區域自然災害風險綜合區劃*
——以廣東臺風災害人口與經濟風險區劃為例

余 瀚，郭 浩，王靜愛

(1. 蘭州財經大學 農林經濟管理學院 自然地理與資源環境系，甘肅 蘭州 730101；2.北京師范大學 地理科學學部，北京 100875；3.浙江師范大學 地理與環境科學學院，浙江 金華 321004；4.青海師范大學 高原科學與可持續發展研究院，青海 西寧 810008)

中國地處西北太平洋沿岸，臺風帶來的威脅非常嚴重。受淹農田面積、倒塌房屋數以及直接經濟損失等臺風災情仍然呈上升趨勢[1]。廣東是受臺風災害影響的典型區域，對臺風災害風險區域分異規律系統性認識，對提高綜合風險防范能力具有重要的科學與實踐意義。

自然地理區劃的概念具有多種內涵，可總結為三類：①區劃劃分的結果；②區劃方法與過程；③認識地理特征以及發現地理規律的一種科學方法。自然地理區劃是方法、過程、結果的統一體[2-4]。綜合自然災害區劃已有較深入研究[5-15]，但由于系統性的綜合自然災害風險區劃涉及復雜的指標體系、不同的時空尺度、復雜的關聯關系，目前自然災害風險區劃研究仍以風險強度等級分區為主，本質是一種類型區劃[1]。系統的自然災害風險綜合區劃是當前災害風險研究中的亟需解決的熱點與難點問題[13-15]。已經開展的研究多集中于特定情景下的風險區劃，如綜合氣候變化風險區劃中選取了IPCC溫室排放情景中的最高溫室氣體排放情景(RCP8.5)與共享社會經濟路徑中的面臨高氣候變化挑戰情景(SSP3)[14]。

自然災害風險區劃服務國家需求。2020年6月開展的第一次全國自然災害綜合風險普查[16]，主要工作內容之一是通過開展風險評估和區劃客觀反映全國和各地區自然災害綜合風險水平，制定單災種風險區劃、綜合風險區劃，綜合風險防治區劃，提升防范化解重大災害風險的能力[17]。

本文從區域災害系統理論出發，基于廣東臺風災害人口與經濟風險評價結果，確定系統的區劃原則、區劃等級與指標體系、區劃方法，編制了廣東臺風災害人口經濟風險綜合區劃方案。

表1 廣東臺風災害風險綜合區劃研究基本數據

1 數據與方法

1.1 數據

依據區域災害系統理論，本研究中數據可分為孕災環境、致災因子、承災體以及災情(表1)，孕災環境數據是一級分區的基本依據，致災因子與承災體數據主要用于計算臺風災害綜合風險(篇幅關系另文論述)，作為二級、三級分區的基本依據，其中致災因子選取了大風、暴雨、洪澇[18-23]。歷史災情數據主要為廣東臺風災害風險區劃提供背景知識。數據來源有中國氣象局，中國科學院上海臺風所、中國科學院資源環境數據中心、國家基礎地理信息中心等。

1.2 區劃方法

本區劃前期開展了廣東臺風災害風險綜合評價，從綜合致災因子強度、人口與經濟承災體社會脆弱性與暴露度三個方面，得到5個重現期情景下(5年、10年、20年、50年、100年一遇)臺風災害綜合風險指數。

1.2.1 區劃目的與思路

區劃主要目的是通過系統性綜合劃分，揭示臺風災害風險區域分異規律，為相關部門開展臺風災害風險防范管理工作、相關保險業務市場地理空間布局、定價、風險控制等決策提供科學依據。

根據臺風災害風險要素特征，采用“多尺度-多要素-多情景”定量定性相結合的總體思路(圖1)：①多尺度反映了風險要素的整體性與系統性；②多要素是指臺風災害風險系統的多個因素；③多情景區劃用來表達風險的未來不確定性，多情景區劃圖組成圖譜共同反映區域風險全貌。

圖1 臺風災害風險區劃思路

1.2.2 區劃原則

依據自然災害區劃研究的實踐[5-13, 24-27]，結合風險的“未來不確定性”[28]，設定以下區劃原則：

(1)強調風險的不確定性特征。風險不確定性來自其未來屬性[28]。本文應用多情景的表達方法進行臺風災害風險刻畫，形成多情景之間統一標準的且可比的分區圖系統反映風險的區域分異規律。

(2)區劃邊界保證鄉鎮級行政單元完整，遵循區域共軛原則。

(3)區劃方法以自下而上的合并為主，結合自上而下劃分。綜合運用多種方法構建G-Bu-Bz(Grid-BasicUnit-BasicZone)區劃綜合定量模型提高區劃界線的定量程度。

(4)飛地和零散斑塊的調整與合并以空間近鄰性、凸顯高級別區域為導向。

1.2.3 區劃等級與指標體系

基于時空尺度、要素動態性、區域特征、區劃指標數據、區劃結果表達，采用三級區劃等級系統：

①一級區—孕災環境分區。區劃指標為海陸位置、地形地貌、河流水系指標，系統反映臺風災害具體災種類型的宏觀空間分異規律。

②二級區—致災因子綜合強度分區。區劃指標為綜合致災因子強度，綜合反映孕災環境約束下，綜合致災因子強度的空間分異規律。

③三級區—風險等級分區。區劃指標為綜合風險等級，表達不同孕災環境約束下，不同強度等級的致災因子與人口與社會經濟承災體脆弱性-暴露度相互作用形成的綜合風險等級的空間分異規律。

1.2.4 區劃方法

G-BU-BZ定量綜合模型(圖2)，是一個包括聚類方法、等級劃分等方法的組合運用模式。充分挖掘高時空分辨率數據信息，提高分區界線定量程度。

圖2 G-BU-BZ定量綜合模型

2 結果分析

2.1 一級區劃分——孕災環境分區

參考全球臺風災害空間分異規律研究[29]，結合廣東省實際狀況，選擇高程、坡度、距海岸線距離、海岸線10 km緩沖區面積百分比四個指標作為廣東臺風災害孕災環境的具體劃分依據。臺風-大風-風暴潮災害區由海陸位置直接劃出。以鄉鎮為基本單元，按表2統計各鄉鎮的平原、丘陵、起伏山地面積占比并進行多指標K均值聚類。參考前期實地調研設定聚類數目為4，再綜合調整得到一級分區(圖3)。

表2 廣東臺風災害一級分區指標分級閾值

圖3 廣東臺風災害風險區劃一級區分區(注：基于審圖號為GS(2019)3333號的標準地圖制作，邊界無修改，下同)

A.沿海平原區(面積占廣東省面積比重：9.61%)：主要受臺風—大風—風暴潮災害影響，沿海岸線曲折，地勢平坦，以平原為主，河流入海口較多。風暴潮災害頻發，易造成海堤損毀或潰壩決口。

B.粵西平原區(面積占比：3.7%)：主要分布在廣東西南部、雷州半島北部。該區以平原為主，海拔高度較低，河道寬闊，眾多支流匯合于此，易發生臺風—暴雨—洪澇災害。

C.粵西—中部平原丘陵區(面積占比：22.61%)：主要位于粵西云浮市和肇慶市以北，并貫穿中部，大瑤山、滑石山、九連山南麓，為平原與山地過渡地帶，該區既有山區災害特征也有平原災害特征。

D.粵北—粵東山地丘陵區(面積占比：18.96%)：主要位于粵北大瑤山、滑石山一帶，一直延伸至粵東的蓮花山脈，地形以山地及相伴的丘陵為主，海拔相對較高，以臺風—暴雨—滑坡/泥石流災害為主。

E.粵東平原區(面積占比：2.26%)：主要位于廣東省蓮花山的東南部，主體為潮汕平原，屬韓江水系，河網密布且地勢低洼。臺風在山前易形成強烈的暴雨，易形成洪澇災害。

F.珠三角平原區(面積占比：9.52%)：位于珠江支流匯聚入海處，為開闊的平原地貌，城市化率較高，硬質化地面面積較大，城市熱島效應明顯，暴雨天氣集中，易形成內澇。

2.2 二級區劃分——綜合致災因子強度分區

二級分區體現了廣東省綜合致災因子強度的區域分異規律(圖4)。依據綜合致災因子強度，將其劃分為5個等級：強、較強、中等、較弱、弱。5個重現期情景采用同一閾值保證可比性，且5年、100年一遇兩個極端情景中都至少包含3個等級。5個重現期情景下分別劃分出二級區13、16、18、14、12個。致災因子分異體現了從沿海—內陸遞減的地帶性分異模式，以及局地地形引起的非地帶模式。

2.3 三級區劃分——綜合風險等級分區

三級分區體現了廣東省綜合致災因子強度的區域分異規律(圖5)。依據綜合風險指數，將其劃分為高、中、低共3個等級。5個重現期情景均采用同樣閾值標準保證可比性，沿海與內陸區域風險等級閾值采用不同標準，突顯內陸城鎮高風險區域。綜合風險分異呈現了從沿海-內陸遞減的地帶性分異模式，以及承災體分異引起的非地帶模式。

2.4 綜合區劃方案

將三級分區結果進行空間疊加，依據區劃原則、歷史災情信息等進行細部綜合調整，得到系統的廣東臺風災害綜合風險區劃方案(圖6，表3)。主要調整包括：①去除零碎斑塊，界線附近過于零碎的低等級斑塊，就近與高等級區合并；②多重現期情景協調，修正多情景下各等級自相矛盾的劃分。

各級分區命名原則：一級區、二級區直接使用前述相應等級分區中命名，三級區命名采用所在地市+方位+風險等級(每個重現期情景單獨命名，表3中展示20年一遇情景為例)，并分區統計了各區劃單元中關鍵指標。

圖4 廣東臺風災害風險區劃二級區分區

圖5 廣東臺風災害風險區劃三級區分區

圖6 廣東臺風災害人口與經濟風險綜合區劃方案

表3 廣東臺風災害人口與經濟風險綜合區劃分區代碼與名稱(20年一遇為例)

3 結論與討論

3.1 結論

本文根據自然地理區劃范式，結合臺風災害的特點，突出表達風險的未來不確定性特征，利用多情景圖譜方法，系統編制了廣東臺風災害風險綜合區劃方案。該方案由多重現期情景(5年、10年、50年、100年一遇)分區圖系統表達：①一級區為孕災環境分區，5個情景一致，共劃分為6個區域；②二級區為綜合致災強度分區，5個情景分別劃分出13、16、18、14、12個二級分區；③三級區為綜合風險等級分區，5個情景分別劃分出55、67、68、64、51個三級分區。

3.2 討論

(1)臺風災害風險的未來不確定性。本研究因數據所限，假定未來臺風災害致災因子強度—概率關系與歷史記錄一致，人口經濟承災體脆弱性與暴露度基本不變。但實際中氣候變化導致未來臺風災害致災因子強度—概率關系可能發生變化，人口與經濟承災體狀況也會產生變化。未來應將臺風災害風險系統要素變化帶來的不確定性納入研究。

(2)多情景風險區劃結果的再綜合。本文的區劃結果，利用圖譜的表達方式表達整體區域臺風災害風險區域分異規律時，可能會給實際應用帶來不便，進行多情景風險區劃結果的再綜合是后續研究可深入的方向之一。