开发河岸侵蚀敏感性指数:一种切实可行的方法,用于揭示孟加拉国沿海地区的脆弱性程度
《Geosystems and Geoenvironment》:Developing a riverbank erosion susceptibility index: A pragmatic approach to reveal the level of vulnerability in coastal Bangladesh
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时间:2025年09月19日
来源:Geosystems and Geoenvironment CS4.7
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本研究开发新型河流侵蚀脆弱性指数(RESI),整合暴露、敏感性、适应力、恢复力及灵敏度五大维度34项指标,评估Bangladesh泰珠穆尔 Upazila 三个Union的河流侵蚀脆弱性。结果显示Chadpur Union最脆弱(得分0.47),主要因高侵蚀频率、密集人口及资产损失;Shambupur(0.36)和Chanchra(0.29)次之。模型通过历史遥感数据验证,敏感性分析显示不同权重不影响Union排名。建议加强基础设施、金融支持及生计多样化以降低脆弱性。
### 河岸侵蚀脆弱性指数(RESI):评估孟加拉国河岸社区脆弱性的新方法
河岸侵蚀是孟加拉国沿河岸社区面临的主要自然灾害之一,对当地居民的生活和生计造成了严重影响。由于该国特殊的地理环境,包括广阔的河网、季节性洪水和频繁的侵蚀现象,这种自然现象对社会和经济的威胁尤为显著。本研究开发了一种新的河岸侵蚀脆弱性指数(Riverbank Erosion Susceptibility Index, RESI),旨在量化评估社区对河岸侵蚀的脆弱性。通过结合五项核心维度——暴露度、脆弱性、敏感性、适应能力和韧性,以及34个与当地情况相关的指标,RESI为理解河岸侵蚀的影响提供了一个系统性的框架。
#### 河岸侵蚀的背景与影响
孟加拉国位于南亚的三角洲地区,其地理特征决定了河岸侵蚀成为一种普遍且严重的问题。该国的河流系统复杂,包括许多支流和主干河流,其中一些河流来自印度,另一些来自缅甸。这种河流网络不仅带来了丰富的水资源,也增加了河岸侵蚀的风险。特别是在孟加拉国的河口地区,由于河流的沉积物负荷高,水流量大,河岸侵蚀尤为严重。每年,这些河流输送约11亿吨沉积物,导致河岸不断变化和迁移。
河岸侵蚀对社区的影响是多方面的,包括土地和资产的损失、人口的频繁迁移以及经济活动的中断。在孟加拉国,超过30%的居民居住在靠近河岸的地区,这使得他们更容易受到侵蚀的威胁。此外,河岸侵蚀还对农业生产和粮食安全造成严重影响。由于许多家庭依赖河岸农业,侵蚀导致的土地流失直接威胁到他们的生计。同时,由于缺乏防护措施,社区在面对侵蚀时的恢复能力有限,这进一步加剧了他们的脆弱性。
#### RESI的构建与方法
RESI模型的构建基于现有的脆弱性评估框架,但其重点在于河岸侵蚀这一特定的自然威胁。该模型包括五个核心维度:暴露度、脆弱性、敏感性、适应能力和韧性。每个维度下又细分了多个子指标,以全面评估社区对河岸侵蚀的脆弱性。
**暴露度**:评估社区是否位于侵蚀高风险区域。这包括侵蚀频率、受影响家庭数量、家庭成员是否因侵蚀受伤或失去资产等指标。在研究的三个地区中,Chadpur Union的暴露度最高,表明该地区受到侵蚀的影响最为显著。
**脆弱性**:衡量社区在侵蚀发生时是否容易受到伤害。这涉及土地使用方式、家庭是否依赖河岸农业以及是否经历土地流失等指标。Chadpur Union的脆弱性得分最高,说明其社区在面对侵蚀时更容易受到冲击。
**敏感性**:反映社区在侵蚀后对基本需求(如健康、粮食和水资源)的敏感程度。这一维度包括健康设施的可及性、饮用水的可获得性、粮食生产下降和人口结构等因素。Chadpur Union的敏感性得分也最高,表明其居民在侵蚀后更难维持基本生活。
**适应能力**:评估社区是否有能力采取措施减少侵蚀的影响。这包括对早期预警系统的了解、对侵蚀控制技术的掌握以及是否有防护结构等。Shambupur Union的适应能力得分相对较高,但仍然存在明显的不足。
**韧性**:衡量社区在侵蚀发生后恢复的能力。这涉及社会支持网络、政府支持、信息获取能力和教育发展水平。Shambupur Union的韧性得分最高,表明其在面对侵蚀时有更强的恢复能力。
RESI的评分范围从-1(最具有韧性)到+1(最脆弱),其中较高的正分表明社区对侵蚀的脆弱性更高。在本研究中,Chadpur Union的RESI得分为0.47,表明其最脆弱;其次是Shambupur Union(0.36)和Chanchra Union(0.29)。这些得分通过历史遥感分析和敏感性测试进行了验证,结果表明无论采用等权重、专家权重还是主成分分析(PCA)权重,三个地区的排名均保持一致,说明模型具有较强的稳健性。
#### RESI的实施与验证
为了构建RESI,研究团队进行了混合方法的数据收集,包括家庭问卷调查、焦点小组讨论、关键信息人访谈和实地观察。研究覆盖了三个地区:Chadpur、Shambupur和Chanchra,这些地区均受到河岸侵蚀的严重影响。在数据收集过程中,研究人员与当地社区领导和联合理事会合作,确保所有受影响的家庭都被纳入调查范围。问卷设计涵盖了家庭人口统计、暴露度、脆弱性、敏感性、适应能力和韧性等多个方面。
在数据处理方面,研究团队采用了标准化和加权的方法,以确保各个指标的可比性。对于二元指标(如“家庭是否遭受过侵蚀”),将“是”赋值为1,“否”赋值为0。对于连续指标(如“家庭距离河岸的距离”),则将其标准化为0到1之间的值。通过这种方式,所有指标都被整合到一个统一的评估框架中。
此外,研究团队还对不同权重方案进行了敏感性分析,以验证模型的稳健性。在等权重、专家权重和PCA权重三种方案下,三个地区的排名均保持一致,表明RESI的构建方法在不同权重设定下都能提供一致的脆弱性评估结果。这一结果对于政策制定者来说具有重要意义,因为它表明RESI可以作为一个可靠的工具,用于识别高风险地区并分配资源。
#### 结果分析
研究结果显示,Chadpur Union的RESI得分为0.47,是三个地区中最脆弱的。这一高得分反映了该地区频繁的侵蚀事件、高人口密度、土地和资产的大量损失以及人口的频繁迁移。Shambupur Union的得分次之(0.36),Chanchra Union的得分最低(0.29)。然而,尽管Chanchra Union的得分较低,其居民仍然面临严峻的挑战,如缺乏基础设施、有限的财务资源和社会支持系统。
在暴露度方面,Chadpur Union的得分最高(0.774),表明该地区最容易受到侵蚀的影响。Shambupur和Chanchra的暴露度得分分别为0.672和0.687,表明这两个地区的侵蚀风险也较高。然而,Shambupur的暴露度略低于Chadpur,但其脆弱性得分更高,这可能与其农业活动高度依赖河岸有关。
在敏感性方面,Chadpur Union的得分最高(0.549),主要由于其居民在健康、水资源和粮食安全方面面临较大的挑战。Chanchra和Shambupur的敏感性得分分别为0.478和0.499,表明这两个地区的居民也面临一定的敏感性问题,但程度较低。
适应能力方面,三个地区的得分均较低,表明社区在应对侵蚀时缺乏足够的资源和措施。Shambupur Union的适应能力得分最低(0.281),这可能与其对侵蚀控制技术的了解不足和防护设施缺乏有关。Chanchra Union的适应能力得分略高(0.331),但仍需进一步改进。
在韧性方面,Shambupur Union的得分最高(0.365),表明其社区在面对侵蚀时具有较强的恢复能力。这可能与其较强的政府支持和社区成员的技能水平有关。Chadpur和Chanchra的韧性得分较低,表明这两个地区的社区在面对侵蚀时恢复能力有限。
#### RESI的创新与优势
RESI模型的一个重要创新在于其专注于河岸侵蚀这一特定的自然威胁,而不是泛泛地评估所有气候相关灾害。这使得RESI能够更精确地识别侵蚀对社区的脆弱性影响。相比之下,传统的脆弱性指数(如LVI-IPCC)通常将多个灾害因素综合在一起,可能掩盖了特定灾害的主导作用。
此外,RESI模型的构建方法简单且透明,使得政策制定者能够更容易地理解和应用该模型。在传统的脆弱性评估中,复杂的公式和难以解释的指标可能导致结果的误解。而RESI通过将脆弱性分解为五个独立的维度,提供了更清晰的评估框架。
#### 潜在的局限性与未来研究方向
尽管RESI模型在评估河岸侵蚀脆弱性方面具有创新性和实用性,但它仍然存在一些局限性。首先,模型的准确性依赖于数据的可用性和质量。在一些沿海地区,数据可能不完整或过时,这可能影响模型的可靠性。未来的研究可以考虑收集更详细和更新的数据,以提高模型的准确性。
其次,RESI模型采用了等权重的方法,这可能无法准确反映各个维度的相对重要性。未来的研究可以探索不同的权重方案,如专家权重或统计权重,以更精确地评估各个因素的影响。
最后,RESI模型的适用性主要基于孟加拉国的特定地理和经济条件。将其推广到其他地区可能需要对指标和权重进行调整。未来的研究可以测试RESI在不同地理和地质条件下的适用性,并与现有的脆弱性指数进行比较,以进一步优化模型。
#### 结论
本研究开发的RESI模型为评估河岸侵蚀对社区的脆弱性提供了一个新的工具。通过整合暴露度、脆弱性、敏感性、适应能力和韧性五个维度,该模型能够全面反映侵蚀对社区的影响。研究结果表明,Chadpur Union是最脆弱的地区,其次是Shambupur Union和Chanchra Union。这些结果不仅有助于识别高风险地区,也为政策制定者提供了有针对性的干预建议,如加强防护结构、改善对受影响社区的金融和技术支持,以及推动生计多样化策略。
RESI模型的稳健性得到了历史遥感数据的验证,表明其能够准确捕捉侵蚀风险的地理分布。此外,模型的构建方法简单透明,便于理解和应用。虽然模型存在一些局限性,但其创新性和实用性使其成为一种有价值的工具,可用于指导政策制定和资源分配。
未来的研究可以进一步优化RESI模型,探索不同的权重方案,并将其应用于其他地区。同时,结合长期数据和动态模型,可以更全面地评估侵蚀风险的变化趋势,从而为应对气候变化和自然灾害提供更科学的依据。通过持续的监测和改进,RESI有望成为一种有效的工具,帮助全球范围内的政策制定者更好地理解和应对河岸侵蚀带来的挑战。
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