基于鄉鎮尺度的旱災風險區劃研究
——以貴州播州區為例

孫 偉，張保國，，于 捷，史利利

（1.貴州省水利科學研究院防災與節水研究所，貴州 貴陽 550002；2.華北水利水電大學水利學院，河南 鄭州 450046）

全球變暖背景下，季風氣候的不穩定性加劇，使我國干旱災害頻繁發生。據自然災害損失統計，氣象災害損失占全部自然災害損失的70%以上，而旱災損失占氣象災害損失的50%左右[1]。貴州省屬于典型的季風氣候脆弱區[2]，干旱災害頻發，影響程度深、范圍廣、損失大。如，2009—2010 年特大干旱中1.57×106hm2農作物受旱災影響，695.22萬人、503.36萬頭牲畜發生了臨時飲水困難。貴州省的防旱抗旱工作以鄉鎮為最小行政單元開展[3]，將風險區劃單元進一步延伸至鄉鎮，可為防旱抗旱工作高效開展提供科學依據。

干旱災害風險區劃是被動抗旱向主動抗旱轉變的有效手段之一，對防旱抗旱具有重要意義[4]。災害風險形成理論全面、客觀地表征了干旱災害風險形成機理[5]，被廣泛應用于干旱災害風險區劃[6]。一些學者基于自然災害風險理論，利用地形地貌、社會經濟和旱情旱災等數據對研究區進行干旱災害風險區劃，為其研究區防旱抗旱工作提供科學依據[7-9]。因目前未形成較為統一的旱災風險區劃指標體系，需根據研究區特點建立風險區劃模型[10]。吳志勇等[11]提出旱災風險區劃工作需明確最小區劃單元，以便于區劃成果的應用。王慧彥等[12]基于危險性和脆弱性，選取人口密度等指標，對河北省灤縣各鄉鎮進行干旱災害風險區劃。尚小寧等[13]選取植被覆蓋度等指標，構建了以致災因子、成災環境、承災體和防災減災能力為區劃因子的干旱災害風險評估模型，得到以鄉鎮為區劃單元的陜西省涇陽縣干旱災害風險區劃圖。張前東等[14]基于自然災害風險理論，選取降水量等指標，建立農業干旱災害風險評價模型，對山東省濟南市長清區進行干旱災害風險區劃。前人基于鄉鎮尺度的干旱災害風險區劃研究主要集中在我國北方地區，且研究區域地勢相對平坦、社會經濟發展和人口分布較為均衡[15]。由于我國西南地區地形復雜且干旱災害風險程度高[16]，需在前人研究的基礎上進一步考慮地形條件對干旱災害風險的影響。

貴州省遵義市播州區是第一次全國自然災害綜合風險普查工作的試點之一，也是貴州喀斯特地貌發育最典型的縣區之一。本研究以播州區為例，在當前旱災風險區劃研究的基礎上，分析和遴選旱災風險代表性評價指標，構建以鄉鎮為區劃單元的旱災風險區劃模型，開展旱災風險區劃研究。通過該研究，為當地開展抗旱規劃和干旱災害防御相關工作提供科學依據，也為類似喀斯特山區鄉鎮尺度干旱災害風險區劃提供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

播州區隸屬于貴州省遵義市，位于貴州省北部，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，耕地面積6.29×104hm2，其中旱地占69.10%。轄區為山區地形地貌，巖溶較為發育，地表崎嶇破碎，河流河谷深切，地表滲漏嚴重，水資源分布與經濟社會發展、人口分布不相匹配[17]。因季風不穩定，季節性缺水問題頻現，干旱災害頻發，旱災在農作物遭受的自然災害中占46%，有“三年一小旱，五年一大旱”的特點[18]。播州區共轄5 個街道，17 個鎮和2 個鄉。本研究以農村地區為評估區劃的重點，將播州區的5 個街道作為一個區劃單元，共計20 個區劃單元。研究區概況，如圖1所示。

圖1 研究區概況

1.2 數據來源

本研究的主要基礎數據及其來源記述如下：地形數據（GDEMV3 30M 分辨率數字高程模型）來源于中國科學院計算機網絡信息中心地理空間數據云（http：//www.gscloud.cn）；2020 年土地利用遙感監測數據來源于中國科學院地理科學與資源研究所資源環境科學與數據中心（http：//www.resdc.cn）；各鄉鎮年降水量數據為《中華人民共和國政區大典貴州省卷上》所記載的年平均降水量數據[19]；農村集中供水率為遵義市農村飲水安全工程運行管護現狀摸排成果；耕地有效灌溉率為貴州省干旱災害致災調查延伸到鄉鎮的成果；鄉鎮常住人口來源于播州區第七次全國人口普查公報；各鄉鎮年糧食總產量、農村常住居民人均可支配收入、農業從業人員數量、公共財政預算收入和鄉鎮面積等數據從播州年鑒中獲取；各鄉鎮常住人口中農業人口比重由農業從業人員數量和常住人口計算得到[20]。

2 研究方法

2.1 因子指標體系構建

基于自然災害風險形成理論，從危險性、脆弱性、暴露性和抗旱減災能力4 個因子出發[21]，選取10個指標，構建鄉鎮尺度干旱災害風險區劃指標體系，詳見表1。各指標的權重利用專家打分法得到。

表1 干旱災害風險區劃指標體系

根據多年平均降水量越多對旱災形成所做的貢獻越小的原則，評價干旱災害危險性[12]。選取林草覆蓋率評價涵養水源能力。播州區地表崎嶇破碎，地形起伏程度和地表崎嶇程度影響水資源利用率和取水難易程度，選取地形綜合指數評價復雜地形背景。因土地利用條件相差較大，選取耕地率、旱地比綜合評價耕地暴露性和耕地易損性。因不同鄉鎮產業發展現狀不同，選取農業人口比重評價人口暴露性。抗旱減災能力是指承災體對旱災的抵御和恢復能力。播州區不同鄉鎮間的鄉鎮政府財政實力和農民收入水平相差較大，選取人均公共財政預算收入、農民人均可支配收入作為評價指標。農業和農村是鄉鎮水利建設的短板，選取農村集中供水率、耕地有效灌溉率評價鄉鎮水利發展水平。

2.2 指標規范化

干旱災害風險區劃指標體系涉及多個領域，為消除不同評價指標間量綱差異、縮小同一指標不同鄉鎮歸一化值的差距，參考和借鑒喀斯特地區農業干旱災害研究[22]，采用下式進行規范化處理：

正向指標計算公式為：

負向指標計算公式為：

式中：Yi為指標層規范化值；Xi為指標數據；Xmax和Xmin分別為指標的最大值和最小值。

2.3 干旱災害風險區劃模型

基于自然災害風險理論，建立旱災風險區劃模型：

式中：R為干旱災害風險度；QH為危險性；QE為脆弱性；QD為暴露性；QM為抗旱減災能力；WH、WE、WD、WM分別為權重系數，且WH+WE+WD+WM=1；Q為準則層因子；i為指標層個數；wi為指標層的權重。

3 結果與分析

對20 個區劃單元通過等分法將各指標規范化值和影響因子分為5 級（旱災影響指標空間分布如圖2所示，旱災影響因子空間分布如圖3所示），以便旱災的評價指標和影響因子間進行比較。

圖2 旱災影響指標空間分布

圖3 旱災影響因子空間分布

由圖2可以看出，林草覆蓋率較低的8個鄉鎮地形綜合指數較高，旱地占比較高。圖3（a）為分位數法對各鄉鎮年平均降水量歸一化值劃分等級，播州區危險性高的鄉鎮主要分布在東部、南部和西部：烏江鎮、泮水鎮、西坪鎮和鐵廠鎮危險性最高，石板鎮、三岔鎮、茍江鎮和尚嵇鎮危險性最低。通過與《遵義縣志（1978—2007）》所記載的歷史特旱鄉鎮對比可以發現，83%的歷史特旱鄉鎮的危險性處于中高及以上水平。多年平均降水量較好地反映了歷史特旱鄉鎮的分布規律，可以反映干旱災害危險性。由圖3（b）可以看出，脆弱性整體西高東低、南高北低：新民鎮、泮水鎮、楓香鎮和平正鄉的脆弱性最高，5 個街道、三岔鎮、龍坪鎮和團溪鎮的脆弱性最低。由圖3（c）可以看出，暴露性高的鄉鎮主要分布在東部和西部：石板鎮、西坪鎮、平正鄉和洪關鄉暴露性最高，5 個街道、三岔鎮、茍江鎮和團溪鎮的暴露性最低。由圖3（d）可以看出，抗旱減災能力低的地區主要分布在東部、南部和西部：石板鎮、茅栗鎮、西坪鎮和平正鄉抗旱減災能力最低，5 個街道、鴨溪鎮、茍江鎮和尚嵇鎮抗旱減災能力高。由圖3（b）—（d）可以發現，脆弱性低的鄉鎮暴露性較低，抗旱減災能力較高，反映了播州區的社會經濟布局：地形條件好的鄉鎮社會經濟布局較為集中，農業占比較小。地形條件好的鄉鎮社會經濟和水利事業發展較快，其抗旱減災能力較強。

播州區干旱災害風險區劃，如圖4所示。由圖4可以看出，干旱災害風險較高的地區主要分布在東北部、南部和西部。其中，烏江鎮、西坪鎮、洪關鄉和平正鄉為高風險區，石板鎮、泮水鎮、楓香鎮和樂山鎮為中高風險區，以上鄉鎮為抗旱減災的重點；鐵廠鎮、茅栗鎮、三合鎮和馬蹄鎮為中風險區；龍坪鎮、三岔鎮、新民鎮和鴨溪鎮為中低風險區；5 個街道、團溪鎮、茍江鎮和尚嵇鎮為低風險區。不難發現，低風險區的地形條件較好，農業人口比重、旱地占比較低，人均公共財政預算收入、耕地有效灌溉率較高，干旱災害風險影響因子均處于較低水平。對比圖2和圖4，可知林草覆蓋率較低的鄉鎮地形條件較差（不考慮石漠化），旱地占比較高，干旱災害風險較高。

圖4 干旱災害風險區劃

根據《遵義縣志（1978—2007）》所記載的自然災害資料[23]，東部的西坪鎮、團溪鎮和鐵廠鎮，南部的烏江鎮、三合鎮和尚嵇鎮，以及西部的平正鄉、洪關鄉、泮水鎮、馬蹄鎮和楓香鎮為歷史特旱鄉鎮，差異主要是近年來社會經濟水平和水利發展不均衡造成的。團溪鎮和尚嵇鎮的地形條件較好，社會經濟發展較快，農業人口比重、旱地占比較低，人均公共財政預算收入、耕地有效灌溉率較高，干旱災害風險影響因子均處于較低水平，故而干旱災害風險低。石板鎮雖地形條件較好，但耕地率和旱地占比較高，農業人口比重高，農村集中供水率低，暴露性高，抗旱減災能力低，干旱災害風險較高。因此，地形條件好是干旱災害風險低的必要條件。綜上，本次區劃結果較好地反映了播州區干旱災害風險現狀，可為防旱抗旱工作高效開展提供科學依據。同時，本研究方法和思路可為類似喀斯特地區鄉鎮單元干旱災害風險區劃提供借鑒和參考。

4 結論

（1）多年平均降水量較好地反映了歷史特旱鄉鎮的分布規律，可以反映干旱災害危險性。

（2）在喀斯特山區，林草覆蓋率低的鄉鎮地形條件較差，旱地占比較高，干旱災害風險一般較高。

（3）地形條件好是干旱災害風險低的必要條件。