依靠社會(huì)調(diào)查,經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)災(zāi)害脆弱性評(píng)估的難點(diǎn)是主觀性的人為干預(yù)機(jī)制,因此加深對(duì)海洋災(zāi)害發(fā)生規(guī)律的認(rèn)識(shí),可以提高構(gòu)建指標(biāo)體系的科學(xué)合理性,提高評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度。結(jié)合脆弱性承災(zāi)體的調(diào)查來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M的定量與定性分析相結(jié)合的手段,是未來(lái)評(píng)價(jià)脆弱性的主要方向。
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Evaluation Research about the Marine Disaster Vulnerability of Coastal Areas—In the Case of the Typhoon Disasters in Shandong Province
Zhao Xin, Xiao Fan
(College of Economics,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)
Based on the definition of vulnerability put forward in the IPCC report, the paper establishes the marine disaster vulnerability evaluation model from the two aspects of sensitivity and environmental adaptability.According to the sensitivity and adaptability of the arc tangent function, it establishes the coupling evaluation model to characterize the fragility.Taking the typhoon disasters in Shandong Province for example,it is found that although the sensitivity and adaptability are positively related to the incremental change, but the latter was growing faster than the former in 2001-2011.The year of 2005 was a boundary, the trend of fragile degrees is increasing firstly and then decreasing.The fragility of the evaluation result accords with the actual one.
Sensitivity; Adaptability; Vulnerability; Degree of Coupling
F129.9
A
2095-1647(2013)03-0021-05
2013-04-17
國(guó)家海洋信息中心項(xiàng)目 “區(qū)域海洋經(jīng)濟(jì)政策研究 (20120840)”
趙昕,女,教授,博士生導(dǎo)師,現(xiàn)任中國(guó)海洋大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院副院長(zhǎng),主要研究方向:海洋經(jīng)濟(jì)、計(jì)量經(jīng)濟(jì),Email: zx@ouc.edu.cn。