产业结构对洪涝灾害承灾体易损性影响探讨——以河南省安阳市为例

焦士兴 ， 袁换欢 ， 张建伟 ， 赵荣钦 ， 尹义星 ， 方安格 ， 王玉婷

(1．安阳师范学院 资源环境与旅游学院，河南 安阳 455002；2.河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南焦作 454000；3.华北水利水电学院 资源与环境学院，郑州 450011；4．南京信息工程大学 应用水文气象研究院，南京 210044)

产业结构对洪涝灾害承灾体易损性影响探讨
——以河南省安阳市为例

焦士兴1， 袁换欢2， 张建伟1， 赵荣钦3， 尹义星4， 方安格1， 王玉婷1

(1．安阳师范学院 资源环境与旅游学院，河南 安阳 455002；2.河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南焦作 454000；3.华北水利水电学院 资源与环境学院，郑州 450011；4．南京信息工程大学 应用水文气象研究院，南京 210044)

从致灾因子、孕灾环境、承灾体3个方面分析了洪涝灾害承灾体易损性，阐述了产业结构的发展趋势与动力，分析了产业结构对洪涝灾害承灾体易损性的影响。以安阳市为例，在分析典型年份产业结构的基础上，运用地均产值指标分析了2010年三大产业产值效益以及由产业结构变化导致的土地利用结构变化，探讨了典型年份产业结构调整对承灾体易损性的影响。结果表明：安阳市第一产业产值比重呈现减小趋势，第二产业比重最高且基本稳定，第三产业则呈增长趋势。在典型年份,第二产业产值所占比重最高时，承灾体易损性增强，洪涝灾害造成经济损失严重，且与第一产业所占比重呈相反发展趋势，与第三产业呈现相同发展趋势；洪涝灾害期间日降雨量明显减小，但其造成的损失却有加大趋势。近年来，安阳市第一产业产值比重下降，降低了承灾体的易损性；第二产业比重平稳增长以及第三产业比重上升较快，则增强了承灾体的易损性。

产业结构；土地利用；洪涝灾害承灾体易损性；安阳市

0 引言

产业发展与城市发展密不可分。城市发展推动国民经济由第一产业调整为第二产业，并逐渐成为第二、第三产业聚集的载体[1]。在产业结构优化过程中，土地利用方式和土地功能发生转变，自然生态系统的调节功能出现了失衡，增加了洪涝灾害发生的机率和强度。产业结构研究主要涉及两个方面：一是产业结构与经济影响的关系。郑若谷等运用生产函数分析框架检验了产业结构和制度与经济增长的关系[2]；王艳飞采用基尼系数和灰色关联模型探讨了垦区经济增长与产业结构的关联性，认为不合理的产业结构是制约经济发展的重要因素[3]。二是产业结构对土地利用结构的影响。黄贤金等分析了产业结构升级与用地结构的变迁关系，提出了我国土地资源可持续利用政策体系[4]；韩峰等分析了产业结构对土地利用的影响，认为产业结构效应的提高有利于土地的集约利用[5]；张乐勤等认为安徽省土地集约利用度呈递增态势，而产业结构构成效应则表现为负向关系[6]。

洪涝灾害研究主要集中在成因、风险评价、人口损失和防灾减灾等方面。李健生认为洪水成因主要取决于气候、地貌和河流水系等因素[7]；陈莹等认为降水强度等可能是洪灾增加的重要原因，水土流失等也是影响因素[8]；李吉顺等认为强降水可造成严重洪灾[9]，李梦婕等则认为强降水是其发生的直接原因[10]；此外，一些学者通过案例研究分析了洪灾发生的自然因素[11-13]。在风险评价方面，程先富等分别从危险性、洪水仿真模型等方面总结了评价内容和方法[14]；张菊等阐述了洪灾风险的评估模型以及实验模拟等方法[15]；张正涛等评价了淮河流域暴雨洪灾风险[16]；李林涛等划分了我国洪灾风险区域[17]。在人口损失方面，刘昌东等阐述了影响因素和估算方法[18]；尹卫霞等归纳了洪灾人口损失评估的概念框架，认为“综合影响因素—人口损失”是评估核心[19]。在易损性方面，葛鹏等评估了南京市的洪灾易损性，认为人口及经济密度是主要因素[20]；沈子琦等评价了河南省的洪灾社会经济易损性，认为GDP密度、老幼人口比例是最重要因素[21]；朱聪等对城市洪灾易损性的分类和诊断进行了研究[22]；还有学者对农业洪涝灾害易损性进行了探讨[23-24]。此外，黄大鹏等针对安徽省淮河流域洪涝灾害减灾能力进行了评估[25]。

总之，国内学者对产业结构、洪涝灾害的研究日趋完善，但涉及二者关系的研究较少。本研究尝试以产业结构为切入点，通过探讨产业结构与土地利用结构的关系，并对洪涝灾害承灾体易损性的影响进行了研究，同时以安阳市典型年份为实例进行了分析。

1 产业结构发展趋势与动力

改革开放以来，我国产业结构发生了显著变化。第一产业构成比重短期上升后呈现持续下降，1978—1982年呈现增长趋势，构成比重由27.9%上升到33.0%；1983—2013年呈现下降趋势，构成比重由32.8%下降到9.4%。第二产业具有小规模的波动但比重较大，且基本稳定在40.9%～47.9%之间。第三产业呈现上升趋势，可分为3个阶段，即1978—1986年构成比重由24.5%上升至29.8%，1987—2000年由30.3%上升至39.8%，2001—2013年则由41.3%上升至46.9%。

消费结构转变是产业结构优化的直接动力。改革开放以来，我国居民消费逐渐由生存资料向发展资料转化，20世纪80—90年代，通讯、交通等需求显著增加，推动了我国电子信息、汽车等工业的发展，并导致第二产业比重大幅度提升。21世纪，我国居民消费结构逐渐转向享受资料，增加了教育、旅游等第三产业的消费；此外，低能耗、高环保、高附加值的第三产业也得到了发展。

经济全球化推进产业结构升级。改革开放以后，我国与世界的经济联系加强，世界范围内的资金配置和产业转移给我国带来了发展契机，尤其是发达国家资源导向型和劳动力导向型产业向我国转移，推动了我国第二产业发展。20世纪90年代以来，全球产业结构调整重心由第二产业转向第三产业[26]，外资在高新技术、餐饮、旅游方面投资大幅增加，加速了第三产业的发展。

国家宏观调控指导产业结构调整。20世纪80年代初，我国有计划、有重点地对企业进行了技术改造，促进了工业的改革和发展。随着第二、第三产业的发展，企业、厂房、公司及住宅建筑等占用大量耕地，导致农作物播种面积迅速下降。《2013中国环境状况公报》指出：2013年净减少耕地面积8.02×104hm2。此外，城市化、城镇化迅速发展也占用了大量耕地。

2 洪涝灾害承灾体及易损性分析

洪涝灾害承灾体易损性是指在特定的时空范围内，因洪涝灾害而导致的区域内一切可能的潜在损失[9]，易损性是承灾体致灾因子和孕灾环境等综合作用的结果[27]。

2.1 承灾体分析

承灾体是致灾因子作用的对象，是指直接承受灾害作用和后果的客观主体，城市人口、经济损失等是承灾体的评价指标。人口密度及年龄结构影响到受灾人口伤亡的数量，经济密度、居民收入与经济损失的大小密切相关，森林覆盖率、绿化覆盖率与降雨下渗的强度有关，供排水管网、路网等工程的破坏加大了洪涝灾害的易损性[28～29]。城市是产业密集、建筑密集和人口集中区域，经济发展迅速且以商业为主，单位面积价值量高，洪灾造成的集聚效应、辐散作用和关联效应能够波及更大的范围和领域，从而造成多方面、不同层次的经济损失。

2.2 致灾因子分析

致灾因子指诱发灾害的各种要素。洪涝灾害的直接致灾因子是洪水，依据成因分为降雨型、融水型和工程型3种类型，分别由气象因素、冰雪融水、淹没堤坝等单一或综合因素造成[30]，我国大部分洪水是由暴雨形成[31]，暴雨主要体现在降雨量和降雨强度，二者的叠加作用导致洪涝灾害更加严重。地处北亚热带与暖温带过渡区的河南省安阳市，直接致灾因子是降雨型洪水。1997—2014年平均降水量566.9 mm*2005年数据缺失,平均降水量是1997—2004年和2006—2014年降水量的平均值。，年际变化大，且年内分配不均， 6—9月份的降水占全年72%左右，1983，1998，2000年的洪涝灾害分别发生在8，6，7月。此外，全市处于同一个雨区，容易造成上下游洪水迭加[32]。

2.3 孕灾环境分析

孕灾环境是由自然因素和人文因素等构成的综合环境。自然因素包括流域面积、地貌特征、水系形状、河床高低及坡度、植被覆盖率及林龄大小等因素，人文因素包括防洪工程体系、河道管理、围湖造田、水土流失以及地面沉降等因素。在经济发展过程中，工、农业生产及城市化过程等对土地资源的开发利用，忽视了自然致灾因子的空间集聚效应，就会对经济与社会发展产生潜在威胁；若抵御灾害的能力达不到自然致灾因子的作用力，必然导致灾害发生[33]。西依太行山、东为黄淮海平原的河南省安阳市，东西不足200 km但高差达1.5 km，暴雨期间，洪水快速汇流在坡度较大但长度较短的河道，而后进入缺乏洪水缓冲的平原地带，泄洪能力显著下降。

3 产业结构对承灾体易损性影响

产业结构调整增大了承灾体易损性。产业结构演进影响了土地利用的空间布局、数量结构和利用效率，土地利用的特征随之变化[34]。在经济利益驱动下，地均产值效益高的第二、第三产业占据了相对较多的土地，土地功能及下垫面构成发生相应变化，最终强化了洪涝灾害承灾体的易损性。此外，社会因素、生态因素等通过不同方式作用于孕灾环境，表现出较为缓慢的变化过程(图1)。

图1 经济系统、社会系统和 生态系统对洪涝灾害承灾体易损性的影响机理Fig.1 The influencing mechanism of three aspects of eco-environment, economy and society on the hazard bearing body vulnerability

产业结构改变土地利用结构，进而影响到孕灾环境。在产业结构调整、优化和升级过程中，产业的集聚效应和规模效应促使第二、三产业迅速发展，引起土地资源在产业部门之间的重新分配，即第一产业比例下降，第二、三产业比例上升。产业结构升级使城市中心商业、金融和服务业等效益高的行业用地比例上升，而效益低的行业则向边远地区扩散，土地空间布局随之发生改变[35～36]。

产业结构调整导致植被覆盖物发生变化，并对地表径流产生影响。一般说来，耕地、林地等植被覆盖物高的地区，土壤涵水能力较强，雨水下渗时间增长，下渗量增加，减缓了雨水对地表土壤的冲刷作用，F.Rey等提出植被覆盖面积超过70%地区能够大幅度降低地表径流[37]。总之，植被类型、覆盖率、层次结构和生长状况等都对地表径流有不同程度的影响。

产业结构调整增加了极端暴雨事件的发生概率。第二、三产业中建筑业和商业区域等的扩建，造成下垫面硬化面积增多，导致降水滞留和下渗能力削弱，引起径流系数增大和径流量增大，尤其是降水量和降雨强度较大时更易造成洪灾发生[30,38-39]。此外，高低不一的建筑群阻碍了稳动滞缓的降雨系统，并造成了较长时间降雨，致使城市内部平均降雨量高于周围区域，增大了极端暴雨事件的发生概率[40]。

4 安阳市典型年份洪涝灾害实例

安阳市位于河南省最北部，晋、冀、豫三省交界处，辖四区一市四县，总面积7 413 km2。2014年产业集聚区建成区面积为81.14 km2，生产总值约为1.6×1011元，第一、第二、第三产业增加值分别为1.44×1010，9.25×1010，5.4×1010元，产业结构为9.0∶58.1∶32.9。

4.1 典型年份洪涝灾害概况

1983—2000年，安阳市发生3次洪涝灾害。1983年8月2日，安阳市总降雨量596 mm，遭遇了百年不遇的洪水灾害，倒塌房屋3.7×104间，直接经济损失4.1×107元[41](按1990年价计算，以下经济损失皆同)。1998年6月21日，市区最大降雨量160 mm，洪灾造成的倒塌和损坏房屋分别为1.7×104，3.68×104间，直接经济损失约为3.2×108元[42]。2000年7月3日起连续5日，安阳市平均雨量269 mm，造成大面积洪涝灾害，导致房屋倒塌约6.4×104间，直接经济总损失约为2.1×107元。

4.2 典型年份产业结构分析

安阳市典型年份产业结构有差异，但产值均为增长趋势，同多年发展趋势具有一致性。1983年，第一产业占比37.2%，而1998，2000年分别为23.2%，21.1%，表现出不规律的递减趋势；1983，1998，2000年第二产业比重分别为46.6%，44.2%，45.9%，所占比重最高且基本稳定在45%；第三产业比重1983，1998年分别为16.2%，32.6%，呈现急剧上升趋势，至2000年则为33.0%。1983年，第一产业生产总值为7.5×108元，1998，2000年分别为5.1×109，5.3×109元，呈现增长趋势但相对最慢；第二产业1983，1998，2000年分别为9.3×108，9.7×109，1.2×1010元，呈现出相对最快的增长趋势；第三产业分别为3.2×108，7.2×109，8.3×109元，仍呈上升趋势。

4.3 产业结构调整的经济效益分析

地均产值指单位土地面积上的产值量，是反映土地利用效益的指标，可以用来衡量三大产业用地量的经济效益[43]。考虑到数据的可获得性，以2010年安阳市土地利用来说明地均产值。安阳市第一产业用地效益最低，仅为8.8元/km2，其次是第三产业为3 889元/km2，而第二产业用地效益最高，高达29 640元/km2，分别是第一、第三产业的3 368倍和7倍。在经济利益的驱动下，第一产业用地持续转化为二、三产业用地，地均产值收入量是驱动三大产业用地调整的内在动力。

4.4 产业结构调整导致土地利用结构变化

安阳市地均产值效益的显著差异导致了土地利用格局及其功能发生变化。安阳市主要农作物播种面积与第一产业具有相关性，而房屋建筑竣工面积则与第二产业*第三产业包括批发和零售业等，主要属于硬化用地，对于降雨、径流等水文要素影响和第二产业具有相似性，且数据不易获取，不再分析。具有相关性。1997—2014年，主要农作物播种面积呈现缓慢上升趋势，房屋建筑竣工面积呈现快速增长趋势；二者与一、二产业产值相关系数分别为0.95，0.99，通过置信水平α=0.001检验，表明一、二产业生产总值增加时，所占用的土地面积也增加。故分别用主要农作物播种面积、房屋建筑竣工面积来说明第一、第二产业用地状况。1997—2014年，安阳市主要农作物播种面积从6.43×105hm2增加到7.59×105hm2，年均增长率为1.03%，呈现出稳定的增长趋势；而房屋建筑竣工面积从2.52×102hm2增加到4.06×102hm2，不足20年间增加了近1.61倍，年均增长率2.69%，呈现出相对较快的趋势。

4.5 典型年份承灾体易损性分析

安阳市洪灾期间的降雨量呈不规则的递减趋势，但其损失有加大趋势。1983年的日降雨量为596mm，分别是1998年和2000年的3.7倍和2.2倍；1983年直接经济损失为4.0×107元，仅为1998年*在全国大范围降雨背景下，安阳市出现了罕见的强降雨，造成了严重的经济损失。的1/8、2000年的1.95倍；1983年房屋倒塌数量为3.7×104间，分别是1998年的2.2倍和2000年的60%。

(1)洪涝灾害造成的损失与第一产业比重变化呈相反趋势,与第三产业呈相同趋势。在洪涝灾害发生年份，第二产业比重分别为46.6%，44.2%和45.9%，所占比例最高，而第一产业比重则从1983年的37.2%下降到1998年的23.2%和2000年的23.1%，第三产业比重则从16.2%上升到32.6%和33.0%，此时造成的经济损失以及房屋倒塌数量在增加。

(2)第一产业中农业、林业等具有滞留雨、洪水的作用，增强了承灾体承灾能力。从主要农作物播种面积来看，1998,2000年分别为6.48×105,6.56×105hm2，略微有所增长。从其功能来看，起到了涵养水源以及滞留和截流雨水的作用，从而能够达到降低径流速度、减弱洪峰流量的效果，最终减缓了洪涝灾害的发生强度。

(3)第二、三产业等下垫面硬化面积的增加导致洪涝灾害承灾体的易损性增强。从房屋建筑竣工面积看，从1998年的2.44×102hm2快速增加到2000年的3.4×102hm2。从其功能来看，下垫面中的硬化面具有透水能力较差的特性，能够减少雨、洪水的截流和吸收，促使汇流时间变短并增加洪涝灾害的易损性，容易导致更大损失。

5 结论及讨论

5.1 结论

(1)经济发展导致产业结构调整，并影响到土地利用方式变化，影响到洪涝灾害承灾体的易损性。产业结构调整导致第一产业中的植被覆盖物发生变化，并对地表径流产生影响；导致二、三产业用地面积增加，增大了下垫面径流系数和发生极端暴雨事件的概率。

(2)安阳市产业结构变化与地均产值效益具有一致性。安阳市典型年份第一、第二、第三产业产值保持增长趋势，且第二产业产值增长趋势最快、比例最高，第一产业产值增长趋势最慢、产值比例呈现下降趋势，第三产业比例在急剧上升后呈现稳定趋势。在经济利益的驱动下，第二、第三产业用地面积的较高效益驱使第一产业用地持续转化为第二、第三产业用地，反映了地均产值效益是驱动产业结构用地调整的内在动力。

(3)安阳市洪涝灾害发生期间，降雨量具有一定的减小趋势，但造成的经济损失和房屋倒塌数量却有加大趋势。在典型年份，第二产业产值比例最高，承灾体易损性增强，造成的损失与第一产业产值比例呈现相反发展趋势、与第三产业呈现相同发展趋势。第一产业中农业、林业等主要农作物具有滞留雨水、洪水的作用，减弱了洪涝灾害承灾体易损性，而二、三产业等下垫面硬化面积的增加增强了洪涝灾害承灾体易损性。

5.2 讨论

探讨产业结构对洪涝灾害承灾体易损性影响是一个新的视角，但研究中存在一些不确定的因素。数据等资料的准确性以及洪涝灾害发生的偶然性、不连续性，是制约定量研究的重要因素，今后可在收集系列数据的基础上开展研究。其思路是首先选取具有长时间系列、多发性或者间发性的洪涝灾害典型区域，其次采集产业产值、产业占地面积和洪灾经济损失等数据，采用相关性方法分析产业结构对洪涝灾害承灾体易损性的影响。

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Analysis on Effects of the Industrial Structure on the Vulnerability of Floods Bearing Bodies:A Case Study of Anyang

Jiao Shixing1， Yuan Huanhuan2， Zhang Jianwei1， Zhao Rongqin3， Yin Yixing4， Fang Ange1， Wang Yuting1

(1.DepartmentofResources&EnvironmentandTourism,AnyangNormalUniversity,Anyang455002,China； 2.SurveyingandLandInformationEngineering,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000,China; 3.CollegeofResourcesandEnvironment,NorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPower,Zhengzhou450011,China; 4.AppliedHydrometeo-rologicalResearchInstitute,NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology,Nanjing210044,China)

Beginning with the industrial structure, the relationship was expounded between the main industrial structure and the vulnerability of floods bearing bodies. The author analyzed the vulnerability of floods bearing bodies from disaster-causing factors, disaster-pregnant environments and disaster-bearing body, expounded the development trend and motivation of the industrial structure, discussed influence mechanism of the industrial structure on the vulnerability of floods bearing bodies. On the basis of the three main industrial structure analysis in typical years, the author used the year of 2012 output value per area to analyze the production efficiency of the three industrial output value of Anyang, and the changes of the land use structure caused by industrial structure change, explored the cause of three main industrial structure and the vulnerability of floods bearing bodies in the typical year. The results show that the proportion of primary industry keep steady decline, the proportion of secondary industry take a larger part and maintain steady growth, the tertiary industry keep a increasing process. The second industrial output have the highest percentage and at about 45% in 1993, 1998 and 2000, floods caused obvious economic losses, and the economic losses has the negative correlation with the ratio decreasing trend of the first industrial, but has the positive correlation with the increasing trend of third industrial structure. When the flood disaster occurs, the daily rainfall decreases obviously, but the economic losses caused by floods have a increasing trend. From 1997 to 2012 the primary industry proportion of output value declines, main crops cultivated area increase slowly, which reduce the vulnerability of hazard bearing body, the secondary industry proportion of output value maintain steady growth and building completed area maintained rapid growth, the third industry proportion of output value shows upward trend, which enhance vulnerability of hazard bearing body.

industrial structure; development of land; vulnerability of floods bearing bodies; Anyang City

2015-03-25 ；

2016-10-28

国家自然科学基金项目(41501136)；河南省高等学校重点科研计划项目(16A170004)；安阳市2015年科技发展计划项目(26)；安阳师范学院大学生创新基金项目(ASCX/2016-Z128)

焦士兴(1970-)，男，河南淮阳县人，教授，博士，主要从事水资源、水环境研究，(E-mail)jiaoshixing@163.com。

X43

A

1003-2363(2016)06-0087-05