《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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本研究通过混合方法社区参与,分析家庭洪水适应性行为的驱动因素,发现过去适应行为是当前行为的主要预测因子,并揭示认知重构对系统性适应的影响,为改进社会水文学模型提供实证依据。
彼得·坎斯特拉(Peter Kamstra)| 尼古拉斯·哈里根(Nicholas Harrigan)| 布莱恩·R·库克(Brian R. Cook)
墨尔本大学地理、地球与大气科学学院,澳大利亚维多利亚州卡尔顿市布维里街1/221号,邮编3073
引言
由于气候变化和洪泛区的持续城市化,全球洪水风险正在增加(Liu等人,2025年),水文学家认识到需要在洪水风险适应策略和建模中考虑人类行为的影响(Riaux等人,2023年)。这一认识促使水文学中诞生了一个新的分支学科——“社会水文学”(Sivapalan等人,2012年)。社会水文学不同于水文社会学和水文经济学,因为它认为人类行为与物理水系统密不可分(Pande和Sivapalan,2017年)。尽管在社会水文学研究中,通过重新概念化人类与洪水的关系(Di Baldassarre等人,2013年)、建模人类行为(Viglione等人,2014年;Perera等人,2025年)以及在基于代理的模型中模拟人类行为(Aerts,2020年;Haer等人,2017年)等方面取得了进展,但将驱动适应行为的人类行为因素完全纳入洪水风险适应策略和建模的工作仍远未完成(Aerts等人,2018年)。我们使用“适应行为”一词来指代家庭为防止新的或预期中的洪水负面影响而采取的结构性调整、非结构性规避措施以及应急准备行为(Poussin等人,2014年;Bubeck等人,2012a;Grothmann和Reusswig,2006年;Kreibich等人,2005年;Kuhlicke等人,2020年)。为明确起见,我们用“适应措施”一词来统称家庭实施的这些适应行为。
正如Massuel等人(2018年)所指出的,社会水文学研究往往将人类行为简化为人与水之间的模型化互动,并将其纳入计算框架。在社会水文学中,人类行为被定义为个人和家庭通过适应措施有意应对洪水风险的能力(Yu,2020年)。这涵盖了影响人们如何解读、评估和应对洪水风险的认知、经验和行为因素。从水文学的角度来看,人类行为在适应过程中的作用目前被置于科学之后(Riaux等人,2023年)。也就是说,权威的科学发现被传达给易受洪水影响的家庭,被视为促进适应的途径。因此,在社会水文学的背景下,与易受洪水影响家庭的社区互动仅限于提高他们的洪水风险意识(Bodoque等人,2019年),或向他们传达水文学家(即专家)关于应考虑的“硬性”结构性和“软性”非结构性适应措施的建议(Perera等人,2025年)。在本研究中,所讨论的结构性和非结构性适应措施被定义为“财产级洪水风险适应措施”(PLFRA),以保持社会水文学讨论的一致性(Davids等人,2023年;Attems等人,2020a;Attems等人,2020b)。
假设向易受洪水影响的家庭传达洪水风险信息(例如PLFRA措施)会影响他们采取适应措施的做法,这反映了灾害风险管理(DRR)领域中一种根深蒂固的行为改变理论——即“知识缺口模型”(Hansen等人,2003年)。与Riaux等人(2023年)描述的“教育缺口”类似,知识缺口模型认为公众存在“知识缺口”,并且提高对洪水风险的认识会促使人们按照专家或政府的偏好采取行动(例如采取适应措施)。尽管多次研究表明风险沟通的持久影响有限(McEwen等人,2018年;Uscher-Pines等人,2012年),但这一理论仍然是社区参与洪水风险管理(FRM)的标准做法的基础(Riaux等人,2023年)。十多年来,洪水风险研究人员一直呼吁采用更加参与式的社区参与方法(Tambal等人,2024年;Thaler和Seebauer,2019年;Seebauer等人,2019年;Begg等人,2017年),以避免形式化的参与方式(Arnstein,1969年)。
本研究提供了基于实地社区的参与对适应措施实施影响的实证证据。此外,我们通过回归建模解释了影响适应行为的驱动因素,从而说明将这些因素纳入社会水文学建模可以更准确地反映人类行为(Aerts等人,2018年;Yu等人,2022年)。这是通过详细记录参与者在长期、有意义的社区参与过程中采取的适应措施来实现的。有意义的参与强调与易受洪水影响的家庭进行开放对话(Freire,1968年;Cook和Overpeck,2019年),以此为中心来理解影响家庭适应行为的认知、经验和行为因素(即人类行为)。通过对话和反思,有意义的参与旨在激发“主动反思”,这一过程结合了对个人经验的自我审视和对先前风险决策的重新评估(Cook等人,2024年)。通过与易受洪水影响的家庭进行长期和对话式的互动,本研究产生了新的实证观察结果,这些结果可用于完善社会水文学模型中关于人类行为的假设和模拟(Yu等人,2016年;Yu等人,2022年)。在这项探索性研究中,初步参与后4-6个月会进行后续交流。
初步参与采用了混合方法的定量调查和定性访谈工具(Edmeades等人,2010年),引导参与者进行关于风险的批判性自我反思(Mezirow,1998年;Fleming,2018年)。所有互动都由受过培训的研究助理执行(Kammoora等人,2024年),以确保信息传递的一致性,并能够对影响适应措施实施的各个因素进行可靠的统计分析。定量数据测量了参与者之前的适应措施和洪水风险经历,而定性问题则促使进一步的反思和澄清。后续参与同样使用定量-定性调查-访谈工具,以衡量初步参与后出现的适应措施。这种方法回应了社会水文学领域对于能够准确反映人类行为(即家庭实际采取的适应措施)的洪水风险适应策略的需求(Pande和Sivapalan,2017年;Yu等人,2022年),并为测量实践中的适应措施提供了新的社会科学研究方法(Xu等人,2018年)。
研究结果基于对所有641份后续参与访谈记录的回归分析和路径分析,这些记录包含了多个控制变量、“家庭洪水风险概况”的关键预测因素以及之前的适应措施,旨在探索哪些因素能够预测适应行为。这种方法使研究保持在社会水文学研究的实证主义传统基础上(Pande和Sivapalan,2017年;Sivapalan等人,2012年),同时也实证地捕捉了人类行为的各个方面(Lane等人,2011a;Lane等人,2011b)。这意味着本研究的结果不仅适用于澳大利亚墨尔本地区的洪水风险适应问题,也具有普遍性,适用于其他面临日益增加的洪水风险的城市地区。
本研究首先简要回顾了家庭洪水风险适应背景下的洪水风险管理,解释并论证了我们的参与方法(详细参与协议见附录1)。然后介绍了家庭洪水风险适应的相关概念,为比较1)实际中的适应措施和2)下游传达的PLFRA措施提供了基础(Attems等人,2020c)。接下来概述了研究设计、数据收集工具和混合方法分析。对驱动适应机制的可靠统计分析之后,详细描述了参与者实施的适应措施。回归分析表明,之前的适应措施是后续适应的最强预测因素。定性分析显示,参与者认为较少的努力和更容易实现的适应措施会促成更多、通常规模更大的结构性适应。这些发现表明,实现更有效的洪水风险适应策略和社会水文学模型中的人类行为建模的途径是将之前的适应措施纳入模型设计。此外,社区参与而非仅仅提高意识的风险沟通也被证明是促进洪水风险适应“行为溢出”的有效方式,从而应对全球范围内气候变化和城市化带来的日益增加的风险。
洪水风险管理简史
直到20世纪90年代,洪水管理主要依赖公共资金支持的结构性防护措施,如防洪墙、泵站、水坝和堤坝(Tempels和Hartmann,2014年;Wescoat等人,2003年)。然而,公共资金的减少(Thaler和Priest,2014年;Joseph等人,2015a)、对更频繁洪水事件的预测(Begg,2018年;Whitfield,2012年),以及担心易受洪水影响的居民可能依赖公共补偿计划(Kunreuther,2006年)等因素,促使洪水管理方式发生了转变。
案例研究地点
本研究中的易受洪水影响的家庭样本来自墨尔本市金斯顿和达宾市所有位于年超越概率1%(1% AEP)区域的房产:根据墨尔本水务局(Melbourne Water)的计算机建模,这些房产在任何一年遭遇洪水的概率为1%(Melbourne Water,2015年)。选择这些区域是因为它们的规模相似(金斯顿163,000人,达宾155,000人)(澳大利亚统计局,2021年)。
人口统计
略超过一半(n = 358人)的参与者为女性(56%),267人(42%)为男性,另有16人(2%)自认为是跨性别者、双性人或不愿指定性别(附录2)。大多数参与者(31%)年龄在65岁以上(n = 199人),另有21%(n = 137人)年龄在35-44岁之间。剩余的48%年龄在45-64岁之间(n = 235人)或35岁以下(n = 64人)。
家庭洪水风险适应实践
本研究采用基于实地社区的参与方法,与易受洪水影响的家庭互动,以生成关于实际采取的适应措施类型的缺失实证证据(Kuhlicke等人,2020年),并量化哪些因素能够预测适应行为。通过让参与者可视化并反思他们的洪水暴露情况,这种有意义的参与方式提供了Grothmann和Reusswig(2006年)所描述的“认知重新评估”机制。
结论
本研究通过将重点从适应意图和感知转向实际采取的、经过实证验证的适应措施,推进了社会水文学研究。这样做提供了一个罕见的行为数据集,有助于改进社会水文学模型对人类行为的描述。研究表明,实践中适应洪水风险的人类行为是一个渐进的、受过去经验影响的过程。
CRediT作者贡献声明
彼得·坎斯特拉(Peter Kamstra):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、方法论设计、调查实施、数据分析、概念化。
尼古拉斯·哈里根(Nicholas Harrigan):撰写——审稿与编辑、可视化、验证、软件使用、调查实施、数据分析、概念化。
布莱恩·R·库克(Brian R. Cook):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、方法论设计。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们衷心感谢早期职业研究人员Ruby Kammoora(RK)和Katrina Phan(KP)的贡献,他们的工作支持了主题编码的概念开发和实施。同时,我们也非常感谢达宾和金斯顿社区以及我们的社区合作伙伴,他们慷慨分享了时间和见解,为这项研究提供了支持。