天津地区农业旱灾脆弱性综合评价及区划研究_杜晓燕

第19卷第5期2010年10月自 然 灾 害 学 报J OURNAL OF NATURAL DISASTERS Vo.l 19No .5O c.t 2010收稿日期:2009-05-13; 修订日期:2010-06-25基金项目:天津市科技支撑计划重点项目 天津市水安全计算工具 (No .09YFSZSF02100);水利部公益性行业科研专项(No .200801135) 作者简介:杜晓燕(1982-),女,硕士研究生,主要从事风险评价方面研究.E m ai:l dodoyan @m ai.l n anka.i 通讯作者:黄岁樑,男,教授.E m ai:l sl huang @nanka.i edu .cn文章编号:1004-4574(2010)05-0138-08天津地区农业旱灾脆弱性综合评价及区划研究杜晓燕 黄岁樑(南开大学环境科学与工程学院天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室环境污染过程与基准教育部重点实验室水环境数值模拟研究室,天津300071)摘 要:在同一致灾强度下,灾情随脆弱性的增强而加重,降低灾害脆弱性是减轻灾害损失的有效途径,因此旱灾脆弱性研究对地区防灾减灾规划等工作有着重要意义。

根据影响旱灾脆弱性的自然、社会经济因素,选取8项指标,运用数学模型及相关优化方法,对天津地区旱灾脆弱性进行了综合评价,并借助聚类分析和M apIn f o 工具按旱灾脆弱度大小对天津地区进行了区划。

结果表明,除个别区/县需加强措施,降低旱灾脆弱度外,整体上,天津农业旱灾脆弱度较弱,有较强的防旱抗旱能力。

关键词:农业旱灾;脆弱性;评价指标;综合评价;天津;区划中图分类号:S423 文献标识码:AComprehensive assess m ent and zoni ng of vul nerability to agricultural drought in T i anji nDU X iao yan ,HUANG Sui liang(T i an ji n Key Laboratory of Environm en t al Re m ed i ation and Polluti on C ontrolLab oratory ofNum eri cal S i m u l ati on f or W ater Environm en tC ollege of Env i ronm ental Science and Technology NankaiUn ivers i ty ,T ian ji n 300071,Ch i n a)Abst ract :A t the sa m e degree o f hazard ,disastr ous sit u ation is shar pened w ith the strengthening o f vu l n erab ility .decreasi n g vu l n erability can reduce the direct econo m ic loss ,so t h e study on the vu l n erability of agriculture todrought d isaster has greatm ean i n gs .A cco r d i n g to natura l and soc i o econo m ic factors ,8i n d icesw ere selected .Then t h e co mprehensi v e assess m en t o f vulnerability to drought disaster i n T ian jin w as co mp leted w ith m a t h e m atic m ode ls and relati v e opti m ization m ethods .Eventually ,based on the results o f cl u ster analysis ,T ianjinM un icipa lity reg ion w as div i d ed i n to 5vu l n erab ility zones of different l e velsw it h the too lM apInfo .Research resu lts sho w thatm ost parts of T ianji n are on the l o w vul n erab ility leve l and have a better dr ough t d isaster resistant capasity .K ey w ords :agr ic u ltura l drough;t vu l n erab ility ;assess m en t i n dex ;co m prehensive assess m en;t T ian jin ;zon i n g 起初人们普遍认为自然灾害是地球物理过程的极端事件,是一种自然现象,属地球环境的一种自然变异[1-4]。

从20世纪80年代起,国际灾害学界开始重视人在灾害形成中的作用。

丹尼斯!S 米勒蒂[5]认为 自然灾害是自然和社会两种力量相互作用的结果,其影响通过个人和社会的调整来减轻 。

B lak i e 在A t R isk 一书中提出了灾害形成的压力与释放模型(灾害=致灾因子+脆弱性),认为 脆弱性 是灾害形成的根源,在同一致灾强度下,灾情随脆弱性的增强而增大[6]。

随着研究的深入,灾害脆弱性评价方法逐渐从社会学的定性分析转向自然、社会学相结的综合性定量评估,目前,主要的方法或思路是通过建立评价指标体系、选取恰当模型进行综合评价。

天津位于中纬度欧亚大陆的东部、东临渤海湾,其为半封闭的内海海湾,水体较小,对天津气候影响不大,所以天津属于温带大陆性向海洋性过渡的季风气候区内,降水年际变化很大,旱灾现象突出。

自1470-1998年共出现旱年174a ,例如1971-1972年天津大旱,由于缺水驰名中外的小站稻被迫改种旱田;1980-1982年连续干旱受灾面积达3.6∀105hm 2,为解放以来最严重的一次干旱期[8]。

干旱的发生不可避免,但成灾与否及所造成灾情的大小由区域的承灾体脆弱性控制。

1 天津地区农业旱灾脆弱性评价指标体系的建立国际上,普遍将干旱分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱4种类型。

由于我们主要从自然灾害风险角度探讨旱灾风险,是 某种自然变异活动 的结果,所以以城市用水供需关系、缺水程度、供水效益及供水措施等为主的城市干旱缺水问题不在研究之列,选取评价指标时更为关注与农业气象旱灾密切相关的指标。

1.1 指标体系的建立及各指标分析影响农业旱灾脆弱性的因素可概括为自然环境因素,社会经济因素(含防灾减灾因素)。

若将影响因素中的所有相关指标都作为评价指标,必将得到庞大的指标体系,不仅会加大工作量,也会冲淡主要指标的作用,反而降低结果准确性。

因此,选取评价指标时应遵循系统性与准确性、简练性与代表性、实用性与可获性、独立性与非相关性等原则。

根据影响旱灾脆弱性的因素和指标选取原则,本文选取绿化覆盖率、旱地面积比、人口密度、单位农产量、机耕面积比、化肥施用量、农村人均收入、水利设施密度8项指标作为天津地区农业旱灾脆弱性的评价指标,其中绿化覆盖率、旱地面积比、机耕面积比、化肥施用量属自然环境因素,其他属社会经济因素。

(1)绿化覆盖率(X 1):植被因素对降水的入渗有较大影响,其有涵养水源,保持水土的作用。

植被覆盖率高,可以缓解水土流失情况,降低旱灾脆弱性。

由于天津区/县面积较小,森林覆盖率数据无法全面获得,所以用各区/县的绿化覆盖率替代,在一定程度上反映了各区的植被覆盖情况。

(2)旱地面积比(X 2):计算方法:旱地面积比=旱地面积/耕地面积,反映了水系分布和地形对旱灾的影响。

一般,旱地面积比高的地区,水系分布不密集,坑塘、洼淀比较少,地势相对较高。

(3)人口密度(X 3):人口密度过大,生活用水增多,势必造成农业用水缩减,加大旱灾脆弱性。

此外,自然灾害对人类社会的影响首先表现为人口的伤亡、疾病、失踪及紧急转移等,所以人口密度也是旱灾脆弱性的直接影响因子。

(4)单位农产量(X 4):农业是一个地区遭受旱灾威胁的主要和首要对象,一个地区的农产量大小直接关系到该地区承受旱灾威胁的脆弱性的强弱。

根据资料的可取性及天津各区县农作物的种植特点,将粮蔬总产量来反映该地区的农产量情况,计算方法:单位农产量=评价单元粮食蔬菜总产量/评价单元面积。

(5)机耕面积比(X 5):计算方法是:机耕水平=评价单元机耕面积/评价单元耕地总面积。

一般来说,机耕水平越高,松土层的厚度越深,土壤含蓄水分的能力越高,承受干旱威胁的能力越强,旱灾脆弱性就越低。

(6)化肥施用量(X 6):计算方法是:评价单元化肥施用量/评价单元耕地面积。

一个地区化肥施用多,对增强土壤肥力,改善土壤结构,提高水的利用率都十分有利,因而可以降低旱灾脆弱性。

(7)农村人均收入(X 7):收入水平的高低关系到减灾投入的能力和潜力。

农民所有收入中需扣除基本生活费用部分,剩余的才能转化为经营生产,改善水利设施等作为减灾投入,进而影响到旱灾脆弱性的大小。

(8)水利设施密度(X 8):计算方法:水利设施密度=评价单元水库水利水塘总库容/评价单元土地面积。

在自然降水一定的情况下,干旱灾情程度与水利化程度息息相关。

水利化程度越高,旱灾脆弱性越小。

通过水利设施建设,对地表水资源进行时空调配以及对地下水资源进行开发利用,是抗旱的主要手段。

下表(表1)是天津各区旱灾脆弱性评价指标及其原始数据。

由于市六区没有农业区,很多数据无法准确获得,而且与其他各区欠缺对比性,所以不将市六区作为评价单元。

!139!第5期 杜晓燕,等:天津地区农业旱灾脆弱性综合评价及区划研究表1 天津地区旱灾脆弱性评价指标原始数据表T ab le 1 O r i g i na l data f o r assess m ent i ndic i es o f drought vulnerability i n T ian ji ng reg i on评价单元绿化覆盖率X 1/%旱地面积比X 2/%人口密度X 3/(人/km -2)单位农产量X 4/(t !hm -2)机耕面积比X 5/%化肥施用量X 6/(t/hm 2)农村人均收入X 7/元水利设施密度X 8/(万m 3!km -2)市六区33.3721692塘沽区35.0032.1264110.7998.170.350687299.573汉沽区35.0047.5841823.5673.620.207482988.431大港区37.0094.113555.6595.080.1633834952.498东丽区37.0048.2467620.0397.570.114395004.598西青区37.6780.6858727.4696.550.297896965.562津南区34.1669.5810079.7598.440.154556157.648北辰区45.0091.4772319.3297.830.125296653.966武清区35.5499.2152422.7097.020.403877801.702宝坻区38.8086.4643613.1493.290.352773823.002宁河县25.5449.7428512.0596.390.433576501.852静海县41.0399.003588.6390.980.2286737712.198蓟县42.7095.0051124.9089.050.4216738398.069注:数据来源#2007天津统计年鉴∃;中国自然资源数据库(http ://www.d ata .ac .cn /zrzy/G52.asp);中国宏观数据挖掘分析系统%%%天津市(http ://number .c nk.i net/cyf d /A reaNav.i as px ?cod e=xj 02)1.2 数据标准化处理由于各指标量纲不同,须先对初始值进行标准化处理。