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1自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義

“風(fēng)險(xiǎn)”一詞起源于保險(xiǎn)業(yè)，包含有多種含義，最常用的含義有兩種：一種是指某個(gè)客體遭受某種傷害、損失、毀滅或不利影響的可能性，二是指某種可能發(fā)生的危害。因此，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)也包括兩種含義：一是不同程度自然災(zāi)害發(fā)生的可能性，二是自然災(zāi)害給人類社會(huì)可能帶來的危害。近些年有學(xué)者對(duì)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)概念進(jìn)行了新的討論。黃崇福對(duì)目前國際上較有影響的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)定義歸為三類：①概率類定義。②期望損失類定義。③概念公式類定義。并指出此三類風(fēng)險(xiǎn)定義均不能或無法表達(dá)風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)涵，又進(jìn)而提出了以情景為基礎(chǔ)的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的定義，即自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是一種未來不利事件的情景，而該情景是由自然事件或力量為主因所導(dǎo)致的。倪長健認(rèn)為該定義仍有未能充分揭示自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和自然災(zāi)害系統(tǒng)之間的關(guān)系、未能充分表征自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的基本內(nèi)涵、不便于為定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供明確依據(jù)等不足之處，并提出了自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的新定義：自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是由自然災(zāi)害系統(tǒng)自身演化而導(dǎo)致未來損失的不確定性?？傮w上講，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一項(xiàng)在災(zāi)害危險(xiǎn)性、災(zāi)害危害性、災(zāi)害預(yù)測(cè)、社會(huì)承載體脆弱性、減災(zāi)能力分析及相關(guān)的不確定研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的多因子分析工作。自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估常常存在在實(shí)例分析時(shí)存在界定不清、集成模式濫用等諸多問題，而其理論基礎(chǔ)至今仍比較薄弱是導(dǎo)致以上現(xiàn)象的主因。要想找到科學(xué)有效的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，就必須對(duì)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其作用機(jī)制有清晰的認(rèn)識(shí)和把握。

2自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)要素和風(fēng)險(xiǎn)形成機(jī)理

自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)主要由承災(zāi)體、孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子等要素組成。承災(zāi)體系自然災(zāi)害系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)主體要素，是指人類及其活動(dòng)所組成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。承災(zāi)體受致災(zāi)因子的破壞后會(huì)產(chǎn)生一定的損失，災(zāi)情即是其損失值的大小，而之所以會(huì)有損失，根本原因是承災(zāi)體有其核心屬性———價(jià)值性。通常脆弱性是指承災(zāi)體對(duì)致災(zāi)因子的打擊的反應(yīng)和承受能力，但學(xué)術(shù)界目前對(duì)于脆弱性的認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一。孕災(zāi)環(huán)境主要包括自然環(huán)境與人文環(huán)境，位于地球表層，是由大氣圈、水圈、巖石圈等自然要素所構(gòu)成的系統(tǒng)。孕災(zāi)環(huán)境時(shí)時(shí)刻刻都在進(jìn)行著物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，當(dāng)轉(zhuǎn)化達(dá)到一定條件時(shí)會(huì)對(duì)人類社會(huì)環(huán)境造成一定影響，稱之為災(zāi)變，這種災(zāi)變即為致災(zāi)因子，基于致災(zāi)因子的相關(guān)研究稱之為風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)性分析，故危險(xiǎn)性其實(shí)是表達(dá)了致災(zāi)因子的強(qiáng)度、頻率等因素，比較有代表性的是地震安全性評(píng)價(jià)，在對(duì)孕災(zāi)環(huán)境和歷史災(zāi)情的分析研究后以超越概率的形式給出地表加速度來表達(dá)某一地區(qū)或某一場(chǎng)地的致災(zāi)因子危險(xiǎn)性。相比于孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體之間的復(fù)雜關(guān)系，影響致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性大小的來源相對(duì)單一，完全由孕災(zāi)環(huán)境決定。因此，由孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體、致災(zāi)因子等要素組成的自然災(zāi)害系統(tǒng)，是一個(gè)相互作用的有機(jī)整體，揭示的是人類社會(huì)與自然的相互關(guān)系，承災(zāi)體可以影響孕災(zāi)環(huán)境，孕災(zāi)環(huán)境通過致災(zāi)因子影響承災(zāi)體，三者不僅存在因果關(guān)聯(lián)，在時(shí)間、空間上也相互關(guān)聯(lián)，密不可分。而關(guān)于自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理的表達(dá)，20世紀(jì)90年代以來，1989年Maskrcy提出自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是危險(xiǎn)性與易損性之代數(shù)和；1991年聯(lián)合國提出自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是危險(xiǎn)性與易損性之乘積，此觀點(diǎn)的認(rèn)同度較高，并有廣泛的運(yùn)用；Okada等認(rèn)為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是由危險(xiǎn)性、暴露性和脆弱性這三個(gè)因素相互作用形成的；張繼權(quán)等則認(rèn)為：自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)度=危險(xiǎn)性×暴露性×脆弱性×防災(zāi)減災(zāi)能力，該觀點(diǎn)亦被引入近年的多種災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

3數(shù)學(xué)方法在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中使用的數(shù)學(xué)方法做過系統(tǒng)的總結(jié)。張繼權(quán)等曾對(duì)國內(nèi)外氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法做了較系統(tǒng)的總結(jié)，葛全勝等亦對(duì)自然災(zāi)害致險(xiǎn)程度、承災(zāi)體脆弱性及自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)損失度等方面的評(píng)估方法做過評(píng)述。盡管這些方法因針對(duì)的災(zāi)種不同而不盡相同（如用于地震災(zāi)害的超越強(qiáng)度評(píng)估法、構(gòu)造成因評(píng)估法等，用于洪災(zāi)的水文水力學(xué)模型法、古洪水調(diào)查法等），但總體而言，數(shù)學(xué)方法應(yīng)用及風(fēng)險(xiǎn)定量化表達(dá)已成趨勢(shì)：

①概率統(tǒng)計(jì)：以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，考慮自然災(zāi)害的隨機(jī)性，估計(jì)災(zāi)害發(fā)生的概率，應(yīng)用多種統(tǒng)計(jì)方法（極大似然估計(jì)、經(jīng)驗(yàn)貝葉斯估計(jì)、直方圖估計(jì)等）擬合概率分布函數(shù)。由于小樣本分析結(jié)果穩(wěn)定不好，為避免與實(shí)際相差過大，故要求歷史樣本容量較大，常應(yīng)用于臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪災(zāi)、泥石流、地震等災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

②模糊數(shù)學(xué)：以社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)、歷史災(zāi)情、自然地理等數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，從模糊關(guān)系原理出發(fā)，構(gòu)造等級(jí)模糊子集（隸屬度），將一些邊界不清而不易定量的因素定量化并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，利用模糊變換原理綜合各指標(biāo)，能較好地分析模糊不確定性問題。該方法在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛，但在確定評(píng)定因子及隸屬函數(shù)形式等方面具一定的主觀性，現(xiàn)主要應(yīng)用于綜合氣象災(zāi)害、洪災(zāi)、泥石流、地震、綜合地質(zhì)災(zāi)害等等風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

③基于信息擴(kuò)散理論：以歷史災(zāi)情、自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，是一種基于樣本信息優(yōu)化利用并對(duì)樣本集值化的模糊數(shù)學(xué)方法，遵循信息守恒原則，將單個(gè)樣本信息擴(kuò)散至整個(gè)樣本空間。該方法簡(jiǎn)單易行，分析結(jié)果意義清楚，雖然近年來受到較多學(xué)者推崇和研究，但對(duì)擴(kuò)散函數(shù)的形式及適用條件、擴(kuò)散系數(shù)的確定等尚待進(jìn)一步探討。該方法已有運(yùn)用于低溫冷害、臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪災(zāi)、旱災(zāi)、地震、火災(zāi)等災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

④層次分析：該方法來源于決策學(xué)，是一種將定性分析與定量分析結(jié)合的系統(tǒng)分析方法，以歷史災(zāi)情、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)、自然條件等數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源。它利用相關(guān)領(lǐng)域多為專家的經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)諸因子的兩兩比較、判斷、賦值而得到一個(gè)判斷矩陣，計(jì)算得到各因子的權(quán)值并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，為評(píng)估模型的確定提供依據(jù)。該方法系統(tǒng)性強(qiáng)、思路清晰且所需定量數(shù)據(jù)較少，對(duì)問題本質(zhì)分析得較透徹，操作性強(qiáng)。該方法已經(jīng)應(yīng)用于綜合地質(zhì)災(zāi)害、洪災(zāi)、滑坡、草原火災(zāi)等災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。

⑤灰色系統(tǒng)：以歷史災(zāi)情、自然地理等數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，以灰色系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用灰色聚類法劃分災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。算法思路清晰，過程簡(jiǎn)便快捷而易于程序化，但爭(zhēng)議較大，故在國外研究中運(yùn)用較少，在國內(nèi)綜合地質(zhì)災(zāi)害、風(fēng)暴潮、洪災(zāi)等災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中有所應(yīng)用。

⑥人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：以歷史災(zāi)情、自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源。選定典型評(píng)估單元（訓(xùn)練樣本），將經(jīng)過處理后的風(fēng)險(xiǎn)影響因子的數(shù)值作為輸入，通過訓(xùn)練獲得權(quán)值和閥值作為標(biāo)桿；然后將其余單元的數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真，進(jìn)而獲得各個(gè)單元的風(fēng)險(xiǎn)度。其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，可較好地避免評(píng)估過程中主觀性引起的誤差，但因收斂速度對(duì)學(xué)習(xí)速率的影響會(huì)導(dǎo)致訓(xùn)練結(jié)果存在差異，且其“黑匣子”般的訓(xùn)練過程難以清楚解釋系統(tǒng)內(nèi)各參數(shù)的作用關(guān)系。該方法目前已經(jīng)應(yīng)用于洪災(zāi)、泥石流、雪災(zāi)、地震、綜合地質(zhì)災(zāi)害等災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中。

⑦加權(quán)綜合評(píng)價(jià)：同樣以社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)、歷史災(zāi)情、自然環(huán)境等數(shù)據(jù)，對(duì)影響自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的因子進(jìn)行分析，從而確定它們權(quán)重，以加權(quán)的、量化指標(biāo)的指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)估。該方法簡(jiǎn)單易行，在技術(shù)、決策或方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和優(yōu)選工作中有廣泛運(yùn)用，但需指標(biāo)賦權(quán)的主觀性仍是難以回避的問題。該方法目前應(yīng)用于臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪災(zāi)、綜合地質(zhì)災(zāi)害、生態(tài)災(zāi)害、草原火災(zāi)等自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中。（以上幾種方法的綜合比較參考葉金玉等總結(jié)）各種數(shù)學(xué)工具的引入不僅為自然災(zāi)害評(píng)估方法注入了新的活力，同時(shí)也讓人看到各具特色的數(shù)學(xué)方法是對(duì)應(yīng)著不同的自然災(zāi)害種類，這也是一種提示：針對(duì)不同的自然災(zāi)害可以且應(yīng)當(dāng)有不盡相同的評(píng)估方法和研究途徑，但這并不影響自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估走向定量化的步伐。

4多災(zāi)種綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

簡(jiǎn)單的說，自然災(zāi)害具有群發(fā)鏈發(fā)的特點(diǎn)，單一一種自然災(zāi)害往往伴隨或者引發(fā)其他伴生（或次生）的災(zāi)害，對(duì)災(zāi)害鏈的研究，馬宗晉等組成的研究小組曾給予高度的關(guān)注，史培軍將其定義為某一種致災(zāi)因子或正態(tài)環(huán)境變化引起的一系列災(zāi)害現(xiàn)象，并將其劃分為群發(fā)災(zāi)害鏈與并發(fā)災(zāi)害鏈兩種，而群發(fā)的災(zāi)害或?yàn)?zāi)害鏈所引發(fā)的災(zāi)情必然是幾種不同災(zāi)害與承災(zāi)體脆弱性共同作用所產(chǎn)生的結(jié)果，同時(shí)，還需認(rèn)識(shí)到，不同自然災(zāi)害之間相互也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此，對(duì)于這樣的情況做單一災(zāi)種自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估顯然是不合適的，自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估就顯得更有現(xiàn)實(shí)意義。綜合自然災(zāi)害評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，直到21世紀(jì)，學(xué)術(shù)界的研究方向才逐漸轉(zhuǎn)向多災(zāi)種的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。高慶華等認(rèn)為，自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是在各單類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它的內(nèi)容與單類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析基本一致，所以采用的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、評(píng)估方法與單類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中用的方法基本相同，與單類災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的根本區(qū)別是把動(dòng)力來源不同、特征各異的多種自然災(zāi)害放到一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行綜合而系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，以此來反映綜合風(fēng)險(xiǎn)程度；Joseph和Donald基于田間損失分布，提出以年總損失的超越概率來表示綜合風(fēng)險(xiǎn)；而薛曄等卻認(rèn)為，在復(fù)雜的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)中各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)并非簡(jiǎn)單相加，對(duì)目前基本是單一災(zāi)種的簡(jiǎn)單相加的研究成果提出質(zhì)疑，認(rèn)為其缺乏可靠性，并以模糊近似推理理論為基礎(chǔ)，建立了多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估層次模型，對(duì)云南麗江地區(qū)的地震-洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了綜合評(píng)估。

國內(nèi)自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究成果不多，且模型也相對(duì)較簡(jiǎn)單，更好的評(píng)估方法也還有待探索，有待更多數(shù)學(xué)方法的引入。此外，在建立評(píng)估模型的同時(shí)，也要考慮到自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空特性，即時(shí)間和空間上的分辨率，趙思健認(rèn)為，同任何事物一樣，風(fēng)險(xiǎn)也存在著時(shí)空差異，不同的災(zāi)種在不同時(shí)間、空間尺度上評(píng)估的方法和內(nèi)容應(yīng)有所區(qū)別，這個(gè)問題直接影響到該評(píng)估的時(shí)間有效性和適用范圍。因此，由于在某一確定的評(píng)估方法下各單一災(zāi)種在同一時(shí)間空間尺度上的時(shí)間有效性并不一定一致，如何考慮這種不一致對(duì)評(píng)估結(jié)果所造成的影響是多災(zāi)種綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中亟待解決的難題之一。盡管有諸多問題困擾著多災(zāi)種自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的發(fā)展，但相比單一災(zāi)種的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估更符合實(shí)際生活中災(zāi)害群發(fā)的特點(diǎn)，其發(fā)展是防災(zāi)減災(zāi)工作的現(xiàn)實(shí)需要，決定了多災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)。

5小結(jié)、展望

作為災(zāi)害科學(xué)的一個(gè)分支，史培軍認(rèn)為，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科劃分為廣義與狹義兩種理解，廣義的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，是對(duì)災(zāi)害系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在對(duì)孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體分別進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上，而進(jìn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；狹義的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估則主要是針對(duì)致災(zāi)因子進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，通常是對(duì)致災(zāi)因子及可能造成的災(zāi)情之超越概率的估算。顯然，根據(jù)上文自然災(zāi)害具有自然屬性和社會(huì)屬性的理解，狹義上的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估難以準(zhǔn)確評(píng)估和表達(dá)自然災(zāi)害的內(nèi)涵和意義。總的來說，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估從無到有，并逐漸發(fā)展至今有了可喜的進(jìn)展，但在評(píng)估模型、自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的作用機(jī)制和一些重要概念的認(rèn)識(shí)等方面仍未達(dá)成完全共識(shí)，對(duì)于災(zāi)害系統(tǒng)中各要素的相互作用機(jī)制還有不同的理解，但是從綜合角度認(rèn)識(shí)災(zāi)情、認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)形成機(jī)制的根源已經(jīng)成為共識(shí)。同時(shí)還應(yīng)看到，對(duì)于不同的自然災(zāi)害種類，其評(píng)估方法、數(shù)學(xué)工具也應(yīng)有所不同，但其定量化的發(fā)展目標(biāo)卻是一致的；另一方面，盡管在一些方法上、理論上仍有一定的困擾，但更加貼近現(xiàn)實(shí)情況的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估也是一個(gè)十分明顯的趨勢(shì)。伴隨著越來越多的其他學(xué)科諸如數(shù)學(xué)、決策學(xué)方法的引進(jìn)以及遙感、GIS等技術(shù)的應(yīng)用和自身理論的不斷完善，相信其發(fā)展道路會(huì)越走越寬。自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究作為自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的重要一環(huán)，它的發(fā)展和完善必將推動(dòng)整個(gè)防災(zāi)減災(zāi)事業(yè)穩(wěn)步前進(jìn)，進(jìn)而指導(dǎo)城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)區(qū)塊的合理布局，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的安全、穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。

作者：李大衛(wèi)單位：浙江省地震災(zāi)害防御中心