《International Journal of Disaster Risk Science》：Global Seismic Prevention Index: A Quantitative Comparative Assessment of Earthquake Risk Mitigation in 12 High-Risk Countries
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地震影响在不同国家之间存在显著差异，即使这些国家面临相当的地震危险性，这表明预防能力在塑造人员伤亡和经济损失方面发挥着根本性作用。在本研究中，研究人员提出了全球地震预防指数（Global Seismic Prevention Index, GSPI），这是一种
地震影响在不同国家之间存在显著差异，即使这些国家面临相当的地震危险性，这表明预防能力在塑造人员伤亡和经济损失方面发挥着根本性作用。在本研究中，研究人员提出了全球地震预防指数（Global Seismic Prevention Index, GSPI），这是一种复合且可复现的度量指标，旨在通过七个结构、制度与社会领域量化国家级地震预防能力，包括建筑规范执行、早期预警系统、城市规划、治理、备灾、加固改造以及暴露—脆弱性特征。研究人员使用覆盖1970—2024年的统一全球数据集，将该指数应用于12个地震多发国家，整合了国际灾害数据库（EM-DAT）的地震影响数据、美国地质调查局（USGS）的地震参数以及世界银行（World Bank）的人口和经济基线数据。为评估实际后果，研究人员计算了三个归一化影响指标：死亡率（Fatality Rate, FR）、伤亡效率（Casualty Efficiency, CE）和损失与国内生产总值之比（Damage-to-GDP ratio, DG）。结果显示，各国预防能力存在明显的描述性分组，而主成分分析识别出GSPI七个领域之间一种主导的协同变化模式。GSPI为基准评估预防体系与诊断地震治理中的结构性弱点提供了一个稳健框架。研究结果强调了开展事件级和时间分辨分析以分离预防效应、支持循证减灾政策的必要性。
研究背景：地震是过去五十年造成数十万人死亡和严重社会经济损失的自然灾害之一。尽管地震监测、危险性评估和地震工程学不断进步，但经历过相似地震危险性（seismic hazard）的国家，其地震影响差异却十分显著。传统灾害风险公式将风险分解为危险性、暴露和脆弱性，其中危险性主要受构造活动控制，而暴露和脆弱性深受人类、结构和制度因素影响。传统概率地震风险评估模型虽能估算预期损失，却未明确量化各国在治理效能、建筑规范执行、备灾和早期预警等预防系统方面的差异。为系统比较不同国家的预防能力，研究人员提出了全球地震预防指数（Global Seismic Prevention Index, GSPI）。该指数由七个领域构成：建筑规范执行（Building Code Enforcement, BC）、早期预警系统（Early Warning Systems, EWS）、城市规划（Urban Planning, UP）、制度能力与治理（Institutional Capacity and Governance, ICG）、公众备灾与教育（Public Preparedness and Education, PPE）、加固改造与关键基础设施安全（Retrofitting and Critical Infrastructure Safety, RCI）以及暴露—脆弱性特征（Exposure–Vulnerability Profile, EVP）。研究人员将GSPI应用于日本、美国（仅加州）、智利、新西兰、墨西哥、意大利、希腊、土耳其、印度、伊朗、印度尼西亚和菲律宾12个高风险国家，并利用1970—2024年多源数据进行实证比较。结论表明，GSPI能稳健地反映国家预防架构差异，并有助于识别地震治理中的结构性弱点，为循证减灾政策提供依据。
关键技术方法：研究人员整合了三个全球数据集：国际灾害数据库（EM-DAT）提供1970—2024年地震损失记录，经筛选保留552个事件；美国地质调查局（USGS）全球地震目录提供矩震级（Mw）≥6.0的震源参数；世界银行（World Bank）提供人口和GDP时间序列。GSPI采用最小—最大值归一化和加权线性聚合，七个领域权重分别为建筑规范执行20%，早期预警、制度能力、公众备灾、加固改造各15%，城市规划与暴露—脆弱性各10%。通过计算死亡率（FR）、伤亡效率（CE）和损失与GDP之比（DG），结合Spearman秩相关与主成分分析（principal component analysis, PCA）探索预防能力与地震影响的关系。
研究结果：
GSPI排名与预防能力分组：基于GSPI得分，日本、加州、新西兰和智利构成高预防组（GSPI>75）；意大利、希腊、墨西哥、菲律宾和印度尼西亚构成中等组（约55—68）；印度、土耳其和伊朗为低预防组（<50）。该分组与已知的地震风险治理、工程实践和备灾水平差异一致。
领域层面预防画像：雷达图显示，七个领域得分在国家间呈现明显异质性，尤其体现在早期预警、加固改造和治理方面。相似的总分可能源于不同的领域组合，说明预防能力具有多维结构。
影响指标分布：FR和CE在国家间差异达到数量级，DG也呈现显著不均衡。例如，高预防组的智利和新西兰在GDP归一化后仍可因重复大震蒙受较高相对损失，而低预防国家则普遍表现出更高的FR和CE。
GSPI与影响指标的关系：散点图未显示一致单调模式。Spearman相关显示，GSPI与DG呈正相关（ρ=0.68），与CE呈负相关（ρ=-0.45），与FR呈弱正相关（ρ=0.23）；其中GSPI与DG关系的统计显著性对检验方法敏感（置换检验p=0.0503，渐近检验p=0.0424）。
主成分分析：GSPI七个域的前两个主成分解释超过95%方差，PC1占主导，且所有域在PC1上呈正向载荷，表明这些领域在国家间协同变化。高GSPI国家集中于PC1正值端，低GSPI国家位于负值端，中等组则较为分散。
讨论总结：预防能力与长期国家聚合影响之间缺乏强单调关联，主要原因在于时间尺度不匹配——GSPI反映当前预防条件，而影响数据跨度达数十年，期间建筑规范、治理结构等已发生较大变化；此外，极端罕见事件和暴露异质性会掩盖预防信号。因此，预防能力应被视为必要但非充分条件，其主要作用在于约束灾害损失的上限，而非平均损失水平。GSPI的诊断价值体现在能够识别具体领域短板，例如伊朗在建筑规范执行和加固改造方面得分较低，墨西哥在城镇规划和暴露管理方面较弱，日本则需继续优化非结构减灾与预警系统整合。未来研究应发展事件级、时间分辨和多变量模型，以更精确地分离预防效应。
研究结论：本研究开发并应用了全球地震预防指数（GSPI），对12个具有不同构造、社会经济和治理背景的国家进行了预防能力比较。GSPI被证明具有内部一致性，其七个领域在国家间呈现系统性协变，并形成了与主成分分析结果相符的预防分组。GSPI得分在各研究国家间表现出显著差异，但GSPI与长期聚合地震影响（FR、CE、DG）之间不存在统计上稳健的单调关系。最强的关联出现在GSPI与DG之间（ρ=0.68），但其名义显著性依赖检验方法。这些结果反映了预防能力与聚合影响指标之间的尺度与时间不匹配。因此，弱关联应被解释为尺度不匹配效应，而非预防有效性不足。未来研究应优先采用事件级和时间分辨方法，包括构建动态预防指标和显式纳入危险性、暴露与脆弱性的多变量框架。尽管存在局限性，GSPI仍为不同地震背景下国家预防体系的基准化比较提供了一个稳健、可解释和可复现的框架。其主要价值在于诊断地震风险降低体系中的结构与制度缺口，而非直接预测损失；通过将预防能力与经验影响指标结合，GSPI补充了基于危险性和脆弱性的风险模型，并为更精细的事件级分析奠定基础，从而有助于将预防作用转化为可操作的减灾政策。
