《Journal of Hydrology: Regional Studies》:Changes and driving factors of compound droughts in China based on the soil-atmosphere compound drought index
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本研究通過混合方法社區參與,分析家庭洪水適應性行為的驅動因素,發現過去適應行為是當前行為的主要預測因子,并揭示認知重構對系統性適應的影響,為改進社會水文學模型提供實證依據。
彼得·坎斯特拉(Peter Kamstra)| 尼古拉斯·哈里根(Nicholas Harrigan)| 布萊恩·R·庫克(Brian R. Cook)
墨爾本大學地理、地球與大氣科學學院,澳大利亞維多利亞州卡爾頓市布維里街1/221號,郵編3073
引言
由于氣候變化和洪泛區的持續城市化,全球洪水風險正在增加(Liu等人,2025年),水文學家認識到需要在洪水風險適應策略和建模中考慮人類行為的影響(Riaux等人,2023年)。這一認識促使水文學中誕生了一個新的分支學科——“社會水文學”(Sivapalan等人,2012年)。社會水文學不同于水文社會學和水文經濟學,因為它認為人類行為與物理水系統密不可分(Pande和Sivapalan,2017年)。盡管在社會水文學研究中,通過重新概念化人類與洪水的關系(Di Baldassarre等人,2013年)、建模人類行為(Viglione等人,2014年;Perera等人,2025年)以及在基于代理的模型中模擬人類行為(Aerts,2020年;Haer等人,2017年)等方面取得了進展,但將驅動適應行為的人類行為因素完全納入洪水風險適應策略和建模的工作仍遠未完成(Aerts等人,2018年)。我們使用“適應行為”一詞來指代家庭為防止新的或預期中的洪水負面影響而采取的結構性調整、非結構性規避措施以及應急準備行為(Poussin等人,2014年;Bubeck等人,2012a;Grothmann和Reusswig,2006年;Kreibich等人,2005年;Kuhlicke等人,2020年)。為明確起見,我們用“適應措施”一詞來統稱家庭實施的這些適應行為。
正如Massuel等人(2018年)所指出的,社會水文學研究往往將人類行為簡化為人與水之間的模型化互動,并將其納入計算框架。在社會水文學中,人類行為被定義為個人和家庭通過適應措施有意應對洪水風險的能力(Yu,2020年)。這涵蓋了影響人們如何解讀、評估和應對洪水風險的認知、經驗和行為因素。從水文學的角度來看,人類行為在適應過程中的作用目前被置于科學之后(Riaux等人,2023年)。也就是說,權威的科學發現被傳達給易受洪水影響的家庭,被視為促進適應的途徑。因此,在社會水文學的背景下,與易受洪水影響家庭的社區互動僅限于提高他們的洪水風險意識(Bodoque等人,2019年),或向他們傳達水文學家(即專家)關于應考慮的“硬性”結構性和“軟性”非結構性適應措施的建議(Perera等人,2025年)。在本研究中,所討論的結構性和非結構性適應措施被定義為“財產級洪水風險適應措施”(PLFRA),以保持社會水文學討論的一致性(Davids等人,2023年;Attems等人,2020a;Attems等人,2020b)。
假設向易受洪水影響的家庭傳達洪水風險信息(例如PLFRA措施)會影響他們采取適應措施的做法,這反映了災害風險管理(DRR)領域中一種根深蒂固的行為改變理論——即“知識缺口模型”(Hansen等人,2003年)。與Riaux等人(2023年)描述的“教育缺口”類似,知識缺口模型認為公眾存在“知識缺口”,并且提高對洪水風險的認識會促使人們按照專家或政府的偏好采取行動(例如采取適應措施)。盡管多次研究表明風險溝通的持久影響有限(McEwen等人,2018年;Uscher-Pines等人,2012年),但這一理論仍然是社區參與洪水風險管理(FRM)的標準做法的基礎(Riaux等人,2023年)。十多年來,洪水風險研究人員一直呼吁采用更加參與式的社區參與方法(Tambal等人,2024年;Thaler和Seebauer,2019年;Seebauer等人,2019年;Begg等人,2017年),以避免形式化的參與方式(Arnstein,1969年)。
本研究提供了基于實地社區的參與對適應措施實施影響的實證證據。此外,我們通過回歸建模解釋了影響適應行為的驅動因素,從而說明將這些因素納入社會水文學建模可以更準確地反映人類行為(Aerts等人,2018年;Yu等人,2022年)。這是通過詳細記錄參與者在長期、有意義的社區參與過程中采取的適應措施來實現的。有意義的參與強調與易受洪水影響的家庭進行開放對話(Freire,1968年;Cook和Overpeck,2019年),以此為中心來理解影響家庭適應行為的認知、經驗和行為因素(即人類行為)。通過對話和反思,有意義的參與旨在激發“主動反思”,這一過程結合了對個人經驗的自我審視和對先前風險決策的重新評估(Cook等人,2024年)。通過與易受洪水影響的家庭進行長期和對話式的互動,本研究產生了新的實證觀察結果,這些結果可用于完善社會水文學模型中關于人類行為的假設和模擬(Yu等人,2016年;Yu等人,2022年)。在這項探索性研究中,初步參與后4-6個月會進行后續交流。
初步參與采用了混合方法的定量調查和定性訪談工具(Edmeades等人,2010年),引導參與者進行關于風險的批判性自我反思(Mezirow,1998年;Fleming,2018年)。所有互動都由受過培訓的研究助理執行(Kammoora等人,2024年),以確保信息傳遞的一致性,并能夠對影響適應措施實施的各個因素進行可靠的統計分析。定量數據測量了參與者之前的適應措施和洪水風險經歷,而定性問題則促使進一步的反思和澄清。后續參與同樣使用定量-定性調查-訪談工具,以衡量初步參與后出現的適應措施。這種方法回應了社會水文學領域對于能夠準確反映人類行為(即家庭實際采取的適應措施)的洪水風險適應策略的需求(Pande和Sivapalan,2017年;Yu等人,2022年),并為測量實踐中的適應措施提供了新的社會科學研究方法(Xu等人,2018年)。
研究結果基于對所有641份后續參與訪談記錄的回歸分析和路徑分析,這些記錄包含了多個控制變量、“家庭洪水風險概況”的關鍵預測因素以及之前的適應措施,旨在探索哪些因素能夠預測適應行為。這種方法使研究保持在社會水文學研究的實證主義傳統基礎上(Pande和Sivapalan,2017年;Sivapalan等人,2012年),同時也實證地捕捉了人類行為的各個方面(Lane等人,2011a;Lane等人,2011b)。這意味著本研究的結果不僅適用于澳大利亞墨爾本地區的洪水風險適應問題,也具有普遍性,適用于其他面臨日益增加的洪水風險的城市地區。
本研究首先簡要回顧了家庭洪水風險適應背景下的洪水風險管理,解釋并論證了我們的參與方法(詳細參與協議見附錄1)。然后介紹了家庭洪水風險適應的相關概念,為比較1)實際中的適應措施和2)下游傳達的PLFRA措施提供了基礎(Attems等人,2020c)。接下來概述了研究設計、數據收集工具和混合方法分析。對驅動適應機制的可靠統計分析之后,詳細描述了參與者實施的適應措施。回歸分析表明,之前的適應措施是后續適應的最強預測因素。定性分析顯示,參與者認為較少的努力和更容易實現的適應措施會促成更多、通常規模更大的結構性適應。這些發現表明,實現更有效的洪水風險適應策略和社會水文學模型中的人類行為建模的途徑是將之前的適應措施納入模型設計。此外,社區參與而非僅僅提高意識的風險溝通也被證明是促進洪水風險適應“行為溢出”的有效方式,從而應對全球范圍內氣候變化和城市化帶來的日益增加的風險。
洪水風險管理簡史
直到20世紀90年代,洪水管理主要依賴公共資金支持的結構性防護措施,如防洪墻、泵站、水壩和堤壩(Tempels和Hartmann,2014年;Wescoat等人,2003年)。然而,公共資金的減少(Thaler和Priest,2014年;Joseph等人,2015a)、對更頻繁洪水事件的預測(Begg,2018年;Whitfield,2012年),以及擔心易受洪水影響的居民可能依賴公共補償計劃(Kunreuther,2006年)等因素,促使洪水管理方式發生了轉變。
案例研究地點
本研究中的易受洪水影響的家庭樣本來自墨爾本市金斯頓和達賓市所有位于年超越概率1%(1% AEP)區域的房產:根據墨爾本水務局(Melbourne Water)的計算機建模,這些房產在任何一年遭遇洪水的概率為1%(Melbourne Water,2015年)。選擇這些區域是因為它們的規模相似(金斯頓163,000人,達賓155,000人)(澳大利亞統計局,2021年)。
人口統計
略超過一半(n = 358人)的參與者為女性(56%),267人(42%)為男性,另有16人(2%)自認為是跨性別者、雙性人或不愿指定性別(附錄2)。大多數參與者(31%)年齡在65歲以上(n = 199人),另有21%(n = 137人)年齡在35-44歲之間。剩余的48%年齡在45-64歲之間(n = 235人)或35歲以下(n = 64人)。
家庭洪水風險適應實踐
本研究采用基于實地社區的參與方法,與易受洪水影響的家庭互動,以生成關于實際采取的適應措施類型的缺失實證證據(Kuhlicke等人,2020年),并量化哪些因素能夠預測適應行為。通過讓參與者可視化并反思他們的洪水暴露情況,這種有意義的參與方式提供了Grothmann和Reusswig(2006年)所描述的“認知重新評估”機制。
結論
本研究通過將重點從適應意圖和感知轉向實際采取的、經過實證驗證的適應措施,推進了社會水文學研究。這樣做提供了一個罕見的行為數據集,有助于改進社會水文學模型對人類行為的描述。研究表明,實踐中適應洪水風險的人類行為是一個漸進的、受過去經驗影響的過程。
CRediT作者貢獻聲明
彼得·坎斯特拉(Peter Kamstra):撰寫——審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、監督、軟件使用、資源管理、方法論設計、調查實施、數據分析、概念化。
尼古拉斯·哈里根(Nicholas Harrigan):撰寫——審稿與編輯、可視化、驗證、軟件使用、調查實施、數據分析、概念化。
布萊恩·R·庫克(Brian R. Cook):撰寫——審稿與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、監督、方法論設計。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的利益沖突或個人關系可能影響本文的研究結果。
致謝
我們衷心感謝早期職業研究人員Ruby Kammoora(RK)和Katrina Phan(KP)的貢獻,他們的工作支持了主題編碼的概念開發和實施。同時,我們也非常感謝達賓和金斯頓社區以及我們的社區合作伙伴,他們慷慨分享了時間和見解,為這項研究提供了支持。