基于二次熵權(quán)法的森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究

邵豹偉 秦濤

【摘要】我國(guó)森林面積廣闊，林業(yè)火災(zāi)頻發(fā)，森林火災(zāi)以及由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失凸顯了林業(yè)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理的重要性。構(gòu)建林業(yè)火災(zāi)保險(xiǎn)制度以應(yīng)對(duì)火災(zāi)損失所帶來(lái)的沖擊，已經(jīng)成為不少國(guó)家的共同選擇。本文首先對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃方面的文獻(xiàn)進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上，選取影響森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，采用二次熵權(quán)法對(duì)各省份森林火災(zāi)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，利用離差平方和進(jìn)行森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，并在此基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的政策建議。以期為我國(guó)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃以及保險(xiǎn)產(chǎn)品的科學(xué)、合理定價(jià)提供一定參考。

【關(guān)鍵詞】森林火災(zāi) 二次熵權(quán) 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

一、引言

風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃是森林火災(zāi)保費(fèi)率厘定的前提和基礎(chǔ)，目前，我國(guó)森林火災(zāi)保險(xiǎn)按省份進(jìn)行投保，雖然在一定程度上體現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)的差異性，但在具體的實(shí)施過(guò)程中受人為因素的影響比較大，缺乏風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)的科學(xué)理論依據(jù)，使得各地區(qū)間的投保人互相盲目攀比費(fèi)率，不僅影響了部分地區(qū)林農(nóng)的投保積極性，也影響了保險(xiǎn)公司順利開(kāi)展保險(xiǎn)業(yè)務(wù)。

與一般的保險(xiǎn)品種有所差異，森林保險(xiǎn)產(chǎn)品與森林所處區(qū)域的自然和社會(huì)條件密切相關(guān)。我國(guó)森林覆蓋廣闊，跨越熱帶、亞熱帶、溫帶及高原高寒氣候，不同地區(qū)的森林由于氣候不同，其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平也明顯不同，即使位于同一氣候帶，由于不同地區(qū)地理環(huán)境、植被類型、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式和災(zāi)害防御能力的差異，會(huì)直接導(dǎo)致森林災(zāi)害發(fā)生的頻率和造成的損失有所不同，這意味著森林保險(xiǎn)的費(fèi)率確定要考慮到地域差異，在森林火災(zāi)保險(xiǎn)的實(shí)施過(guò)程中，需要根據(jù)不同地區(qū)的具體風(fēng)險(xiǎn)狀況厘定科學(xué)的保費(fèi)率，而風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃是科學(xué)厘定保費(fèi)率的基礎(chǔ)，只有在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃環(huán)節(jié)充分考慮不同風(fēng)險(xiǎn)因素，體現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)的科學(xué)性，才能為科學(xué)保費(fèi)率厘定提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促進(jìn)保險(xiǎn)市場(chǎng)的發(fā)展。

二、研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)森林火災(zāi)保險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃研究較多，也較深入。如Erten等（Erten et al，2002）以土耳其Gallipoli半島為例，分別選取了植被類型、坡度、坡向、距道路的遠(yuǎn)近、距居民點(diǎn)遠(yuǎn)近等5項(xiàng)指標(biāo)，將各指標(biāo)分別標(biāo)準(zhǔn)化為（1-5）的等級(jí)指數(shù)，并采用加權(quán)平均的方法計(jì)算了最終的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，運(yùn)用ARC/GIS軟件，生成了研究區(qū)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖。Eskandari（2012）使用植被、坡度、坡向、海拔、森林與道路、居民點(diǎn)的距離變量對(duì)奈卡地區(qū)的森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)34%的森林具有高風(fēng)險(xiǎn)。Frouzan（2014）考慮了氣候變量（溫度、年降雨量），人為因素（與河流和農(nóng)場(chǎng)的距離），地理因素（坡度、海拔）等變量，并據(jù)此建立了風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型，通過(guò)ROC系數(shù)以及Hosmer-Lemeshow檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)與坡度、海拔、與農(nóng)場(chǎng)距離負(fù)相關(guān)。

國(guó)內(nèi)對(duì)森林火災(zāi)保險(xiǎn)的研究雖起步較晚，但成果頗多。如許東，代力民（2005）選取森林與道路、農(nóng)場(chǎng)、居民的距離等社會(huì)因子，森林坡度、坡向、海拔等地理因子，以及森林植被類型等森林本身因子，利用綜合遙感以及地理信系統(tǒng)技術(shù)以長(zhǎng)白山區(qū)的白河林業(yè)局為例對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃作了研究，使用ARCGIS軟件，得到白河林業(yè)局的森林火險(xiǎn)區(qū)劃圖；鄧歐等（2012）利用黑龍江省2000～2010年MODIS火燒跡地遙感數(shù)據(jù)集，選取年平均氣溫、年平均降水量等氣候因子，森林距居民點(diǎn)、道路距離等社會(huì)因子，地貌類型、海拔高度、坡度、坡向等地理因子，植被類型、植被覆蓋度等森林本身因子，在RS和GIS技術(shù)支持下構(gòu)建林火空間分布與林火影響因子間的空間Logistic林火風(fēng)險(xiǎn)模型，在較大時(shí)間尺度和省域空間尺度上進(jìn)行了森林火險(xiǎn)區(qū)劃研究。林志強(qiáng)，路紅亞（2013）選取降水、最高氣溫、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速、積雪日數(shù)和雷暴日數(shù)等氣象因子；高程、坡度和坡向等地理因子；植被類型和NDVI等植被因子及交通、人口、居住地等社會(huì)因子作為森林火險(xiǎn)的4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因子，采用指標(biāo)歸一法、層次分析法和加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)西藏地區(qū)森林火險(xiǎn)進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，按火險(xiǎn)等級(jí)將西藏地區(qū)分為低、較低、中、較高和高5類風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，利用2001～2012年西藏地區(qū)火情監(jiān)測(cè)公報(bào)的96個(gè)火點(diǎn)資料，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃進(jìn)行了評(píng)價(jià)對(duì)比。除采用影響因素對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行區(qū)劃外，也有學(xué)者直接采用森林火災(zāi)損失率進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，如冷慧卿、王珺（2011）通過(guò)對(duì)全國(guó)歷史森林火災(zāi)案例數(shù)據(jù)基于概率損失的統(tǒng)計(jì)分析，評(píng)估了各省森林火災(zāi)受害風(fēng)險(xiǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，研究發(fā)現(xiàn)不同的省份風(fēng)險(xiǎn)水平有較大的差異。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃方面研究已經(jīng)取得較為豐碩的成果，這為本文創(chuàng)造了良好的研究基礎(chǔ)。但是，現(xiàn)有研究在森林火災(zāi)最優(yōu)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃方案仍存在不足，具體表現(xiàn)在以下兩方面：首先，在分區(qū)致災(zāi)因子選取上，一般采用的都是自然因子，對(duì)經(jīng)濟(jì)以及森林過(guò)去災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因子考慮較少。而這恰恰是風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的基礎(chǔ)，事關(guān)整個(gè)研究的科學(xué)性；其次，在對(duì)數(shù)據(jù)的處理方面，將三維數(shù)據(jù)通過(guò)簡(jiǎn)單的平均法進(jìn)行降維處理，忽視了年際之間的風(fēng)險(xiǎn)變化，缺乏科學(xué)性。

本文通過(guò)建立我國(guó)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃指標(biāo)體系，進(jìn)行森林火災(zāi)保險(xiǎn)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)分區(qū)。

三、森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與區(qū)劃

（一）指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.指標(biāo)選取。森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)受多種因素的影響，總的包括氣象因素、經(jīng)濟(jì)因素、森林火災(zāi)損失因素、森林本身因素等四個(gè)方面。不同的影響因素對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的影響各有差異。具體來(lái)看：

氣象對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)有較大影響，一般情況下，年均降水量越大，則地區(qū)濕度越大，濕度越大森林火災(zāi)發(fā)生的可能性越小，與森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)；年均氣溫則與森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)程度正相關(guān)，年均氣溫越高，濕度越低，而且較高的溫度會(huì)降低木材的含水量，使得木材更加易燃，提高森林火災(zāi)發(fā)生的概率；風(fēng)速是決定森林火災(zāi)發(fā)生和蔓延速度的重要因素，風(fēng)速越大，則森林火災(zāi)蔓延速度越快，森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越大。相對(duì)濕度與森林火災(zāi)發(fā)生直接相關(guān)，相對(duì)濕度越大，森林火災(zāi)蔓延速度越慢，其火災(zāi)發(fā)生概率越小。

經(jīng)濟(jì)影響因素方面，以往的研究大多用的各省GDP指標(biāo)，但考慮到該指標(biāo)不能充分反映森林火災(zāi)造成的風(fēng)險(xiǎn)大小，本文改用能較高反映森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平的各省單位面積平均防火投資額，平均防火投資額越大，則火災(zāi)發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)越小，呈負(fù)相關(guān)。

森林本身影響因素方面，森林密度對(duì)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)影響程度較大，單位面積森林蓄積量越大，風(fēng)險(xiǎn)越大（王華麗，2011），此處用森林資源密度表示；森林覆蓋率越高，則風(fēng)險(xiǎn)暴露越大，相應(yīng)的受自然因素影響越大，單位森林面積林業(yè)產(chǎn)值影響森林火災(zāi)受損程度，單位森林面積林業(yè)產(chǎn)值越大，則發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)造成的損失越嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)越大。

在綜合考慮以上因素的情況下，選取以下指標(biāo)進(jìn)行森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃：

2.數(shù)據(jù)來(lái)源。本文所用到的數(shù)據(jù)主要分三個(gè)部分：一是中國(guó)氣象局統(tǒng)計(jì)的部分省份或地區(qū)1993～2013的年降水量、平均氣溫、濕度、風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)；二是中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)的部分省份或地區(qū)森林資源數(shù)據(jù)，包括各省森林面積、覆蓋率及1984年以來(lái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如森林火災(zāi)次數(shù)、火災(zāi)面積及受害森林面積；三是中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)的部分省份或地區(qū)1993年以來(lái)的歷次森林資源普查數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論與建議

從以上分析可以看出，我國(guó)不同地區(qū)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)存在明顯的不同。火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)是火災(zāi)費(fèi)率測(cè)算的基礎(chǔ)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的大小除上述的因素外，在具體的小區(qū)域內(nèi)受諸多因素的影響，如同一地區(qū)防火投資額分配是否均衡、交通的便利性、是否是潛在野營(yíng)地等。這些因素都會(huì)在不同程度上影響森林火災(zāi)的發(fā)生以及風(fēng)險(xiǎn)大小。

（一）森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)不同費(fèi)率應(yīng)有差異

本文是基于全國(guó)森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)劃，在一定程度上能說(shuō)明區(qū)域間風(fēng)險(xiǎn)的差異性，但在具體的費(fèi)率測(cè)算中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，如不同的氣溫、降水，尤其是防火投資額、防火配套措施等因素進(jìn)行具體分析，由于本文的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃尺度較大，不同省份之間由于防火意識(shí)、防火投入的不同會(huì)顯著影響森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)大小。因此，在實(shí)際中，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析。

（二）在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃基礎(chǔ)上保險(xiǎn)產(chǎn)品應(yīng)多樣化

目前，我國(guó)普遍實(shí)行保成本策略，但對(duì)于有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值或生態(tài)價(jià)值的森林應(yīng)采用靈活的保險(xiǎn)措施，對(duì)于高經(jīng)濟(jì)價(jià)值森林，應(yīng)適度提高保障額度，迎合需求，而對(duì)于生態(tài)價(jià)值較高的森林，應(yīng)采用防范火災(zāi)為主，保險(xiǎn)產(chǎn)品為輔的原則，充分保障其生態(tài)價(jià)值。

（三）急需提高補(bǔ)貼效率

森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)越大，災(zāi)害損失越嚴(yán)重，林農(nóng)對(duì)保險(xiǎn)需求越大，對(duì)補(bǔ)貼需求越強(qiáng)烈，自從2009年，我國(guó)開(kāi)始啟動(dòng)中央財(cái)政森林保險(xiǎn)保費(fèi)補(bǔ)貼試點(diǎn)工作以來(lái)，至今部分省（自治區(qū)）中央和地方的森林保險(xiǎn)保費(fèi)補(bǔ)貼比例合計(jì)已超過(guò)80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出全球農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)保費(fèi)補(bǔ)貼比例平均為44%的水平，但如此巨大的補(bǔ)貼比例，不僅使政府財(cái)政負(fù)擔(dān)過(guò)大，而且仍存在著農(nóng)戶參保意愿低，保險(xiǎn)經(jīng)營(yíng)機(jī)構(gòu)參與積極性低等問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：邵豹偉（1988-），男，漢族，河北邯鄲人，研究生在讀，就讀于：北京林業(yè)大學(xué)，研究方向：林業(yè)金融與森林保險(xiǎn)；秦濤（1982-），男，漢族，黑龍江密山人，就職于北京林業(yè)大學(xué)，博士、副教授，研究方向：林業(yè)金融理論。