《Environmental Science & Policy》:A subnational social vulnerability index for use in drought decision support systems
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安哥拉市級(jí)社會(huì)脆弱性指數(shù)(SVI)開發(fā)及干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究,基于衛(wèi)星、人口普查及健康數(shù)據(jù)等多源信息,采用等權(quán)重與專家賦權(quán)兩種方法構(gòu)建SVI,揭示脆弱性空間異質(zhì)性,發(fā)現(xiàn)最脆弱市鎮(zhèn)(Belas、Belize、Calandula)與最不脆弱市鎮(zhèn)(Cuito、Luanda、Longonjo)呈非聚類分布,為精準(zhǔn)決策提供支持。
Md Sariful Islam|Yusuke Kuwayama|Dara Entekhabi|Katlyn M. Turner|Catherine Lu|Felipe Munoz Castillo|Zolana Joao|Vangiliya Filipe Pereira|Osvaldo Porto|Luciano Lupedia|Ivandro Rodrigues|Danielle Wood
美國(guó)馬薩諸塞理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室空間賦能研究小組,劍橋,馬薩諸塞州
摘要
安哥拉極易受到氣候?yàn)?zāi)害及其相關(guān)沖擊的影響,長(zhǎng)期干旱事件對(duì)該國(guó)造成了嚴(yán)重影響。有效應(yīng)對(duì)干旱的政策需要一套指標(biāo)來衡量社會(huì)脆弱性的多個(gè)維度,并比較不同地區(qū)的相對(duì)脆弱性。在本文中,我們提出了針對(duì)干旱的社會(huì)脆弱性指數(shù)(SVIs),這些指數(shù)作為更大范圍干旱決策支持系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。這些指數(shù)基于多種數(shù)據(jù)來源,包括衛(wèi)星地球觀測(cè)數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計(jì)和健康調(diào)查數(shù)據(jù)以及國(guó)家普查數(shù)據(jù),并采用兩種不同的加權(quán)方法進(jìn)行計(jì)算。我們的研究結(jié)果顯示,安哥拉各市鎮(zhèn)的脆弱性普遍存在,且脆弱程度存在顯著差異。最脆弱的市鎮(zhèn)包括Belize、Belas和Calandula,而最不脆弱的市鎮(zhèn)則是Cuito、Luanda和Longonjo。研究結(jié)果還表明,最脆弱和最不脆弱的市鎮(zhèn)并未集中分布,這突顯了在市鎮(zhèn)層面而非省級(jí)層面評(píng)估脆弱性的重要性。
引言
災(zāi)害研究越來越多地關(guān)注脆弱性的測(cè)量,聯(lián)合國(guó)減災(zāi)辦公室將脆弱性定義為“由增加個(gè)人、社區(qū)、資產(chǎn)或系統(tǒng)對(duì)災(zāi)害影響敏感性的因素或過程所決定的條件”(UNDRR, 2016)。影響脆弱性的因素和過程可能是物理的、環(huán)境的或社會(huì)經(jīng)濟(jì)的。最近對(duì)氣候變化和極端氣候影響的評(píng)估越來越關(guān)注社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。此外,現(xiàn)有的概念框架認(rèn)為脆弱性是暴露度、敏感性和適應(yīng)氣候變化能力的函數(shù)(IPCC, 2007),盡管最近的一些定義將暴露度與脆弱性區(qū)分開來,將脆弱性視為社區(qū)的內(nèi)部屬性,獨(dú)立于物理事件(IPCC, 2014; IPCC, 2022; Sharma和Ravindranath, 2019)。
社會(huì)(或社會(huì)經(jīng)濟(jì))脆弱性指數(shù)(SVIs)是分析脆弱性最常用的方法(Anderson等人,2019;Aroca-Jiménez等人,2020;Bakkensen等人,2017),并且已經(jīng)為各種自然災(zāi)害開發(fā)了這些指數(shù)。SVIs通過聚合多個(gè)社會(huì)指標(biāo)來計(jì)算出一個(gè)數(shù)值,從而衡量特定地點(diǎn)人們的脆弱性。從政策角度來看,SVIs具有吸引力,因?yàn)樗鼈兲峁┝诉B續(xù)的脆弱性測(cè)量,并允許根據(jù)不同的分析和測(cè)量單位進(jìn)行調(diào)整。Biswas和Nautiyal(2023)、Mah等人(2023)以及Spielman等人(2020)對(duì)SVI的最新應(yīng)用進(jìn)行了全面回顧。de Sherbinin等人(2019)和Painter等人(2024)則研究了SVI在自然災(zāi)害和氣候變化脆弱性評(píng)估中的應(yīng)用。
在本文中,我們提出了一個(gè)針對(duì)干旱的SVI,作為更廣泛的干旱決策支持系統(tǒng)(DDSS)的輸入數(shù)據(jù)。我們?yōu)榘哺缋珖?guó)計(jì)算了這個(gè)SVI的值。選擇安哥拉作為研究區(qū)域是因?yàn)樵擁?xiàng)目是由安哥拉國(guó)家空間計(jì)劃(GGPEN)的政府領(lǐng)導(dǎo)提出的。從學(xué)術(shù)角度來看,安哥拉值得研究,因?yàn)樵搰?guó)極易受到氣候?yàn)?zāi)害及其相關(guān)沖擊的影響,近年來長(zhǎng)期干旱事件對(duì)其造成了嚴(yán)重影響,并且干旱條件和社會(huì)脆弱性的驅(qū)動(dòng)因素在地區(qū)間存在顯著差異。雖然一些先前的研究遵循政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)將脆弱性分為暴露度、敏感性和適應(yīng)能力三個(gè)組成部分的定義(Murthy等人,2015;Vargas和Paneque,2017),但我們采取了更具體的部門視角(Ahmadalipour和Moradkhani,2018;Ahsan和Warner,2014;Malakar和Mishra,2017;Naumann等人,2014),定義了六個(gè)組成部分——農(nóng)業(yè)、人口、經(jīng)濟(jì)、健康、物理和社會(huì),并為安哥拉的每個(gè)市鎮(zhèn)計(jì)算了這些組成部分的值。除了提出一個(gè)平等重視這六個(gè)組成部分的SVI估計(jì)值外,我們還根據(jù)專家意見計(jì)算了一個(gè)按不同權(quán)重分配這些組成部分的SVI。這項(xiàng)工作是美國(guó)研究人員與安哥拉多個(gè)政府機(jī)構(gòu)合作的成果,旨在確保DDSS對(duì)決策具有相關(guān)性和可操作性。
我們的論文對(duì)干旱脆弱性研究文獻(xiàn)做出了三項(xiàng)主要貢獻(xiàn),我們?cè)诒?中進(jìn)行了總結(jié)。首先,我們?cè)谑墟?zhèn)層面計(jì)算了SVI,并獲得了安哥拉幾乎所有市鎮(zhèn)的數(shù)值;大多數(shù)現(xiàn)有的基于非洲數(shù)據(jù)的SVI都是在國(guó)家層面(Ahmadalipour和Moradkhani,2018;Naumann等人,2014;Vincent,2004)或僅針對(duì)國(guó)家內(nèi)特定社區(qū)(Limones等人,2020;Luetkemeier和Liehr,2018;Sullivan等人,2003)來衡量脆弱性的。世界其他地區(qū)的研究使用次國(guó)家級(jí)尺度來評(píng)估干旱的社會(huì)經(jīng)濟(jì)脆弱性。例如,Li和Jiang(2024)在中國(guó)縣級(jí)層面評(píng)估了干旱的社會(huì)脆弱性(Li和Jiang,2024),這相當(dāng)于安哥拉的市鎮(zhèn)層面;而Serkendiz等人(2023)在土耳其省級(jí)層面評(píng)估了農(nóng)業(yè)干旱的脆弱性(Serkendiz等人,2023)。在更細(xì)分的層面上獲得的SVI值可以幫助決策者更好地針對(duì)干旱救濟(jì)和韌性措施。其次,我們?cè)谝粋(gè)包含遙感數(shù)據(jù)的更廣泛的DDSS框架內(nèi)設(shè)計(jì)了SVI。通過實(shí)施環(huán)境-脆弱性-決策-技術(shù)(EVDT)系統(tǒng)工程框架(Reid等人,2019;Wood等人,2025),我們展示了如何將關(guān)注社會(huì)脆弱性維度的SVI與高頻率和空間分辨率的環(huán)境數(shù)據(jù)相結(jié)合,以支持決策(Wood等人,2024;Turner等人,2024)。最后,我們描述了如何通過采用基于專家意見的加權(quán)方案來更好地反映決策者的目標(biāo)和需求。這三項(xiàng)貢獻(xiàn)旨在解決現(xiàn)有干旱脆弱性評(píng)估的不足之處,包括無法捕捉局部尺度上的脆弱性變化、指數(shù)加權(quán)方法缺乏透明度,以及與預(yù)防和管理干旱風(fēng)險(xiǎn)選項(xiàng)的規(guī)劃和優(yōu)先級(jí)制定缺乏相關(guān)性等問題(Dhawale等人,2024;González Tánago等人,2016;Hagenlocher等人,2019)。
章節(jié)摘錄
背景
南部非洲的干旱對(duì)人類產(chǎn)生了重大影響,因?yàn)楫?dāng)?shù)卮蟛糠秩丝谝蕾囎越o農(nóng)業(yè)和游牧生活方式(Limones等人,2020;Lourenco等人,2023;Piemontese等人,2024)。此外,由于地形差異,干旱狀況在地區(qū)間存在差異,有些地區(qū)幾乎不受干旱影響,而其他地區(qū)則面臨嚴(yán)重的水資源短缺(Lourenco等人,2023;Luetkemeier等人,2017)。
SVI指數(shù)計(jì)算
我們采用了以往研究中開發(fā)SVI的方法,定義了多個(gè)脆弱性組成部分,每個(gè)組成部分又包含若干具體的子組成部分(我們稱之為指標(biāo)),這些指標(biāo)是可以測(cè)量的。為了將指標(biāo)的值合并為一個(gè)綜合數(shù)值,我們需要對(duì)它們進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于指標(biāo)的測(cè)量尺度可能差異很大,我們?cè)诰酆现皶?huì)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化。
各指標(biāo)的分布
我們的最終指數(shù)基于在市鎮(zhèn)層面測(cè)量的20個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境指標(biāo)。表4展示了這些指標(biāo)的描述性統(tǒng)計(jì)信息。這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示了兩個(gè)重要特征:首先,安哥拉的人類發(fā)展關(guān)鍵指標(biāo)顯著低于全球平均水平;其次,許多指標(biāo)在不同市鎮(zhèn)之間的變化很大。
討論
我們SVI開發(fā)過程中的一個(gè)關(guān)鍵方面是安哥拉利益相關(guān)者的參與。
結(jié)論
本研究開發(fā)了一個(gè)全面的安哥拉市鎮(zhèn)層面的社會(huì)脆弱性指數(shù)(SVI),使用了來自多種來源的數(shù)據(jù),包括遙感數(shù)據(jù)、人口普查數(shù)據(jù)以及人口統(tǒng)計(jì)和健康調(diào)查數(shù)據(jù)。研究結(jié)果揭示了安哥拉各市鎮(zhèn)普遍存在的脆弱性以及脆弱程度的顯著差異。一些最脆弱的市鎮(zhèn)包括Belas、Belize和Calandula,而最不脆弱的市鎮(zhèn)則是Longonjo、Cuito等。
CRediT作者貢獻(xiàn)聲明
Md Sariful Islam:撰寫初稿、審稿與編輯、方法論設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、可視化。Yusuke Kuwayama:撰寫初稿、審稿與編輯、項(xiàng)目監(jiān)督、方法論設(shè)計(jì)、資金獲取、數(shù)據(jù)分析。Dara Entekhabi:審稿與編輯、資金獲取。Katlyn Turner:概念構(gòu)思、撰寫與編輯。Catherine Lu:撰寫與編輯。Felipe Munoz Castillo:撰寫初稿。
資金支持
本研究得到了NASA Earth Action計(jì)劃的資助(#80NSSC22K1136)。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的可能會(huì)影響本文所述工作的財(cái)務(wù)利益沖突或個(gè)人關(guān)系。
致謝
作者感謝Tanya Kreutzer Sayyed提供的優(yōu)秀研究協(xié)助,以及Mike Toman提出的寶貴意見和建議。