区域自然灾害综合区划研究的现状与展望.docx

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区域自然灾害综合区划研究的现状与展望

第一章区域自然灾害综合区划研究的现状与展望

地理学是研究人地关系的学科。

自然地理学作为地理学的一个重要分支，是研究自然地理环境的组成、结构、功能、动态及其空间分异规律的学科。

自然区划作为自然地理学研究的主要内容之一，是根据自然地理环境及其组成成分发展的共同性、结构的相似性和自然地理过程的统一性，将地域划分为一定等级系统的系统研究方法（中国大百科全书出版社1990）。

通过对自然地域的相似性和差异性程度的认识，对其进行划分或合并的研究。

每一个划分出来的单位，其内部相似性逐渐增大（中国自然地理编辑委员会1985）。

自然区划为进行区域开发、安排生产建设、因地制宜制定农业发展战略提供科学依据，因而在现实中对生产有重大指导意义。

地球上的自然变异，包括人类与生物活动的诱发作用引起的自然变异，无时无地不在发生，当其变异强度给人类的生存和物质文明建设带来严重的危害时，即构成了自然灾害（马宗晋等1994）。

自然灾害严重威胁着人类的生存和发展，制约着人类社会物质文明和精神文明的进步，减轻自然灾害是人类长期奋斗的目标。

中国是世界上自然灾害发生频繁、灾害造成损失严重的少数国家之一。

其中洪涝、干旱、台风、风暴潮、地震、滑坡、泥石流、生物灾害及森林火灾等多种灾害发生频度高，分布范围广，因而对国家和人民生命财产造成重大损失（《中华人民共和国减轻自然灾害报告》编写组1993）。

开展自然灾害的研究，大力加强减灾工作，是我国走可持续发展道路的重要组成部分。

防灾减灾已被列为中国21世纪议程（1994）的重要议题。

自然灾害区划，是按照自然灾害在时间上的演替和空间上的分布规律，对其空间范围进行区域划分的过程。

自然灾害区划的结果是反映区域自然灾害差异性和一致性的图件和相关说明。

加强自然灾害综合区划的研究已被列为中国21世纪议程（1994）“防灾减灾”的行动之一，中国国际减灾十年委员会（1997）也在《中华人民共和国减灾规划（1998－2010年）》中将防灾减灾、加强区域自然灾害研究，进行自然灾害区划研究工作作为保障国民经济和社会发展的重要工作。

1区域自然灾害区划研究的内容及意义

1.1区域自然灾害区划研究的内容

区域自然灾害区划研究的内容主要包括以下方面：

区划目的：

区域自然灾害区划的目的主要有以下几个方面：

1、认识区域自然灾害发生发展的时空分布规律；2、认识区域自然灾害发生的类型、强度、造成的损失等基本问题；3、为区域防灾减灾工程建设提供科学依据；4、为协调人类与环境的关系，促进区域经济和环境协调持续发展提供理论依据。

区划原则：

区划原则是进行区划工作的基本指导准则。

遵从什么样的区划原则，便决定了能选择什么样的区划指标，采用什么样的区划方法和区划步骤，达到什么样的区划结果。

目前进行自然灾害区划的原则主要有：

主导因素原则、综合性原则、发生一致性原则、地域共轭原则。

区划指标：

刻划区域自然灾害的差异性和一致性特征的指标体系。

由于区域自然灾害种类多，作用机理复杂，因而用以刻划区域自然灾害的指标较多且杂，主要有单一指标和综合指标两大类。

区划方法：

是指遵循一定的区划原则，采用一个或多个区划指标，对以自然灾害为特征的区域进行划分的具体方法。

主要有“自上而下”和“自下而上”两种方法。

区划方案：

目前以多级区划方案为主。

1.2开展自然灾害区划研究的意义

摸清区域自然灾害发生发展的时空分异规律，高度总结和概括区域自然灾害规律，为制订区域综合减灾规划提供科学依据。

自然灾害综合区划研究的进展，与自然灾害研究水平相对应。

自然灾害区划研究在自然灾害研究中属于宏观层次的研究，是对区域自然灾害发生发展规律的综合认识。

这是因为，首先，人类通过定性描述、数理统计、案例分析等阶段的大量研究，积累了对于区域自然灾害现象、本质和形成机制的认识以及区划工作所必需的大量数据，这使得基于定量分析的区划研究有可能进行；其次，人类通过这些研究工作，特别是通过研究自然灾害与人类活动的相互关系，充分掌握自然灾害发生发展的时空规律，认识到减轻自然灾害对人类所带来的灾难性后果，有可能制订出人与自然协调发展的防灾减灾对策，为区域减灾提供科学基础。

表1-1为自然灾害研究内容与研究方法的对应关系。

表1-1：

自然灾害研究内容与方法

Tab.1-1:

ContentsandMethodsofNaturalDisasterResearch

层次

研究内容

研究方法

由

低

到

高

自然灾害现象

定性描述

自然灾害区域规律

数理统计分析

自然灾害形成机制

案例分析

区域防灾减灾战略

综合区划研究

2自然区划研究历史及现状

自然灾害区划研究的历史并不长，其自身发展的理论和方法也不完善。

由于自然灾害区划从本质上属于自然区划的范畴，因此，自然灾害区划的理论和方法主要借鉴于自然区划。

自然区划既是划分，又是合并。

根据地域分异规律可将等级高的自然区划单位划分成等级低的自然区划单位；又可根据区域共轭性原则将等级低的自然区划单位合并成等级高的自然区划单位。

这种自上而下地划分与自下而上地合并是互相补充的（中国大百科全书出版社1990）。

自然区划在各个特定历史时期所表现出来的区划目的、区划原则、区划指标、区划方法与区划方案，都是和各个时期自然地理学科发展水平和时代需要息息相关的。

我国从50年代起，开始掀起科学研究和为生产服务的高潮，自然地理学作为为大农业服务的基础学科，蓬勃地发展起来了。

自然区划在国内已有40余年的发展，形成了一套较成熟的方法和技术。

从50年代末至90年代初，开展了多次全国范围的自然区划（邓静中1963；全国农业区划委员会《中国综合农业区划》编写组1981；邓静中1982；全国农业区划委员会1984，1991；全国农业区划委员会中国农业资源与区划要览编委会1987），基本上沿循着“自然大区→自然区→自然小区”的自上而下划区的方法，以地带性与非地带性统一、综合因素与主导因素统一、发生学等为指导原则。

对于自然区划，一直存在着“区域区划”和“类型区划”的争论。

持“地域共轭性原则”者认为不存在“类型区划”，只有“区域区划”才算得上是真正的区划（任美锷1985）；主张“类型区划”者认为没有“地域共轭性原则”，同一个区域可以在空间上不连续地重复出现（黄秉维1959）。

自然区划有两个最重要的划区方法：

“自上而下（Top-Down）”与“自下而上（Bottom-Up）”。

在本世纪80年代以前，自然区划主要使用“自上而下”的方法，自80年代以后，由于土地类型研究的开展，逐渐重视使用“自下而上”的方法。

2.1自上而下自然区划

1959年，黄秉维（1959）领导制定的中国综合自然区划，结合地带性与非地带性规律，首先根据中国自然情况最主要的差异，将中国划分为东部季风区、蒙新高原区和青藏高原区；其次，根据活动温度总和为主要参考指标，在各区内划分出6个热量带和亚带；然后，根据土壤、植被和土地利用等方面的一致性和差异性，在各带内划分出湿润、半湿润、半干旱、干旱等18个地区；最后，划分出自然地带或亚地带28个，自然省90个。

在该区划中，“自然区→自然地区→自然省”和“热量带→自然地带”交错排列，充分体现了地带性与非地带性的统一。

该区划方案所确定的全国首先划分为三大自然区的观点至今仍为学术界所认可，不能不说该区划方案是我国自然区划的经典之作。

由中国科学院地理研究所经济地理研究室与农业部全国土壤普查办公室完成的全国农业现状区划（草案）（邓静中1963），以反映各地区土地利用和农业生产的现实特点原则，参照农业生产发展的自然经济条件，适当兼顾农业进一步发展的可能方向，将全国划分为北方旱地农业和养畜业区、南方水田农业和亚热带热带经济林区、西北旱地灌溉农业和放牧业区、青藏高寒农业和放牧业区等四个一级区。

主要的界线有：

锡林郭勒盟至乌鞘岭线、淮河秦岭线及青藏高原边缘线。

进入到80年代，我国又掀起了向科学进军的高潮。

与此同时，地理学也逐渐摆脱了苏联模式的困扰，开始吸收西方地理学者的观点和方法。

1980年，丘宝剑等（1980）提出农业气候区划方案，后又分别于1983年和1986年进行了修改（1983，1986）。

修改后的方案，主张将全国进行三级划分：

自然地区－气候带和亚带－气候地区。

气候带的划分采用了≥10℃年积温指标。

气候地区的划分则采用了降水量及时空分布的状况。

1983年，赵松乔（1983）提出了一个综合自然地理区划的新方案。

该方案明确了区划的原则为综合分析和主导因素相结合的原则、多级划分的原则以及主要为农业服务的原则。

该方案将区划级别定为：

自然大区（NaturalRealm）→自然地区（NaturalDivision）→自然区（NaturalRegion）→自然亚区（NaturalSub-region）→自然小区（NaturalArea）。

自上而下将全国划分为3个自然大区、7个自然地区和33个自然区。

首先根据最主要的地域差异，将全国划分为东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区，然后按水热组合情况分别将三大区划成若干个自然地区，充分体现了地带性规律在区划中的应用。

同时，在自然区、亚区、小区的划分上，充分考虑地貌、下垫面等非地带性因素的特点进行区划。

由于资料缺乏，自然小区区划工作在全国范围内未实施。

1985年，任美锷（1985）在一本专著《中国自然区划概要》中提出全国自然区划。

该区划将全国分为8个自然区，28个自然亚区，58个自然小区。

我国东部主要是由热量差异引起自然景观的差异，因此，根据热量带划分出四个区（东北、华北、华中和华南）；大兴安岭和长城以西的地区，由于水分差异较热量差异更重要，因此，按照水分的差异划分成内蒙区和西北区；西南地区由于具有热带性山原的植被和土壤，因此单独成区。

自然亚区和自然小区的划分，都按照综合分析所有因素，并寻求主要矛盾的原则进行。

2.2自下而上自然区划

土地科学形成于本世纪40年代，其中的土地类型学作为综合自然地理的重要部分，侧重研究土地的自然特征，并根据其特征进行分类研究、可利用性的评价分等（刘南威等　1993）。

自70年代中期以来，我国开展了全国性的土地类型调查工作。

“自下而上”自然区划工作的开展，是与土地类型研究的进展息息相关的。

已有学者从土地类型制图着手，在地市以至省级范围内由土地类型自下而上进行合并，最后得到自然区划的最低一级单位－自然小区。

“更低级区划单位（自然小区）则似可与全国土地类型划分工作相结合。

”（赵松乔等1979）。

余显芳（1986）在进行深圳市土地类型研究时提出：

区是自然区划和土地类型的联结单位，可以根据区划高级单位（自然省和自然州）的内部差异进行自上而下的划分，也可以根据土地类型单位的组合性逐级合并为区。

该文运用上下结合的方法，自下而上地进行了土地立地、土地单元、土地系统的三级划分，将深圳市划为8个区。

蔡运龙（1986；1990）在进行贵阳市和贵州省的自然区划时，认为，土地结构的相对一致性和差异性，地域共轭性是以自下而上合并进行自然区划的依据，以土地结构为根据划分自然区域，是在更大范围内自下而上进行自然区划的第一步。

该文还提出，自上而下分割的逻辑步骤需要有明晰的理论来演绎，在自然区划里即是发生学理论，而发生学理论目前还仅限于分析气候、地质构造和大地势地貌，因而只能用于大尺度地域分异的研究，在土地类型图基础上根据土地结构自下而上组合自然区域单元，可以较好地确定低级区划单位，也可以使较高级区划单位的界线更准确、更直观，可作为全国性自然区划在省级范围内的补充和延伸。

刘胤汉（1990；1980）指出，区划的最低级单位――自然小区是在土地类型的基础上产生的。

土地类型的自下而上合并，是由自然综合体个体→类型→结构→更高一级个体的循环上升过程。

在由简单土地类型→复杂土地类型→自然小区的合并过程中，必须遵循“垂直－水平地带性原则”及“土地类型的组成与结构原则”。

刘卫东（1994）在进行土地类型与组合自然区划研究时，也把由土地类型自下而上合并到自然小区的工作视为自然区划的先期工作。

根据土地类型的对比结构、空间结构及时间演替结构的分析，得出了综合这三方面的数据矩阵，运用聚类分析模型，定量地从下往上进行区域合并，得到江汉平原综合自然区划。

吴绍洪（1998）在论文中建议，在进行自然区划时，高级单位的划分采用自上而下的方法，低级单位的划分采用自下而上的方法。

2.3两种方法的实质与图示表述

陈传康等（1993）在论著中用图表（图1-1、1-2）生动地表达了“自上而下”与“自下而上”两种区划方法。

1）根据大尺度的地带性和非地带性分异划分热量带和大自然区（11：

热量带界限，12：

自然大区界限）；

2）热量带和大自然区互相叠置。

得出地区一级单位。

地区也可视为热量带内的高级省性分异单位；

3）根据地区内的带段性差异划分地带、亚地带；

4）根据地带、亚地带内的省性差异划分自然省；

5）自然省划分为自然州；

6）自然州划分为自然地理区。

图1-1：

自然区划等级系统逐级划分图式（引自陈传康等，1993）

Fig.1-1:

StepbyStepDivisionoftheHierarchySystemofNaturalRegionalization

A

B

C

D

E

A.划分出若干具体土地单位；B.对土地单位进行分类，区分出三种土地类型（○、╋、△）；C.去掉土地单位的具体界限，即为表示土地类型差别的景观图；D.根据土地类型的质和量的对比关系，即组合分布图式的地域差异，划分自然地理区（粗线条为自然地理区界线），同一种分布图式所占有的范围相当于一个自然地理区；E.去掉土地类型界线，即为自然地理区（I、II、III）。

图1-2：

根据土地类型的质和量对比关系自下而上划分自然地理区的方法图示

（引自陈传康等，1993）

Fig.1-2:

NaturalAreaCombinationwithBottom-UpMethod

byComparingtheQualityandQuantityofLandType

结合这两种区划方法的特点，本文认为：

自然小区作为承上启下的区域单元，可以将“自上而下”与“自下而上”两种区划方法结合起来，自然区划的原理由表1-2阐述：

表1-2：

自然区划原理简表

Tab.1-2:

PrincipleofNaturalGeographyRegionalization

原则

以地带性规律为主

以非地带性规律为主

方法

自上而下逐级划分

自下而上逐级合并

过程

自然大区→自然区→自然小区←景观类型←土地类型

步骤

③

④

②

①

尺度

全国←―――――――省或地区―――――――→相当于乡村

3自然灾害区划研究历史及现状

自然灾害区划研究的进展与灾害学的发展分不开。

1983年，在首届全国天文、地质、地震、气象相互关系学术讨论会上，专家们提出“灾害学”这门新学科（宋正海等　1993，1994）。

在此之前，对于自然灾害的系统研究较少。

常见的是地震、滑坡泥石流、暴雨洪水、干旱、地方病、森林火灾等各灾种的研究，多在地质、水文、气象、农业等部门进行。

有一些单灾种的区划方案提出，如顾庭敏等（1980）提出的“山东省旱涝气候区划”，用生长季（3－11月）干燥度K=E/P作为一级区划的依据，用春（3－5月）、初夏（6月）、盛夏（7－8月）、秋（9－10月）的旱涝指数DW=αE/P（1-σ）作为二级区划的依据，把山东省分为3个一级区14个二级区。

邹进上等（1987）提出的“中国暴雨区划”，利用全国实测和调查最大24h暴雨均值和极值分布为依据，使用聚类分析方法，从下往上划分，将全国划分为10个暴雨区4个暴雨副区。

值得提出的是，该方案讨论了在使用聚类方法明显不足之处，借助物理成因法或天气气候学方法，弥补聚类方法的不足。

随着自然灾害对人类生存和经济活动的负面影响越来越显得巨大，人类对自然灾害的研究也随着越来越投入。

学术界越来越认识到，简单的对自然灾害的定性描述和认识，已经不能有效地揭示自然灾害的发生发展规律，揭示自然灾害的时空分布格局，应该对自然灾害重新认识，加大对自然灾害基础理论的研究。

各专业部门、科学院和高校，都致力于建立和完善自然灾害数据库，以定量化的手段揭示自然灾害的内在规律，为认识自然灾害的机理与机制，为区域防灾减灾提供科学基础（王铮等1994；王静爱等1995a，1995b，1996，1997；曲国胜等1996）。

我国学者在最近20年来在自然灾害区划所开展工作，从单灾种、单指标发展到多灾种综合、多指标综合。

自然灾害区划使用的主要有“自上而下”和“自下而上”两种方法，其中，全国性的区划工作，均主要遵循灾害大区→灾害区→灾害小区的自上而下的划区过程，主要考虑的是地带性与非地带性的因素。

地方性的自然灾害区划，也有研究者进行“自下而上”的区划尝试（张丕远等1992；潘耀忠等1997；ZhangLanshengetc1995）。

地域共轭性原则认为，自然灾害区划得出的区域，作为独立的个体存在，具有鲜明的个性，不能在空间上重复，必须是连成一个整体的。

目前开展较多的是区域区划，典型的如“内蒙古自然致灾因子区划”（史培军等1992），“中国自然灾害地域组合类型及综合区划”（张丕远等1992），“湖南省农业自然灾害区划”（江命友等1993），“中国自然灾害区划”（ZhangLanshengetc1995），“中国自然灾害组合类型分区”（李炳元等1996），而“中国地震烈度区划图”（中国地震烈度区划图编委会1992）和“中国干旱－洪涝－地震灾害区划”（王劲峰等1996；WangJ.F.etc1997）可以作为当前类型区划的典型代表。

自然灾害区划指标是刻划自然灾害特征或属性的指标。

由于自然灾害种类的多样性和致灾因子作用于人类社会所表现出来的灾情复杂性，以及自然灾害学的不断发展与完善，目前提出的自然灾害指标多达数十种。

赵阿兴等（1993）提出灾度和灾损率的概念，分别作为刻划自然灾害损失绝对量和相对量的分级标准。

IanBurton等（1993）认为，应该从频率（Frequency）、持续期（Duration）、面积范围（ArealExtent）、起始速度（SpeedonOnset）、空间扩散（SpatialDispersion）和时间扩散（TemporalSpacing）等几个方面刻划极端致灾因子（ExtremeHazardousEvent）的程度（Magnitude）。

谢应齐等（1995）在进行云南省农业自然灾害区划时，用干旱、洪涝、低温霜冻、风雹和水土流失等灾害指数加权，合成“综合农业自然灾害指数”，作为区划的基本指标。

许飞琼（1996）将其概括为以下几个类别：

灾因统计（如干旱、洪涝、地震等各种灾种及亚灾种的分类）、灾害统计（如地震震级、烈度、暴雨量、干旱持续天数等）、灾损统计（如作物减产量、人员伤亡数、财产损失金额等）、减灾统计（如减灾筹集的资金、减灾工程措施投资、减灾社会经济效益等）、补偿统计（如政府救灾拨款、救灾粮食、保险赔款数额等）。

吕昌河（1998）在进行黄河流域灾害环境的区域划分时，分别根据不同的判别指标，首先对土地退化灾害、干旱洪涝和洪泛灾害、暴雨地质灾害、地震灾害，进行等级划分，然后再在综合各指标的基础上进行合并和综合取舍，最后确定分区方案。

史培军（1996；1991）撰文指出：

区域灾害系统是由孕灾环境、致灾因子和承灾体共同组成的地球表层变异系统，灾情是这个系统中各子系统相互作用的产物。

区域灾害系统论的基本理论体系见图1-3。

由框图可以看出，该理论体系对自然灾害的要素、分析评价指标、风险、脆弱性和稳定性都进行了概括，提出把灾害区划工作作为制定区域减灾对策的基础和前提。

3.1自上而下自然灾害区划

1987年，联合国成立了“国际减灾十年委员会（IDNDR）”，明确了把自然灾害研究和减灾防灾研究作为本世纪最后十年的重要议题。

1989年，我国响应联合国号召，相应成立了IDNDR中国委员会。

此后，我国学术界对这一领域的研究力度逐渐加大。

自然灾害数据库的建立，自然灾害损失统计的探讨，区域自然灾害发生发展规律的研究，自然灾害系统概念的逐步深化，都为进行自然灾害区划，制订区域防灾减灾战略提供了理论基础和方法依据，与此同时，自然灾害单项和综合区划工作日渐增多。

中国地震烈度区划图编委会（1992）在建国后曾三次提出中国地震烈度区划图。

其中第三版（1990年）采用了50年超越概率10%的风险水平，对全国3万多个网格点进行概率计算，编成＜VI、VI、VII、VIII、≥IX等五级烈度区划图。

王汝正等（1993）选择四川省内七个主要自然灾害的自然强度参数，得到原始矩阵，经变换为模糊等价关系矩阵，用模糊聚类方法得到四川省自然灾害区划方案，将四川省分为川东和川西两个自然灾害大区，并进而划分为5个区。

王铮等（1995）选择农业歉收度S，运用模糊动态聚类方法进行分析，将全国划分为北域（东北区、华北区）、南域（江淮区、湘赣桂区、东南沿海区、西南区）、西域（西北区、青藏高原区、中内蒙区）、过渡带域（陕北区、晋陕区、东内蒙区）和海域（台湾区、南海区）共5个自然灾害域。

此外，单灾种的区划如“中国气象灾害综合区划”（冯丽文等1994），根据气象灾害的季节特点，提出了春夏秋冬四季的区划。

此外，还如“中国泥石流危险度区划图”（唐邦兴等1992）的完成等。

史培军等（1992）在分析了内蒙古自然致灾因子的空间群聚性和时间群发性特征后，根据孕灾环境稳定度、致灾因子多度和强度分等分级，将内蒙古自然致灾因子划分为4个一级区和16个二级区。

江命友等（1993）在对湖南省各县灾害指标数据进行聚类分析时，首先根据该地区自然灾害的东西分异格局，将其划分为东西两个一级区，然后再分别对各区进行二级划分，得到5个二级区和21个三级区。

马宗晋等（1994）在进行全国综合自然灾害区划时，从我国的地质构造背景、地貌轮廓、气候和生物分布状况以及社会背景等因素分析我国自然灾害发生的环境与背景认为，大的构造、地貌因素是影响我国自然灾害空间分布的最主要因素。

据此，按南北向的贺兰山－龙门山和东西向的秦岭－昆仑山将中国分为4个一级灾害区，然后又用阴山－天山、南岭、大兴安岭－太行山－武陵山将这4个一级区进一步划分为12个二级灾害区。

李炳元等（1996）通过分析自然灾害类型、致灾因子和灾害等级区域的分异规律，认为各灾种的灾害程度与地貌条件有着密切的联系，根据主导自然灾害类型组合的相似性和差异性进行分区。

其中一级区主要以孕灾环境和自然灾害类型宏观区域组合进行划分，将全国划分为东部季风平原山地重度灾害大区、西北干旱高中山盆地中度灾害大区和青藏高寒山原轻度灾害大区，又根据致灾因子强度及灾情程度划出12个二级灾害区。

3.2自下而上自然灾害区划

由于进行自下而上自然灾害区划需要大量的自然灾害统计数据，因而只有在积累了一定量的灾害数据后，才有可能进行自下而上的区划，目前，有在省级或地市级尺度上从灾害最小基本单元入手进行自下而上合并划区的工作。

张丕远等（1992）根据中国各主要自然灾害的地域分异规律、自然灾害类型的地域组合及其危害程度的相似性和差异性，得到全国总计45个自然灾害组合类型区。

然后依照各类型区内主导自然灾害的一致性和差异性，将这45个类型区合并为7个区域。

张兰生等（ZhangLanshengetc1995）采用由7个指标构成的综合指数，运用聚类方法，将全国2365个县级区域及海洋区域划分为海区、东南沿海区、东部区、中部区、西北区和青藏高原区等6个区，26个亚区和93个小区。

潘耀忠等（1997