基于复合脆弱性指数(CVI)方法的坦桑尼亚姆特瓦拉市议会沿海社区热带气旋脆弱性评估

《Frontiers in Climate》:Assessment of tropical cyclone vulnerability of coastal communities in Mtwara Municipal Council, Tanzania: a Composite Vulnerability Index approach

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月23日 来源:Frontiers in Climate 3.9

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  沿海社区在坦桑尼亚姆特瓦拉市议会面临日益增加的热带气旋风险,然而其多维脆弱性尚未被量化。本研究采用2007年政府间气候变化专门委员会框架,整合暴露度、敏感性和适应能力三个组成部分,对热带气旋脆弱性进行了评估。研究人员将来自姆特瓦拉市议会范围内随机生成的调查地点

  
沿海社区在坦桑尼亚姆特瓦拉市议会面临日益增加的热带气旋风险,然而其多维脆弱性尚未被量化。本研究采用2007年政府间气候变化专门委员会框架,整合暴露度、敏感性和适应能力三个组成部分,对热带气旋脆弱性进行了评估。研究人员将来自姆特瓦拉市议会范围内随机生成的调查地点所选取的100户家庭的一手数据与2025年12月的遥感和地理空间数据相结合。共77项指标经过转换、归一化并在主题组内聚合,以推导出暴露度、敏感性和适应能力子指数以及复合脆弱性指数(CVI)。该市镇记录到中等总体脆弱性(CVI=0.472),包括高暴露度(E=0.639)、中等敏感性(S=0.377)和高适应能力(AC=0.601)。脆弱性特征表现为强烈的物理和社会文化暴露度,以及在教育、就业和粮食安全方面的敏感性,这部分被报告的气候意识、信息获取及其他适应能力条件所缓和。研究结果为市镇土地利用规划、预警通信、疏散规划、生计多样化和有针对性的韧性投资提供了支持。该市镇层面的评估为灾害管理、韧性规划和应急准备提供了基线。
一、研究背景与研究意义
热带气旋结合了破坏性大风、强降雨和风暴潮,能在暴露的沿海地区造成严重的人员和经济损失。尽管历史上坦桑尼亚遭受的气旋登陆次数少于马达加斯加和莫桑比克,但近期影响其南部海岸的事件和警报加剧了对姆特瓦拉市的担忧。该市镇的低洼沿海环境、海岸线聚落、依赖海洋的生计以及基础设施缺陷,为气旋灾害转化为重大社会经济损失创造了途径。气候预测表明,随着海洋热含量上升,3至5级强气旋的比例可能增加。2019年的气旋肯尼斯影响了坦桑尼亚-莫桑比克边境地区,而2024年5月的气旋希达亚在姆特瓦拉带来了99毫米降水。这些事件证明有必要对坦桑尼亚南部沿海新兴的气旋脆弱性进行更密切的评估。
此前坦桑尼亚的研究可分为三类:一是关注气象行为、预测和生物物理影响的气旋灾害研究,但未在市镇尺度整合家庭条件和适应能力;二是强调缓发灾害的国家脆弱性与粮食安全评估,对地方气旋规划的实用性有限;三是缺乏将家庭社会经济状况与高分辨率地理空间指标结合于基于IPCC的市镇级复合脆弱性指数(CVI)中的公开评估。因此,本研究旨在为坦桑尼亚南部沿海的姆特瓦拉市提供一个本地整合的市镇级基线评估。
二、主要关键技术方法
研究人员采用了复合脆弱性指数(CVI)方法,遵循IPCC关于脆弱性是暴露度、敏感性和适应能力函数的定义。数据来源包括:2025年12月对姆特瓦拉市议会内随机生成的100个调查点进行的横断面半结构化家庭问卷调查,以及2025年12月的遥感与地理空间数据。从美国地质调查局数字高程模型提取海拔和坡度,从2025年12月2日云量小于3%、空间分辨率10米的Sentinel-2影像导出归一化植被指数(NDVI)和土地覆盖。其他地理空间图层来自可用的最新2025年资料。所有空间数据集均投影至WGS 1984 UTM Zone 37S,裁剪至同一市镇边界,对齐至公共分析网格并统一至10米空间分辨率。总共77项指标经编码和归一化后,先在主题组内平均,再按公式聚合得到暴露度(E)、敏感性(S)和适应能力(AC)子指数及最终CVI。
三、研究结果
3.1 暴露度脆弱性指数
姆特瓦拉市的暴露度指数为0.639,属于高暴露类别。海洋资源指标呈现显著对比:过去海洋衍生品的可用性(E1=0.025)和当前可用性(E6=0.025)极低,而对海洋商品(E2=0.939)和生态效益(E4=0.909)随时间恶化的感知则非常高。这表明社区依赖的资源正变得稀缺,气旋进一步干扰渔业和沿海生态系统会加剧生计暴露。与海洋资源相关的生计依赖指标呈中等暴露水平。社会文化对海洋生态系统的依赖表现出极高暴露(E11=0.899,E12=0.899)。物理与环境暴露指标普遍显示高至极高暴露:海拔(E13=0.817)和距海岸线距离(E15=0.817)为极高暴露,坡度(E14=0.737)、靠近河流(E17=0.711)、池塘(E18=0.769)和湿地(E19=0.719)均为高暴露。靠近气旋路径(E16=0.657)也属高暴露。NDVI指示的低植被覆盖(E20=0.557)为高暴露。
3.2 敏感性脆弱性指数
敏感性指数为0.377,属中等水平。多项指标为高或极高,包括低收入、教育程度有限、就业不稳定、粮食不安全和气候敏感型职业。渔业资产拥有率、家庭构成、就业性质、残疾等指标值较低,调节了主题组的聚合值。渔业与海洋生计依赖指标显示低至中等敏感性。粮食不安全与家庭营养指标呈现中至高敏感性:食物短缺发生频率(S3=0.495)和异常短缺频率(S4=0.444)为中等,而食物耗尽风险感知(S5=0.778)和膳食充分性与多样性(S7=0.687)为高敏感性。社会经济与人口特征方面,家庭收入水平(S8=0.817)为极高敏感性。教育与就业条件是敏感性的主要决定因素:家庭成员教育水平(S13=0.859)和就业状况(S14=0.828)均为极高敏感性。社会与健康相关指标普遍显示低敏感性。
3.3 适应能力脆弱性指数
适应能力指数为0.601,属于高适应能力类别。这一保护性子指数表明,气候意识、通讯接入、特定家庭资产、感知的制度支持及其他适应性资源可以缓和整体脆弱性。家庭资产与生活设施方面,多项指标得分较高,如拥有家庭材料和生产性资产(A1=0.99)、基本移动通讯设备(A7=0.97)等。住房与基础设施条件显示中等偏高适应能力:房屋墙体建造材料质量(A21=0.652)和家庭电力供应(A22=0.874)均属高适应能力。社会与金融适应能力方面,获取海洋产品市场(A26=1.0)、性别平等(A27=0.859)和政府长期气候适应投入感知(A29=0.929)均很高。气候意识与信息获取方面,气候变化意识(A30=0.99)和获取气候预报与早期预警信息(A32=0.99)均极高。可达性与环境支持因素中,距主要道路网络距离(A35=0.210)和距卫生服务设施距离(A36=0.217)显示高适应能力。
四、讨论与结论
综合脆弱性指数(CVI)为0.472,属于中等脆弱性。该市镇的脆弱性特征由高物理和社会文化暴露度,以及教育、就业和粮食安全方面的敏感性主导,这部分被报告的气候意识、信息获取及其他适应能力条件所缓和。研究结果表明,尽管该市镇具备较高的适应能力,但高暴露度和中等敏感性共同导致了中等总体脆弱性。研究结果为市镇土地利用规划、预警通信、疏散规划、生计多样化和有针对性的韧性投资提供了依据。该市镇层面的评估为灾害管理、韧性规划和应急准备建立了基线。
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