introduction to volume 9, issue 1 this issue contains 6 papers, written in chinese with english abstracts. the papers cover four topics related to risk analysis, which are incomplete geospatial data, earthquake, meteorology and crop water requirement. the paper “geospatial information diffusion technology supporting by background data” by chongfu huang, introduces well known information diffusion technology to supplement incomplete geospatial data to be complete. the diffusion is done with background data, which plays a role as a bridge to diffuse the information carried by the observations, obtained from observed units, to gap units. the suggested method has obvious advantages over the geographic weighted regression and the artificial neural network for inferring the observations in gap units. there are two papers in earthquake topic. the paper “study on the changes of industrial structure and its causes in sichuan province before and after the `5.12 wenchuan earthquake' ” by dongdong zhu, et al., uses the input-output table, the deviation share analysis method, structural decomposition method and industrial correlation analysis method to analyze the impact of the wenchuan earthquake on various industries in sichuan province. the second paper “rapid assessment of disaster loss and spatial distribution of intensity residuals in linfen area” by xiaofei han, et al., concludes that the probability of earthquake occurrence of high-intensity impact in the linfen basin is higher than that of the mountains on both sides of the basin, and the difference is significant. in calculating the seismic intensity, the difference in the seismic geological background and the complexity and homogeneity of the site conditions have been considered. there are also two papers related to meteorology. the paper “study on meteorological service policy for agricultural insurance in hebei province under the background of climate change” by kaicheng xing and shujun guo, with the climate models under moderate and high emission scenarios, given the distribution characteristics of mean annual and seasonal air temperature in hebei province in the first 50 years of the 21st century, and suggest some countermeasures to optimize the agricultural insurance policy and improve the meteorological service effect of agricultural insurance. the second paper “rainstorm warning information in beijing: exploring the local perceptions and views” by fangping wang, et al., using the descriptive statistics and non-parametric test methods and the public's cognition, evaluates and expectation of rainstorm warning information in beijing. the results show that more than 80% of the public can recognize the importance of rainstorm warning. the paper “the study of estimation on maize irrigation water requirement in the northwest of liaoning province” by xiaojing liu, et al., using penman-montes equation, effective coefficient method and cropland soil moisture index, estimated irrigation water requirement of maize at different growth stages of the northwest of liaoning province. we sincerely thank the referees for their strong support and kind help. thanks to all the authors for their submissions. particularly, thanks to prof. mu zhang, publication chair of the society for risk analysis – china, and thanks to prof. junxiang zhang, manager of journal of risk analysis and crisis response, they devoted their time to overseeing the reviews. editors-in-chief prof. chongfu huang beijing normal university no.19 xinjiekouwai street beijing 100875, china email: hchongfu@126.com prof. gordon huang faculty of engineering and applied science university of regina regina, sask s4s 0a2, canada email: gordon.huang@uregina.ca journal of risk analysis and crisis response vol. 9(1), march (2019), p. 1 doi: https://doi.org/10.2991/jracr.b.190328.007; eissn: 2210-8505, issn: 2210-8491 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr © 2019, the authors. published by atlantis press sarl. this is an open access article distributed under the cc by-nc 4.0 license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). atlantis press journal style the crisis of undercoordination lotfi a. zadeh* computer science division, department of electrical engineering and computer sciences university of california, 729 soda hall #1776, berkeley, ca 94720-1776, usa e-mail: zadeh@eecs.berkeley.edu abstract technological progress—especially in the realms of information processing, communication, transportation, commerce and distribution of energy—is leading to an accelerated growth in interdependence on all levels of modern society. a well-known result in systems analysis is that highly interdependent large-scale systems carry a high risk of catastrophic failures. to ensure stability, an increase in interdependence must be accompanied by an increase in coordination/regulation. in democratic societies there is an imbalance between interdependence and coordination/regulation. a manifestation of this imbalance is a chronic crisis of undercoordination. in large measure, the debt crisis of 2008 may be viewed as an eruption of the crisis of undercoordination. keywords: interdependence, coordination/regulation, undercoordination. *professor emeritus and director, berkeley initiative in soft computing (bisc), department of eecs, university of california, berkeley, ca 947201776; tel: 510-642-4959; fax: 510-642-1712. the painful debt crisis is not as much in the news today as it was a while ago, but it may flare up again. cyprus is a case in point. what is widely unrecognized—and what should be a cau se for worry—is that the debt to gdp ratio in the united states stands at 105%, not far behind greece’s 157% and far above china’s 15%. the debt crisis poses a serious threat to the financial stability of the world’s banking system. among the many contributing causes of the debt crisis, a cause that stands out in importance is the high interconnectedness of banking systems, with a failure of one system triggering failures of others. in large measure, high interconnectedness is a s ide effect of technological progress—progress which facilitates communication, trade, travel, networking and transfer of material and intellectual resources. in a 1974 paper entitled "on the analysis of large scale systems," i drew attention to what i called the crisis of undercoordination. in essence, the crisis of undercoordination relates to insufficiency of coordination in highly interconnected large-scale systems. two doctrines emerge from an analysis of behavior of such systems. the first doctrine is: highly interconnected large-scale systems are intrinsically vulnerable to catastrophic failures. the second doctrine is: to maintain stability of a highly interconnected large-scale system, an increase in the degree of interconnectedness must be accompanied by a commensurate increase in the degree of coordination. today, these doctrines are more or less conventional wisdom. however, what is not recognized to the extent that it should is that the doctrines in question apply to all large-scale systems -physical, social and economic. journal of risk analysis and crisis response, vol. 4, no. 2 (june 2014), 59-60 published by atlantis press copyright: the authors 59 willieb typewritten text received 17 april 2014 willieb typewritten text accepted 18 april 2014 willieb typewritten text l.a. zadeh the european debt crisis is a quintessential instance of the first doctrine. there are many other instances. an example drawn from the past is the massive failure of the electric power distribution system in the northeast in 1965. in that event, in the absence of coordination, the tripping of local circuit breakers spread unchecked through the whole system. the first doctrine is descriptive. the second doctrine is prescriptive. in general, coordination involves regulation, control and higher levels of taxation. in democratic societies, governments are responsive to the wishes of the electorate. nobody likes regulation, control and higher taxes. as a consequence, there is a chronic imbalance between the degree of interconnectedness and the degree of coordination. the crisis of undercoordination is a manifestation of this imbalance. in democratic societies the crisis of undercoordination is a chronic crisis which erupts when conditions are ripe. in this perspective, the european debt crisis may be viewed as an eruption of the crisis of undercoordination. the balance between interconnectedness and coordination is achieved without resistance when there is a co mpelling need for safety and stability, as in air traffic control. in democratic societies, the path of least resistance for dealing with undercoordination involves borrowing money, with future generations repaying the debt. this is the path of least resistance because future generations have no vote. in the united states, in particular, the crisis of undercoordination reflects—more so than in most other countries—the deep-seated tradition of distaste for big government. viewed against this backdrop, the credo of the republican party is in direct conflict with the second doctrine. in europe, the second doctrine was not considered when the european union was formed, resulting in a jump in the degree of interconnectedness. had it been employed, the chances are that we would not be faced with the european debt crisis. the crisis of undercoordination suggests a sobering thought. most democratic societies—with the exception of societies which have highly educated and sophisticated electorates, such as scandinavian countries—have become addicted to living on borrowed money, harboring seeds of self-destruction brought about by catastrophic failures of economic and financial systems. is this what awaits the united states? a troubling thought is that the 16 trillion dollar debt of the united states may well be a ticking bomb. published by atlantis press copyright: the authors 60 prespective research on the contagion mechanism of associated credit risk in the supply chain xiaofeng xie1,*, , yang yang2, jing gu3, zongfang zhou1 1school of management and economics, west china hospital, sichuan university, sichuan, china 2school of economics mathematics, southwestern university of finance and economics, sichuan, china 3school of economics, sichuan university, sichuan, china 1. 引言 伴随着市场经济的快速发展以及市场竞争的日趋激烈,竞争格 局已由企业之间的竞争转向供应链之间的竞争。供应链是指围 绕核心企业,通过对商品流、资金流、物流、信息流的控制, 涉及原材料采购、产品生产、产品销售等所有环节的由供应 a r t i c l e i n f o article history received 08 november 2019 accepted 17 january 2020 keywords supply chain associated relationships associated credit risk risk source contagion mechanism a b s t r a c t in recent years, the credit crisis of hainan airlines holding co., ltd., (hna), suntech, bogang, dunan, chengxing and other enterprises, as well as the fact that many enterprises and financial institutions in the supply chain suffer heavy losses caused by the credit crisis, make the associated credit risk in the supply chain widely concerned by the industry and academia, and also warn the importance of commercial banks to strengthen the credit risk management of supply chain customers. in order to correctly understand and understand the associated credit risk in the supply chain, this paper reveals the contagion mechanism of the associated credit risk in the supply chain based on multiple perspectives such as the origin, contagion path and basic characteristics of the associated credit risk in the supply chain. the research shows that factors such as supply chain enterprises’ own factors, the association relationship in the supply chain, the external environment of the supply chain and the relationship with the core enterprises form the contagion source of the associated credit risk in the supply chain. trade credit, loan guarantee and interpersonal relationship constitute the contagion channel of associated credit risk in the supply chain. the contagion effect caused by the association relationship in the supply chain makes the associated credit risk in the supply chain present the characteristics of infectivity, systematization and spillover. this study is helpful for the regulatory authorities to strengthen the management of enterprise credit risk in the supply chain. *corresponding author. email: xiexiaofeng@wchscu.cn 1基金项目:本文研究得到自然科学基金项目:71271043 & 71701066 & 71671144 & 71871447的支持。 通讯作者简介:谢小凤(1981—),女(汉族),重庆潼南人, 四川大学华西医院,博士后,副教授,研究方向:供应链管理,信用风险管理,养 老风险。 journal of risk analysis and crisis response vol. 10(1); april (2020), pp. 19–22 doi: https://doi.org/10.2991/jracr.k.200507.001; issn 2210-8491; eissn 2210-8505 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr 供应链上关联信用风险传染机制研究1 1经济与管理学院,四川大学 华西医院,四川 成都 610041 2西南财经大学 经济数学学院,四川 成都 6111302 3四川大学 经济学院,四川 成都 610065 关键词 供应链 关联关系 关联信用风险 产生根源 传染机制 摘要 近年来,海航、尚德、渤钢、盾安、承兴等企业的信用危机,以及由此引发的诸多供应链上企业以及金融机构损失 惨重的事实,都使得供应链上关联信用风险受到业界和学界的广泛关注,也警示着商业银行加强对供应链客户信用 风险管理的重要性。为正确认识和理解供应链上关联信用风险,本文分别基于供应链上关联信用风险产生根源、传 染路径以及基本特征等多个视角,揭示了供应链上关联信用风险的传染机制。研究表明,供应链企业自身因素、供 应链上关联关系、供应链外部环境以及与核心企业关系状况等因素形成了供应链上关联信用风险传染源;商业信 用、贷款担保以及人际关联等供应链上典型关联关系构成了供应链上关联信用风险传染渠道。供应链上关联关系导 致的传染效应使供应链上关联信用风险呈现出传染性、系统性和外溢性等特征。本文研究有助于监管当局加强对供 应链上企业信用风险的管理。 © 2020 the authors. published by atlantis press sarl. this is an open access article distributed under the cc by-nc 4.0 license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). http://orcid.org/0000-0002-4640-9800 mailto:xiexiaofeng%40wchscu.cn?subject= https://doi.org/10.2991/jracr.k.200507.001 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ 20 x. xie et al. / journal of epidemiology and global health 10(1) 19–22 商、制造商、分销商、消费者所形成的整体功能网链结构。在 供应链环境下,由于链上企业之间实际业务的往来,供应链上 显然存在交易关联关系。随着供应链上企业联系的日益紧密 和广泛,它们之间往往还存在如商业信用、关联担保、债权债 务、交叉持股等导致的资产相关性,从而,供应链上还普遍存 在着资产关联关系。当供应链上企业管理者之间具有人际交往 或者管理者存在多重身份时,此时,供应链上存在人际关联关 系。各种各样的关联关系,使供应链上形成了一个紧密的信用 风险传染网络,一旦供应链上某家企业出现信用危机,将导致 与之关联的供应链上其他企业也遭受损失,进而增大了供应链 整体的信用风险。当供应链上某些企业发生信用违约时,导致 与其关联的供应链上其他企业也发生信用违约或者违约概率增 大,称这类信用风险为供应链上关联信用风险[1–2] 。 目前,供应链上关联信用风险及其传染效应已逐渐引起国 内外学者的关注。供应链上关联信用风险的研究文献大致 可划分为两类:供应链上信用风险,以及供应链上信用风 险之间的传染。在供应链上信用风险研究方面,walton和 gupta(1999)[3] 认为信息化水平的高低是影响供应链金融 信用风险的核心因素。hu和ansell(2007)[4] 引入宏观经 济变量以及企业财务指标,基于资源优势理论,运用专家评 分法分析供应链上企业信用风险的影响因素。tsai(2008) [5] 认为抵押资产减值的风险导致了供应链上企业的信用风 险。dyckman(2011)[6] 认为融资企业质押物所产生的风险 与融资结算周期的长短具有密切关系。goh等(2007)[7] 提 出了一个多阶段全球供应链网络问题的随机模型,对供应链 网络中企业的信用风险进行了度量。kull和closs(2007)[8] 以资源依赖理论为基础,度量了供应链上企业的信用风险。 江孝感等(2007)[9] 从供应链横向及纵向关系视角,对供应 链上企业的信用风险进行了综合评价。 在供应链上信用风险传染方面,love和zaidi(2010)[10] 在 具有债务关联的供应链上企业网络中研究了关联信用风险传 染问题。albuquerque等(2015)[11] 实证分析了跨国企业之 间商业信用风险的传染现象。chang等(2015)[12] 研究了 企业信用风险增大对行业内竞争对手信用风险,以及供应商 与客户信用风险的影响。jacobson和schedvin(2015)[13] 分 析了商业信用对供应链上企业信用风险的影响,研究表明供 应商的违约概率与其提供的商业信用额度正相关。我国学者 杨扬(2015)[14] 构建跳跃-扩散条件下的结构化模型,探 讨了商业信用风险对商业银行信用风险的传染效应。陈艺云 (2012)[15] 在核心企业违约的系统传染性以及非核心企业 违约的直接传染性前提下,构建数理模型分析了供应链上关 联信用风险的传染。张圣忠等(2013)[16] 构架了包括风险 源、风险载体和风险接受者的分析框架,研究了供应链上信 用风险传染的影响因素及内在机理。根据上述对供应链上关 联信用风险相关文献的回顾,本文将提炼出供应链上关联信 用风险的产生原因、传染路径和基本特征,试图揭示供应链 上关联信用风险的传染机制,为金融机构监管供应链客户信 用风险管理提供决策依据和新思路。 2. 供应链上关联信用风险的根源 美国经济学家弗兰克奈特在专著《风险、不确定性和利润》中 指出,风险是能够被量化的不确定性,表示收益或者损失存在 极大的不确定性。信用风险是指在资金借贷活动中,债权人面 临的资金可能遭受损失的风险。将债务人到期不能或不愿履行 借款协议,发生信用违约行为,致使债权人遭受损失的风险称 为信用风险。关联信用风险是指当某些关联信用主体违约时, 会对与其存在关联关系的其他信用主体的经营造成影响,可能 导致它们也违约或者违约概率增大。供应链上关联信用风险是 关联信用风险在供应链情境下的特例,是由供应链上关联关系 导致在供应链上企业之间产生的一类特殊信用风险。 供应链上关联信用风险与关联信用风险产生的原因既具有“ 共性”,也具有“特殊性”。在关联信用风险的研究中,信用主 体自身因素、信用主体之间的关联关系和外部宏观环境是导 致关联信用风险的主要因素。两者产生原因的“共性”在于, 供应链上企业自身经营状况、供应链上企业之间的关联关系 和供应链外部宏观环境也是导致供应链上关联信用风险的重 要因素。然而,在供应链情景下,供应链上关联信用风险的 产生,还与供应链上企业和核心企业之间的关系密不可分。 假如供应链上企业与核心企业关系密切,一方面,即使供应 链上企业在经营过程中出现财务危机,也能及时获得核心企 业的援助,缓解经营危机,从而防止了供应链上关联信用风 险的发生;另一方面,也使供应链上企业更容易获得外部融 资服务,从而具备了较强的风险抵御能力,使其不易受到供 应链上其他企业信用风险的传染,有效阻断了供应链上关联 信用风险的传染。因此,其“特殊性”在于,供应链上关联信 用风险的发生还受到供应链上核心企业信用状况,以及链上 企业与核心企业的关系这两个因素的影响。本文在借鉴前人 对关联信用风险原因分析的基础上,将供应链上关联信用风 险产生的原因归纳为供应链企业自身因素、供应链上关联关 系、供应链外部环境、与核心企业的关系状况等四个方面。 2.1. 供应链企业自身因素 相对于一般企业而言,供应链上企业之间的利益相关性更 强,一旦供应链上某家企业经营出现异常,危机将迅速传导 给供应链上其他企业,导致整条供应链收益受损。从风险传 播者的视角,供应链上企业经营和财务状况越理想,自身信 用风险越小,对供应链上其他企业经营活动产生负面影响的 可能性就越小,导致供应链上关联信用风险的可能性就越 低。从风险接受者的视角,如果其经营状况较好,资金流动 性较理想,就具备了较强的抗风险能力,当供应链上其他企 业发生违约行为时,就不容易被其信用风险传染,相应地供 应链上关联信用风险产生的可能性就小。因此,供应链上企 业自身经营状况直接影响供应链上关联信用风险的产生。 2.2. 供应链上关联关系 供应链上企业之间的交易、资产或者人际等关联关系,使供 应链上企业之间形成利益共同体,导致信用风险极易在供应 链上复制和传播,进而影响供应链整体收益。一方面,供应 链上关联关系使资源可以在供应链上更有效地分配,使供应 链上的中小型企业也能获得经营所需的资源,从而提升供应 链整体效益。另一方面,供应链上关联关系将供应链上企业 进行信用捆绑,给供应链上其他企业带来额外的风险,可能 导致供应链上更多关联企业惨遭损失,最终危及供应链的整 体运行。因此,供应链上企业之间的关联关系,是供应链上 关联信用风险传染的桥梁和纽带,是产生供应链上关联信用 风险必不可少的要素。 2.3. 供应链外部环境 宏观经济和政治环境使供应链上企业具有相似的经济基本 面,或面临相同的外部冲击。当宏观经济环境或国家政策发 x. xie et al. / journal of epidemiology and global health 10(1) 19–22 21 生改变时,将会使供应链上所有企业都受到不同程度的影 响,可能使链上企业普遍出现信用状况恶化,进而导致了供 应链上关联信用风险。在货币政策宽松时期,企业可以较为 便利地获得外部融资,发生信用风险的可能性较小。一般而 言,当宏观经济环境发生极端变化时,企业发生信用违约几 乎难以幸免,严重时可能影响行业内所有企业,甚至造成严 重的经济危机。 此外,由于供应链上企业多为中小型企业,其经营规模小、 固定资产少、财务状况不透明,使其信用状况难以被信贷机 构准确甄别。如果其因恶意欠款、不诚信经营等失信行为所 接受的惩罚低于其带来的收益时,这种失信行为会不断发 展,进而导致供应链上关联信用风险的产生。因此,当前信 用制度的不健全和惩戒制度的不完善,也是造成供应链上关 联信用风险发生的外在因素。 2.4. 与核心企业的关系状况 当供应链上企业因经营资金不足,向商业银行申请融资服务 时,商业银行主要通过对链上核心企业的信用状况,以及链 上企业与核心企业的合作关系进行评估,以此作为是否对链 上企业发放贷款的主要依据。因此,供应链上企业的融资约 束与供应链上核心企业的信用状况以及供应链上的关系状况 密切相关。 与供应链上核心企业的关系状况将对供应链上企业产生两种 效应:直接效应和间接效应。直接效应是指,当供应链上企 业陷入财务危机后,如果其与核心企业关系紧密,经营状况 良好的核心企业可以提供商业信用、资金拆借或者信用担保 等援助行为,有效降低链上企业违约的概率,进而降低引发 供应链上关联信用风险的可能性。间接效应是指,如果产品 的市场前景较好,且供应链上企业与核心企业存在紧密的合 作关系,其更容易获得商业银行提供的融资服务,进而在源 头上抑制了供应链上关联信用风险的发生。反之,若供应链 上企业与核心企业关系松散,因不能及时得到核心企业和商 业银行的救助,财务状况不断恶化,导致信用风险持续增 大,进而增加了供应链上关联信用风险发生的可能性。因 此,供应链上企业与核心企业的关系状况,直接影响供应链 上关联信用风险产生的可能性。 3. 供应链上关联信用风险的传染路径 供应链上关联信用风险的传染是指链上一家企业违约,引起 链上其他企业也违约或者违约概率增大,反映了供应链上企 业之间违约的相互联系。因此,供应链上关联信用风险传染 的途径根本在于供应链上企业之间具体的关联关系。在供应 链情景下,核心企业和上下游企业之间的“赊销”行为形成的 关联关系,供应链上贷款担保形成的关联关系,以及供应链 上企业管理层之间人际关系形成的关联关系等等,都是供应 链上关联信用风险的主要传染途径。 3.1. 商业信用 作为一种最古老的融资方式,商业信用广泛存在于供应链上 的往来交易中。商业信用,可以使供应链上中小企业的信用 得到增级,通过将资金注入供应链上核心企业,进而分配至 整条供应链,使供应链上企业之间资金、债务往来更加紧 密。供应链上企业之间的商业信用,使供应链上企业形成以“ 商业信用”关系为纽带的信用联盟,协调了供应链上资金资源 的合理分配,保障了供应链上运行环境的稳定。然而,一旦 供应链上某家企业陷入财务危机,财务危机将沿着商业信用 传染渠道在供应链上不断蔓延,引发违约的连锁效应。 3.2. 贷款担保 供应链上的贷款担保是指,在供应链上企业向商业银行等金 融机构融通资金的过程中,由供应链上核心企业为其债务提 供担保,当供应链上企业客观上不能或者主观上不愿按约履 行债务时,由供应链上核心企业按照担保合同承担相应的偿 还责任,从而保障了商业银行等金融机构债权的实现。对于 存在贷款担保关系的供应链上企业而言,当贷款的供应链上 企业违约时,为其担保的供应链上其他企业需要承担连带赔 偿责任,也可能因此陷入财务困境,从而使信用风险在整 个供应链上不断循环和放大,导致了供应链上的关联信用风 险。 3.3. 人际关联 在当前市场经济活动中,人际关联已发展为一类广泛存在的 经济关系。如果供应链上企业管理层之间存在如朋友、亲戚 等人际关系,当供应链上企业出现经营危机时,与其存在人 际关联的供应链上其他企业往往会伸出援手,通过提供资 金、代偿等行为进行救助。例如,2016年,乐视系陷入财务 困境,贾跃亭向朋友们求助,上至融创中国董事长孙宏斌, 下至乐视网高管、投资者和供应商都伸出援手,帮助乐视暂 缓了财务危机;2017年,留学培训公司“小马过河”资金链断 裂,创始人许建军向朋友们借钱,暂时渡过了劫难。石军伟 等(2007)[17] 和钱锡红等(2009)[18] 研究发现,企业管 理层的人际关系网络能显著正向影响企业成长。一方面,救 助行为可以帮助供应链上企业缓解资金压力,进而降低了违 约风险;然而,另一方面,救助行为也可能引火烧身,使救 助企业自身也陷入财务困境,导致违约风险增大。人际关联 关系,可能使信用风险在供应链上被吸收和消化,也可以使 信用风险在供应链上复制和放大,导致了供应链上的关联信 用风险。 4. 供应链上关联信用风险的基本特征 4.1. 供应链上关联信用风险具有传染性 对于供应链上企业而言,它们之间复杂的关联关系,往往会 产生“一荣俱荣,一损俱损”的现象。供应链上企业之间普遍 存在着各种各样的关联关系,当供应链上某家企业违约时, 不仅会给与之关联的供应链上其他企业的经营活动造成影 响,而且与之关联的供应链上其他企业往往会对其进行“救 助”,可能使自身周转资金紧张而陷入财务危机。因此,当供 应链上一家企业发生信用违约时,在一定程度上意味着供应 链上其它企业也可能存在着较高的信用风险水平。 4.2. 供应链上关联信用风险具有系统性 由于供应链上存在多家上下游企业,其触角已涉及全球范围 内多个行业和地区。目前,供应链已演变为多家上下游企 业构成的复杂供应链系统。关联关系在供应链系统上形成 22 x. xie et al. / journal of epidemiology and global health 10(1) 19–22 风险传染网络,当供应链系统上某家或者某些企业发生信用 违约时,信用风险将很快在整个供应链系统上传播、循环和 放大,进而演变为供应链上的系统性风险。特别是,在经济 全球化和业务多元化背景下,供应链系统上的企业可能涉及 到多个行业,这就使得供应链上信用风险不容易被分散和缓 释。因而,供应链上关联信用风险呈现出系统性风险特征。 4.3. 供应链上关联信用风险具有外溢性 供应链上关联信用风险不仅会在供应链内部传播,还会对资 本市场中的金融机构产生影响。商业银行等金融机构与供应 链上企业之间由信贷或者担保等形成的关联关系,使它们组 成利益共同体,一旦供应链上关联信用风险呈现传染效应, 将迅速波及到资本市场中的金融机构。比如,当供应链上企 业无法按期足额偿还贷款,将损害相关金融机构的利益,金 融机构信贷风险相应增加。因此,对商业银行等金融机构而 言,供应链上关联信用风险存在显著的外溢效应。 5. 总结 通过对供应链上关联信用风险相关研究成果的梳理和总结, 本文剖析了供应链上关联信用风险概念的内涵,提炼了供应 链上关联信用风险的产生原因、传染路径和基本特征,进而 揭示了供应链上关联信用风险的传染机制。研究表明,供应 链上关联信用风险的传染源主要包括供应链企业自身因素、 供应链上关联关系、供应链外部环境、与核心企业的关系状 况等关键因素。供应链上关联信用风险的传染渠道除商业信 用、贷款担保等供应链上典型关联关系以外,还受到供应链 上下游企业管理者之间的人际关联关系的影响。供应链上关 联关系导致的传染效应使供应链上关联信用风险呈现出传染 性、系统性和外溢性等特征。本文研究有助于金融机构理解 和识别供应链上关联信用风险的传染,为监管当局针对供应 链客户信用风险管理提供了新的思路。 conflicts of interest we declare that we have no financial and personal relationships with other people or organizations that can inappropriately influence our work, there is no professional or other personal interest of any nature or kind in any product, service and/or company that could be construed as influencing the position presented in, or the review of, the manuscript entitled, “ 供应链上关联信用风险传染机制研究”. authors’ contribution 作者谢小凤和杨杨负责提炼和总结关键研究结论,并撰写论 文,作者顾婧和周宗放负责论文设计构思、资料收集、结果 分析等研究工作。 acknowledgments this study was supported by national natural science foundation of china (grants: 71271043 & 71701066 & 71671144 & 71871447). 参考文献 [1] li y, zhou z. associated credit risk contagion between enterprises based on the imperfect immunization scenario. proc comput sci 2015;55:336–40. 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https://doi.org/10.1016/j.jfineco.2014.10.007 https://doi.org/10.1016/j.jfineco.2014.10.007 https://doi.org/10.1016/j.frl.2015.10.006 https://doi.org/10.1016/j.frl.2015.10.006 https://doi.org/10.1016/j.frl.2015.10.006 https://doi.org/10.3982/ecta12148 https://doi.org/10.3982/ecta12148 https://doi.org/10.3982/ecta12148 microsoft word the combustible materials remote sensing ration calculation and fire risk dynamic.doc 1 the combustible materials remote sensing ration calculation and fire risk dynamic monitor in the seasons of withered grass in xilingoule grassland zhuo yi graduate school of caas, beijing 100081, beijing liu guixiang* grassland research institute, caas, hohhot 010010, inner mongolia yu fengming inner mongolia climate center hohhot 010051,, inner mongolia abstract the amount of combustible material is the primary factor which influences the occurrence and developing of fire. from analyzing the field survey data during the six months of the whole seasons of withered grass in xilinguole, we obtained the different types grassland dynamic changing rates, which include the meadow steppe, steppe and desert steppe. on this basic, we estimated the amount of combustible material in each month by modis. so we realized the big quality and fast dynamic monitoring of combustible stock in seasons of withered grass from prairie. ues many factors data : the meteorological drought index(spi), the combustible stock, vegetation continuous and snow conditions , return fire risk index , which apply the important parameter for the alarming of prairie fire. key words: grassland fire; combustible materials; amount of herbage; remote sensing; dynamic monitoring 锡林郭勒草原牧区枯草季可燃物遥感定量反演与火险动态监测研究 卓义 1 1 中国农业科学院研究生院, 北京 100081, 北京 zhuoyii@126.com 刘桂香 2* 2 中国农业科学院草原研究所, 呼和浩特 010010, 内蒙古 liugx804@163.com 于凤鸣 3 内蒙古气候中心,呼和浩特 010051,内蒙古 yfm19790129@126.com 摘要 可燃物存量是影响草原火灾发生与发展的首要因子。通过对锡林郭勒盟整个枯草季 6 个月份的野外调查数据进行分析, 获得了草甸草原 、典型草原和荒漠草原等不同草地类型可燃物的动态变化率,在此基础上利用 modis 遥感数据估算了各月 * 通讯作者,e-mail :liugx804@163. com 基金项目:公益性行业科研专项“草原火灾应急管理技术”(200903041),中央级公益性科研所基本科研业务费专项“基于gis与遥感技术的锡林郭 勒草原地区干旱灾害监测、评估研究”,中央级公益性科研所基本科研业务费专项“锡林郭勒草原干旱灾害风险评估研究”资助。 作者简介:卓义,女,内蒙古呼伦贝尔人,在读博士研究生,主要研究草地资源生态环境与遥感监测技术研究。 journal of risk analysis and crisis response, vol.1, no. 1 (july, 2011). published by atlantis press copyright: the authors 65 author’s names 份的可燃物存量。实现了原草区枯草季节可燃物存量的大面积、快速的动态监测。应用气象干旱指数 spi 与地表可燃物 存量、植被连续状况、雪被状况等数据叠加计算的多因子火险指数,有效表达了地表可燃物致灾的危险程度, 为草原火灾预警提供重要参数。 关键词: 草原火灾;可燃物;牧草存量;遥感;动态监测 1. 引言 可燃物是草原火发生、发展的物质基础。构成可 燃物的两在主体为干枯牧草和动物粪便。动物粪便 在草原上的分布零散,一般形不成连续排列,而且其易 燃性比牧草弱的多,在牧草燃烧之前通常不会首先 燃烧。草原上的枯黄牧草是最重要的可燃物,是草原 火燃烧的主体成分和基础。在草原火灾风险研究 中,可燃物作为草原火灾暴露性的首要影响因子, 实现对枯黄牧草动态的、定量的监测对草原牧区火 灾的火险管理有着重要的意义。 枯黄牧草作为草原可燃物的主体,其存量随时空 变化处于动态变化中并决定着草原牧区火灾的风险 程度。利用遥感数据对草原生长季的产草量进行监 测与估产方面的研究已有了广泛的应用。对于枯草 季节的牧草存量由于枯草的光谱特征与土壤背景相 似程度较高,虽然少数学者对应用noaa/avhrr、 modis等数据建立了枯草遥感监测模型[1],但效果 并不理想,这已经成为了草原火灾风险的定量化研 究一个障碍。本研究应用成熟的生长季节产草量遥 感反演模型计算牧草枯黄前的鲜牧草存量,然后通 过牧草的干鲜比例以及牧草在枯草季节存量的动态 变化率来估算枯草季节各月份可燃物枯草的动态存 量。这种方法绕过常用遥感数据对枯黄牧草监测能 力有限的瓶颈,实现了原草区枯草季节可燃物存量 的大面积、快速的动态监测。 1. 研究区概况 锡林郭勒草原位于内蒙古自治区中东部,地处北 纬41°35′~46°46′,东经111°09′~119°58 ′。土地总面积 202 580 km2, 其中天然草场 197 000km2,占草场总面积的97.2%。地形以高平原为 主体,平坦开阔。气候类型为中温带半干旱大陆性 气候,冬季寒冷,夏季炎热,降雨不均,雨热同 期。土壤类型多样,地带性土壤有灰色森林土、黑 钙土、栗钙土、棕钙土,局部地区分布有风沙土, 隐域性土壤主要有草甸土、沼泽土及盐碱土。锡林 郭勒草原是亚欧大陆草原区亚欧中部亚区一个古老 的植物地理区域,草地资源类型多样,有草甸草原、 典型草原、荒漠草原、荒漠、草甸等亚类(图1)。 锡林郭勒草原在类型上具有一定的典型性和完整 性,在空间分布上具有一定的连续性。该区域作为 研究区域研究可燃物的动态空间分布更具有典型 性。 图 1 锡林郭勒盟草原分布图 fig.1 the grassland distribution of xilinguole 2. 数据来源与研究方法 2.1. 地面数据采集设计 地面数据采集(图2),选取了锡林郭勒盟境内 四种具有代表性的草地类型(草甸草原、典型草原、 荒漠草原和沙地植被) 作为研究对象,样地共计51 个,其中包括草甸草原15 个、典型草原21 个、荒漠 草原15 个。 published by atlantis press copyright: the authors 66 author’s names 图 2 样地分布图 fig.2 the sample plot distribution 我国北方可燃物的动态通常每年9月中旬后草原 牧草干枯变黄,进入草原防火季节。此时的草原可 燃物存量处于最高峰,而后由于牲畜的采食践踏和 自然损耗,草原可燃物量越来越少,到翌年5月底牧 草返青,牲畜采食青草而不再啃食枯草时草原可燃 物量降到最低[2]。可燃物在枯草季节有着不段减少 的规律,为了获得可燃物的动态变化率,于在一整 个枯草季节中从2007年10 月份~2008年4 月份每月 中旬进行一次野外实测,测量方法为样方法。草本样 方大小为1m ×1m ,有灌木或高大禾草的草地采用10m ×10m 的样方,每个样地做3 次重复。将干枯牧草齐地 面刈割,带回室内于85 ℃烘箱内烘至恒重,然后称 重。分析地面数据的可燃物干重从而获得不同类型 草地的可燃物在枯草季节的动态变化率。 %100 10 ×= c ci i w w v (1) 其中, i v 为对应月份的可燃物保存率, ci w 为 对应月份的可燃物存量, 10c w 为10月份的枯草季节 初始的可燃物存量。据此,可燃物在枯草季节的动 态变化率向量v 为: [ ]4321121110 ,,,,,, vvvvvvvv = 其中, 10v =1。 2.2. 遥感数据源与遥感监测方法 在遥感数据的选取上,应用modis数据2007年9 月 上 旬 的 250 米 分 辨 的 红 近 红 外 波 段 数 据 计 算 ndvi,然后进行整旬的最大合成,并与草地类型图 叠加,将非草地地区赋值为0予以剔除。 以往对枯草季节枯黄牧草的存量遥感估算模型都 着眼于实时监测,试图应用对枯草敏感的波段数据 建立枯草存量的反演模型,但是由于的枯草的光谱 特征与土壤背景相似程度较高,以及modis传感器 的设计上对地面植被的监测主要着眼于绿色植被的 绿度。因此,可以说modis数据直接实时监测枯草 存量的能力相对于对生长季产草量的监测的能力是 非常有限。在本研究设计上针对枯草存量的定量监 测提出了一个新的思路,应用牧草枯黄前的遥感反 演的产草量数据计算这些牧草的干物质量,然后通 过枯草季节存量的动态变化率来估算枯草季节各月 份可燃物枯草的动态存量。这种方法避开了遥感传 感器对枯黄牧草不敏感的问题。 生长季产草量能够估算枯草季枯草存量是由于生 长季的产草量是枯草季枯草的物质基础来源,生长 季的产草量决定了枯草季枯草存量的基数。在我国 北方9月的牧草开始干枯变黄,10月中旬全部干枯。 如果不考虑秋季放牧的影响,9月初的地面干物质量 与10月中旬枯草季节初期的枯草存量近似相等,根据 这一特点计算出枯草季节初始的可燃物存量。首 先,选用成熟的遥感产草量监测模型计算9月初的地 面产草量,本文采用《中国草原产草量遥感监测》 (徐斌,杨秀春等)所建立的产草量模型[3],该模 型的建立使用了大量的中国草原地区地面数据,模 型有很好的适普性,实测值与模拟值的相关系数可 达0.77。基计算公式为: ndvi f ew 9841.43585.19= (2) 其中, fw 为单位面积产草量,是牧草的鲜重 量,单位为g/m2。 然后,根据不同草原类型的干鲜比 [4]折算得到 枯草季节初始的可燃物存量: c w w fc = (3) 其中: cw 为单位面积可燃物重量(单位:g/m 2), fw 为鲜草重量,c为不同草地类型的干鲜比系数。 表格 1 各类型草地干鲜比系数 table 1 types of grassland ratio of withered grass to fresh grass 草地类型 干鲜比系数 温性草甸草原类 1︰3.2 温性草原类 1︰3.0 温性荒漠草原类 1︰2.7 最后,应用地面数据分析所得的各类型草地可燃 物在枯草季节的动态变化率向量v ,估算各月份的 地面可燃物存量,最终实现枯草可燃物动态监测。 icci vww ×= (4) 其中, ciw 为对应i月的单位面积可燃物重量(单 位:g/m2)。 2.3. 火险等级方法 火险等级划分依据火险指数划分,指数是应用 气象数据与地面数据相结合的多因子加权法建立 。 所应用到的影响火险的因子有:可燃物存量、植被 连续程度、积雪覆盖和气象干旱指数(spi)。可燃 物作为草原火发生、发展的物质基础,是孕灾环境 的核心,其地表存量与连续程度决定了孕灾环境中 published by atlantis press copyright: the authors 67 paper title (4 words maximum) 致灾的危险程度。锡林郭勒盟枯草季中期为冬季, 冬季积雪覆盖也是影响火险程度的重要因子。气象 干旱指标可以表征可燃物的干燥程度。这种依据气 象数据与地表数据的多因子指数,立体的表达了地 表可燃物致灾的危险程度。 植被连续程度对火的蔓延有着至关重要的影 响,利用 1km 网格土地利用图选取植被区,以 5km×5km(100 个像元)为窗口计算植被类土地利 用类型所占百分比赋值于窗口的中心像元得到植被 连续程度图值域范围[0,1]。 雪被划分采用modis数据计算归一化差分积 雪指数(ndsi)。其原理为:雪有很强的可见光反 射 和 强 的 短 红 外 吸 收 特 征 , 因 此 使 用 第 2 通 道 (841~876nm)、第4通道(545~565nm)和第6通 道(1628~1652nm)进行ndsi的计算和积雪判识。 ndsi=(ch4-ch6)/(ch4+ch6) (5) 一般地当ndsi>0.4且ch2反射率>11%、ch4 反射率>10%时判定为雪。雪被区赋值为1,非雪被 赋值为0。 内蒙古地区地表水补给形式较为单一,以大气 降水为主。降水的充盈与亏损直接影响地表植被的 干燥程度。因此,降水是影响火险程度的重要指 标。气象干旱指标选用标准化降水指数spi,它的基 本原理为,首先假设降水服从gamma分布,然后 用gamma分布概率来描述降水量的变化,最后再 经正态标准化求得spi值。研究表明降水分布比起正 态分布、泊松分布来更接近于gamma分布,spi可 以灵活应用于对不同时间段,不同时间尺度,不同 地区的降水量变化的比较,是具有适普性的干旱监 测指标。其具体算法如下[5,6]: 假设某一站点某一时段降水量为x,则其gamma 分布的概率密度函数为: βα α χ αβ /1 )( 1 )( xexg −− γ = (6) )(αγ 为gamma函数,α 为形状参数, β 为尺度 参数,二者可用最大似然法拟合求得。 ) 3 4 11( 4 1 a a ++=α (7) α β x = (8) n x xa ∑−= )ln()ln( (9) 其中n为降水数据的时间序列长度。在给定的时 段序列长度下降水量为x的累积概率为: dxexdxxgxg x axx β α αβ / 1 00 )( 1 )()( − − ∫∫ γ == (10) 设 β/xt = dtet a xg t at − − ∫γ = 1 0)( 1 )( (11) 这样就构造出一个标准的不完全 gamma 函 数,在 idl 中应用 igamma 函数可直接求得 g(x)。但求得的 g(x)不包括 x 为 0 的情况,现实中 x 可以为 0,这种情况下累积概率应表示为: )()1()( xgqqxh −+= (12) q 为给定时间序列里降水为 0 的次数与时间序 列长度的比值。求 h(x)的正太分布函数: dxexh z∫ ∞ −= 0 2/2 2 1 )( π (13) 近似计算得: 5.0)(0 ≤xh< ) 1 ( 3 3 2 21 2 210 tdtdtd tctcc tspiz +++ ++ −−== (14) 2))(( 1 ln xh t = (15) 0.1)(5.0 ≤xh< ) 1 ( 3 3 2 21 2 210 tdtdtd tctcc tspiz +++ ++ −+== (16) 2))(0.1( 1 ln xh t − = (17) 其中:c0 =2.515 517, c1=0.802 853,c2=0.010 328,d1=1.432 788,d2=0.189 269,d3 =0.001 308。 以研究区内73个气象站点1970年到2009年的降 水数据为基础,建立降水的累积概率分布函数,代 入2007年10至2008年4月的逐旬的前一个月降水数 据,得到逐旬的一个月尺度的spi数据。图3到图5为 各类型草原区逐旬spi值平均值构成的时间序列。从 中可以看出,2007到2008年的枯草季节中,草甸草 原区10月和2月偏干;典型草原区10月、12月、2月 和3月偏干;荒漠草原区12月和2月偏干。 published by atlantis press copyright: the authors 68 author’s names 图 3 草甸草原区 spi 时间序列 fig.3 time serial of spi in meadow steppe region steppe and desert steppe 图 4 典型草原区 spi 时间序列 fig.4 time serial of spi in steppe region 图 5 荒漠草原区 spi 时间序列 fig.5 time serial of spi in desert steppe region 表格 2 标准化降水指数干旱等级划分 table 2 the grade dividing standards of drought base on standard precipitation index 等 级 类 别 spi 值 grade class the value of spi 1 无旱 -0.515 级 提前时间 24 12 8 4 24 12 8 4 24 12 8 4 24 12 8 4 风险厌恶 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 风险中性 0.8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 风险偏好 0.3 0.5 0.8 1 0.5 0.8 1 1 0.8 1 1 1 1 1 1 1 表 4. 根据当前位置风力渔船回港概率表 <8 级 8 级 9 级 10 级 11 级 >11 级 风险厌恶 0 0.1 0.5 1 1 1 风险中性 0 0 0.1 0.8 1 1 风险偏好 0 0 0 0.5 0.8 1 published by atlantis press copyright: the authors 156 表 7. 不同提前回港时间下渔船决定就近避风的概率 <0 小时 0-2 2-4 4-8 8-12 12-16 16-20 >20 小 时 风险厌恶 1 1 1 0.8 0.5 0.3 0.1 0 风险中性 1 1 0.8 0.5 0.3 0.1 0 0 风险偏好 1 0.8 0.5 0.3 0.1 0 0 0 2.3 渔船回港个体自主决策仿真模型 当气象部门发布台风预报信息时,确定了一个 渔船的容许回港时间 t,政府部门的渔船回港避风 应急行动启动。根据当前时刻的台风中心实际风力、 台风大风预报、渔船位置状态,运行仿真模型,以 考察渔船回港时机和选择港口。 仿真模型的时间间隔为 1 小时,当所有渔船的 回港状态 ibi 变成 1 后,完成 1 次仿真,记录渔船回 港编号 shi 和相应的渔船的回港时间 ti。回港时间 为海上运行时间 ti 和延迟回港时间 twi 的总和。 在每一时刻,对于每条回港状态为 0 的渔船, 进行一次是否回港决策。渔船依次按照政府催促回 港次数、影响半径内回港渔船比例、台风中心风力 和当前位置风力判断是否需要回港。一旦上述任意 条件得到满足,渔船则做出回港的决策,即渔船的 回港状态 ibi 变更为 1,并跳出是否回港判断。根据 渔船回到家乡港口的航行时间和当前时刻的延迟时 间,按照港口选择的概率表,判断渔船是选择回到 家乡港口还是就近港口,记录渔船回港编号 shi,和 回港时间 ti。 在时刻末期,政府部门对所有渔船依次判断, 是否需要在下一时刻对其进行“催促回港”。对于所 有未回港的渔船,计算其影响半径内回港渔船的比 例。 将整个仿真模型运行多次,评估每一次仿真得 到回港方案的风险,对所有仿真结果取平均值,即 可评估渔船在个体自主回港状态下的风险情况。 3. 浙江省台风渔船回港避风个体自主决策仿 真案例 3.1 数据处理与说明 根据《浙江省沿海标准渔港布局与建设规划》 [15] ,截止到 2006 年底,浙江省年共有海洋渔船 34506 艘,各类渔港 208 座。计划在十年内,将海洋机动 渔船数控制在 34500 艘左右;到 2012 年底,新增 有效避风港池面积 2000 万平方米,由 2006 年的 1650 万平方米增加到 3650 万平方米。 考虑到模型规模和电脑运行速度,为说明问题, 并不失代表性,本示例假设有 3500 条渔船,前往 20 个不同港口避风。 3.1.1 港口数据 根据《浙江省沿海标准渔港近期建设项目布局 图》[15],浙江省在 2012 年重点建设一、二、三级 渔港 69 座,图中还显示了国家级中心渔港和等级以 下渔港,所有共计 81 座。在这 81 座港口中,进行 分层随机抽样,在中心渔港、一级渔港、二级渔港、 三级渔港和等级以下渔港中,各选取 2,4,5,3, 6 个。 港口具有地理坐标、等级、避风面积、可容纳 渔船等级等属性,基本参数如表 8 所示:  港口的地理坐标通过数字化布局图时,使用的 投影坐标得到。  港口的等级由布局图中的专题图符号可以看 出。  渔港的避风水域面积通过一定的合理假设产 生随机数模拟得到: 1)基本保证所有 208 座渔港总避风面积在 3650 万平方米左右。 2)上一等级渔港避风面积是下一级的两倍左 右。 3)同等级渔港避风面积可以在一定范围内变 化。  港口的可容纳渔船等级根据渔港等级假设得 出。 3.1.2 渔船数据 根据 2010 年 9 月在江苏南通和 2011 年 6 月在 浙江岱山的关于渔船管理的调研,目前渔船上的信 息系统已基本配备完善,在台风来临时,海上需避 风渔船的地理位置及其他船只属性,可以由管理部 门通过信息管理系统实时获取。 在本示例中,待回港渔船采取在 arcgis 中生 成随机点的方式产生。假设浙江附近海域有 3500 只渔船需要回港避风,其中有大型渔船 20 只,在距 海岸线 200-300km 的范围内作业,中型渔船 1480 只,距海岸线 130-200km,小型渔船 2000 只,距海 岸线 80-150km。根据《标准渔港设计规范》中的船 型尺度表,大型渔船代表船型选择“开创号”,中型 渔船代表船型选择 hg818 型渔船,小型渔船选择 10kw 木质渔船。相关参数如表 9。 published by atlantis press copyright: the authors 157 表 8. 渔港参数表 编号 名称 坐标 x(m) 坐标 y(m) 等级 面积(m2) 可容纳船型 大 中 小 0 沥港渔港 1597857 3315665 二级渔港 172033.3 0 1 1 1 舟山中心渔港 1628658 3308746 中心渔港 492321.6 1 1 1 2 湖头渡渔港 1596071 3264441 等级以下渔港 26711.21 0 0 1 3 鸿屿渔港 1583684 3254174 等级以下渔港 35314.03 0 0 1 4 桐照渔港 1579555 3251607 一级渔港 321154.8 1 1 1 5 国庆渔港 1570627 3245581 二级渔港 155020.2 0 1 1 6 圆山渔港 1582903 3245135 三级渔港 72745.2 0 1 1 7 白歧渔港 1583684 3212659 等级以下渔港 47123.76 0 0 1 8 胡陈港渔港 1594174 3214222 二级渔港 162601.8 0 1 1 9 鹤浦渔港 1620846 3215003 一级渔港 374460 1 1 1 10 海游渔港 1579331 3202504 等级以下渔港 45335.96 0 0 1 11 路桥金清渔港 1600758 3139785 一级渔港 311549.2 1 1 1 12 坎门中心渔港 1578885 3085772 中心渔港 665499.4 1 1 1 13 杏湾渔港 1554445 3090682 二级渔港 154217.4 0 1 1 14 元觉花岗渔港 1570404 3064456 等级以下渔港 22716.84 0 0 1 15 兰田渔港 1539044 3066800 三级渔港 69297.2 0 1 1 16 西湾渔港 1527996 3028298 三级渔港 74508.33 0 1 1 17 炎亭渔港 1531121 3006202 一级渔港 328513.5 1 1 1 18 石砰渔港 1530898 3003077 二级渔港 176833.5 0 1 1 19 中墩渔港 1521188 2994595 等级以下渔港 36340.99 0 0 1 表 9. 船型参数表(来源:sc/t 9010-2000 标准渔港设计 规范) 渔船类型 代表船型 全长 (m) 型宽 (m) 船速 (km/h) 大 开创号 92 15 15 中 hg818 型 渔船 31.88 6 10 小 10kw 木 质渔船 7.59 3 5 渔船“家乡港口”属性,参考港口可接纳渔船类 型和港口面积因素,按照渔船编号依次将大型渔船 平均分配到 0 级和 1 级港口,将中型渔船平均分配 到 0 级-3 级港口,将小型渔船平均分配到 2 级-4 级 港口。对于“风险偏好”属性,设定每条渔船属于风 险偏好型、风险中性型和风险厌恶型的概率为:0.1, 0.7,0.2。通过产生随机数,得到每条渔船的风险偏 好值。 规定回港时间为 48 小时,影响半径为:50 千 米,使用 2011 年 8 月 5 日的“台风梅花”的预警信息, 台风梅花中心风力 14 级,大风预报图为图 2 所示。 需做说明的是,图 1 为 24 小时的大风预报数据,理 论上应该在 8 月 5 日同时获得一张 24-48 小时大风 预报图。由于数据获取限制,认为 48 小时内,大风 的预报均为图 2。 使用 c#语言编写程序,运行 5.3 中的仿真模型 200 次,记录的渔船延迟回港时间、政府催促次数 和回港方案。 3.2 模型运行结果 3.2.1 延迟回港结果 在 200 次仿真过程中,所有的 3500 只渔船,共 有 652 只曾发生过延迟回港的现象,占总渔船数量 的 18.63%,出现的最大延迟时间为 44 号渔船的 14 小时,计算每只渔船平均的延迟回港时间,该渔船 也具有最大的平均延迟回港时间,为 3.785 小时。 在 200 次仿真中,渔船延迟回港结果的统计表 10 所示: 表 10. 200 次仿真延迟回港结果统计 延迟回港 船只数量 最大延迟 回港时间 所有渔船累积 延迟回港时间 有延迟渔船 200 次仿真平均延迟时间 最大值 527 14 677 3.785 最小值 482 4 577 0.005 平均值 506 8.11 617.125 0.9465 published by atlantis press copyright: the authors 158 考察渔船在仿真过程中回港的情况,计算随仿 真时间的推移,回港渔船数量的变化。计算在 200 次仿真中每一时刻已回港渔船的平均值,如图 3 所 示(大型渔船数量见副坐标轴)。 总体来看,本次回港避风中,“延迟回港”的现 象不是很严重,这主要是因为本次台风中心风力已 达 14 级,多数的渔船都认为这是比较严重的状况, 希望自己能够提前到港的时间较宽裕。 3.2.2 催促回港结果 在 200 次仿真过程中,所有的 3500 只渔船,共 有 156 只渔船受到过政府的“催促回港”,占总渔船 数量的 4.46%,出现的最大催促回港次数为 2670 号 渔船的 5 次。在 200 次仿真中,渔船受到催促回港 结果的统计如表 11 所示: 图 3. 仿真过程渔船回港情况 表 11. 200 次仿真催促回港结果统计 催促回港 船只数量 最大 催促回港次数 所有渔船累积 催促回港次数 有催促渔船 200 次仿真平均催 促次数 最大值 115 5 97 0.925 最小值 88 2 53 0.005 平均值 101.64 3.54 76.645 0.4913 3.2.3 回港方案结果 在本模型中,渔船可能选择“回家避风”或“就近 避风”。从 200 次仿真的结果来看,所有的 3500 只 渔船中,有 1022 只渔船在所有的 200 次仿真中,均 选择了“就近避风”,说明它们在应急响应启动时, 所处的位置距家乡港口较远,在规定时间内很难安 全到达;而有 1286 只渔船在 200 次仿真中,均选择 了“回家避风”,它们所处的位置恰好有充足的时间 安全回港。 4. 结论和讨论 本文从应急响应个体的自主决策行为出发,设 计了渔船、政府、台风和港口的仿真模型,基于调 研了解的基本事实,建立了渔船回港的决策规则。 在仿真中,通过对不同风险偏好渔船的“延迟回港” 决策和“港口选择”决策的逻辑规则设计,及政府 “催促回港”决策设计,模拟了渔船在回港避风中 的延迟回港情况和港口选择情况。应急个体在自然 灾害中的自主应急行为和对管理部门应急安排的自 主执行,将影响自然灾害应急响应的完成状况,因 此,研究自然灾害应急响应个体的自主决策行为在 应急管理中有十分重要的意义。 本文通过仿真的方式模拟渔船在回港避风中的 自主决策行为,在决策规则建立时,仅根据调研的 基本事实进行了基于概率的逻辑设计,这使得模型 对于渔船自主回港决策行为的模拟只能反映基本情 况。在下一步的研究中,应该对应急个体的风险认 知、风险识别和风险判断进行更为细致的研究,得 到更为准确而符合实际意义的逻辑关系与参数,建 立更为符合实际的应急个体在决策行为规则。 本文受国家自然科学基金(41471424);中央高 校基本科研业务费专项资金资助 published by atlantis press copyright: the authors 159 参考文献 [1] 周俊华. 西北太平洋热带气旋风险分析. 自然灾害 学报, 2004, 13(3): 146-151. zhou j h. risk analysis of tropical cyclones in the northwestern pacific. journal of natural disasters, 2004, 13(3): 146-151. 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itself. bill business as a new intermediary business has been a new point of profit growth for small and medium commercial banks (smcb). however, with the development of bill business, the relevant problems have been exposed. this paper proposes corresponding countermeasures on these problems and focuses on the risks should be noticed in doing bill business and the preventive measures to smbcs. keywords: small and medium commercial bank; bill business; risk; prevention 1. introduction in the recent years, the bill business of smcb develops rapidly, which has been playing a positive role in nurturing relation between bank and enterprise, enhancing service function, optimizing asset structure, decentralizing business risk, and to a certain extent, broadens financing channels, supports the development of smcb (chun, 2014). however, oppositely, there is idea bias in some smcbs, they are obsessed with market share but weak in risk awareness. there is no strict internal control and management on bill business and there are many irregularities and risk issues. if these problems can not be solved timely, they will affect the healthy development of bill business market and the sound operation of smbc. 2. the main risks in bill business 2.1. credit risk in the absence or deficiency of margin, issuing or discounting acceptance bills leads to much bank advance and thereby results in credit exposure risk. mainly as follows: first, do not charge the margin as specified proportion or the amount is low. second, shortfall guarantee to the shortfall part of margin or warranty is invalid, for example: the amount of guarantee contract is less than the shortfall part of margin, the guarantee company is lack of guarantee capacity, the pledge is not in comply with relevant provisions, the procedures of pledge is not timely or normally handled, guaranteed by affiliates or mutual guarantee, the guarantee contract is without agreement result form the board, etc (xue and xiao, 2014). third, use their own loan as margin to issue acceptance bill, or transferring loan to fixed deposit as journal of risk analysis and crisis response, vol. 4, no. 4 (december 2014), 233-237 published by atlantis press copyright: the authors 233 willieb typewritten text received 22 september 2014 willieb typewritten text accepted 19 november 2014 willieb typewritten text pledge to apply for acceptance bill. these practices of the bank actually transfer the acceptance risk to credit risk, but it finally do not ascertain the payment source and also inflates the size of deposit and loan. through expanding the size of deposit, loan and bill business in such non-normal ways, forms a vicious circle like this “enterprise uses loan fund as margin→bank issues acceptance bill→enterprise discounts the acceptance→enterprise uses the discounted money as margin →bank issues acceptance again →enterprise discount acceptance again....” in the iterative process, credit expands, loan multiplies illusorily, forms credit bubble. fig.1 the date of commicial bills and bills discounted in 2013 and 2012 0 10 20 30 40 2013 2012 commicial bills (trillion yuan) bills discounted (trillion yuan) 2.2. financing risk financing risk is caused by commercial bank issuing or discounting acceptance bill without real transaction background or unknown real transaction background. it’s characters are: no contract or using false or invalid contract; issuing or discounting beyond contract amount or date; no copy of value-added tax invoice, reusing the same invoice or forged invoice (duan, 2013). some banks, under the guise of enterprises, open accounts illegally. they use these accounts to issue acceptance bills and then make them discounted in other banks, bring money back to their own bank and make their saving in increase. they call it “financing deposits”. issuing or discounting bills without real transaction, the bank is in violation of relevant provisions of payment and settlement method and commercial bank bill acceptance and discount and rediscount interim measures. therefore, doing like this the banks are undertaking financing risk and at the same time, potential legal risk. 2.3. morality risk first, affiliated enterprises, affiliated transaction parties collude with each other, to cash bank funds. the main way is: drawer and payee are affiliated enterprises or affiliated transaction parties, the drawer use proportional margin to apply for acceptance, then the insufficient part is guaranteed by the payee, finally the money flows from the payee’s account to the drawer’s account, realizing the reverse flow of capital. second, some unscrupulous people use forged or altered notes, "cloning" bills or notes "switching" to defraud the bank funds consciously and make the bank face financial loss. third, the bank’s internal stuff do not strictly control the “three checks”: the check of legitimacy and compliance of items on bills, the check of endorsement verification, the check of authenticity of bills, or someone illegally and irregularly embezzles bank bills, thus leave bank suffers financial losses. 2.4. interest rate risk and liquidity risk the four state-owned commercial banks seldom provide credit to small and medium enterprises, their loan and the loan of small project is usually carried out this way: the small and medium banks discount acceptance bills, and then they rediscount from the four state-owned commercial banks. smcbs earn the spread in bill market. once market funds are tight, rediscount interest rates rise, small banks will face interest rate risk, and will lead to severe liquidity risks (jue, 2012). 2.5. handle risk first, discount in advance and check afterwards--reverse handle. in order to win business and enhance competitiveness, some banks ask enterprises to issue letter of commitment for discounting. first, however, the checking date is a few days or half a month late than the expenditure presentation date (bo, 2012). the way of discounting acceptance without assured checking carries certain risks and makes it difficult to ensure the safety of bank capital. second, the bill endorsement obtained by discount and pledge is illegal and incomplete. mainly like this: open endorsement when discounted, discontinuous multiple endorsement, etc. this not only goes against bills of exchange act, but also makes the bank published by atlantis press copyright: the authors 234 impossible to claim bill right when bill dispute or bill loss happened, what’s more this is easy to trigger morality risk. 2.6. internal management risk the foundation work of some smcb is weak, there is safety risk in bill kept and used, what’s more, ineffective internal controls, resulting in bills cases occur frequently, risk and loss continue to produce. at present most smcbs, in vary degrees, have the issue of archives incomplete and irregularities, such as, acceptance agreement, transaction contract are incomplete, the basic documents of acceptance applier is incomplete and convention records are not detailed (dan, 2009). some banks exist account and the actual inconsistent, account and account inconsistent, don’t implement “three separate charge” of seal, mortgage, and voucher. there is no supervision over seal take-over, make errors in accounting margin, use administrative seal instead of settlement seal in the consignment collection of acceptance bill. 3. reasons of bills business risk 3.1. backward invoice anti-counterfeit means in-conformity information between bank, enterprise and backward involves anti-counterfeit means. some enterprise is weak in legal awareness, they forge contract or invoice to defraud bank funds. what’s worse, the sharing mechanism is imperfect, such as banks haven’t networked with tax department, can not query the authenticity of the invoice; the credit registration information system also lacks information about acceptance bill discount. in addition, the invoice and contract offered by companies are not matched, a few enterprises can not offer value-added invoice, which brings difficulties for banks to check the real transactions background. because of lacking unified bill issue, query, and certificate system and institution, the electronization level of bills is low, leaving an opportunity to “fake bill” and” cloning bill”. 3.2. imperfect legal system the provisions of the current bills of exchange act, payment and settlement method and commercial bank bill acceptance and discount and rediscount interim measures are too general, have not made judicial interpretations about discount, transfer discount, rediscount business that involve bill business, and lack of legal basis in regulation. first, there is no monitoring index to acceptance business. in 2002, pboc canceled the requirement that the total amount of acceptance bills can be lager than the 5% of the ending balance last year, and there is no other guidance issued. for small financial institutions with small assets scale and low risk control ability, lacking of external constraints, is likely to cause the blind development. second, there are no unified regulations to government of acceptance margin, way of charging and amount of margin and no define and punishment standard to transferring loan to margin. third, there are no regulatory measures to enterprise’s practice of opening accounts in different names and reusing value-added invoice to discount in different banks. 3.3. management malposition and enlarge business blindly smcbs are restricted from operating zones, most of them have the problem of financial strain and small business scale. bill business has the scale expansion function, can bring banks extra business. therefore smcbs use bill business as the main way to enlarge business scale. thorough offering loan or discounting for enterprise, banks make the money as margin or fixed deposit and then issue bills to enterprises, handling like this in circle, can realize the both growth of loan and deposit. second, bill business can dilute non-performing loan (npl): through increasing bill business to enlarge loan scale, which makes the denominator bigger, the npl rate smaller. meanwhile, bill business can adjust profit, add operation revenue: through buy and sell bills to gain interests in advance, to adjust profit condition; when loan is used as margin, banks earn the loan interest, but pay deposit interest to enterprise, there for the interest margin becomes the revenue of the bank. 3.4. incomplete internal structure and weak risk consciousness smcbs have generally established internal control system, but the operation process and responsibility published by atlantis press copyright: the authors 235 system is not unified and strict enough to cover all the risk points, to effectively prevent risk. some banks don’t include all bill financing to the credit of a single customer, which is not good for controlling and preventing single customer’s credit risk; some banks haven’t implemented “three checks”, can not clearly grasp the credit condition of enterprise; in a few banks, the training and periodic rotation of stuff in important position have not been formed to a system, which is bad for prevent operation risk and morality risk; there are also banks whose auditor is short-staffed, bring about the weak supervision over bill business. 3.5. discriminated by weak position smcbs especially municipal commercial banks don’t have a nationwide network, big banks agent their bill inquiry. some agent banks discriminate small banks, deliberately delay the inquiry response. since the slow response, the longest about one month, forces the authorized bank to discount in advance for enterprises in urgent need, or to simply discount at sight for big customers, forming handle risk in bill business. 4. bill business risk prevention and management 4.1. strengthen internal control and improve the risk prevention mechanism smcbs should adhere to the "internal control priority" principle, focus on risk management, strengthen the building of internal control mechanism, set up normative ticketing, registration, inquiry procedures and systems with strong operability, intensify the review and check of the authenticity of bills, and ensure the authenticity of bill transactions and the security of finance. meanwhile, each risk point in bill business procedure should be carefully predicted and analyzed. each risk point should be set up with "firewall", and risk management procedure should be evaluated regularly. smcbs should also enhance staff training to raise the awareness of business risks, improve the staff's defensive skills and build up noble work ethics and strictly perform operation, check and supervision system (shan and qian, 2012). 4.2. correct business ideas and enhance the consciousness of risk prevention smcbs should stop being obsessed with scale and speed, correctly handle the relationship between bill business development and risk prevention and avoid pursuing bill gains at the cost of assuming tremendous advances risks. comprehensive, coordinated and sustainable development view and scientific evaluation mechanism should be set up. the development goal and scheme of bill business should be established according to its own characteristics and actual situation. it should be avoided to be obsessed with scale and speed. business development should be based on controllable risk. 4.3. strengthen compliance regulation and promote the healthy development of bill business regulatory authorities should be fully aware of the potential risks in bill business, strengthen the efforts to on-site inspection, mainly examine bill acceptance and the authenticity of discount business’s background, discounting cash flow, loans as deposit, inner control regime and risks in bill business etc (ba and bei, 2005). special attention should be paid to the regulation of the effectiveness of internal control, operant behavior and each risk point. regulatory authorities should further strengthen the penalties for violations in bills business, strengthen supervision inspection, timely correct and handle illegal behaviors to maximize risk prevention and control. 4.4. perfect loan registration information system and solve the problem of asymmetric information pbc and regulatory authority should establish bank acceptance’s issuing and discounting business database, achieve national network query function, improve working efficiency, connect with tax department, timely recognize the authenticity of vat ticket copies or originals provided by enterprises, enhance the examination of trade background and prevent and mitigate risks. 4.5. revise the system and regulate the bill market some items in the current commercial instrument law, payment and settlement method, commercial bank bill acceptance and discount and rediscount interim published by atlantis press copyright: the authors 236 measures are not suitable for the development status of bills. admittance and retreating system for enterprises in bill business, the management of bill financing, bill transaction, bill credit evaluation, the price agreement of bill transaction, capital settlement and business risk reserve system etc. should be standardized as soon as possible. from a regulatory point of view, specific regulations regarding commercial bank bill business risk control should be made. first, bill financing should be wholly included in the range of credit authorization and customer credit to facilitate external regulation and internal control. second, directive monitoring index about total acceptance and acceptance proportion of single or ten household at most, and control regime regarding issuing to offset companies should be formulated to eliminate bubbles in bill market. third, security deposit raking management should be implemented or the zero norm of security should be regulated. the bill risk exposure should be linked with capital scale to reduce the acceptance risks of banks. 5. conclusions as a new intermediary business, bill business has been a new point of profit growth for small and medium commercial banks (smcb). however, with the development of bill business, the risks have been exposed. in order to prevent the bill business risk, smcbs should take the following measure. first, smcbs should stop being obsessed with scale and speed, correctly handle the relationship between bill business development and risk prevention and avoid pursuing bill gains at the cost of assuming tremendous advances risks. second, clearly defined standards and punishment regulation regarding margin loads and affiliates obtaining bank credit should be formulated. third, require all the financial institutions that the original value-added invoice should be stamped, noting discount amount, discount institution name, to prevent rediscount by the same invoice from the very beginning. references s. s. ba and j. bei, bills market research on development, accounting monthly (3) (2005) 15-16. m. x. bo, risks and measures currently exist in bill business, accountants (18) (2012) 25-26. l. w. chun, analysis of commercial bank’s bill business risks and preventive measures, market weekly (2) (2014) 80-82. z. dan, key point of china's commercial banks in the field of bill business risk prevention, financial economics (18) (2009) 110-111. y. duan, joint-stock commercial bank bill business risk, financial era (24) (2013) 76. z. jue, the business risk of commercial bank bills, rethinking times of financial (35) (2012) 109. c. shan and x. z. qian, characteristics and the influence of bank bill business, china financial (5) (2012) 82-83. c. xue and l. y. xiao, internal control problems of commercial banks’ bill business, modern economic information (16) (2014) 297-299. published by atlantis press copyright: the authors 237 1. introduction 2. the main risks in bill business 2.1. credit risk 2.2. financing risk 2.3. morality risk 2.4. interest rate risk and liquidity risk 2.6. internal management risk 3. reasons of bills business risk 3.1. backward invoice anti-counterfeit means 3.2. imperfect legal system 3.3. management malposition and enlarge business blindly 3.4. incomplete internal structure and weak risk consciousness 3.5. discriminated by weak position 4. bill business risk prevention and management 4.1. strengthen internal control and improve the risk prevention mechanism 4.2. correct business ideas and enhance the consciousness of risk prevention 4.3. strengthen compliance regulation and promote the healthy development of bill business 4.4. perfect loan registration information system and solve the problem of asymmetric information 4.5. revise the system and regulate the bill market 5. conclusions references atlantis press journal style study on risk evaluation based on occupational exposure evaluation and carcinogenic risk simulation* qian zhang1, deyin huang1, mao liu2 1 tianjin bohai chemical industry group co., tianjin 300051, china 2 research center of urban public safety nankai university, tianjin 300071, china abstract in order to provide the quantitative risk evaluation for 1,3-butadiene-expose, quantitative method using physiologically based pharmacokinetic model and dose-response model is applied to the carcinogenic risk evaluation for 1,3-butadiene-exposed workers. first, the internal dose of inhaled-1,3-butadiene in human beings is simulated by exposure related dose estimating model recommended by usepa. second, the internal dose is induced into calculating formula of carcinogenic risk. in order to determine the uncertainty of the cancer risk, monte carlo simulation is used to analyze the risk probability distribution. a large chemical enterprise in tianjin is selected as the case study and carcinogenic risk evaluation for 1,3-butadiene-exposed workers is calculated. the results show that the cancer risk of 1,3-butadiene-exposed workers obviously exceeds 1×10-4 the maximum acceptable risk level. it is necessary to take relevant measures to reduce risk. keywords: risk evaluation, 1,3-butadiene, occupational exposure evaluation, carcinogenic risk simulation. * this study was supported by municipal key science and technology support project of tianjin (no. 13zczdsy02300). 1. introduction in recent years, as china's rapid industrial development, harmful factors of industrial production on human health increasingly have aroused widespread concern. as an important organic chemical material, 1,3-butadiene (bd) is widely used in synthetic rubber, synthetic resin, synthetic fibers, plasticizers and other petrochemicals and manufacturing industries. the international community is increasingly concerned about the carcinogenicity of 1,3 butadiene. occupational epidemiology studies have shown that the carcinogenic risk of works suffering from 1,3-butadiene occupational exposure increased significantly. it is particularly important to assess the carcinogenic risk suffering from 1,3-butadiene occupational exposure. in the normal production situation, most of the monitoring data of hazardous substances is below the occupational exposure limits, but some human definite carcinogen such as bd has carcinogenic effects on human even if in the condition of low concentration. with development of the health risk assessment methods, the concept of the internal dose has been introduced into carcinogenic risk assessment. the internal dose is the exposure material quantity which remains in human body after absorption and transformation. more and more researchers apply physiologically based pharmacokinetic (pbpk) model into chemical dose response evaluation studies [1] and use internal dose instead of exposure dose in the risk assessment, which is considered more convincing and accurate[2-3]. the human internal dose of chemical substances calculated by pbpk model relates to several complicated metabolism differential equations. in order to solve the complex pbpk model calculations, researchers often use program methods, and the calculation program is generally written in acsl[4-5]. shi jie et al. adopted the trichloroethylene pbpk model existing in exposure related dose estimating model (erdem) to simulate human internal dose, which eliminated the need for complex programming. however, there is no research explaining how to self-build a pbpk model. this study journal of risk analysis and crisis response, vol. 4, no. 4 (december 2014), 228-232 published by atlantis press copyright: the authors 228 willieb typewritten text received 20 august 2014 willieb typewritten text accepted 27 october 2014 willieb typewritten text willieb typewritten text elaborates for this problem, and introduces the internal dose simulated by this method into the carcinogenic risk calculation. the research content and method are shown in fig. 1. firstly, in erdem software, 1,3-butadiene internal dose is simulated by pbpk model which is built using metabolic parameters in the literature. then, we substitute the internal dose in the multistage dose-response model to obtain the cancer risk. finally, uncertainties in cancer risk assessment are analyzed by monte carlo simulation. figure 1. research content and method 2. software simulation of dose using erdem i. software brief introduction exposure related dose estimating model (erdem) is a pbpk model simulation software in acsl language and developed by epa’s national exposure research laboratory. the metabolism of toxic substances in the body can be simulated by choosing compartments and entering metabolic and physiological parameters. the database includes data of epidemiological investigations and toxicology experiment, and also includes approved pbpk models of many toxicant and its metabolites. erdem provides the flexibility either to use existing models and to build new pbpk models to address specific science questions. ii. running process fig. 2 shows the running process which erdem builds pbpk model and simulates the internal dose. the running steps are as follows: ①new modeling--set the simulated chemical name and molecular weight in the appropriate interface. fill in the name of model to be built, the exposing object to be studied, units and so on. ② pbpk model organization and parameters setup--select compartment and metabolic process, and input the organization parameters, metabolic rate, metabolic constants and so on. ③exposure parameters setup--input exposure route, time, concentration, etc. ④ output option setup--erdem can analyze chemical substances and their metabolites in different compartment, and give different output forms, such as concentration, auc, volume, etc. so this step can set the output options to get the anticipant result forms. ⑤ simulation running and result output--according to output options, erdem can give the internal dose quantity and curve over time. figure 2. running processes of erdem 3. 1,3-butadiene pbpk modeling the 1,3butadiene exposure route considered in this paper is inhalation. when bd enters human body, it is metabolized to monoepoxide — — 1,2–epoxybutene, which will produce a variety of active metabolites. the metabolites can be conjugated with biological macromolecule, which results in changes of genetic material and inducing tumor [6-8]. the metabolic process of bd into 1,2epoxybutene is the first step of the following metabolic process. according to related literature parameters [9], this paper build 1,3-butadiene pbpk models of mouse and human, and compared with the experiment data. model includes six compartments, such as lung, blood, fat, liver, vessel-rich compartment and vessel-poor compartment. metabolism to the monoepoxide is ascribed to the entire liver and is assumed to follow simple michaelis-menten kinetics. no further metabolism of epoxybutene is considered. s. fustinoni et al. [10] pointed out when exposure concentration was low, the concentration of the bd which remained in human body after metabolism can be used as biomarker. this paper use pbpk model to calculate bd blood concentration d, which is regarded as the internal dose of internal dose-response relation p(d). parameters and pbpk model are respectively shown as table 1 and fig. 3. new modeling pbpk model organization and parameters setup exposure parameters setup output option setup simulation running and result output uncertainty analysis risk probability distribution external dose internal dose pbpk model erdem software simulation dose-response model crystal ball software monte carlo cancer risk published by atlantis press copyright: the authors 229 figure 3. pbpk model by the respiratory metabolism after intake of bd table 1. 1,3-butadine pbpk model parameters parameters mouse human parameters mouse human physiological parameters volume proportion weight (kg) 0.028 70 blood 0.05 0.077 cardiac output (l/h) 1.044 660 fat 0.04 0.144 alveolar ventilation (l/h) 2.64 1,200 liver 0.062 0.025 blood flow proportion vessel-rich compartment 0.05 0.037 fat 0.05 0.036 vessel-poor compartment 0.78 0.547 liver 0.16 0.16 partition coefficients vessel-rich compartment 0.52 0.446 air 1.5 vessel-poor compartment 0.19 0.361 fat 118.2 metabolic parameters liver 5.49 liver v (nmol/h/mg) 155.4 70.8 vessel-rich compartment 5.34 liver km (mm) 0.002 0.00514 vessel-poor compartment 5.26 iv. verification of simulation results in order to verify pbpk model simulation results, the mouse metabolic internal doses simulated by erdem software are compared with biological experimental data. himmelstein et al. measured blood concentrations of 1,3-butadiene in mice exposed by nose-only inhalation to 62.5, 625, and 1,250 ppm 1,3-butadiene for 6 h. steady-state blood concentrations of 1,3-butadiene were achieved by 2 h. bd internal dose accord with the experimental data as shown in the fig.4, hence, pbpk model can predict and analyze the metabolism situation of bd in the body. however, there is no available 1,3-butadiene metabolic experimental data in human body, so human internal dose results are no further verified. figure 4. experimental data and simulation results 4. carcinogenic risk calculation dose response function of internal dose (d) to carcinogenic probability can be solved by several dose response model, such as probit model, logit model, weibull model, multi hit model, one hit, multistage model and so on, where multistage model is used most widely. usepa indicate that multistage model should be recommended in the research of dose response relationship. according to the usepa 1,3-butadiene risk assessment guideline[9], this paper uses linear multistage model shown as follows: )]dq...dqd1q(exp[1)d(p kk 2 2 1 10 ++++−−= , parameter qi≥0,i=0,1,…,k. (1) in latest health assessment of 1,3-butadiene[9], integrated risk information system (iris) point out that lots of epidemiological studies implicate bd is related to occupational contact crowd inducing hodgkin’s disease, leukemia, lymphosarcoma, lung cancer and so on. this paper attends to the calculation of occupational carcinogenic risk probability 1,3-butadiene. a 2-year chronic inhalation toxicity and carcinogenicity study on effects of 1,3-butadiene on b6c3f1 mice was conducted by national toxicology program (ntp). based on tumor incidence of mouse and multistage model, carcinogenic lung lung blood fat compartment vessel-rich compartment vessel-poor compartment liver venous blood active metabolite inhalation expiration metabolize arterial blood published by atlantis press copyright: the authors 230 probability function of 1,3-butadiene exposed workers is shown as follows: h a 2 )0(p )0(p ]5124.0d299.23d44.281exp[1 )d(p × −×−×−− = (2) where p(d) represents the lifetime risk (probability) of cancer at internal dose d, p(0)a represents background risk value of animal cancer, which is 0.12 obtained from experimental result, p(0)h=200 × 10-6 represents background risk value of human cancer. 5. uncertainty analysis in risk assessment, uncertainty which induces evaluation result cannot guarantee the reliability is always caused by randomicity of the objective world, our lack of knowledge and errors of evaluation method[12]. uncertainty of carcinogenic risk assessment in this paper is from the calculation of the internal dose and risk, which can be known from the research line. pbpk modeling in the calculation of the internal dose exists errors caused by animal experiment, and parameters also can cause uncertainties. another uncertainty factor is interspecific differences and own errors of the dose response relationship in the process of carcinogenic risk calculation. these can affect the real risk reflection of calculation results in different degree, and induce uncertainties of the carcinogenic risk. monte carlo analysis (mca) is one of the commonly used uncertainty analysis methods[13], and applies probability method to analyze the uncertainty and risk assessment characterization. monte carlo simulation of cancer risk in this paper is operated by crystal ball, which analyzes the uncertainty from risk probability distribution. 6. case study this method of carcinogenic risk assessment for 1,3-butadiene is applied into a large chemical enterprise in tianjin. the concentration monitoring method of hazardous material in the air of workplaces complies with solvent desorption gas chromatography in determining 1,3-butadiene regulated in “determination of alkenes in the air of workplace” (gbz/t160.39-2007). method of air sample collection complies with “specifications of air sampling for hazardous substances monitoring in the workplace” (gbz159-2004). field monitoring is made on 1,3-budatiene concentration in the air of workplaces, and 112 samples are collected in three consecutive days. according to the measured data of bd, internal dose of 1,3-butadiene exposed workers are simulated by erdem software. bd blood concentration after in vivo metabolism is obtained by setting continuous exposure for 8 hours, and substituted in (2) of dose response relationship to get 1,3-butadiene carcinogenic risk value. table 2 shows the mathematical statistics results of bd actual measured concentration and the simulatioin results of internal dose and carcinogenic risk. finally, the uncertainty of carcinogenic risk is analyzed by monte carlo simulation. fig. 5 and 6 respectively show the risk probability distribution and probability distribution obtained by crystal ball software. the results show that the cancer risk of workers in this enterprise is 6.52×10-4~1.24×10-3, and the average value is 7.20×10-4. generally, the risk level of 1×10-4 is used as maximum acceptable risk[14]. the risk values are all above 1×10-4 according to the simulation results by crystal ball, as shown in the table 2. table 2. actual monitoring concentration, internal dose by simulation and cancer risk average value median value minimum value maximum value monitoring concentration /mg/m3 3.669 2.1 0.1 27.3 internal dose /mg/m3 2.3 1.3 0 27.2 carcinogenic risk 7.20×10-4 6.99×10-4 6.52×10-4 1.24×10-3 figure 5. probability distribution of 1,3-butadiene cancer risk published by atlantis press copyright: the authors 231 figure 6. percentile distribution of cancer risk 7. discussion and conclusion 1)to provide the theoretical basis of quantitative research for occupational health risk in china, carcinogenic risk for 1,3-butadiene-exposed workers is evaluated by physiologically based pharmacokinetic (pbpk) model and multistage dose-response relationship. firstly, internal dose of 1,3-butadiene is analyzed by erdem which is a pbpk model simulation software recommended by usepa. then, carcinogenic risk is calculated by substituting internal dose into the function of carcinogenic risk. finally, risk probability distribution is simulated by monte carlo method to analyze the uncertainty. 2) this research method of carcinogenic risk evaluation for 1,3-butadiene-exposed workers is applied in the case of a chemical enterprise in tianjin. the result shows that occupational carcinogenic risk for bd exposed is higher than acceptable risk level of chemical enterprise, and it should adopt corresponding measures to reduce risk. 3) although uncertainty is analyzed, pbpk model, parameters and experimental research related in dose-response relationship are cited from literature data which is mostly foreign. these cause variety of uncertainties, and in order to more conform to reality using localization data in the research is the main problems for further investigation. references [1] krewski d, withey j r, ku lung-fa, et al. applications of physiologic pharmacokinetic modeling in carcinogenic risk assessment[j]. environmental health perspectives, 1994, vol. 102(11): 37-50. 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gansu province, china. considering the relation between el-nino, la-nina and drought disease, we want to find out the reason of drought disease under the global warming, and to contribute to the theory studying of relieving poverty. the analysis and concluding is that drought disease is worse and worse in the region, air temperature and precipitation is negative correlation obviously, the rising of air temperature is main reason of drought disease. key words: global warming, precipitation change, drought disease, el-nino, la-nina, qingyang 甘肃庆阳地区旱灾发生的气候影响因素分析 王晓冬 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,包头 014010, 中国 摘要:近年来,全球气候变暖已经成为不争的事实,针对气候变暖所带来影响的讨论成 为一个热点。本文通过分析上世纪中期至本世纪初的 50 年间甘肃庆阳地区的气温、降水变化 趋势及厄尔尼诺、拉尼娜事件与干旱气候的关系,试图探讨全球气候变化下本区干旱的情况及 其产生原因,为减轻本区由此产生贫困的问题提供理论依据。分析认为:甘肃庆阳地区干旱情 况有越来越严重的趋势,本区降水与气温存在着明显的负相关性。这说明气温的升高是干旱发 生的主要因素之一,厄尔尼诺及拉尼娜事件与干旱的发生也有一定的关系。 关键词:全球气候变暖; 降水变化; 干旱;厄尔尼诺;拉尼娜; 庆阳地区 journal of risk analysis and crisis response, vol. 6, no. 2 (july 2016), 103-108 published by atlantis press copyright: the authors 103 x.d. wang / the analysis on the effecting factor of drought disease in qingyang, gansu 随着全球气候的日益变暖,极端天气现象 频发,在这之中,地区降水变化的不均衡表现 得尤为突出,不仅是国家与国家之间降水变化 不均衡,即使在同一国家内部,不同地区之间 降水变化的不均衡性表现得也相当明显。拿中 国来说,常常是北方大旱的同时南方则连续洪 涝,因此分析全球气候变化对不同地区的影响 对预防极端天气变化,减少自然灾害发生所带 来的生命和财产等损失有着重要意义。 甘肃庆阳地区是陕甘宁革命老区重要组 成部分,又是全国著名的国家级贫困地区,全 区具有典型的黄土高原地形、地貌,是典型的 旱作农业区,由于地表水的缺乏,农业生产对 大气降水依赖程度比较高。随着全球气候的变 化,本区干旱程度的变化日益明显,严重影响 并制约着本区的农业生产。为配合国家新的五 年计划中关于扶贫工作的安排部署,分析造成 干旱的气候影响因素对本区发展农业生产、摆 脱贫困、实现国家战略目标有着重要意义。本 区位于甘肃省东部,介于 106 45´–108 45e 与 35 10´–37 20´n 之间,辖区有西峰、庆阳、镇 原、宁县、正宁、合水、华池和环县七县一市, 包括 146 个乡镇,1488 个行政村,11064 个自 然村,总人口约 251.46 万,其中农业人口 223.75 万[1]。本区是陇东黄土高原的重要组成 部分,有典型的黄土高原沟壑、丘陵地貌。辖 区农业人口占总人口比重 90%以上,农业是当 地支柱产业,但年平均降雨量在 480-660mm, 全区 92%的耕地为旱作农业,因此对环境的依 赖程度较高。2000 年的农民人均纯收入为 1272 元 1999 年的农民人均纯收入为 1380 元,农民 收入仍然受自然灾害影响 [1] 。全区人均 gdp 为 2278 元仅占全国和全省平均水平 32.4%和 57.9%,社会经济的总体发展水平仍相当落后 [2] 。本区 8 个县市中就有一个国家级贫困县和 一个省级贫困县,因此如何尽早摆脱贫困,对 完成国家未来几年的经济发展目标有着重要 意义。而气候变化对农业的影响是首当其冲的 重要指标,特别是全球气候变化下日益干旱的 特点严重制约着本区农业发展,如何根据气候 变化规律和干旱情况指导农业发展,积极预防 和应对也是行之有效的办法之一。 1. 数据与分析方法 通过对甘肃庆阳地区西峰、庆阳、镇原、 宁县、正宁、合水、华池和环县 8 个县市由 1951 到 2000 年降水情况的分析,对比本区气温变 化趋势与厄尔尼诺及拉尼娜现象发生规律,寻 找干旱与气温和极端事件之间的关系,分析干 旱发生的影响因素,为本区经济发展提供理论 依据。 2. 干旱情况日益加剧 2.1 年降水量逐年减少 据 1970 至 2005 年降水数据绘制时间序列 图(图 1)可知,本区年降水量呈逐年减少的 趋势,且降幅较大,表明干旱程度加剧。且通 过相关分析可知,降水变化与年份存在正相关 且相关系数较高,表明降水量减少与时间变化 的相关性明显。 图 1 庆阳地区年降水变化趋势 fig.1 the yearly average precipitation change of qing-yang region 2.2 四季降水变化不均衡 利用庆阳地区春、夏、秋、冬四季降水统 计数据作趋势图(图 2-5)分析可知,春季,本区 降水减少但趋势不明显,降水随时间的相关系 数 r=0.0003,表明几十年来春季的干旱情况随 时间变化的影响不大。 图 2 庆阳地区春季降水变化趋势 fig.2 the spring season average precipitation change of qing-yang region published by atlantis press copyright: the authors 104 x.d. wang / the analysis on the effecting factor of drought disease in qingyang, gansu 图 3 庆阳地区夏季降水变化趋势 fig.3 the summer season average precipitation change of qing-yang region 图 4 庆阳地区秋季降水变化趋势 fig.4 the autumn season average precipitation change of qing-yang region 图 5 庆阳地区冬季降水变化趋势 fig.5 the winter season average precipitation change of qing-yang region 夏季,与春、秋、冬三季降水逐渐减少的 趋势不同,夏季降水呈明显上升趋势,且增幅 较大,相关系数 r=0.0157,相关性明显。表明, 夏季降水随时间变化有明显增加的趋势。 秋季降水呈大幅下降趋势,下降幅度为每 年 1.56 毫米,相关系数较大为 0.1095,表明降 水随时间变化下降幅度相当明显,且两者相关 性很大。 冬季降水也呈明显下降趋势,下降幅度为 每年 0.23 毫米,相对秋季降水下降情况来看, 虽然总体下降幅度没有秋季大,但相对而言, 其下降情况也较严重。 由以上分析可知,四季当中,春季降水趋 势保持平稳,降幅不大,夏季降水不仅没有减 少反而呈现升高的趋势,且升高幅度较大,秋 冬两季降水明显呈下降趋势且幅度较大,表明 四季降水变化趋势不均衡。 本区由于主导产业为农业,所以降水的季 节分配对本区经济影响较大,总体来讲,夏季 降水量的增加一定程度上对本区农作物生长 有一定的好处,但夏季降水的增长幅度为每年 0.78 毫米,虽然增长幅度较大,但相对秋冬两 季总共的减少幅度为 1.79 毫米而言,总体全年 降水仍呈现巨大的减少趋势,由此表明本区降 水逐年减少,干旱情况日益严重。 除全年降水量的多寡对农业生产有较大 影响外,年内的四季降水分配情况也对农作物 的生长影响较大。中国是典型的季风气候,在 气温和降水的组合分配过程中水热同期的组 合特点一定程度上有助于农作物生长,也就是 说,夏季气温最高同时夏季又是一年中降水量 最大的季节对作物生长是有好处的,同时夏季 的降水有逐年增加的趋势对本区农耕经济有 力。但同时秋冬季降水急剧减少,会使土壤含 水量大量减少,而春季降水又不足以弥补损 失,使土地墒情受到严重影响,因此要想弥补 由于秋冬降水减少所带来的影响,如何改善农 业耕种制度也是刻不容缓的工作。 2.3 降水距平值为负的年份较多 根据年降水低于平均值的情况将 1954 年 至 2000 年年降水与年均降水量之差绘制降水 距平图(图 6)可知,距平值为负值的年份较 多,且有些年份甚至低于-20%。 图 6 庆阳地区降水距平变化 fig.6 the comparing yearly average precipitation change of qing-yang region -30 -20 -10 0 10 20 30 40 1 9 5 4 1 9 5 8 1 9 6 2 1 9 6 6 1 9 7 0 1 9 7 4 1 9 7 8 1 9 8 2 1 9 8 6 1 9 9 0 1 9 9 4 1 9 9 8 降 水 距 平 值 ( % ) published by atlantis press copyright: the authors 105 x.d. wang / the analysis on the effecting factor of drought disease in qingyang, gansu 根据降水距平变化情况(图 6)可以看出, 庆阳地区降水低于平均值的干旱年份较多,特 别是上世纪 90 年代以来,低于平均值的年份 有增加趋势。表明本区降水量有逐年减少的趋 势,而干旱情况则日益严重。对从 1950 年至 2000 年的降水距平为负值的年份做统计分析, 绘制负距平年份图表(表 1),可以看出,50 年间降水负距平的年份共有 17 年次,尤其是 进入 70 年代以来干旱年份更多、更加频繁, 其中低于-20%的极端干旱年份共有 5 年,分别 是 1974、1975、1985、1994、2000 年。 表 1 庆阳地区降水距平为负值(干旱)的年份 tab.1 years of precipitation difference is below 0 (drought disease) 年代 甘肃庆阳 50 1955 1956 1958 60 1960 1961 1963 1966 70 1972 1974 1975 1977 1979 80 1982 1983 1985 1989 90 1990 1992 1994 1996 1998 2000 3. 庆阳地区干旱发生的因素分析 3.1 气候变暖是干旱发生的主要因素之一 根据甘肃庆阳地区 1970 到 2005 年间的气 温变化情况分析(如图 7),气温总体呈上升 趋势,其线性方程为:y=0.042x+8.391,表明 气温以每年平均 0.042 的速度递增,远高于全 球平均增温幅度 0.03℃/年。相关系数 0.697, 所以变暖的趋势很明显。 图 7 庆阳地区 1970-2005 年平均气温变化图 fig.7 the yearly average temperature change of qing-yang region 世界气候变化越来越受到关注,有一点是 公认的,即近百年来气候存在着明显增温的趋 势。政府间气候变化委员会(ipcc)指出近百 年来气候增温约 0.5℃区[3] ,其第三次评估报 告指出,20 世纪全球平均温度升高 0.6±0.2℃, 80 年代和 90 年代是近 100 年来最温暖的 20 年 [4] 。据专家推测,如果目前温室气体排放趋 势继续下去,地球表层将以 0.3℃/10a[5] 的速 度增温。 气候变暖对降水量分布及多寡变化的影 响以及由此产生的一系列对农业生产带来的 后果问题,长期以来一直是人们关注的焦点, 许多学者在做了大量分析研究的基础上纷纷 提出自己的观点,一般认为,气候变暖后降水会 变得更加干燥和不稳定 [6] 。气候变暖很大程度 上会引起干旱的发生从而影响农业生产。在我 国,西北、华北和东北大部分地区是增温最显 著的地区 [7] 。kellogg 认为中国主要农业区很可 能变干旱,对粮食生产有严重影响 [8] 。 美国学者 parry 和 swaminathan 也指出, 全球升温将使中国北方和华中的土壤水分减 少,农业减产 [9] 。还有人认为:全球变暖将导 致世界主要粮食产区的中纬度和大陆中部地 区将变干旱 [10] ,国外实验也表明,对于生长季 节来说,在气温升高 1℃的情况下,灌溉需求 增加 12%,易发生旱灾[11]。 因此伴随着全球气候变暖本区气温也呈 现了上升趋势,并且与此同时随着本区气温总 体上升干旱情况也越来越严重,干旱的发生又 直接影响农业生产,而本区农业占经济收入的 过高比重也最终成为本区贫困发生的重要因 素。 3.2四季气温均升高但增幅不同 根据本区四季气温数据资料做趋势分析 (如图 8-11)可知,春、夏、秋、冬四季气温均 呈现增加趋势,表明在年均温逐年上升的同 时,四季气温也呈现出逐年上升的趋势,但明 显增温的幅度不同,其中秋季增温幅度最小, 而冬季增温幅度最大。且相关系数也最大,表 明年均温的逐年增加最主要的表现在冬季气 温随时间变化增加趋势最大的基础上。 图 8 庆阳地区春季气温变化趋势 fig.8 the spring season average temperature change of qing-yang region published by atlantis press copyright: the authors 106 x.d. wang / the analysis on the effecting factor of drought disease in qingyang, gansu 图 9 庆阳地区夏季气温变化趋势 fig.9.the summer season average temperature change of qing-yang region 图 10 庆阳地区秋季气温变化趋势 fig.10 the autumn season average temperature change of qing-yang region 图 11 庆阳地区冬季气温变化趋势 fig.11 the winter season average temperature change of qing-yang region 对比降水的季节变化,气温的季节变化一 方面有助于农作物生长,特别是夏季气温升高 的同时夏季降水不减增,雨热同期对本区的旱 作农业有一定好处。但另一方面,秋冬季气温 特别是冬季气温增加最明显的同时秋冬季降 水却大幅度减少,其中冬季降水减少幅度最 大。这种水热组合状况必然会对农业产生一定 影响。俗话说,麦收隔年墒,秋冬季的升温会 加剧土壤水分蒸发,同时秋冬季降水又呈现下 降趋势,这就使得保存在土壤中的水分锐减, 而本区属于黄土高原地形地貌,地表水、地下 水相对较少,农业生产更多依靠大气降水,虽 然秋冬季的土壤干旱不会给农作物造成较大 影响,但来年开春,由于春季升温的同时降水 量并没有增加的趋势,使得秋冬季土壤损失的 水分不能及时得到有力的补充,所以极易造成 春旱,而同时春季正是作物出苗、分蘖等重要 时期,所以会对农业产生较大影响从而影响本 区经济的经济发展。 本区现有的农作物从成熟季节来看有夏 熟和秋熟两种,夏熟作物主要指三月播种六月 收割的春小麦,或是可越冬来年六月收割的冬 小麦,秋熟作物指春季播种秋季收割的粮食作 物如玉米、马铃薯和油料作物如胡麻等。从水 热组合情况来看,夏季的雨热同期更适合秋熟 作物的生长,而夏熟作物因为成长季主要集中 在春季和夏初,而此时夏季降水还没有充分来 临,上一年的秋冬季暖而干的气候已经使土壤 储存水分大量蒸发,且春季降水变化不大,又 使得没有充足的降水进行弥补,所以土壤处在 严重缺水期,因此夏熟作物不能很好生长。所 以如何改变耕种制度也是应对气候变化,提高 农业生产,实现脱贫致富目标的主要途径之 一。 3.3气温与干旱的关系 利用庆阳地区 1950 年至 2000 年降水数据 资料作两者的相关趋势分析(如图 12)可知, 二 者 呈 明 显 负 相 关 性 , 其 中 线 性 方 程 为 y=-58.432+1046 且相关系数较高 r=0.1574, 表明本区气温升高的同时降水明显较少,即暖 干现象明显。说明气温的变化是造成本区干旱 的主要原因之一。 图 12 庆阳地区降水与气温变化关系 fig.12.the relation of precipitation and temperature change of qing-yang region 3.4气候极端事件与干旱的关系 气候极端事件是指某一地点或地区从统 计分布的观点来看不常有或极少发生的天气 事件 [12] 。厄尔尼诺和拉尼娜现象就是其中一 种。厄尔尼诺又称南方涛动,主要指在东南太 平洋与印度洋及印尼地区之间的反相气压振 动,是一种海水偏暖对大气产生影响的海气互 动现象。拉尼娜则与之相反,是由于海水温度 published by atlantis press copyright: the authors 107 x.d. wang / the analysis on the effecting factor of drought disease in qingyang, gansu 偏低所导致的气候异常。这两种事件的出现常 常引起世界范围的气候异常,表现为使大陆夏 秋两季降水分布南北不均,易出现南涝北旱现 象 [13] 所以 2002 年前后长江流域应重点防御 重大洪涝灾害,而华北、特别是西北地区应重 点防御重大旱灾的发生 [14] 。 据世界气象组织的报道:1951 到 2000 年 间,厄尔尼诺发生了 14 次,发生年代分别为 1953、1957~1958、1963、1965~1966、1969、 1972~1973、1976、1982~1983、1986~1987、 1991~1992 、 1993 、 1994~1995 、 1996 、 1997~1998 ,由此可以看进入 90 年代以来厄 尔尼诺发生频繁且具有持续时间长、间隔时间 短的特点 [12] 。厄尔尼诺年及拉尼娜年世界气候 变化较大,极易引起降水的地区分配异常,导 致局部地区涝灾、旱灾频繁发生,如 1998 的 厄尔尼诺年,我国长江流域、嫩江、松花江流 域出现特大涝灾。而此时甘肃庆阳地区却面临 旱灾的威胁 [15] 。在上世纪后 50 年以来的 14 次 厄尔尼诺年中,降水量低于平均值的年份有 12 次:1958、1963、1966、1972、1982、1983、 1986、1992、1993、1994、1996、1998。由以 上分析表明,厄尔尼诺及拉尼娜发生年份庆阳 地区旱灾发生严重,厄尔尼诺及拉尼娜与本区 旱灾有明显的相关性。 4. 结论: (1)本区气温在升高的同时降水总体减少, 暖干化趋势明显。 (2)全球气候变暖是影响本区干旱频繁发生 的主要原因。 (3)厄尔尼诺年、拉尼娜年是旱灾的多发期, 且厄尔尼诺、拉尼娜连续发生年份,旱情 严重。 参考文献 [1] 庆阳年鉴编纂委员会.庆阳年鉴,2001. 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[15] 王晓冬,李瑞英.20 世纪 50 年代以来陕甘宁地 区旱情分析.内蒙古师范大学学报(自然科学汉 文版),2008,07-15. 作者简介 王晓冬,(1969—),女,内蒙古包头人,内 蒙古科技大学副教授,硕士,研究方向为区域 资源与灾害。 与灾害。 published by atlantis press copyright: the authors 108 1. 数据与分析方法 2. 干旱情况日益加剧 3. 庆阳地区干旱发生的因素分析 4. 结论: << /ascii85encodepages false /allowtransparency false /autopositionepsfiles true /autorotatepages /none /binding /left /calgrayprofile (dot gain 20%) /calrgbprofile (srgb iec61966-2.1) /calcmykprofile (u.s. web coated \050swop\051 v2) /srgbprofile (srgb iec61966-2.1) /cannotembedfontpolicy /error /compatibilitylevel 1.4 /compressobjects /tags /compresspages true /convertimagestoindexed true /passthroughjpegimages true /createjobticket false /defaultrenderingintent /default /detectblends true /detectcurves 0.0000 /colorconversionstrategy /leavecolorunchanged /dothumbnails false /embedallfonts true /embedopentype false /parseiccprofilesincomments true /embedjoboptions true /dscreportinglevel 0 /emitdscwarnings false /endpage -1 /imagememory 1048576 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environment numerical simulation, institute of meteorology and oceanography, pla university of science and technology, china 2department of hydrosciences, school of earth sciences and engineering, nanjing university, china 3lianyungang meteorological bureau, lianyungang 222006, china abstract in this paper, the runoff of huayuankou and lijin hydrologic stations of the downstream areas of the yellow river from 1951 to 2012 were calculated and analyzed in order to explore the runoff variable characteristics and their response to climatic factors. the following conclusions can be drawn:(1)annual runoff of the river shows a clear downward trend as a whole, especially in the 1990s, but shifted to increase in the early 21st century.(2)runoff can be affected by climate change; climatic factors and runoff change in the same time or precedes the latter.(3)the response of runoff to climatic factors is not stable, in other words, changing with time; (4)the response of runoff to precipitation is more sensitive than that of temperature.(5)precipitation and temperature both contribute to the change of runoff, but the former is a positive contribution and the latter is opposite. keywords: downstream areas of the yellow river, runoff change, climate change, response, quantitative analysis 全球变化背景下黄河下游径流的变化特征及对气候因子的响应 洪梅 1,王栋 2,曾文华 1,马晨晨 3,赵亮 1 1. 解放军理工大学气象海洋学院军事海洋教研中心,江苏 南京 211101 2. 南京大学地球科学与工程学院水科学系,江苏 南京 210046 3. 连云港气象局,江苏 连云港 222006 摘要: 选取 1951-2012 年黄河流域下游两个水文站实测径流时间序列资料进行了统计分析和特征诊断。研究表明:1)近 60 年,黄河流域下游的径流量总体呈明显下降趋势, 21 世纪之后转呈增长的趋势; 2)径流年季变化峰型不同,径流量主要 集中在汛期,且 90 年代之后峰型较之前平缓;3)径流地域分布极不均匀,越靠近黄河下游越不均匀;4)流域内气候增暖 效应明显,降水总体呈减少趋势,气候对径流影响显著且呈现时变特征;5)降水对径流以正贡献为主,温度对径流以负贡 献为主,且降水量正贡献绝对值高于温度负贡献绝对值。研究工作旨在为应对气候变化和我国水资源利用提供决策参考。 关键词:黄河下游;径流变化;气候变化;响应;定量分析 ∗ corresponding author: flowerrainhm@126.com 资助项目:国家自然科学基金 (no.41276088; no.41375002; no.41306010) 资助 journal of risk analysis and crisis response, vol. 5, no. 4 (december 2015), 257-263 published by atlantis press copyright: the authors 257 1. 引言 径流是一定时期内,流域中气候因素和下垫面 各种自然地理因素以及人类活动等综合作用的产物。 径流的形成过程是多种因素相互作用、相互联系的复 杂的自然现象,径流的变化不仅影响着人类社会系统 的安全,同时也影响着自然生态系统的健康(郝振纯 等,2006;徐东霞,2008)。21 世纪,全球经历着以 变暖为主要特征的变化过程。1880-2012 年全球平均 温度升高了 0.85°c,且这种增暖趋势仍将持续。在 全球气候变暖背景下,全球河川径流基本上呈现出下 降的趋势。ipcc 第四次评估报告(2007)预测,到 21 世纪中期,某些中纬度和热带干旱地区的河川年 平均径流将会减 10%-30%。 对黄河流域径流变化及其与气候、人类活动等因 素关系的研究(蓝永超等,2010)表明:气温升高和 降水减少导致黄河流域径流量总体呈减少趋势,径流 量变化既有波动性特征,又表现出一定的年际趋势, 且与气候因子变化关系密切。在全球变化背景下,黄 河流域是气候变暖的显著区域,空间上呈北高南低特 点,气温的地区分布特点是由南向北、由东向西逐渐 降低,尤以 20 世纪 80 年代以来,黄河流域气温增暖 最为显著。20 世纪 90 年代,黄河流域降水减少最为 明显,进入 21 世纪,黄河流域降水略有增加趋势 (刘吉峰和范旻昊,2010)。气候变化对黄河流域径 流变化规律及其气候响应形式也将发生变化,但相关 研究不多,且偏重于定性分析,对黄河中下游地区的 研究更为欠缺。 针对上述问题,本文拟基于黄河流域近 60a 的 实测径流资料和气象资料,运用统计学等方法分析径 流在不同时间尺度上的变化特征、探讨径流与气候影 响因子的内在关联、诊断气候影响因子对径流变化的 贡献和机理,为适应和应对气候变化,合理规划水资 源利用提供科学依据。 2. 径流的时间序列变化规律 河川径流是一种非平稳信号,并不存在真正意 义上的周期性,而时而以这种周期变化,时而以另一 周期变化,并且同一时期又包含各种时间尺度的周期 变化,在时域中存在多层次时间尺度结构和局部化特 征。采用 morlet 小波变换对两站的年平均径流进行了 周期性分析。morlet 小波变换的原理可以详见相关参 考文献(grinsted and moore,2004)。 黄河利津水文站是万里黄河上的最后一个水文 站,黄河水务的封笔之作。黄河利津水文站建于 1934 年 6 月,1937 年 11 月因抗站停测。解放后, 1950 年 1 月重新设站,现归黄委会山东水文水资源局 管理。黄河花园口水文站设立于 1938 年 7 月,上距 河源约 4700 公里,下距河口 770 公里,集水面积 73 万平方公里,占黄河流域总面积的 97%,是黄河最重 要的水沙控制站。这两个水文站的主要任务是:控制 黄河入海水、沙量,为黄河下游防洪、防凌、水资源 统一调度提供水情:研究和探索水文要素变化规律, 为黄河下游河道治理、水沙资源利用以及黄河三角洲 开发等搜集水文资料:对外承担各类水文测验项目, 地形、河道测量等。所以本文选用这两个站点来对其 径流和气候因子进行分析。 小波分析发现,近60年,花园口站存在2-4年、912年、27-30年的周期,强信号分别存在于:20世纪 50年代中期到70年代、60年代初期到70年代中期、80 年代。利津站存在2-4年、9-12年的周期,强信号分别 存在于:20世纪50年代末期到60年代末期、50年代初 期到80年代中期。两站均是2-4年为第一主周期。这 表明黄河下游径流存在较显著的年际和年代际变化特 征。 2.1. 年代际变化 通过计算,两站近 60 年(1951-2012 年)的径流 平均值分别为:374.5×108 m3、302.9×108 m3。表 1 给出了 1951-2012 年花园口站和利津站各年代径流的 平均值以及距平百分比,20 世纪 50 年代和 60 年代, 两站平均径流均大大高于各自多年平均值,属于丰水 年份,特别是 60 年代,两水文站年平均径流均达最 高值,分别为 505.9×108 m3、501.4×108 m3。70 年 代,两站平均径流均下降到多年平均值附近,80 年 代,花园口站平均径流量增加到高于多年平均值,而 利津站则有所减少,略低于多年平均值,到 90 年 代,利津站年平均径流达最低值,仅为 143.6×108 m3,与 60 年代相比减少了 71.4%。花园口站 21 世纪 的平均径流相比 60 年代减少了 50.3%,利津站 21 世 纪与 20 世纪 90 年代相比则略有上升。根据表 1 各年 代距平百分比并对应前文的丰枯划分标准以及黄河流 域气温统计分析(具体见下文)可知,黄河下游在气候 相对冷的 50 年代、60 年代处于丰水期,70 年代、80 年代处于平水期,而 90 年代以后则进入枯水期,与 气温增暖的时期相同,现在正处于枯水期。 mann-kendall 的秩次相关检验法可以检验序列的 突变特点,通过此方法进行的检验结果表明:上述水 文站的径流序列表现出突变特征,其中花园口站的径 流突变发生在 1985 年,利津站的径流突变发生在 1978 年,这表明上述水文站出现的径流减少可能是其 年代际尺度上的一种转折性或突变现象。 published by atlantis press copyright: the authors 258 表 1 黄河下游各年代径流量(r/108m3)及距平百分比(%) table 1 the decadal runoff and its anomaly in the downstream areas of the yellow river 测站 1951-1959 年 1960-1969 年 1970-1979 年 1980-1989 年 1990-1999 年 2000-2012 年 径流 量 距平 百分比 径流 量 距平 百分比 径流 量 距平 百分比 径流 量 距平 百分比 径流 量 距平 百分比 径流 量 距平 百分比 花园口 487.6 29.2 505.9 34.5 381.6 1.5 411.7 9.50 256.9 -31.7 251.3 -38.4 利 津 476.8 56.9 501.4 63.7 311.2 1.6 285.9 -6.7 143.6 -53.1 158.9 -54.0 2.2. 年际变化特征 近 60 年黄河下游的径流量总体呈现下降趋势。 这与上中游年降水量减少、用水量增加有关。但在 2002 年以后又呈现出有一定的转折上升趋势。花园口 站年径流最大值(861.4 亿立方米)出现在 1964 年, 最小值(142.6 亿立方米)出现在 1997 年,最大、最 小值之比为 6.04。利津站的最大、最小值出现年份与 花园口站一致,其极值比达 42.5。表明黄河流域下游 径流的年际振荡现象十分显著,且越靠近下游越剧 烈。 近 60 年的径流气候变化倾向率(表 2)表明: 夏季和秋季径流的递减率大,而冬季则是最小。且利 津站每一季节的减少量都比位于其上游的花园口站更 多。两站四季径流变化(图 1)分析表明:2002 年之 前,各季节的径流都呈现一致的下降趋势;从 2002 年左右开始,春季、夏季、冬季两站的径流均呈现上 升趋势,且夏季增加更为明显,秋季则呈减少趋势。 由此推知,21 世纪黄河下游径流的上升趋势主要是由 于夏季径流的增加导致,该现象与 20 世纪末期以来 全球气候变暖的趋势有所缓和是一致的(沈永平和王 国亚,2013)。 图 1 黄河花园口站、利津站 1951-2012 年平均径流量(亿立方米) fig.1 the annual runoff in huayuankou and lijin hydrologic stations in the yellow river basin during 1951 2012(108/m3) 表 2 黄河下游径流(108m3/10a)变化趋势 table 2 annual and seasonal changes of runoff in the downstream areas of the yellow river(108m3/10a) 测站 全年 春季 夏季 秋季 冬季 花园口 -51.3 -4.48 -18.9 -22.6 -1.9 利 津 -71.9 -13.6 -26 -30.2 -5.7 published by atlantis press copyright: the authors 259 利用累积距平方法对每个站年径流分析表明:两 站径流变化大致可分为三个阶段(图中灰色虚线划分 的三个区域):相对多水期、相对平稳期和显著下降 期。两站第一阶段的时间段基本一致,均在 20 世纪 50 年代和 60 年代;第二阶段略有差别,花园口站是 在 70 年代和 80 年代,利津站则是在 70 年代到 80 年 代中期;第三阶段花园口站是在 90 年代之后,利津 站是在 80 年代中期以后。由上可知, 1951 年以来, 黄河流域下游径流大体均经历了丰-正常-枯 3 个变化 阶段,虽然两站丰枯变化的分界点有些差异,但自 20 世纪 80 年代末 90 年代初以来持续偏枯的事实是可 以确定的,上面分析得到的结论与采用丰枯等级划分 标准所得到的结果基本一致。 2.3. 年内变化年内分配规律 由于受降水、气温等气候要素季节性变化的影 响,导致径流的补给也出现明显的季节性变化,决定 了径流年内分配随季节的周期性变化和非均匀变化。 研究径流年内分配特征的方法主要包括:月、季、汛 期-非汛期径流量占年径流量的百分比等。本文采用 变差系数来分析黄河下游径流的年内分配特征。 图 2 表明:花园口站和利津站多年平均的径流年 内分配曲线(虚线)非常相似,均为“双峰型”,丰枯 季节变化尤为明显。两站均在 8 月有一个较大峰值, 但是春汛水量都不是很大,略不同的是,花园口站在 春汛期的峰值稍比利津站明显一点。冬季径流量明显 低于其他季节,仅占全年总量的 11.7%,全年径流量 基本上集中在 7-10 月份,占全年总量的 60.7%。 20 世纪 50 年代,两站径流年内分配呈现双峰结 构,但春汛期的峰型坡度比较缓和,而 8 月份的峰型 则很陡峭;60 年代两站均呈现多峰型,但春汛期的峰 型依旧很平缓,利津站在 8 月和 10 月均有一个峰 值;70 年代、80 年代花园口站峰型特征与 60 年代的 类似,只是 80 年代其中一个峰值提前了一个月,落 在 8 月;代利津站 70 年代也呈双峰型,80 年代则则 是多峰型;90 年代花园口站是 3 月和 8 月的双峰型, 利津站则是 8 月的单峰型;进入 21 世纪后,径流减 少明显,花园口站峰值分布在 3 月、6 月、10 月,利 津站峰值分布在 6 月、10 月,但 10 月的很平缓,相 比于前面大多数年代,两站夏季径流均有增加,且出 现峰值,这也进一步验证了上面近 10 年的径流增加 是由于夏季径流上升造成的结论。 另外,通过比较两站各年代径流峰型曲线与多年 平均值曲线可以看出:两站 90 年代 8 月份的峰值均 夹在 21 世纪后峰值之间,且气候变暖后的 90 年代及 以后峰型远不及以前陡高,明显低于多年平均值。 图 2 花园口站(左)、利津站(右)各年代径流年内分配曲线(108/m3) fig.2 monthly variations of the runoff for various decades at huayuankou(left) and lijin(right) hydrologic stations(108/m3) 径流变差系数是反映径流变化的参数之一。计算 得到近 60 年花园口站和利津站的月径流变差系数均 很大,说明各月的年际丰枯变化均比较剧烈;花园口 站的峰值在 6 月和 10 月,利津站的峰值则在 5 月和 10 月,这些月份的径流年际振荡尤为剧烈,花园口站 夏季和秋季的径流变化多、最不稳定,而利津站径流 则是春末和秋季(尤其是春季)最变化多端;花园口 站春季的径流变差系数最小,径流变化比较平缓,而 利津站径流变差系数则是冬季最小,且所有月份的值 都大于对应月份花园口站的值,说明利津站径流年际 丰枯变化更为剧烈。 3. 径流对气候因子的响应 气候因子对水循环过程的影响是复杂和多层次的, 气候系统通过降水、气温、日照、风、相对湿度等因 子直接或间接地影响着水循环过程,其中降水是最为 直接影响的因子,气温等则是间接影响。通过统计近 60 年的降水、温度资料发现:黄河流域多年平均降水 published by atlantis press copyright: the authors 260 全球变化背景下黄河下游径流的变化特征及对气候因子的响应 量为 507mm,其中夏季的平均降水量最大,达 293 mm,秋季次之,春季降水量比秋季略小,冬季则几 乎没有降水,平均降水量仅为 15mm;多年平均温度 呈明显上升趋势,其中冬季增温最为明显,即暖冬现 象。 3.1. 径流对降水的响应 降水是径流的直接来源。黄河流域年降水线性 趋势和 5 年滑动平均曲线表明,黄河流域年降水总体 呈弱的下降趋势,进入 21 世纪之后有增加的趋势。通 过计算各年代降水距平值,发现降水表现出阶段性特 点:50、60、70 年代的降水均是正距平,降水偏多, 其中 50 年代距平值为 27mm,降水量最多;80、90 年代均为负距平,降水偏少;进入 21 世纪之后,降 水有增多趋势,比多年平均值略低,这种降水年代际 分型特点与径流的变化规律基本吻合。 对两站各时段径流序列与同期降水进行相关分 析(表 3)发现:年平均降水量与两水文站年径流的相 关系数分别为 0.56 和 0.6,均超过了 0.01 的置信水 平。除冬季之外,降水量与径流量在各时段均存在正 相关关系(通过显著性检验),秋季降水与径流相关 性最好,夏季次之,且夏季相关系数与秋季的相差不 大,但是冬季降水和径流的相关性没有通过显著性检 验,这是因为,冬季的降水本来就很少,径流来源主 要靠地下水和上游的冰雪融水。总之,降水与径流的 关系在汛期是较好的,相反,在非汛期(特别是冬 季)的关系则较差。 表 3 各时段径流量与降水、温度的相关系数 table 3 annual and seasonal correlation coefficients between precipitation temperature and runoff 测站 全年 春季 夏季 秋季 冬季 降水 温度 降水 温度 降水 温度 降水 温度 降水 温度 花园口站 0.56 -0.64 0.34 0.48 0.5 0.17 -0.35 -0.41 -0.48 -0.31 利津站 0.6 -0.67 0.3 0.5 0.52 0.05 -0.49 -0.34 -0.47 -0.56 注:r0.05=0.25;r0.01=0.32. 3.2. 径流对温度的响应 在气候变化背景下,近 60 年来,黄河流域气温 总体呈上升趋势,增温速率约 0.29/10a(图 3a),高于 全国平均气温的增温趋势。 从图 3(b)看出:20 世纪 80 年代以后,增温趋势 明显,90 年代以后这种增暖趋势大大超过了显著性水 平 0.05 临 界 线 , 甚 至 超过 了 0.001 显 著 性 水 平 (u0.05=1.96,u0.001=2.56)。根据 uf 与 ub 交线的位置, 确定气温突变年份是 1988 年。 统计分析表明,黄河流域气温变化大致可分为两 个阶段:20 世纪 50 年代到 80 年代中期,黄河流域气 温比较平稳;80 年代中后期开始气温呈上升趋势,90 年代以后升温明显加快,达 0.36/10a。同样地,温度 距平百分率曲线的振荡比径流的弱得多,甚至比降水 的幅度还小。表 4 给出了黄河流域年平均气候倾向率 变化情况,各季温度与全年温度变化趋势一致,其中 冬季的升温幅度最大(0.45/10a)。冬季气温的大幅度升 高 势 必 对 黄 河 流 域 凌 情 造 成 影 响 ( 杨 特 群 等 , 2009)。分析各时段温度与两站径流的相关系数(表 4) 发现:两站径流与温度在全年和各个季节均存在明显 的负相关关系(通过了显著性检验),说明黄河流域 温度升高对径流减少有着不可忽视的影响。 结合降水和温度两个因子和两站径流的变化可以 发现:气温突变增暖之后的 20 世纪 90 年代,黄河流 域的气候变得暖而干燥, 与此同时,径流也显著减 少,甚至出现断流,但 21 世纪之后,降水有所增 加,气候向着暖湿化方向发展,所以径流量也随着增 加。 4. 降水、气温因子对径流变化的贡献分析 为进一步定量分析两气候因子在径流变化中所占 的比重,本文运用 lu 等(2010)所使用的方法,利 用月径流资料和月气象资料,计算降水、气温两个主 要气候因子对花园口站和利津站径流变化的贡献,以 此来定量分析气候因子对径流变化的贡献。径流的自 然变化(s)主要受降水(p)和温度(t)的影响,故径流的 变化可以用下式来解释: s s s p t p t ∂ ∂ ∆ = ∆ + ∆ ∂ ∂ ,其 中 , s s p t ∂ ∂ ∂ ∂ 分别是降水和温度对径流变化的贡献率, 近似取为对应因子的多元回归系数。先利用气候因 子、径流的各月值计算出贡献率,并将此贡献率与各 因子标准差相乘,即可得到每个气候因子对径流年内 变化的贡献值,文中所指“正贡献”是指径流因气候因 子的变化而增加,“负贡献”是指径流因气候因子的变 化而减少。 published by atlantis press copyright: the authors 261 图 3 黄河流域年平均气温变化(a)和 mk 检验(b) fig.3 annual average variation of temperature in the reaches of the yellow river and mk test 表 4 黄河流域平均气温气候倾向率(/10a) table 4 tendency rates of average temperature in the reaches of yellow river(/10a) 因子 全年 春季 夏季 秋季 冬季 温度 0.29 0.32 0.14 0.45 0.24 分析计算结果发现(图 4):降水和气温因子对 径流的变化有所不同,对这两个水文站而言,降水对 径流的贡献以正贡献为主,温度对径流的贡献以负贡 献为主,且都是在夏季和秋季最为明显,冬季和春季 图 4 黄河流域降水和温度对径流的贡献(108/m3) fig.4 monthly variations of the contributions of precipitation and temperature to runoff in the downstream areas of the yellow river (108/m3) (a) (b) published by atlantis press copyright: the authors 262 的贡献相对较弱。在降水对径流的正贡献期间,两 个站都表现出明显的双峰型特征:其中全年最高峰 值点都出现在 8 月,7-11 月期间花园口、利津两站 的正贡献分别达 14.6 亿立方米、17.7 亿立方米;次 峰值点均出现在 10 月,两站的正贡献分别为 11.1 亿 立方米、11.7 亿立方米;两站温度对径流的负贡献 都呈现单峰型特征,在 9 月份的负贡献绝对值均达 到最大,分别为-14.4 亿立方米和-14.8 亿立方米,刚 好对应两站降水正贡献的谷值,即降水对径流影响 最弱时温度对径流影响达最强。花园口、利津两站 全年降水对径流的正贡献平均值分别是 4.6 亿立方 米和 5.1 亿立方米,温度对径流的负贡献平均值分 别是-3.3 亿立方米和-4.4 亿立方米。 5. 结论与讨论 本文根据 1951-2012 年的气象和水文观测资 料,对黄河流域下游的径流变化规律、径流对降 水、气温因子的响应以及这种响应随时间的变化特 征和降水、气温因子对径流的贡献等问题进行了统 计分析和特征诊断,揭示了一些有意义的现象特 征,主要研究结果: (1)近 60 年来,黄河流域下游径流量总体呈现 下降趋势,表现出突变特征:20 世纪 60 年代以前处 于丰水期,70 年代和 80 年代处于平水期,90 年代 以后进入枯水期,但目前是有由枯转丰的趋势;径 流年际变化振荡剧烈,且呈现偏态分布,枯水年份 不仅发生概率高,且持续性好,最长连枯年份可达 21 年之久。 (2)黄河流域多雨期主要集中在 20 世纪 50~60 年 代以及 70 年代,80 年代和 90 年代均为少雨期,进 入 21 世纪之后降水量有增多的趋势;气温一直呈增 加趋势,并在 1988 年呈现突变特征,冬季升温率最 高,即暖冬现象明显;气候因子与径流量在有的时 段呈同期变化或者先于径流量变化。 (3) 无论是年径流还是各季节径流与同期降水、 气温因子的相关性都是不稳定的,且这种响应随时 间呈非平稳变化;径流对降水量变化的响应比对温 度变化的响应更敏感。 (4) 降水对径流以正贡献为主,温度对径流以负 贡献为主,且都是在夏季和秋季最明显,冬季和春 季的贡献相对较弱。 参考文献 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are needed to alleviate the disasters in nepal. training and other educational programmes are extremely needed to raise awareness. nepal needs proactive disaster management act and policy for disaster risk reduction activities. key words: disasters; awareness; policy; reduction; training. 1. background nepal is prone to various types of disasters like: floods, landslides, fire, epidemics, earthquakes, avalanche, windstorm, hailstorm, lightning, glacier lake outbursts (glofs), drought and so on due to the rugged and fragile geophysical structure, very high peaks, high angle of slopes, complex geology, variable climatic conditions, active tectonic processes, rapid urbanization, unplanned settlements, increasing population, weak economic condition and low literacy rate. apart from the above reasons, the lack of coordination among disaster management stakeholders, dearth of resources, shortage of technical manpower, low level of public awareness, difficult geo-physical condition, absence of modern technology are other issues that have been found as the major obstacles to manage the disasters in nepal (chhetri 2001). more importantly, the absence of a proactive disaster management act and policy has been found as the main impediments for the disaster governance in nepal.11 the himalayan region of nepal can be considered as one of the severest flood hazard zone of the world. heavy precipitation, high wetness and steepness of watersheds and river channels contribute to flood magnitudes.4 mainly, the middle hills are prone to landslides and the tarai to flood and fire. thus, flood, landslide and fire disasters are recurrent disasters in nepal. these disasters occur almost every year in one part of the country or the other causing heavy loss of lives and damage to physical properties.10 many government reports indicate that over the last 30 years floods, landslides, fires, avalanches and epidemics kill hundreds of people and destroy property worth millions of dollars. they also have a negative impact on the nation’s development program. in addition to the above factors, the losses from disasters are increasing in the absence of proactive disaster management policies, laws and preparedness and risk reduction programs. existing laws that deal with disasters do not address them in totality as the law is limited to immediate disaster response. as a result such focus as does occur is limited to disaster response and relief rather than complete approaches including planning, preparedness and recovery.11 the earthquake of 1934 a.d., 1980 a.d. 1988 a.d. the flood of july, 1993 a.d. and the flood of 2008 a.d. are the most devastating natural disasters in nepal which not only caused heavy losses of human lives and physical properties but also adversely affected the development process of the country as a whole.1 in this way, nepal stands at the top most disaster prone countries of the world. in a nut cell it is a hot spot of disasters. please see the table 1 below for the losses of journal of risk analysis and crisis response, vol. 2, no. 3 (november 2012), 166-172 published by atlantis press copyright: the authors 166 administrateur texte tapé à la machine received 15 september 2012 administrateur texte tapé à la machine accepted 12 october 2012 administrateur texte tapé à la machine administrateur texte tapé à la machine ganga lal tuladhar human lives and property losses due to various types of natural and human induced disasters in nepal from 1971 to 2011. table 1: occurrence and effect of disasters on human lives and property losses in nepal 1971-2011 year no of records no of deaths missing injury affected population destroyed houses damaged houses 1971 115 311 2 55 860 131 142 1972 115 173 37 88 902 771 86 1973 207 214 9 317 7846 1957 160 1974 231 507 43 725 19917 2615 859 1975 145 263 38 133 37612 2051 36 1976 234 304 143 93 12002 4957 448 1977 204 162 54 195 6822 1347 462 1978 304 471 401 90 15172 3132 75 1979 204 640 0 114 62025 2061 68 1980 216 423 67 506 8614 14348 13650 1981 178 258 201 434 45513 1246 1004 1982 164 683 19 24 5159 1039 37 1983 171 492 15 122 4197 1384 1207 1984 368 1091 24 611 12418 2568 485 1985 172 229 7 77 5160 1475 63 1986 113 289 0 34 5163 1160 21 1987 121 122 0 68 13548 1041 6115 1988 337 1327 15 8205 3766 23202 41182 1989 303 352 5 1419 20087 4813 1377 1990 207 512 35 4107 7995 1209 1366 1991 415 1097 26 179 53441 1392 202 1992 410 998 63 29 23383 6225 79 1993 889 1812 82 304 653336 21249 21673 1994 427 1175 46 1253 183848 3175 517 1995 416 1158 35 1484 696515 9685 15898 1996 369 1147 98 1579 623216 19638 13923 1997 561 1331 4 944 217599 4549 1046 1998 429 1154 16 304 508900 15978 477 1999 481 1409 40 422 65159 4046 697 2000 664 708 46 342 29770 3038 1810 2001 1211 1902 80 3465 73652 6308 2350 2002 1170 899 105 12081 398748 14059 5479 2003 931 971 86 3438 565002 1974 761 2004 1020 1098 60 224 331929 1617 3339 2005 477 333 101 164 110647 1449 539 2006 524 596 101 5859 9265 1927 8512 2007 877 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organizational structure or system as shown below in figure 1:6 figure 1 the above figure is adopted from the book of dr. meen poudyal chhetri.10 according to the ndr act, 1982 central natural disaster relief committee (cndrc) has been constituted under the chairmanship of the home minister in order to formulate and implement the policies and programs relating to the natural disaster relief work and to undertake other necessary measures related thereof. moreover, the central committee prepares specific norms of relief assistance to be given to the disaster victims of the affected area in cash and/or in kind through the district natural disaster relief committee (dndrc).6 the central committee may constitute relief and treatment sub-committee (rtsc) and supply, shelter and rehabilitation sub-committee (ssrsc) which provides necessary advice and suggestions to the central committee, helps to execute policies and directives of the central committee and operates effectively the rescue, relief and rehabilitation works during mega disasters.2 published by atlantis press copyright: the authors 168 ganga lal tuladhar 3. the role of the focal agency the ministry of home affairs is the focal agency for disaster management in nepal which is guided and directed by the central disaster relief committee headed by the home minister in the matters of disaster management. the ministry formulates and implements national disaster policies, plans, programs and policies. primarily, the ministry and its partners are focused to carryout rescue operations and provide relief materials to the disaster affected population during disasters. being the nodal agency, the ministry of home affairs has the responsibilities of release and distribution of funds and resources to the affected population and area through the regional and district administration offices. the ministry of home affairs has the responsibilities to coordinate the activities relating to disaster preparedness, mitigation, reconstruction and rehabilitation works with other disaster management related agencies. it has its network throughout the country in the form of the regional administration office, district administration office and the district police office which are the field offices to carry out rescue and relief works during disasters.2 in the capacity of the focal agency, the ministry carries out various types of public awareness raising programs on disaster management. a national emergency operation center (neoc) is into operation in the premises of the ministry since december 2010. neoc sends informative messages through mass media in order to make the people aware of the natural disasters. the function of disaster data collection and dissemination are also being done by the neoc. the ministry has central database system which publishes annual report, maps, booklets, pamphlets, posters and other materials for disaster information for professionals and concerned agencies and people. however, it is realized by the disaster stakeholders and general public that the disaster prevention, preparedness and rehabilitation works are often ignored or underserved. while the casualty and property losses are in increasing trend.8 4. preparedness strategy of the government after the devastating floods and landslide disaster of 1993 july in which 1336 people lost their lives and 85,451 families were affected the government of nepal has been serious in the management of natural disasters in the country. therefore, the government prepared a national action plan on disaster management in 1996 which has specified priority activities to be undertaken in the field of disaster management to be implemented by the concerned agencies.5 the formulation and implementation of national strategy for disaster risk management (nsdrm) in 2009 is another step to mainstream disaster risk reduction activities in nepal.7 with regard to disaster management, both (the plan and strategy) depict in matrix form the priority item groups and activities together with the responsible executing agency and the cooperating agency in national hazard assessment, awareness raising, training, information system, land use plan, disaster reduction policy, regional and sub-regional cooperation between and among countries and establishment of documentation center on disasters.11 therefore, the government aims to:  reduce the loss of life and property;  address the sufferings of the people;  effect land use planning;  prepare and develop hazard maps of the disaster prone areas;  make the people aware of natural disasters;  make coordination among different agencies involved in disaster management;  mobilize the non-governmental sector in rescue and relief works as well as awareness raising programs;  mobilize internal and external resources for rehabilitation and reconstruction;  provide training at the grassroots level for the management of disasters;  build capacity on disaster management. the above are the main strategies that the government has taken after the lessons learnt from the flood and landslide disaster of 1993. 5. problems9 the disaster risk reduction plans and policies lack adequate attention in the field of pre-disaster works. large parts of the population in the country are still not aware of natural disasters. though, the country is suffering from a number of disasters every year, the studies regarding to identify most published by atlantis press copyright: the authors 169 disaster management system in nepal – policy issues and solutions vulnerable places and types of disasters are still inadequate. prioritized hazards and their preparedness and mitigation efforts are completely lacking. similarly, the pre, during and post disaster activities for different hazards are yet to be established. in addition to the above drawbacks, lack of proper policy and legal environment is the biggest impediment for an effective disaster management system in nepal. other major problems can be pin pointed as following: (i) limited resources (ii) remote, rural and difficult geophysical condition of the country (iii) inadequacy of infrastructure facilities (iv) low literacy rate, lack of public awareness and the misconception of the people (some people especially illiterate rural people think that the natural disasters are the act of god. they seldom know that preventive measures can reduce the impact of natural disasters). (v) absence of modern technology including early warning systems (vi) ineffective coordination (vii) reactive approach (viii) there is a small number of ngos willing to work in disaster preparedness, mitigation and rehabilitation works (ix) rapid urbanization and unplanned settlements. 6. solutions to solve the problems9 in view of the above problems, in brief, the following solutions can be suggested to address them: (i) avail adequate funds and resources (ii) infrastructure development (iii) mass education, literacy and awareness campaign in order to educate and aware the people. (iv) advancement in technology including the development of early warning systems (v) effective coordination among disaster related agencies (vi) the act should be amended or revisited in order to make it proactive (vii) a separate agency should be constituted to address the whole cycle of disaster preparedness, mitigation, response and rehabilitation works (viii) ngos need to be motivated to work in the disaster affected remote areas (ix) planned settlements are needed. building code should be strictly implemented. we know that natural disasters cannot be stopped. however, the extent of disasters can be reduced, if preventive measures be taken in due time for which pragmatic government policies and public awareness raising programs are of utmost importance. for this the government and the community should work in a cooperative manner. moreover, the effects of natural disasters in various parts of the world have shown the necessity to intensify international cooperation for disaster mitigation. above all, in the time of natural disasters local people are the main responders. usually local police, local administration and the central government come into the forefront bit later. often it is bit late after international communities appear at the disaster site. therefore, it is necessary to strengthen local communities. nevertheless, international communities should be involved in disaster preparedness and reconstruction works.10 7. the bill keeping in view the need and importance of a proactive law for the disaster management system in nepal, the nepal centre for disaster management (ncdm)1 drafted a new disaster management bill and policy in the year 2007, and submitted them to the government for consideration. the bill and policy drafted by the ncdm was an outcome of rigorous work done by its members who organized a series of meetings, workshops and interactions with disaster management stakeholders from central to local level in nepal in the course of finalizing the draft.3 1 nepal centre for disaster management (ncdm) is a specialized agency in disaster management policy and education in nepal. it is represented by high level professionals from academia, bureaucracy, media etc. published by atlantis press copyright: the authors 170 ganga lal tuladhar the bill and policy were revised by the relevant government agencies since then. after a series campaigns and pressures from the civil society; particularly from ncdm and dpnet-nepal, the bill was forwarded to the constituent assembly in april 2012. in the meantime, the constituent assembly was dissolved on 27 may 2012. as a result, the bill could not become an act and now it has to wait for the future constituent assembly or parliament. we hope that the bill will be approved soon. actually, the bill when it becomes the act and starts functioning will open avenue for effective disaster management system in nepal. 8. way forward at present, lack of proactive policy and legal instruments are the biggest impediments. such condition hinders replication of the successful cases to other places although there are high potentials for the same. absence of organizational outfit at the highest level that could be tasked to provide intellectual and at ministerial leadership is seriously noted in nepal. in fact, the country could learn from the experiences of the other countries like china, japan, india, bangladesh and many other nations where the prime minister or other top level authority lead or guide the disaster risk reduction activities. thus, improving on the role of leadership and the creation of the national disaster risk management council or disaster management authority, backed up by appropriate legislative instrument, seems to be the priority agenda for nepal. 9. conclusions it is a big concern among the disaster affected population and also the disaster management professionals that the drr activities are limited in carrying out immediate rescue and relief works on an ad hoc manner. hence, there is the need as well demand for vigorous change in the existing legal system. the start point is the enactment of the proposed disaster management bill which is supposed to pay due attention to disaster preparedness, mitigation and rehabilitation works and reduce the heavy loss of lives and properties by adopting proactive actions. above mentioned solutions could help as the tool to solve the existing problems to a greater extent. disaster mitigation, early warning system, insurance system, emergency rescue and relief operation, rehabilitation and recovery plans should involve activities such as training, post-disaster evaluation, monitoring of relief works, review and cooperation and coordination of central, district and local level preparedness and research works. recovery planning should involve immediate recovery as well as long-term programs. political determination, effective and efficient policy implementation and people's participation is of great importance for functional disaster governance. finally, emergency response planning and capacity enhancement, strengthening policy and legal environment, efficient and effective reconstruction and rehabilitation works are particularly necessary. to attain this goal a separate ministry or council or authority for disaster management in nepal is extremely desirable for effective disaster prevention, preparedness, response and recovery. published by atlantis press copyright: the authors 171 disaster management system in nepal – policy issues and solutions references 1. "1993 flood damage assessment, general infrastructure, final report main text" (1993), gon-undp, smec/cemat. 2. "disaster management in nepal a profile (1994)", gon, ministry of home affairs, kathmandu, nepal. 3. "draft disaster management bill and policy" prepared and submitted to the government by nepal center for disaster management (ncdm) in 2007. 4. khanal, n.r. (1998), "water induced disaster in nepal", a paper presented in an international seminar on water induced disaster held from 4 to 6 november, 1998 in lalitpur, nepal. 5. "national action plan on disaster management in nepal (1996)", gon, ministry of home affairs, kathmandu, nepal. 6. "natural calamity (relief) act, 1982", the government of nepal. 7. “national strategy for disaster risk management, 2009”, the government of nepal. 8. poudyal chhetri, m.b.p. (2000), "flood hazards in nepal", a paper presented in the first technical meeting on mitigation, management and control of floods in south asia, 24-25 january 2000, new delhi, india 9. poudyal chhetri, m.b. (1999), "disaster management in nepal: problems and solutions " an article published in the book on natural disaster management, edited by jon ingleton, tudor rose, holdings limited, leicester, england. 10. poudyal chhetri, m.b. and bhattarai, d. (2001), "mitigation and management of floods in nepal," a book published by, gon, ministry of home affairs, kathmandu, nepal. 11. poudyal chhetri, m.b. (2011), " disaster risk reduction: policy implications for nepal, australia and beyond,” post doctorate dissertation completed at the queensland university of technology, brisbane, australia. published by atlantis press copyright: the authors 172 2 received 14 october 2016 accepted 5 november 2016 public risk perception and risk communication of typhoon disaster zhihai shang, liping li department of geography, lingnan normal university, zhanjiang 524048, china abstract public risk perception is the basis for effective natural disaster risk communication, and the latter can strongly influence the former. take typhoon disaster as an example, this paper constructs the theory model of 12 factors affecting risk perception from three dimensions by public individual characteristics, risk situational characteristics, risk communication efficiency, which influence the input, output and transmission of risk information. then the theory was applied in typhoon disaster in zhanjiang city, and it comes out that the theory is reliable. finally, the contents of typhoon disaster risk perception capacity construction were given in this paper as risk communication capacity building, special platform construction and cultural environment of risk communication, which is the only way for effective risk communication. keywords: risk perception; risk communication; typhoon disaster 公众台风灾害风险认知与风险沟通探讨 尚志海,李丽苹 岭南师范学院地理系,广东 湛江 524048 摘 要:公众灾害风险认知是自然灾害风险沟通的基础,风险沟通又强烈地影响着风险认知。以台风灾害 为例,首先构建了自然灾害风险认知影响因素的理论体系,从风险信息的输入、输出和传播三个方面,提 出公众个体属性、风险情景特征及风险沟通效率 3 个维度的 12 个影响因素。接着,将灾害风险认知影响因 素的理论应用于湛江市台风灾害实践中加以检验,研究结果验证了理论的可靠性。最后,提出有效风险沟 通是提升公众风险认知能力的唯一路径,通过政府风险沟通能力、风险沟通专门平台和风险沟通文化环境 建设来实现有效风险沟通。 关键词:风险认知;风险沟通;台风灾害 《2015~2030 年仙台减少灾害风险框架》提出, 为实现仙台框架的预期成果和目标,第一个优先领 域是理解灾害风险,其中就包括风险沟通与交流 [1] 。 自然灾害风险沟通是灾害风险利益相关者之间的交 流工具,风险沟通的基础是了解公众风险认知 [2,3] 。 以往的经验显示,无论风险评估技术和结果多精细, 它本身也不大可能引发公众主动参与减灾行动 [4] 。 一般来说,高水平的风险认知才会激发人们采取风 险管理措施 [5,6] 。自然灾害风险沟通对公众风险认知 有着直接的影响,风险沟通方式不当,很容易导致 公众产生认知上的偏差 [7] 。 从 20 世纪 60 年代开始,西方学者就进行了灾 害风险认知研究 [11] ,探讨了公众风险认知的影响因 素 [8-10] ,并进行了滑坡、洪水、地震、台风灾害风 journal of risk analysis and crisis response, vol. 6, no. 4 (december 2016), 213-220 published by atlantis press copyright: the authors 213 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster 险认知与风险沟通的理论与实践探索 [12-16] 。汶川地 震发生后,国内学者才开始关注灾害风险认知与风 险沟通研究,但是研究进展不大 [17] ,分别以 “灾害 认知”、“灾害感知”、“灾害沟通”为检索词, 在中国期刊网中对论文篇名进行模糊检索,结果显 示到 2016 年 8 月 31 日为止上述三类期刊论文数量 仅分别为 58 篇、26 篇和 16 篇。由此可见,国内灾 害风险认知与风险沟通研究亟待加强,尤其是台风 等极端灾害事件的风险认知研究。 台风是中国沿海地区普遍发生且破坏力极强的 自然灾害,本文提出了公众灾害风险认知及其影响 因素的理论模型,并将其应用于湛江市居民台风灾 害风险认知研究中,最后提出了公众台风灾害风险 认知能力提升,即有效风险沟通的建设内容。 1. 研究方法与数据来源 在理论体系构建上,本文采用历史文献法,综 合运用灾害学、心理学、社会学等多学科的理论, 诠释台风灾害风险认知及其影响因素之间的关系。 在灾害实证分析上,本文采用问卷调查法,对湛江 市进行实地调研获得真实数据,并对调查数据进行 统计分析,从而得到相应的研究结果。 1.1 调查问卷设计 本问卷的设计包括两个部分:个人基本信息; 台风灾害风险认知和风险沟通情况。第一部分具体 包括被调查者的性别、年龄、居住地点、文化程度、 从事职业;第二部分包括被调查区域台风灾害的易 发性与危害性,台风灾害对居民的心理伤害,灾害 风险信息获取渠道,居民对灾害预警信息的响应情 况等。正式调研之前,笔者进行了预调查,并根据 调查结果对正式调查问卷进行了完善,使其更加切 合本次调查的目的,可以更真实地了解湛江居民对 台风灾害的认知情况。 1.2 调查地点选取 本文的研究区域为湛江市,台风是湛江市典型 灾害,每年平均会有 1~2 个台风登陆,而且湛江市 是广东沿海地区台风灾害风险最大的城市 [18] 。例如, 2015 年 10 月 4 日第 22 号台风“彩虹”以强台风级 在湛江市坡头区沿海登陆,登陆时中心最大风力达 16 级,是 1949 年以来十月登陆广东最强的台风。 在“彩虹”肆虐下,湛江市遭受了极大损失,直接 经济损失约为 210 亿元。由于台风“彩虹”给中国 南部造成严重影响,在美国檀香山举行的第 48 届台 风委员会会议上,中国提出将“彩虹”除名。 湛江市现辖雷州市、吴川市、廉江市 3 个县级 市,徐闻县、遂溪县 2 个县和赤坎区、霞山区、坡 头区、麻章区与湛江市经济技术开发区,其中雷州 市和徐闻县是遭受台风灾害侵袭最频繁的区域。根 据湛江市台风灾害的空间特征及历史灾情,本次调 查选取了“彩虹”重灾区坡头区、遂溪县及台风易 发区雷州市和徐闻县作为样本点,同时以随机抽样 方法调查这四个区域 235 名居民对台风灾害的认知 情况,各个样本点的调查数量基本一致,所占比例 都在 25%左右。 1.3 基本情况统计 本次调查是在台风“彩虹”发生 3 个多月后, 于 2016 年 1 月 10 日至 26 日实施。共发放问卷 235 份,回收问卷 235 份,其中无效问卷 24 份,最终有 效问卷 211 份,有效回收率 89.8%。样本数据的基 本情况统计是指对有效调查问卷的全部被调查者的 基本信息数据进行一个统计性表述,了解样本的大 致状况。调查样本中男女比例分别为 47.9% 和 52.1%,相差不大;按照联合国人口年龄划分标准, 样本以 18~44 岁的青年人为主,占了总数的 60.7%; 绝大多数具有中等及其以上的教育背景,小学及以 下学历的被调查者只占 9%;从职业构成来看,在校 学生和农林牧渔业生产人员的比例最高,占了总数 的 61.1%。 published by atlantis press copyright: the authors 214 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster 2. 公众灾害风险认知及其影响因素分析 2.1 理论模型 风险认知是人们的主观心理活动,它是用来描 述人们对风险的态度和直觉判断的概念,广义上也 包括人们对风险的一般评估和反应 [8] ,同时也反映 了灾害利益相关者之间风险沟通的效果。不同的人 对灾害的风险认知是有差异的。slovic 认为风险认 知的影响因素有两个基本维度:忧虑性维度和未知 风险维度 [7] 。谢晓非等认为至少有 15 种风险认知影 响因素:自愿性、可控性、熟悉性、公正性、利益、 易理解性、不确定性、恐惧、对机构的信任、可逆 性、个人利害关系、伦理道德、自然或人为风险、 受害者特征、潜在的伤害程度 [9] 。在前人研究的基 础上 [19] ,根据公众感知和评估灾害风险信息的过程, 本文认为灾害风险认知的影响因素可以概括为公众 个体属性、风险情景特征、风险沟通效率三个维度, 分别对应着“谁来感知、感知什么和如何感知”。 公众个体属性影响着风险信息的输入,风险情景特 征影响着风险信息的输出,风险沟通效率作用于风 险信息的传输过程,三者共同作用塑造着公众灾害 风险认知的特征(表 1)。 表 1. 公众灾害风险认知的影响因素 三个维度 具体因素 公众个体属性 自然属性:性别、年龄 社会属性:文化程度、从事职业 风险情景特征 灾害易发性、灾害距离感、 事件危害性、灾害恐怖感 风险沟通效率 信息清晰度、信息可信性、 信息可达性、公众响应度 公众个体属性包括公众个体的自然属性和社会 属性,自然属性包括性别、年龄,两者对灾害风险 认知的影响比较复杂,虽然学者们都认为它们之间 有联系,但是其复杂程度也不容忽视。在不同性别 人群的灾害风险认知差异研究上,目前有三种不同 观点:一是女性的灾害认知程度不如男性 [20] ;二是 女性的灾害认知能力强于男性 [21] ;三是男女在灾害 风险的认知上基本相同 [22] 。而从年龄特征来看,灾 害认知能力最强的年龄段也有差别,包括:20~30 岁、19~25岁以及40岁以上等[20-22]。公众个体的社会 属性包括文化程度、从事职业。社会属性比自然属 性与灾害风险认知的关系更清晰,一般来说,公众 文化程度越高,其对灾害风险情景的评估越理性, 对灾害风险信息的理解越清晰,获取灾害风险信息 的渠道越广泛,信息越能被准确、及时地传递给居 民本人,风险沟通的参与度和话语权越大。公众从 事的职业与其经济水平有直接联系,经济水平越高, 灾害风险认知意愿和能力越强。 风险情景特征包括灾害易发性、灾害距离感、 事件危害性、灾害恐怖感,这四个因素分别从灾害 的时、空、强三个特征影响公众灾害风险认知,灾 害的强度包括客观特征和主观感受两个方面。首先, 灾害易发性影响着公众对灾害的熟悉程度,风险认 知程度会随灾害熟悉程度不同而不同。第二,灾害 距离公众的远近,包括空间距离和时间距离也会影 响公众灾害风险认知;公众对灾害的风险认知程度 会随时空距离增加而降低。第三,人们往往更看重 灾害事件的危害性,而不是其发生频率 [23] 。死亡与 失踪人数、直接经济损失集中显示了灾害的危害性, 因此极大地影响着公众的风险认知。最后,灾害恐 怖感影响着公众在面临灾害时的情绪和心理,灾害 事件所导致的恐慌,其危害程度可能远远大于灾害 本身 [9] 。灾害越恐怖,越能引起公众的风险认知, 这正是地震比干旱更能引发公众关注的原因。 风险沟通效率包括信息清晰度、信息可信性、 信息可达性、公众响应度。灾害风险信息本身的性 质与传播环境都会影响风险认知,体现为风险信息 是否清晰、是否可信与可达。信息的清晰度和可信 性是公众接收及关注信息的基础,人们不会在模糊、 可疑的信息上浪费时间和精力。灾害风险信息的可 published by atlantis press copyright: the authors 215 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster 达性要通过风险沟通渠道来实现。只有通过传统媒 体和新媒体帮助公众建立理性的风险认知,才能将 灾害的负面影响降低到可接受水平 [24] 。此外,灾害 风险沟通效率的构建依赖于沟通各方的互动过程, 除了需要政府、专家、媒体传播信息外,还需要公 众积极响应,才能实现有效沟通,风险沟通又强烈 地影响着风险认知。 2.2 实证分析 2.1.1 公众个体属性与风险认知的关系 (1)自然属性 不同性别居民的台风灾害风险认知水平不同, 具体来说,湛江市居民中男性对防灾减灾实践技能 的掌握程度好于女性;但是就台风灾害理论知识的 了解程度来说,女性强于男性。另外,不同年龄段 的居民,其台风灾害风险认知表现出不同特征。调 查显示:湛江市居民中对台风灾害知识掌握最好的 是 30~44 岁年龄段的人群,而对防灾技能掌握最好 的则是 45~59 岁年龄段的人群。 (2)社会属性 随居民文化程度的不断提高,湛江市居民的台 风灾害风险认知水平及防灾减灾能力也不断增强, 大专及以上学历人员对台风灾害的认知水平最强, 初中或高中学历人员对台风灾害的认知水平较强, 小学及以下学历人员对台风灾害的认知水平最弱。 在不同从业人员中,对台风灾害的认知水平及其防 灾减灾能力差异较大,以国家机关、企业单位职工 认知水平最高。 通过上述分析,可以发现:在影响湛江市居民 台风灾害风险认知的公众个体属性中,性别虽有影 响,但是男女在不同风险认知能力上各有千秋,性 别对灾害风险认知的影响要具体问题具体分析; 30~60 岁中青年的风险认知水平最强,随着年龄的 不断增长,台风防灾减灾经验也是不断丰富的;湛 江市居民的公众灾害风险认知水平与受教育水平成 正相关,也与从事职业有一定关系。 2.2.2 风险情景特征与风险认知的关系 (1)灾害易发性 台风是湛江市最频繁的自然灾害,居民早已对 其习以为常,并积累了一定的抗台经验。调查结果 显示:居民对台风登陆前的防范措施是基本一致的, 81.0%的居民会提前准备好食物、饮用水、手电筒、 蜡烛和常用药品;75.8%的居民会修检房屋和加固门 窗;58.3%的居民会检查家中电路、煤气等设施的安 全情况。正是因为灾害易发性增强了公众的风险认 知水平,所以他们才会有相应的防灾减灾行为。 (2)灾害距离感 本文的调查对象都位于湛江市,与台风的空间 和时间距离都很近,居民对台风灾害风险的感受都 很深。尤其是 80.6%的居民都认为 2015 年的“彩 虹”对他们的影响大,其中又有超过一半的人认为 台风对其生活影响非常大,58.3%的居民受到的最大 影响是停电。这一情况也与事实一致,彩虹发生期 间湛江市区几乎全城停电停水,通信中断。刚刚发 生在公众身边的台风灾害,无疑会给他们带来巨大 的冲击,会使他们对台风灾害风险有更深的认知, 大多数人会及时改善风险应对行为。 (3)事件危害性 台风是湛江市最严重的自然灾害,调查显示湛 江居民认为台风灾害造成的影响主要以财产破坏和 出行不便为主,经济损失是对居民最大的危害。湛 江市每年平均会有 1~2 个台风登陆,由于台风的不 确定性和多变性,难以把握其规律,每次台风都造 成重大损失。但即使台风灾害经常发生,如果其给 居民造成的不利影响很小甚至可以忽略不计,那么 台风作为一种自然事件也不足以引发人们的关注。 这也许可以用来解释为什么有 55.5%的湛江市居民 对台风灾害信息的关注度较低,因为遭受直接损失 published by atlantis press copyright: the authors 216 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster 的人毕竟是少数。 (4)灾害恐怖感 根据问卷调查和现场访谈显示,台风造成的居 民心理情绪的变化主要表现为居民的负面情绪及认 知。每次台风灾害后,居民心理都会产生不同程度 的变化,当谈及台风灾害时,他们都表现出伤心、 悲愤和害怕的情绪,其中认为台风会造成心理恐慌 的人群比例高达 60.7%。湛江市虽然也面临其他自 然灾害的影响,比如干旱、暴雨,但与台风相比, 其恐怖感偏低,因此不会产生像台风一样的强的负 面心理,也就没有引发公众足够的灾害风险认知。 湛江市台风灾害频发,居民与台风灾害的时空 距离都近在咫尺,且灾害危害严重,民众心理恐慌 程度高,因此上述影响因素综合在一起,极大地影 响着公众灾害风险认知。 2.2.3 风险沟通效率与风险认知的关系 (1)信息清晰度、可信性和可达性 与其他自然灾害相比,台风灾害预警信息的清 晰度和可信性都较高,一般是由政府应急办、三防 办、气象部门联合发布,例如台风“彩虹”的预警 信息非常详细,中央气象台 10 月 3 日 23 时 30 分发 布台风红色预警:今年第 22 号台风“彩虹”已于今 天(3 日)晚上 11 点钟由台风级加强为强台风级, 晚上 11 点钟其中心位于海南省文昌市以东大约 210 公里的南海北部海面上。预计,“彩虹”将以每小时 20-25 公里的速度向西偏北方向移动,强度继续加 强,最强可达 15-16 级,并将于 4 日上午在海南文 昌到广东湛江一带沿海登陆。此外,预警信息还包 括大风预报和降雨预报。 从上述信息可以发现,台风灾害风险的信息越 清晰,比如灾害发生时间、空间、强度的信息越明 确,公众越能及时做出响应;并且随着台风的登陆, 台风灾害信息会更清晰明确,这也会增强公众对灾 害风险的认知。如湛江市对台风彩虹的预警级别从 橙色上升到黄色,直至红色预警,通过预警级别的 提升,也从侧面反映了风险信息的清晰度和可信性, 因此公众会根据台风级别的提升,加深对台风灾害 风险的认知,从而采取适当的防灾减灾措施。 在台风灾害风险信息的可达性方面,目前政府 相关部门主要利用电视、广播、互联网、手机短信 等渠道向社会发布预警信号。在这些信息渠道中, 被调查者中 85.3%以上的居民是通过手机了解风险 信息,之后是电视广播、电脑、亲友告知、社区宣 传、报纸杂志(表 2)。从这些数据可以发现新媒体 在台风灾害风险沟通中的重要地位,以手机短信、 微博、微信为代表的新媒体成为了人们获取风险信 息的最主要渠道,其开放性、即时性、交互性特征, 增强了普通居民对灾害风险信息的获取与交换。 (2)台风风险沟通中的公众响应度 即使可靠的台风灾害风险信息表达清晰,并且 及时传递到了公众手中,但是如果公众不积极对灾 害风险预警做出响应,风险信息也只是单向的传递 而已。公众参与风险沟通的响应度主要表现在台风 来临前的准备和防护措施、台风来袭时的做法与表 现。调查结果显示:91.5%的居民表示接到台风预警 信号后,就会及时做好防灾减灾准备。公众对灾害 风险信息的响应度越高,说明公众的风险认知能力 越强,越能积极应对灾害风险。 因此,风险沟通效率的高低强烈地影响着公众 表 2. 公众对台风灾害风险沟通渠道的选择情况 排序 1 2 3 4 5 6 沟通渠道 手机 电视广播 电脑 亲友告知 社区宣传 报纸杂志 选择比例 85.3% 68.70% 66.80% 28.00% 25.10% 11.80% published by atlantis press copyright: the authors 217 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster 灾害风险认知水平的大小,只有发布清晰、可信、 可达的台风灾害风险预警信息,公众才能真正地感 知灾害风险,并积极响应,从而最终降低灾害损失。 3. 有效风险沟通是影响风险认知的关键 在影响公众灾害风险认知的三大因素中,公众 个体属性和风险情景特征一旦形成,一般难以改变, 因此提高公众台风灾害风险认知能力的关键在于提 高风险沟通效率。根据影响风险沟通效率的四个因 素,本文提出从三个层面的建设来完善有效风险沟 通(表 3),从而提高风险信息的清晰度、可信性、 可达性以及公众的响应度,最终推动公众灾害风险 认知能力的提升。 表 3. 有效风险沟通的建设内容 三个层面 具体内容 政府风险沟通能力 组织管理能力、风险评估能力、 沟通协调能力 风险沟通专门平台 网络技术、手机终端、专门网站 风险沟通文化环境 大众传媒、风险教育、社会参与 3.1 政府台风灾害风险沟通能力建设 政府台风灾害风险沟通能力建设是风险沟通有 效实施的关键。政府灾害风险沟通能力包括组织管 理能力、风险评估能力、沟通协调能力。 政府的组织管理能力,具体体现在风险沟通机 构、风险沟通制度、风险沟通保障、人员队伍配备。 与风险沟通及风险管理相比,中国目前只重视应急 管理,而忽视灾害风险管理。在应急管理方面,根 据《中华人民共和国突发事件应对法》、《国家突 发公共事件总体应急预案》等的规定,应急管理组 织结构比较完善,国家层面有国务院应急管理办公 室,地方各级人民政府是本行政区域突发公共事件 应急管理工作的行政领导机构,负责本行政区域各 类突发公共事件的应对工作。有了组织机构和制度, 其他方面的建设就迎刃而解了。因此,建议政府有 关部门以应急管理为基础,开展风险管理及风险沟 通的组织管理工作。 政府的风险评估能力非常重要,风险评估结果 是风险信息的来源,目前导致公众对政府风险管理 能力缺乏信心的一个重要原因就是公众不信任政府 的风险评估能力及结果。公开、公正、科学地进行 灾害风险评估和建立预警系统,是台风灾害风险沟 通工作的必然要求。政府的风险评估不仅仅是指其 工作人员进行的内部评估,还应该广泛吸纳相关专 家和普通公众的评估,使风险评估在尽可能广的范 围内实施。 在对公众的调查中,居民认为台风灾害风险管 理的不足,除了基础设施建设外,第二大不足就是 政府协调能力较弱。政府风险沟通协调能力的提升, 需要国家所有行政和立法机构在国家和地方各级充 分参与,明确划分利益相关者的责任,包括专家、 媒体和公众的责任,以确保伙伴合作、职责和问责 相得益彰。政府必须能够与其他利益相关者进行积 极的互动与协调,才能把握民众的心理和行为动向。 总之,只有政府部门做好风险沟通的顶层设计 与统筹协调,公众才有可能在政府的帮助下获得清 晰、及时的风险信息,并增强对政府的信任度,从 而不断提升灾害风险认知水平和能力。 3.2 台风灾害风险沟通专门平台建设 有效风险沟通的开展需要沟通平台的辅助,如 此利益相关者才能实现平等、及时、有效沟通,从 而提升公众的风险认知水平。以互联网为主要标志 的新媒体使得灾害风险信息海量出现,并且散落在 政府网站、微博、微信等媒介中。另外,新媒体的 出现使得灾害风险信息不再被政府和专家垄断,每 个人都可以成为风险信息发布者。因此,台风灾害 风险沟通专门平台建设非常重要。 目前灾害风险信息非常零散且陈旧,即使在灾 害应急管理上也存在同样的问题。打开中国政府网 published by atlantis press copyright: the authors 218 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster —应急管理的网页(http://www.gov.cn/yjgl/),里面 的信息和动态还停留在 2014 年 2 月。全国第一个应 急管理专门网站是广东省人民政府应急管理办公室 网站,虽然网站的内容比较丰富,但是访问量较少, 没有起到风险沟通的应有作用。应急管理的经验提 醒政府管理者,台风灾害风险沟通专门平台建设需 要注意两个关键问题:一是平台上的风险信息必须 进行数据分类 [17] ;二是政府应该重视基于新媒体的 沟通平台建设。 现有灾害风险应急沟通平台存在着沟通主体分 类和灾害信息分类不清,缺乏互动尤其是即时互动 渠道。因此,本文建议以网络技术为核心,以手机 终端为载体,建立自然灾害风险沟通专门网站,考 虑到不同类别用户的需求,以适当形式编制和更新 灾害风险数据和风险地图。此外,要通过政务微博、 政务微信,尤其是微信公众号收集意见、倾听民意、 发布信息、服务大众,例如中国气象局官方微信, 可在此基础上建立灾害风险微信公众号。 因此,政府管理者应该根据新时代灾害风险信 息传播的特征,整合资源,建立台风灾害风险沟通 专门平台,并且公开、及时地与风险专家、媒体和 公众互动,促进信息的分享与交流。 3.3 台风灾害风险沟通文化环境构建 风险沟通的有效实施不仅依赖于组织、人力和 硬件的建设,还依赖于文化环境的构建。在风险沟 通时不能够脱离社会文化结构,如果不了解社会文 化的价值和信仰,就难以了解公众的风险认知,也 难以进行有效的风险沟通 [25] 。 风险沟通文化环境的构建很大程度上依赖于大 众媒体,尤其是新媒体具有信息沟通、舆论导向和 稳定社会的重要功能,因此媒体在报道台风灾害时 应该秉承中立的原则,不随意夸大缩小灾害风险。 以 2015 年台风“彩虹”和 2016 年台风“妮妲”的 报道为例,百度搜索中“台风妮妲广州”的信息量 是“台风彩虹湛江”的 5 倍多,由此可见媒体报道 的偏好。在媒体和社会的关注下,广州在妮妲登陆 前就启动全市 i 级应急响应,这也是历史以来广州 市首次发布防台风防汛全民动员令,但最终台风只 是擦过广州南沙区。而湛江市在彩虹影响下全城停 水、停电数天,交通和通讯受阻严重,但主流媒体 只是在灾后才有少量报道。如何建立良好的媒体文 化也是风险沟通文化建设的重点。 除了大众媒体之外,风险沟通文化的构建还有 赖于利益相关者的共同努力。在政府方面,可以努 力发挥教育的功能,尤其是学校教育,使公众拥有 准确、恰当、充足的风险知识。在风险教育中,政 府部门必须培育风险文化,并鼓励利益相关者参与 风险知识的教育与培训。另外,在政府的引导下, 应鼓励全社会的积极参与,且进一步增强专家、媒 体和公众的风险责任感,只有人们对其做出的决定 承担责任,才有可能实现灾害风险管理的目标,从 而推动包容、积极和非歧视的风险沟通文化建设。 风险沟通的完善过程也就是风险文化建构的过 程,有效的风险沟通应该使风险信息与文化情景交 融,公众只有认可和接纳风险沟通文化,其风险认 知水平才能真正提升。 4. 结论 在台风灾害风险管理的过程中,政府管理者只 有了解公众的风险认知特征,发布清晰、可信、及 时的风险信息,并使风险预警被公众接受,才能使 风险沟通完成既定目标,有效降低灾害损失。本文 在理论和实证研究的基础上,得出了以下结论: (1)分析了 3 个维度的灾害风险认知影响因 素,即公众个体属性、风险情景特征和风险沟通效 率,每个维度又分别包括 3 个影响因素,探讨了各 个因素对公众灾害风险认知的影响情况。(2)以湛 江市台风灾害为例,具体分析了 12 个影响因素与公 众灾害风险认知的关系。研究发现,湛江市居民的 published by atlantis press copyright: the authors 219 z.h. shang and l.p. li / public risk perception and risk communication of typhoon disaster 台风灾害风险认知特征及其影响因素与理论模型基 本一致。(3)风险沟通是影响公众风险认知的关键, 有效风险沟通的建设包括风险沟通能力建设、风险 沟通专门平台建设和风险沟通文化环境构建,从而 改善风险信息的清晰度、可信性和可达性,努力打 造正面的公众参与风险沟通的文化环境,实现有效 风险沟通。 致谢:本文受到国家自然科学基金项目(41606053 )、广东省自然科学基金项目(2016a030310364) 和湛江市哲学社会科学 2016 年度规划项目( zj16yb09)资助,在此表示感谢。 参考文献: [1] the united nations office for disaster risk reduction. sendai framework for disaster risk reduction 2015 2030.[2015-03-18].http://www.unisdr.org/we/coordinate/sen dai-framework. 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1school of big data application and economics, guizhou university of finance and economics, guiyang, guizhou 550025, china 2guizhou institution for technology innovation & entrepreneurship investment, guizhou university of finance and economics, guiyang, guizhou 550025, china a r t i c l e i n f o article history received 14 september 2020 accepted 09 november 2020 keywords dea-tobit model management management capability a b s t r a c t with the rise of the growth enterprise market (gem), more and more investors have begun to pay attention to it and begin to consider investing in related listed companies. therefore, the healthy and stable development of the gem is of great significance to investors. the management of the company is the actual operator of the company. using this as a starting point, analyzing the management capabilities of listed companies on the gem has very important theoretical value and practical significance for the sustainable development of the gem. taking the listed companies on the growth enterprise market of china from 2014 to 2018 as the research sample, this paper uses the two-stage data envelopment analysis-tobit model to measure the management ability, and analyzes the differences of the management ability among the listed companies with different characteristics. the research results show that there are differences in management capabilities between listed companies with different characteristics. specifically, the management ability of manufacturing companies is higher than that of non-manufacturing enterprises; the management ability of relatively large companies is higher than that of relatively small companies; the management ability of companies located in the eastern region is higher than that of companies in the middle companies in the western region. *corresponding author. email: 1843283748@qq.com †国家自然科学基金项目(地区科学基金项目):“基于文本信息的科技型中小企 业信用风险识别机理研究”,项目批准号:71861003。 journal of risk analysis and crisis response vol. 10(4); december (2020), pp. 138–146 doi: https://doi.org/10.2991/jracr.k.201214.002; issn 2210-8491; eissn 2210-8505 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr 关键词 dea-tobit 模型 管理层 管理层能力 中图分类号 f832.42 文献标识码 a 摘要 随着创业板的兴起,越来越多的投资者开始对其进行关注,并且开始考虑投资于相关上市公司,因此创业板市场的 健康稳定发展对投资者意义重大。公司管理层是公司的实际经营者,以此为出发点,分析创业板上市公司的管理层 能力,对创业板的持续发展具有十分重要的理论价值和现实意义。以 2014–2018 年中国创业板上市公司为研究样 本,运用数据包络分析法(dea-tobit)两阶段模型衡量管理层能力,对不同特征上市公司之间管理层能力的差异性 进行分析。研究结果表明:具有不同特征的上市公司之间的管理层能力存在差异。具体来说,制造业公司的管理层能 力高于非制造业企业;规模相对较大的公司的管理层能力高于规模相对较小的公司;位于东部地区的公司的管理层 能力高于位于中西部地区的公司。 © 2020 the authors. published by atlantis press b.v. this is an open access article distributed under the cc by-nc 4.0 license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). 1. 引言 管理层能力是企业所拥有的最重要的无形资产之一,同时也 是管理层人力资本的外在体现,直接关系到企业的发展前 景。管理层能力是上市公司成功运营的重要因素,对上市公 司政策的制定、企业行为经济后果有着重要的影响。在财 务和经济学文献中,管理层能力是资本市场上一个重要的元 素,能力较强的管理层能够发现公司潜在的特质,他们能够 精准地将公司特有的价值向外部信息使用者传递,这就减少 了股票市场中上市公司与外部信息使用者之间的信息不对 称,引导社会资金优化配置,促进创新型行业发展,同时对 我国的产业结构优化起到推动作用。 管理层的界定是研究其具有管理能力的基础,因此,精准衡量 管理层能力显得至关重要。目前,对管理层的界定还没有统一 标准。通过对现有文献的梳理发现,在不同的制度背景下, 对管理层的概念和范围有所不同。国外的研究一般将管理层的 范围界定为以 ceo 为核心研究对象。国内的研究对管理层的 界定是从广义和狭义两个角度对其进行界定。从广义角度上 看,管理层一般包括公司年报上披露的公司的董事、监事和高 级管理人员(何威风等,2016; 姚立杰等,2018)[1-2];从狭义 角度上界定,管理层包括年报中披露的总经理、副总经理、财 务总监、董事会秘书和其他高级管理人员,不含董事会和监事 会成员(薛安伟,2018; 李彬和秦淑倩,2016)[3-4]。根据本文 的研究目的和所选用的管理层能力的计量方法,结合我国的实 际情况和数据的可获得性,本文将管理层界定为公司的高级管 理人员。依据 2014 年 3 月起施行的 《中华人民共和国公司法》[5]第 217 条规定:高级管理人 员,具体是指公司的经理、副经理、上市公司董事会秘书, mailto:1843283748%40qq.com?subject= https://doi.org/10.2991/jracr.k.201214.002 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 139 财务负责人和其他公司章程规定的人员,也就是目前我国上 市公司年度报告中所披露的包括总经理、总裁、副总经理、 副总裁、财务总监、技术总监、总工程师、总经济师以及担 任管理职位的董事会成员和董事会秘书等会对公司经营决策 产生重要影响的高管成员。 良好的管理层能力能够为企业带来长远的发展空间与客观的 收益,同时也能满足投资者对上市公司的要求。本文通过衡 量创业板上市公司的管理层能力水平,为上市公司调整管理 层结构提供参考,对于促进创业板市场良性发展,具有极为 重要的理论意义。 2. 理论基础 管理层能力即为公司管理团队成员所具有的经营管理能力。 管理层能力就是管理层利用企业成本资源为企业创收的能力( 潘前进等,2015)[6]。在我国,每个管理层能力会受到管理 者背景特征、性格特征、思想观念和人际关系等众多因素的 影响,并且最终会体现在公司生产 效率、资本运营、战略规 划与执行等涉及公司经营与发展的各个方面。因此,识别一 个衡量管理层能力的可靠代理变量是非常复杂的,包含感知 能力、可信性、魅力、正直、诚实以及想象力,同样还有其 他不可量化的因素。 2.1. 用代理变量间接评价管理层能力 学者们主要从公司特征和管理层特征两个方面选取指标替代 衡量管理者能力。从公司自身特征的角度,thomas j(2010) [7]采用公司规模的大小衡量管理层能力,还有学者用公司业 绩相关指标,如行业调整后的历史股票回报率和盈余预测误 差(samuel b, 2016)[8]作为管理层能力的衡量指标。kathleen fuller (2002)[9]和 dan s (2016)[10]运用行业调整 的股票收益作为管理层能力的代理变量进行研究,他们发 现,越有能力的管理层拥有更多的雇佣机会。bok baik,paul a (2018)[11]发现在管理层被媒体识别为明星管理层之后, 公司获得显著较低的股票收益、较高的管理层薪酬以及较高 的盈余管理水平。但是这些指标由于包含管理层控制之外的 信息而饱受争议。chien-chiang lee (2018)[12]同样运用行 业调整的股票收益、ceo 任期和媒体引用度作为管理层能力 的衡量指标,发现越有能力的管理层拥有更高的薪酬-业绩 敏感度。然而,尽管这些指标在一定程度上反映了管理层能 力,但是仅从一个层面评价管理层能力会存在较大争议。 2.2. 管理者固定效应模型 利用固定效应模型估计管理层能力,就是以管理者产生变更 的公司为研究样本,将管理者变更前后的公司业绩等指标进 行对比,以衡量管理者能力的高低(bamber 等,2010;陈仕华 等,2013)[13-14]。国内学者马利军、周威(2012)[15]提出了 用股票市场反应和再任职市场反应代替管理层能力。不过以 上都是立足于突发事件,基于管理者固定效应这种方法可以 测量管理者个体对公司产生的影响,可以剔除公司本身特征 所产生的影响,然而,这种方法也存在一定的局限性。首先, 研究样本必须是在样本期间经历过管理者更替的公司,这使 公司在样本选择上存在较大偏差。其次,管理者的影响往往 具有一定的持续性,管理者发生变更并不代表企业不会受到 之前管理者的影响。 2.3. 数据包络分析(dea)法 数据包络分析法是利用线性规划的方法,根据所设定的投入 与产出指标,对具有可比性的业务单元进行相对效率有效性 评价和比较的一种数量分析方法。运用包络分析法衡量管理 层能力,就是将公司看成单独的决策单元(dmu),管理层能力 就可以用管理者利用既定资源创造产出的相对效率值来表示 (leverty 和 grace 2012)[16]。陈德球和步丹璐(2015)[17] 运用数据包络分析法衡量管理层能力。这个方法可以综合评 价管理层的管理能力,但却无法将公司本身特征的影响与管 理层能力的影响区分开来。 2.4. dea-tobit 两阶段模型 为了改进数据包络分析法的缺陷,demerjian 等人(2012) [18]提出了 dea-tobit 两阶段的方法衡量管理层能力。该方 法先用包络分析法计算样本公司的相对效率值,然后再从企 业效 率中将公司特有的影响因素剔除,将管理者所贡献的部 分分离出来即为管理层能力。 demerjian 等人对该方法进行 了有效性检验,结果表明该方法可以更加精确地计量管理层能 力,在实证研究中优于其他计量指标,已成为应用最为广泛的 管理层能力的计量方法。自 demerjian 等人(2012)提出这一 衡量方法后,国内学者普遍采用这一指标对管理层能力进行 衡量,并对其经济效果进行探究(吴育辉等,2017)[19]。 张铁铸、沙曼(2014)[20]运用同样的 方法,研究发现管理层 能力越低,运用其职权在职消费的行为越普遍。谢建(2016) [21]在研究 管理层能力与企业避税问题时发现,管理层能 力可以降低企避税活动。张敦力、江新峰(2015) [22]利用 demerjian(2012)对管理层能力的衡量指标实证检验了管理层 能力对公司业绩预告的影响。何威风、刘巍(2015)[23]研究 发现,管理层能力与企业的审计收费负相关,并且这种负相 关关系主要存在于国有上市公司。许宁宁(2017)[24]、沈 烈和郭阳生(2017)[25]的研究表明,管理层能力的提高有 助于识别企业的内部控制缺陷。肖明、李海涛(2017)[26]基 于沪深 a 股上市公司数据,检验了管理层能力对企业并购的 影响。本文同样采用demerjian 等人 (2012) 构建的管理层 能力衡量指标,对创业板上市公司的管理层能力进行研究。 3. 基于 dea-tobit 的管理层能力度量模型 3.1. 一阶段数据包络分析法(dea) 数据包络分析法(dea)最初由charnes, cooper和rhodes (1978) [27]提出,这就是ccr模型。该模型是将farrell(1957)所提 出的“两投入一产出”的模式,推广至“多投入多产出”的 模式,并利用线性规划和对偶定理,求出待评估单位的生产 前沿,凡落在边界上的决策单位称为dea 有效率,其效率值 为1;而其他未落在边界上的smu则称为dea无效率,其效率值 介于0与1之间。dea方法的特点或者说优势在于以下几点:首 先,它是一种可以用于评价具有多投入、多产出的决策单位 运营效率的方法。由于dea不需要指定投入产出的生产函数形 态,因此它可以评价具有较复杂生产关系的决策单位的效率; 其次,它具有单位不变性,即dea衡量dmu 的效率不受投入产 出数据所选择单位的影响;第三,dea可以进行差异分析、敏 感度分析和效率分析,从而可以进一步了解决策单位资源使 用的情况,帮助管理者进行经营决策。当然,dea也存在一些 弱点,如对于投入产出为负的情况必须经过一定的人为调整 140 f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 才能进行相对合适的效率测度,并且易受投入产出项人为选 择不当的影响。 3.2. 二阶段 tobit 回归 在第一阶段利用dea方法测算了上市公司运营效率之后,在 第二阶段将运营效率作为因变量,运营效率的影响因素作为 自变量,通过回归模型来实证考察自变量与因变量之间的关 系。由于前面我们测算出来的运营效率值都处于0和1之间, 最大值为1,具有被切割或截断的特点,因此选择tobit回归 模型。 tobit回归模型属于因变量受到限制的一种模型,其概 念最早是由tobin(1958)[28]提出, 然后由经济学家 goldberger(1964)[29]首度采用。如果要分析的数据具有这 样的特点:因变量的数值是切割或片段的情况时,那么普通最 小二乘法(ols)就不再适用于估计回归系数,这时 遵循最大 似然法概念的tobit模型就成为估计回归系数的一个较好选 择。由于dea方法所估计出的效率值都介于0与1之间,最大值 为1,如果采用最小二乘法来估计,可能由于无法完整地呈现 数据而导致估计偏差,因此本文决定采用tobit回归模型来分 析运营效率的影响因素。 3.3. 基于 dea-tobit 模型的管理层能力研究 识别一个衡量管理层能力的可靠代理变量是非常复杂的,因 为一家公司管理层的声誉性评价是多维度的,包含感知能 力、可信性、魅力、正直、诚实以及想象力,同样还有其他 不可量化的因素。本文亦采用demerjian等人(2012)提出的 dea-tobit两阶段模型并借鉴张铁铸和沙曼 (2014) 、肖明和 李海涛(2017)的研究,同时,考虑到中国会计处理的实际情 况和数据的可获得性,根据我国国情进行一定的修正来衡量 管理层能力。具体计算过程如下: 在第一阶段,本文按照公式(1)采用数据包络分析法分年 度分行业计算各个公司的运营效率(firm efficiency) ,采 用多阶段变动规模dea模型计算,并选择投入导向。该模型假 设,在年初给定一定资源的情形下,企业通过一年的努力, 在这一年期内取得的经营成果。由于不同行业、不同资源投 入的比例不同,因此,在计算各公司的投入-产出比率时按行 业计算,要控制行业变量的影响,然后按行业将所得到的行 业最高效率值作为该行业的基准进行标准化,得到一系列公 司效率值。 首先采用数据包络分析软件max dea7.0的ccr模型分年度分行 业测算各个公司的运营效率。该模型可以简单理解为,短期 内在企业资源耗费不变的情形下,获得最大生产经营成果。 该dea效率值(firm efficiency)的范围介于[0,1]之间,投 入-产出模型表述如下: firm efficiency sale cost sg ppe gw in = + + + + + v v a v v r d v v 1 2 3 4 5 6 & & tan (1) 其中,产出变量为营业收入(sale),是 dea 分析中唯一一 个产出变量,投入变量分别为营业成本(cost), 销售及管理 费用(sg&a) 、固定资产净额 (ppe) 、研发支出(r&d), 商 誉(goodwill)和无形资产净额(intangible)。营业收入、营 业成本、销售及管理费用是本期末数据,无形资产净额、商 誉、固定资产净额、研发支出是本期初数据。 由于投入产出变量的选择会直接影响上市公司的运营效率,因 此对投入产出变量的选择非常慎重。公司进行生产经营所产生 的最直接的产出就是企业收入,因此将营业收入作为唯一产出 变量,同时进行投入变量的选择时综合短期和长期因素,既包 括营业成本、销管费用, 这两个与当期收入水平存在直接相 关关系的短期投入变量,也包括固定资产净值、无形资产净 值、商誉净值和研发支出四个与当期收入不存在明显直接关系 但是会从长远角度影响收入水平的长期投入变量。 在第二阶段,尽管生产效率值也可以作为管理层能力的替代 变量,且已有学者在研究中采用(岳修奎等,2019)[30],但 这种方法计算出的管理层能力指标会掺杂其他因素的干扰, 导致变量的准确性和研究结果的可信度降低。需要剔除超出 管理层能力以外的公司因素(如规模优势等)对运营效率的 影响,按照公式 (2) 进行 tobit 回归, 得到残差为管理者 对公司效率的影响, 也就是管理者能力。tobit 回归模型表 示如下: fe size ms fcf age divers it it it it it it = + + + + + + + a a a a a a 0 1 2 3 4 5 year inddustry +åå e (2) 本文选取影响公司整体营运效率的特定因素包括以下五个方 面:总资产规模(size)、市场占有率(ms)、自由现金流 (fcf)、 上市年限(age)、公司多元化程度(divers)、σyear是年度 虚拟变量,反映年度固定效应, σ industry 是行业虚拟变 量,反映行业固定效应。 年度虚拟变量主要用来控制宏观经济的影响,行业虚拟变量 主要用来控制行业差异带来的影响。所谓虚拟变量,就是把 原来的一个多分类变量转化为多个二分变量,总的来说就 是, 如果多分类变量有 k 个类别,则可以转化为 k-1 个二 分变量。本文提到的年度虚拟变量的具体计算为:2014-2018 年可转化为 4 个二分类的变量,即“2014”虚拟变量取值为 1 时,其余年份均为 0,“2015”虚拟变量取值为 1 时,其 余年份均为 0,其余年份虚拟变量以此类推。行业虚拟变量 的计算方法同理。上市公司所属的行业不同,会直接影响公 司的运营效率,因此,在计算管理层能力时选择控制年度因 素、行业因素。 以上所述因素对上市公司的运营效率具有显著影响,通过模 型(2),用上市公司的特征因素对公司运营效率进行回归,在 排除了公司特有因素规模、市场占有率、自由现金流、上市 年限、最终控制人性质,以及货币政策、财政政策和产业政 策等对企业运营效率的影响后, 管理层能力对企业运营效率 产生的效应将进入残差项,残差项包含的信息就是管理层能 力对企业运营效率的影响,即为管理层能力的度量。相关变 量的名称及计量方法,详见表 1。 3.4. 数据来源与样本筛选 本文所用指标的原始数据来自国泰安数据库(csmar)、锐思数 据库,本文选取创业板上市公司 2014-2018 年五年的相关数 据和信息为研究样本,在获取初始样本后,对样本进行了如 下筛选: (1) 剔除当年上市的上市公司,因为管理者能力测度的指标 要用到上年的数据。 f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 141 (2) 由于金融类上市公司与其他类型上市公司的信息披露标准 存在较大差异,无法准确计算管理层能力,所以文章本处 选择与大多研究保持一致,即删除金融类上市公司。 (3) 剔除 st 类以及财务数据严重缺失的上市公司。 (4) 剔除样本量较少的教育及居民服务、修理和其他服务业 两个行业的上市公司,因为在管理层能力的计算过程中 需要分行业进行回归,需要保证足够的样本量。 最终,共有 300 个创业板上市公司纳入了研究的范畴,共得 到 1500 个面板数据。本文使用 max dea7.0 软件和 stata 16.0 统计分析软件进行数据处理。 采用中国证监会于 2012 年最新修订的《上市公司行业分类 指引》作为行业分类的标准, 剔除了可能影响实证结果的金 融、保险业与样本量较少行业的上市公司,最终研究样本按 行业划分为 13 类,如表 2 所示。 4. 实证检验与分析 4.1. 上市公司运营效率描述性统计 本章基于 dea 模型对创业板上市公司运营效率进行测算,选 择 ccr 模型计算运营效率, 得到的是上市公司的综合运营效 率,篇幅有限,详细数据见附表 1。关于上市公司运营效率估 计结果的描述性统计分析信息,见表 3。依据表中内容可知, 我国上市公司运营效率的平均值为 0.854,虽然这一数值并不 低,但其平均产出水平还是和最佳产出水平间存在一定偏离, 即上市公司的投入产出中还存在着较大改进空间。上市公司运 营效率的中位数为 0.858, 而且其标准差也仅为 0.124,水 平差异并不大。上市公司运营效率最小值为 0.25,最大值为 1,这说明虽然上市公司运营效率整体差异并不大,但仍有少 数公司的运营效率较低,同时, 也有少数公司的运营效率处 于极佳水平。 为了更直观地呈现上市公司运营效率的分布状况,本文绘制 了上市公司运营效率的频数 分布图,如图 1 所示。从图 1 可知,对于绝大多数上市公司而言,其运营效率值都分布于 0.85 的两侧,仅有极少数上市公司运营效率值分布于 0.25 附近,这进一步印证了此前的分析结论,即对于绝大数上市 公司而言,其平均运营效率约为 0.85,仅有极少数公司的运 营效率值偏低。 4.2. 上市公司管理层能力差异分析 4.2.1. tobit 回归结果分析 研究结果发现,资产规模、市场占有率、自由现金流、上市 年限、公司多元化程度对创业板上市公司运营效率的影响在 统计上显著。因此,tobit 回归方程成功剔除了超出管理层 能力以外的公司因素对公司运营效率的影响,残差能准确反 映管理层能力的大小。 模型回归结果表明,除上市公司年限外,其他均与公司运营 效率呈正相关。上市公司年限与营运效率负相关,随着上市 公司年限的增加,折旧成本越大,从而增大了运营成本,运 营效率也越小。企业规模与运营效率显著正相关,表示企业 规模越大,硬件和人力资源越完善,运营效率就越高;市场 占有率与企业运营效率显著正相关,市场占有份额越大,企 业经营、竞争能力就越强,获得比竞争对手更强的市场影 响力,运营效率也相对较高;自由现金流与公司运营效率显 著正相关,公司可利用的现金越多,越会加大生产投入, 投入-产出比率也会提高;公司多元化程度越高,说明管理层 能同时管理多项业务,增强公司竞争力表 4。 公司管理层能力的值域范围在-1 和 1 之间,篇幅有限,表 5 仅展示 2014 年的创业板上市公司的管理层能力,详细数据 见附表 1。 由于管理层能力是估计的残差,因此 2014-2018 年我国创业板上 市公司管理层能力 (tobit 回归残差)平均值偏小,仅为-0.02, 中位数为-0.02,最小值为-0.59,最大值为 0.25, 标准差为 0.12。这说明我国上市公司管理层能力存在较大差异,即不同 公司的管理者利用既定资源创造收入的能力明显不同。不同公 司的管理层能力必然会存在一定差异,本文从不同行业、不同 规模、不同地区等三个角度来分析管理层能力的差异表 6。 为了直观呈现创业板上市公司关于管理层能力的分布情况,本 文绘制了管理层能力频数分布图,如图 2 所示。从图中可以 看出,管理层能力频数分布直方图右偏,绝大部分上市公 司 表 1 | 管理层能力计算使用变量的定义 变量 变量名称 变量定义 size 企业规模 以公司总资产的自然对数衡量 ms 市场占有率 以公司营业收入占所处细分行业营业 收入总额的比例衡量 fcf 自由现金流 以公司自由现金流除以总资产衡量 age 上市年限 以上市年数的自然对数衡量 divers 公司多元化程度 企业各部分收入的平方除以总收入 的平方 year 年度虚拟变量 运用 stata,所属年份取值为 1,其余 年份均取值为 0 industry 行业虚拟变量 运用 stata,所属行业取值为 1,其余 行业均取值为 0 表 2 | 数据样本的行业分布情况 行业代码 行业名称 样本数量 所占比重 a 农、林、牧、渔业 25 0.02 b 采矿业 15 0.01 c 制造业 960 0.64 d 电力、热力、燃气及水生产 和供应业 10 0.01 e 建筑业 15 0.01 f 批发和零售业 10 0.01 g 交通运输、仓储和邮政业 10 0.01 i 信息传输、软件和信息技术 服务业 305 0.20 l 租赁和商务服务业 35 0.02 m 科学研究和技术服务业 35 0.02 n 水利、环境和公共设施管 理业 45 0.03 q 卫生和社会工作 20 0.01 r 文化、体育和娱乐业 15 0.01 表 3 | 上市公司运营效率的统计分析结果 变量 中位数 平均数 标准差 最小值 最大值 样本数 fe 0.858 0.854 0.124 0.25 1 1500 142 f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 的管理层能力数值分布在 0 的附近,说明管理层能力整体而 言偏低,且管理层能力相对低的企业多于管理层能力相对高的 企业,且不同管理层能力水平上的公司数目存在较大差异。 4.2.2. 不同行业间管理层能力差异分析 根据中国证监会于 2012 年最新修订的行业分类标准,剔除 了可能影响实证结果的金融、保险业与样本量较少行业的上 市公司,最终研究样本共十三个行业门类。而在我国创业板 上市的公司中,超过半数的企业都归属于制造业。因此,检 验制造行业和非制造行业企业间管理层能力差异具有必要 性。基于这一实证分析要求,文章本处将全部全样本划分为 制造行业子样本和非制造行业子样本,并据此描述统计分析 其管理层能力水平,详细分析见表 7。 依表可知,电力、热力、燃气及水生产和供应业的管理层能力 排第一,建筑业的管理层能力紧跟其后,剩余行业的管理层能 力排序分别为:农、林、牧、渔业;租赁和商务服务业; 批发 和零售业;科学研究和技术服务业;制造业;采矿业;信息传 输、软件和信息技术服务业;卫生和社会工作;交通运输、仓 储和邮政业;文化、体育和娱乐业;水利、环境和公共设施管 理业。从整体来看,制造行业上市公司管理层均值为-0.017, 而非制造行业上市公司管理层能力均值为-0.026,可见制造行 业上市公司管理层能力均值高于非制造行业样本公司管理层能 力均值,且基于中位数的分析结论具有一致性。由此可见,同 非制造行业企业相比, 制造行业企业的管理层能力较高。这 可能是制造业上市公司大都是发展较为成熟的企业,拥有比较 全面的制度流程,相对于其他行业企业,管理层做出错误决策 而影响公司运营效率的可能性较小。 4.2.3. 不同企业资产规模间管理层能力差异分析 前期相关研究显示,上市公司管理行为与效果常常会与规模 差异层面产生分异,所以接下来拟分析管理层能力与资产规 模差异层面的差异性表现。本文以 2014-2018 年分行业公 司资产规模的中位数为分组标准,高于行业年度中位数的样 本分类为较大规模公司,而低于行业年度中位数的样本纳为 较小规模公司,并且据此分别统计分析其管理层能力,以检 验不同企业规模下管理层能力的差异性,详细数据见表 8。 依表可知,大规模公司管理层能力均值为-0.014,而小规模 公司管理层能力均值为-0.024, 可见大规模上市公司管理层 能力均值高于小规模上市公司管理层能力均值,且基于中位 数的 分析结论具有一致性。这在一定程度上说明公司规模越 大,管理层能力越高。其中的原因可 能是规模较大的公司往 往是行业中的引领者,更有实力和资源聘用能力较强的管理 层,而能 力较强的人才也往往更倾向于选择规模较大的平台 寻求职业发展。 图 1 | 创业板上市公司运营效率的频数分布图. 表 4 | tobit 模型回归结果 fe coef. std. err. t p > t size 0.0453362 0.005851 7.75 0 ms 0.3774359 0.069477 5.43 0 fcf 0.3174455 0.055065 5.76 0 age –0.090014 0.023662 –3.8 0 divers 0.0443751 0.015054 2.95 0.003 year_2 –0.0279936 0.013077 –2.14 0.032 year_3 –0.0018165 0.015592 2.12 0.0907 year_4 0.0237775 0.018277 1.3 0.193 year_5 –0.0102274 0.02075 2.87 0.022 industry_2 0.1434838 0.057472 2.5 0.013 industry_3 0.0681127 0.058893 1.16 0.248 industry_4 0.1385067 0.057374 2.41 0.016 industry_5 0.1797663 0.063391 2.84 0.005 industry_6 0.1314749 0.062756 2.1 0.036 industry_7 0.2290961 0.081319 2.82 0.005 industry_8 0.241252 0.072421 3.33 0.001 industry_9 0.1811743 0.059521 3.04 0.002 industry_10 0.0034389 0.066308 1.05 0.259 industry_11 0.093948 0.057514 1.63 0.103 industry_12 0.1570207 0.058935 2.66 0.008 industry_13 –0.0378795 0.060415 –0.63 0.531 _cons 0.4013336 0.197071 2.04 0.042 * p < 0.1, ** p < 0.05, *** p < 0.01. 注:回归结果数据由 tobit 回归模型整理可得. f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 143 表 5 | 2014 年创业板上市公司的管理层能力(ma) 名称 ma 名称 ma 名称 ma 名称 ma 名称 ma 特锐德 0.082 华谊嘉信 0.079 盈康生命 –0.06818 易华录 0.178229 苏交科 0.021555 神州泰岳 –0.042 三聚环保 0.043 宋城演艺 –0.26948 佳讯飞鸿 0.160901 国瓷材料 0.058965 乐普医疗 –0.109 当升科技 –0.053 中金环境 –0.22022 电科院 0.141099 安科瑞 0.033009 南风股份 –0.091 数字政通 0.012 香雪制药 –0.52393 千山药机 0.118242 飞利信 –0.08507 探路者 –0.203 gq 视讯 0.023 天舟文化 –0.44611 东方电热 0.057555 朗玛信息 –0.25825 莱美药业 –0.036 国民技术 0.136 量子生物 –0.00804 鸿利智汇 –0.13093 利德曼 0.014701 汉威科技 –0.199 思创医惠 –0.023 世纪瑞尔 –0.05327 金运激光 –0.00033 荣科科技 –0.10334 天海防务 –0.204 数码科技 0.028 昌红科技 –0.07474 银禧科技 –0.01247 吴通控股 –0.10671 安科生物 –0.189 易成新能 0.028 科融环境 –0.17388 科大智能 0.094654 蓝英装备 –0.06913 立思辰 –0.126 恒信东方 0.003 科泰电源 –0.15672 正海磁材 0.119768 博雅生物 –0.02895 鼎汉技术 0.049 奥克股份 –0.136 安居宝 –0.00903 光韵达 –0.01028 三六五网 –0.17562 华测检测 0.057 劲胜智能 –0.112 神雾环保 0.059954 富瑞特装 –0.10255 利亚德 –0.12556 新宁物流 0.035 海默科技 –0.108 恒泰艾普 0.144548 拓尔思 –0.00868 蓝盾股份 –0.12906 亿纬锂能 0.053 银之杰 –0.168 振东制药 0.099095 永利股份 0.053204 三诺生物 –0.16365 爱尔眼科 0.086 康芝药业 –0.116 新研股份 0.166576 洲明科技 0.048296 富春股份 –0.14475 北陆药业 0.067 荃银高科 0.165 秀强股份 0.102984 金城医药 –0.01951 汉鼎宇佑 –0.0414 网宿科技 –0.114 长信科技 0.136 华中数控 –0.01254 开尔新材 –0.03061 长方集团 0.043062 中元股份 –0.046 文化长城 0.086 雷曼光电 –0.16172 方直科技 0.07636 聚飞光电 0.099747 硅宝科技 –0.097 盛运环保 0.087 先锋新材 –0.07544 上海新阳 0.097198 云意电气 0.035633 银江股份 –0.145 金通灵 0.176 通源石油 –0.30265 美晨生态 0.085261 远方信息 0.038118 大禹节水 0.075 科新机电 0.044 天瑞仪器 –0.22308 冠昊生物 –0.04959 慈星股份 –0.0442 机器人 0.163 国联水产 0.100 东方国信 0.018412 飞力达 –0.07795 中际旭创 –0.06223 华星创业 0.132 华伍股份 0.064 迪威迅 0.054084 瑞丰光电 –0.03794 宜通世纪 –0.02826 红日药业 0.159 易联众 0.051 万达信息 0.053395 佳云科技 –0.17173 任子行 –0.05167 金亚科技 0.216 智云股份 –0.050 天晟新材 0.108691 迪安诊断 –0.20236 邦讯技术 –0.13973 阳普医疗 –0.093 高新兴 –0.017 汉得信息 –0.064 天玑科技 –0.01542 天山生物 –0.07507 宝通科技 –0.143 精准信息 0.119 东富龙 –0.07061 宝莱特 0.1179 戴维医疗 0.110522 金龙机电 –0.083 双林股份 0.151 中电环保 0.033834 融捷健康 0.151948 掌趣科技 0.034064 同花顺 –0.081 乐视退 0.127 智慧松德 0.01666 新开普 0.120442 晶盛机电 0.021794 中科电气 0.039 西部牧业 0.074 元力股份 –0.00796 依米康 0.188776 珈伟新能 0.110122 超图软件 –0.083 吉药控股 0.061 中海达 –0.12223 初灵信息 –0.26174 博晖创新 –0.08394 新宙邦 –0.091 新开源 0.031 腾邦国际 –0.18562 金信诺 –0.20574 麦捷科技 –0.08084 数知科技 –0.062 华仁药业 0.035 四方达 –0.13688 卫宁健康 –0.12979 海达股份 0.008366 九洲电气 –0.097 向日葵 –0.040 华峰超纤 –0.1402 仟源医药 –0.12781 硕贝德 0.05618 回天新材 –0.149 万讯自控 0.084 佐力药业 –0.08058 常山药业 –0.02809 华灿光电 0.124425 星辉娱乐 –0.005 顺网科技 0.114 捷成股份 0.072919 星星科技 –0.1591 旋极信息 0.04373 赛为智能 0.190 中航电测 0.014 东软载波 –0.02582 开山股份 –0.22011 德威新材 –0.05445 华力创通 0.149 长盈精密 0.082 力源信息 –0.00825 精锻科技 –0.05265 凯利泰 0.007714 台基股份 0.009 坚瑞沃能 0.035 通裕重工 –0.00621 新天科技 0.020727 宜安科技 –0.06742 天源迪科 –0.116 嘉寓股份 0.149 永清环保 –0.08247 新莱应材 –0.06726 海伦钢琴 –0.07786 合康新能 0.151 东方日升 0.086739 美亚柏科 0.027424 雅本化学 –0.14174 苏大维格 0.177658 福瑞股份 0.145 瑞普生物 0.074095 神农科技 –0.00513 巴安水务 –0.35707 天壕环境 0.043534 世纪鼎利 0.111 经纬辉开 0.056357 维尔利 –0.07809 隆华科技 –0.19895 兆日科技 –0.03229 三五互联 0.042 智飞生物 0.083516 科斯伍德 0.065024 佳创视讯 –0.29528 迪森股份 0.007353 中青宝 0.168 亚光科技 0.03792 佳士科技 0.080301 通光线缆 –0.03721 润和软件 0.157395 欧比特 –0.077 汇川技术 0.109068 福安药业 –0.39496 兴源环境 0.058533 科恒股份 –0.05342 鼎龙股份 –0.094 聆达股份 0.129614 长荣股份 –0.10734 尔康制药 0.007182 麦克奥迪 –0.09679 万邦达 –0.093 锦富技术 0.109404 铁汉生态 –0.0631 联建光电 3.66e–05 天银机电 –0.11367 中创环保 –0.148 泰胜风能 0.10479 纳川股份 –0.04506 华宇软件 0.00747 联创股份 –0.08632 万顺新材 –0.179 新国都 0.117809 翰宇药业 –0.18375 开能健康 –0.02436 太空智造 –0.1626 蓝色光标 0.103 英唐智控 0.125644 高盟新材 0.039489 和佳医疗 0.037235 红宇新材 –0.00486 旗天科技 0.106 青松股份 0.17919 海伦哲 0.026708 阳光电源 0.018902 泰格医药 –0.07329 中能电气 –0.118 大富科技 0.023828 聚光科技 0.017611 梅安森 0.026251 长亮科技 0.06905 天龙集团 –0.160 宝利国际 –0.05924 舒泰神 0.14913 三丰智能 0.017033 金卡智能 –0.02762 海兰信 –0.185 信维通信 –0.01432 天喻信息 0.207429 华昌达 –0.06618 华鹏飞 –0.18039 三川智慧 –0.066 先河环保 0.12335 理邦仪器 –0.11919 和晶科技 0.024886 永贵电器 –0.11199 安诺其 –0.149 晨光生物 0.125266 欣旺达 –0.00934 紫天科技 0.050218 北信源 –0.08451 南都电源 –0.100 晓程科技 0.096873 青岛中程 –0.07006 金明精机 –0.00579 东土科技 –0.13326 金利华电 –0.084 和顺电气 –0.01073 天泽信息 –0.15363 三盛教育 –0.07405 蒙草生态 –0.14135 碧水源 –0.055 沃森生物 0.133796 森远股份 –0.12165 温州宏丰 –0.05101 光一科技 –0.12045 144 f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 图 2 | 创业板上市公司管理层能力的频数分布图. 表 6 | 管理层能力描述性统计 变量 均值 中位数 最大值 最小值 标准差 样本量 管理层能力(ma) –0.02 –0.02 0.25 –0.59 0.12 1500 注:由 tobit 回归的残差结果整理可得. 表 7 | 不同行业管理层能力 行业名称 平均数 标准差 中位数 最小值 最大值 样本数 农、林、牧、渔业 0.021676 0.09885 0.022031 –0.1603 0.2354 25 采矿业 –0.03181 0.124512 –0.02301 –0.3027 0.1445 15 制造业 –0.01665 0.114448 –0.01415 –0.524 0.255 960 电力、燃气及水生产和供应业 0.035476 0.110728 0.041661 –0.1851 0.2071 10 建筑业 0.029501 0.087533 0.015647 –0.0987 0.1485 15 批发和零售业 0.005252 0.072001 –0.00211 –0.0811 0.1256 10 交通运输、仓储和邮政业 –0.04251 0.10742 –0.00649 –0.2702 0.0861 10 信息传输、软件和信息技术服务业 –0.03233 0.127515 –0.02376 –0.5181 0.2438 305 租赁和商务服务业 0.005313 0.123306 3.66e–05 –0.323 0.2102 35 科学研究和技术服务业 –0.00334 0.111069 –0.00628 –0.2183 0.2028 35 水利、环境和公共设施管理业 –0.07676 0.126398 –0.05692 –0.5855 0.1829 45 卫生和社会工作 –0.04138 0.100515 –0.0479 –0.2766 0.1334 20 文化、体育和娱乐业 –0.04613 0.155246 –0.017 –0.4461 0.179 15 表 8 | 不同规模下的管理 样本量 均值 中位数 最小值 最大值 标准差 大规模公司 800 –0.014 –0.011 –0.553 0.247 0.117 小规模公司 700 –0.024 –0.023 –0.593 0.250 0.118 4.2.4. 不同地区间管理层能力差异分析 在社会经济发展的过程中,由于自然资源禀赋的不同和受到 历史、文化等方面的影响, 不同地区的经济发展水平必然会 存在差异。而我国幅员辽阔,地理上自然环境的差异尤为明 显,再加上不同地区战略布局和政策导向的不同,各个地区 经济不平衡发展,存在较大差距。基于此,本文依据传统的 地区划分方法,将上市公司所在注册地划分为东部、中部和 西部三个地区。 从样本分布来看,注册地位于东部地区的样本有 1210 个, 占比高达 80.7%,注册地位于中部地区的样本有 195 个,注 册地位于西部地区的样本有 95 个,可见我国的上市公司主 要 集中在东部地区。因此,本文将依据公司注册地将全部样 本划分为东部地区、中部地区、西部地区三组,旨在探究不 同地区间管理层能力是否存在显著差异,详细数据见表 9。 山东、广东和海南;中部地区包括 8 个省份,具体为山西、 吉林、黑龙江、安徽、江西、河 南、湖北和湖南;西部地区 f. xia and z. mu / journal of risk analysis and crisis response 10(4) 138–146 145 表 9 | 不同地区管理层能力 样本量 均值 中位数 最小值 最大值 标准差 东部地区 1210 –0.013 –0.005 –0.46 0.255 0.118 中部地区 195 –0.019 –0.013 –0.466 0.255 0.111 西部地区 95 –0.034 –0.0353 –0.464 0.235 0.132 注:东部地区包含 11 个省市,具体为北京、天津、上海、辽宁、河北、江苏、浙江、福建. 包括 12 个省市自治区,具体为重庆、广西、四川、贵州、 云南、陕西、甘肃、青海、内蒙古、西藏、宁夏和新疆。 依表可知,东部地区样本公司的管理层能力均值为-0.013, 中部地区样本公司的管理层能力均值为-0.019,西部地区样 本公司的管理层能力均值为-0.034,可见东部地区上市公司 管理层能力高于中部地区以及西部地区的管理层的能力,且 基于中位数的分析结论具有一致性。由此可见,在经济社会 发展越为发达的地区,上市公司的管理层能力越高,可能是 由于高水平的管理人才往往聚集在北京、上海、广东等经济 发达的地区,这与东部地区人才密集的结构特征是一致的。 5. 结论 本文首先基于 dea 模型,利用上市公司的投入、产出数据计 算了上市公司的运营效率。在此基础上,将上市公司运营效 率设定为被解释变量,在系统控制影响运营效率的除管理层 能力外的诸多因素后,在残差项中捕捉管理层能力的信息。 最终形成的主要研究结论可概括为如下两个方面: 第一,上市公司管理层能力的结果显示,我国上市公司管理 层能力的平均值为-0.02, 而且,上市公司的管理层能力的 标准差为 0.12,这意味着管理层能力在不同样本公司间的波 动较大。管理层能力显著影响上市公司的运营效率,管理层所 具有的经营管理能力越强,企业运营不足的程度就会越小,企 业的运营效率也就越高。 第二,我国上市公司管理层能力表现出较强差异性。本文 基于行业特征、规模特征和区域特征,对我国创业板上市 公司管理层能力表现出的差异性进行分析。制造业样本公 司的管理层能力高于非制造业样本公司的管理层能力;大 规模公司的管理层能力高于小规模公司的管理层能力;相 对于经济社会发展落后的中西部地区而言,东部地区样本 公司的管理层能力相对更高,这些数据揭示的规律与我们 的主观判断一致。 conflicts of interest the authors declare they have no conflicts of interest. supplementary material supplementary data related to this article can be found at https:// doi.org/10.2991/jracr.k.201214.002. 参考文献 [1] weifeng h, wei l, kaili h. managerial ability and enterprise risk-taking. 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currently. the demand keeps increasing and the self-sufficient keeps decreasing. more seriously, climate change will bring obvious impact on the growth and development, planting pattern, planting area, potential production of soybean, etc. therefore, assessment of the impact of soybean production under climate change is quite essential for improving the self-sufficient and guaranteeing the safety of oil crops. this study will extend and improve the parameters of soybean in agricultural ecology zone (aez) based on the 22 soybean observation stations in the major planting area from 1981-2011 to achieve china-aez. and then simulate the impact of climate change on soybean. the results show that: the simulation of china-aez has been improved a lot. in 2050s, the total soybean potential will increased by 7123 thousand tons. the total suitable planting area will increased by 3589 thousand hectare. but the average potential will decreased by 55 kg/ha. from the spatial scale, the soybean potential will increase in northeast china and northwest china. soybean potential will decrease in the other area of china under climate change. keywords: soybean, climate change, aez, production potential 气候变化对我国大豆生产潜力的影响研究 丁秋莹 1, 田展 1,2, 樊冬丽 1, 孙来祥 2,3, guenther fischer4 1 上海应用技术学院,上海 21400,中国 2 上海气象局上海市气候中心,上海 20030,中国 3 马里兰大学帕克分校地理科学系,大学公园市 20742,马里兰州,美国 4 国际应用系统研究所,拉克森堡 2361,奥地利 摘 要:大豆是我国主要的油料作物之一。然而,目前我国大豆供给形势不容乐观。一方面需求增加,自给 率较低;另一方面,气候变化将会影响我国大豆生长发育、种植模式、种植布局、生产潜力等,因此客观 准确地评价气候变化对我国大豆生产的影响为提高我国大豆自给率、保障油料安全具有重大意义。本研究 基于 1981-2011 年我国大豆主产区的 22 个农业气象站点观测数据,扩充并改进 aez(agricultural ecology zone) 大豆的品种库参数,利用 aez 模型模拟了未来气候变化对我国大豆生产潜力的影响。结果显示:调整改进 后的 china-aez 模型对我国大豆主产区的区域模拟能力得到了较大的提高。总体来看,气候变化影响下,到 2050s 我国大豆总生产潜力将会比 1990s 增加 7123 千吨,约为 4.15%。大豆总适宜面积增加 3589 千公顷, 约为 6.15%。平均单产生产潜力减少 55kg/ha,约为 1.89%。区域上来看,气候变化将会引起东北以及西北 地区大豆生产潜力增加,但其他区域均小幅减产。 关键词:大豆;气候变化;aez;生产潜力 添加:国家自然基金(41371110,4167113 和 41601049)和中国气象局气候变化专项(ccsf2011330、 ccsf201110)资助。 journal of risk analysis and crisis response, vol. 6, no. 2 (july 2016), 95-102 published by atlantis press copyright: the authors 95 q. ding et al. / a study of the impact on soybean potential under climate change 我国油脂资源短缺,食用油供给形势严峻,油 料长期存在着严重的供需矛盾。其中大豆是一种很 有价值的油料作物,是重要的畜饲料,生物燃料, 蛋白质等来源 [1] ,随着过去几十年间我国经济发展以 及人们生活水平的改善,大豆需求量显著增加,并 且预计这种增长趋势在未来还会持续 [2] 。然而多年来 我国油料作物生产潜力徘徊不前,大豆生产潜力也 连续走低 [3] 。2003年开始,我国进口大豆数量首次超 过国产大豆。未来气候变化将会严重影响我国大豆 生产,进一步加大大豆生产的不稳定性,供需矛盾 还将进一步加剧。因此明确气候变化对大豆生产的 影响,对保障国家食用油供给安全具有实际的重要 意义。 过去短时期内全球气候发生了迅速变暖,我国 年平均地表大气温度在过去50年内升高了1.1℃[4], 这一增幅要高于全球地表平均温度变化。全国平均 降水总量变化不显著,年代际波动较大,降水趋于 集中,全国平均暴雨和极端强降水事件的频率和强 度都有所增长 [5,6] 。并且气候变暖会增加蒸散 [7] ,干 旱发生的频率和强度都会加强 [8] 。此外,随着全球变 暖,异常偏冷性事件减少减轻;而异常偏暖性极端 事件增多增强;气候暖干化趋势会加重病害的发生 [9] 。近年来极端气候事件发生的形式也更加多样性 [10] 。气候变化势必会给农业生产带来严重影响。干 旱、极端天气等增加了农业生产的风险,也将加大 大豆生产潜力的波动性。气候变暖影响下,东北地 区作物生育期延长,作物种植边界北扩,能够促进 大豆的种植边界北移,有利于扩大高纬度地区大豆 的种植面积 [11] 。 从目前相关研究来看,作物模拟模型是一种较 为系统综合的分析方法,能够综合评估农业系统与 土壤、气候等因子之间的相互作用。随着科学技术 的发展进步和消费需求的增加,作物模型无论在研 究深度还是应用广度上都取得了显著的成就。aez 模型是一种空间尺度的土地生产潜力评估模型,该 模型在模拟作物生产潜力时,采用的自动匹配算法 能够依据气候资源数据和lut(土地利用单元)属性 数据逐格点尝试所有可能性,因此模型能够自动筛 选出最优的作物种植品种、种植模式等,这使得aez 模型在区域作物潜在生产力评估中具有明显优势。 本研究基于我国多年大豆观测数据通过改进模型的 品种库参数以及算法,建立适合我国大豆评估的 aez-china模型,评估1990s(1981-2010)baseline条 件下与2050s(2041-2070)未来气候变化下大豆生产潜 力。 1. 研究资料与方法 1.1. 研究资料 土壤数据是从 hwsd(harmonized world soil database)土壤数据库中提取而来,该数据库提供全 球范围内 1km×1km 分辨率格网水平的土壤信息, 土壤数据分为顶层(0-30cm)和下层(30-100cm), 土壤属性包括排水速率、土壤深度、容积密度、有 机碳有机质含量、土壤 ph 以及阳离子交换量等数据 信息,可以供模型直接提取使用。 基准条件下的逐日气候观测数据来自国家气候 中心,全国共设有 743 个气象站点,主要的气象要 素包括逐日最低气温、最高气温、降水、日照时数、 相对湿度以及风速,本研究选用 1981-2010 的气候数 据作为基准时段。未来气候变化数据是对未来温室 气体排放的不同情景进行的假设,已有研究表明 ipcc ar4 气候模式结果对东亚和中国的气候变化具 有较好的模拟能力 [12] ,设计了多种排放情景,对比 研究表明,近年来温室气体增长率与 sres a1b 情景 下的温室气体排放水平最为接近,能够一定程度上 代表未来气候发展的方向,因此本研究中采用 a1b 排放情景作为未来气候变化的趋势。 表 1 的大豆观测数据来自中国气象局信息中心 多年观测整理所得,涵盖了全国主要大豆种植省份。 根据站点记录数据的完整性以及地理位置分布,从 中国气象局提供的数据中挑选 22 个大豆站点,数据 年份包括 1981-2011 年,数据内容包括:站点基本信 息(站点名称、经纬度、海拔高度),栽培信息(种 植品种、熟性、耕作方式等),生长发育的详细信 息(播种、出苗、开花、成熟等),生产潜力及相 关信息(种植密度、粒重、总生产潜力、茎秆重等) 以及主要的管理措施(施肥、灌溉、收获等)。该 表中的生产潜力是根据站点历年的纪录数据,剔除 个别存在病虫草害的年份以及奇高的产量,奇高生 published by atlantis press copyright: the authors 96 q. ding et al. / a study of the impact on soybean potential under climate change 表 1. 大豆观测站点基本信息 省份 站点 经度 纬度 生产潜力(kg/ha) 生育期(天) 黑龙江 德都 127.35 46.08 4959 134 黑龙江 巴彦 126.15 48.47 5448 137 黑龙江 嫩江 125.23 49.17 4234 145 辽宁 阜新 121.72 42.08 3243 134 辽宁 盖州 122.35 40.42 4216 131 辽宁 海城 122.72 40.88 4124 135 吉林 辽源 125.08 42.92 4067 143 内蒙古 扎兰屯 122.73 48.00 4946 135 陕西 绥德 110.22 37.50 2499 166 陕西 延安 109.50 36.60 4088 154 新疆 莎车 77.10 38.43 3711 143 河北 黄骅 117.35 38.37 4692 95 河南 国营 114.40 33.75 4071 117 山东 莒县 118.83 35.58 3015 89 江苏 丰县 116.58 34.68 3729 103 江苏 盱眙 118.02 33.00 3445 106 安徽 蒙城 116.53 33.28 4132 100 安徽 寿县 116.78 32.55 2345 103 江西 龙南 114.82 24.92 3009 102 江西 南康 114.75 25.67 2872 96 江西 泰和 114.92 26.80 3045 95 湖南 怀化 107.97 27.55 2820 101 产潜力可能是存在记录误差,个别年份的记录生产 潜力在 8000kg/ha,根据查阅到的大豆最高生产潜力 在 6000 kg/ha 左右。然后从剩余观测年份中挑选中值 作为每个站点大豆观测生产潜力。从观测数据来看, 东 北 地 区 特 别 是 黑 龙 江 省 大 豆 产 量 较 高 , 在 4000kg/ha 以上,而南方大部分地区包括江苏、安徽、 江西的大部分观测站点大豆产量较低,在 3000kg/ha 左右。生育期长度呈现北长南短的分布规律。在灌 溉方式上,观测数据中扎兰屯、蒙城、莎车站点有 灌溉纪录,其他多数站点为雨养种植模式。 1.2. 研究方法 aez模型同时考虑光、温、水、土、投入水平等 影响生物生产潜力形成的因素及指标。该模型能够 进行土地适宜性以及土地生产潜力评价,能够得到 农业生态区划图、土地适宜性评价图以及农作物生 产潜力等信息,为气候变化、土地承载力等研究提 供了依据。根据假定的投入水平、灌溉供给以及管 published by atlantis press copyright: the authors 97 q. ding et al. / a study of the impact on soybean potential under climate change 理条件,定义特定作物在气候、土壤、地形以及海 拔因素引起的限制因子,以此计算得到作物的最大 生产潜力和生产潜力。以土地利用单元(lut)作为 计算潜在生产力的基本单位,每一种土地利用单元 包含的信息有:收货系数、最大叶面积指数、最大 光合速率等,耕作方式和投入需求,作物残茬和作 物副产品系数。采用的自动匹配算法会依据气候资 源数据和lut属性数据逐格点尝试所有可能性,因此 模型能够自动筛选出最优的作物种植品种、种植模 式等,这使得aez模型在区域作物潜在生产力评估中 具有明显优势,主要步骤是: (1)通过气候和土地资源的清查,建立起研究 区域内逐格点中每个评价单元的气候(温度、降水、 风速、日照时数、相对湿度)、土壤、地形等资源 数据库,同时定量评估区域内农业气候资源,包括 积温、湿润指数等; (2)根据已有资源数据库及其他lut属性信息, 进行作物与环境匹配,计算所有作物每个lut的光温 生产潜力,以及在土壤、地形、水分、管理水平等 限制条件下的作物最高生产潜力; (3)计算由于其它限制因子导致的作物生产潜 力损失,如干旱、霜冻、作物病虫害等,并进一步 考虑土壤与地形因素对作物最终潜在生产潜力的影 响。在模拟我国小麦生产潜力中已得到应用 [13] 。但 该模型对农作物生长过程的机理性解释相对而言较 为粗略,作物生长的微观基础比较薄弱。 2. aez 模型的验证 根据大豆观测数据扩充 aez 模型的大豆品种 库,同时结合大豆的观测数据进行对比,调整大品 种系数。此外根据大豆的观测数据的空间分布,基 于生态系统类型调整 aez 模型的算法,形成适应于 我国大豆生产的 aez 模型版本。以此建立跨尺度模 拟的中国大豆评估模型 china-aez[14],综合评估未 来气候变化影响下我国大豆生产潜力的变化。 (1)aez 模型验证 在 aez 模型中,生育期长度是品种的一个关键 属性,首先对比原 aez 模型得到的生育期分布图与 实际观测值进行比较,验证原始 aez 模型对我国大 豆的模拟能力。在 aez 模型中,生育期作为 lut 的 一个重要属性,根据大豆普遍生育期长度,以 15 天 间隔分成几个代表性生育期。为更明显的比较观测 值与 aez 模型模拟的结果,将观测站点的品种生育 期长度根据 aez 模型的品种库分为 4 类。从图 1 生 育期长度的对比中,我们可以看到两个主要的不同 点: 1)观测站点中存在 150 天生育期的品种,而在 原始 aez 模型的品种库中仅有其他三种类型(105 天,120 天,135 天)的生育期长度的品种;2)原 始 aez 模型模拟的结果显示在南方、华北大部分地 区选择生育期较长的品种,而在东北地区则选择了 生育期较短的品种,呈现为南长北短的趋势,而实 际观测结果与 aez 模型模拟的结果相反,呈现南短 图 1. 1990s 下原大豆生育期长度分布实际情况(左)以及 aez 模型模拟情况(右) published by atlantis press copyright: the authors 98 q. ding et al. / a study of the impact on soybean potential under climate change 北长的趋势,这主要是因为 aez 模型是采用的自动 算法,所考虑的因素主要是气候、土壤等客观因素 的影响,没有考虑区域内复种指数、作物的轮作等 种植者决定的主观因素,而在我国大部分地区,大 豆并不是一种主作物,农民会优先种植小麦、水稻 等收益较大的作物,从而导致大豆可种植的生育期 就会缩短。 (2)aez 模型的调试 针对原始 aez 模型的不足,通过不断试验模拟, 与观测值进行比较验证。本研究中我们做了两点主 要的改进:1)在 aez 模型的品种库中增加生育期为 150 天的品种,并根据观测数据补充和改进 aez 模 型的其他相关品种参数,包括收货系数、最大叶面 积指数、积温等,使之与我国大豆种植生长发育情 况更为吻合。从表 2 中改进的品种参数结果来看, 原有品种收货系数和最大叶面积指数整体上增加, 可增加模拟的生产潜力;适宜最低积温降低、适宜 最高积温提高,扩大大豆生长发育对温度的要求范 围,使之适宜于我国南方热量资源丰富的地区。 aez 模型能够根据气候、土壤资源生成八种不 同的耕作系统类型,通过比较观测值与耕作系统的 关系,发现大豆生育期长度与耕作系统分布之间存 在一定的相关性,即在单作区内大豆观测生育期长 度较长而在多熟区内大豆生育期较短。基于作物耕 作系统调整 aez 模型的自动算法,使其在一个耕作 系统内根据限制品种的选择,一种作物耕作系统内 选择特定的品种,代替原有的完全最优自动算法。 根据表 3 进行品种选择:其中单作区内大豆生 表 2. aez 模型中大豆品种及主要品种参数变化对比(原:原 aez 模型;改:改进后的 aez 模型) 品种 生育期长 度 收获 系数 最大叶面 积指数 适宜生育期 最低积温 次适宜生育 期最低积温 适宜生育期 最高积温 次适宜生育 期最高积温 温带和亚热带大 豆 1(原) 105 0.3 4.0 2200 1850 2600 3150 温带和亚热带大 豆 1(改) 105 0.38 4.0 2100 1850 2800 3150 温带和亚热带大 豆 2(原) 120 0.35 2.5 2400 2000 3000 3600 温带和亚热带大 豆 2(改) 120 0.37 4.2 2300 2000 3150 3500 温带和亚热带大 豆 3(原) 135 0.35 3.0 2600 2150 3400 4050 温带和亚热带大 豆 3(改) 135 0.36 4.5 2500 2150 3450 3800 温带和亚热带大 豆 4(增) 150 0.35 4.5 2700 2300 3750 4100 表 3. aez 模型不同耕作系统品种的选择 耕作系统类型 生育期长度类型的选择 no cropping 从四种类型中选择最优生育期 single cropping limited cropping double cropping 从 105 天或 120 天选择较优生育期 double cropping with rice double rice cropping 选择 105 天生育期长度 triple cropping triple rice cropping published by atlantis press copyright: the authors 99 q. ding et al. / a study of the impact on soybean potential under climate change 育期长度的选择不受限制,模型根据大豆最大生产 潜力选择品种类型,一般情况下,在气候资源丰富 的条件下,作物生产潜力与生育期长度之间有一定 的相关性,优先选择生育期长的品种;在两熟区, 大豆生育期长度的选择受轮作影响,限定在 105 天 和 120 天之间选择;在三熟区,大豆生育期的选择 更短,仅限定在 105 天。 3. 结果分析 3.1. 大豆生产潜力模拟评估 我国大豆种植方式以雨养为主,因此本研究主 要评估雨养条件下大豆生产潜力和适宜区划。基准 气候条件下,aez 模拟得到的我国大豆主产区集中 在东北平原、华北平原、长江中下游平原以及四川 盆地等地势较为平坦的地区。模型模拟的结果与我 国大豆主产区有很好的一致性,历史相关资料表明 我国大豆主产区包括北方春大豆(包括东北地区、 黄土高原、西北地区)、黄淮海夏大豆(包括晋冀 中部、黄淮海流域)、长江流域春夏大豆(包括长 江流域、云贵高原)、东南春夏秋大豆(浙江、福 建、江西、台湾、湖南、广东、广西大部)以及华 南四季大豆(广东、广西、云南和福建南部)。图 2 模拟 1990s 大豆生产潜力分布:其中大豆生产潜力最 大的区域位于东北省境内,很多区域在 4000kg/ha 以 上,这与该区属于一熟制,大豆生育期较长有关, 模拟的大豆生产潜力与观测的大豆生产潜力较为相 近,特别是黑龙江省的德都、巴彦站点附近区域大 豆生产潜力处于极高水平;华北平原的山东、河北、 河南部分区域大豆生产潜力接近 4000kg/ha,而实际 观测中河北的黄骅、河南的国营大豆生产潜力也高 于 4000kg/ha;虽然南方水热资源丰富,但改进后的 aez 模型对品种的选择受区域内熟制分布的限制, 考虑多熟制轮作的影响,因而不能充分利用气候资 源,大豆生产潜力不如东北地区高,在 3000kg/ha 左 右,与观测的站点(安徽的蒙城、寿县,江西的龙 南、南康、泰和以及湖北的怀化)的大豆生产潜力 相近。以上结果表明改进后的 aez 模型模拟得到的 大豆生产潜力空间分布能够较好的反映我国观测种 植大豆生产潜力情况,aez 对我国大豆生产具有较 好的模拟能力。 图 3 结果表明:到 2050s 未来气候变化下,在使 用最优播期和限制性的适宜品种的情况下,总体上 气候变化对大豆生产的影响呈现北增南减的趋势, 东北以及华北部分地区受全球变暖的影响,冻害、 大雪等低温灾害发生频率减少,有相当一部分地区 大豆增产 500kg/ha 以上,且黑龙江、内蒙古以及河 北省部分地区增产幅度在 1000kg/ha,仅有黑龙江西 部以及辽宁中部地区有小幅减产,均少于 250 kg/ha; 华北、华中南部以及南方大部分地区呈现减产趋势, 主要原因是华北地区处于熟制交界地带,气候变暖 下该区熟制增加,缩短了大豆适宜生育期长度的选 择,导致大豆减产;而华中南部以及南方地区可能 是由于该区热量资源本身较为丰富,加上气候变暖, 高温热浪的灾害增加,不利于作物生长,导致大豆 生育期缩短,从而导致大豆减产,但是大部分地区 减产幅度较小,均低于 500 kg/ha;山东、河北、河 南以及安徽、江苏北部等处于熟制过度地带,大豆 生育期长度变化较大,大豆减产趋势较为明显,高 于 500 kg/ha。 3.2. 大豆适应种植区域分析 表 4 结果显示,气候变化影响下,我国大豆适 宜种植面积增加 3589 千公顷,总产量增加 7123 千 吨,但是大豆单位面积产量减少 55kg/ha。 aez 模型将我国分为华北、东北、华东、华中、 东南、西南、西藏高原、西北八个区域统计分析, 其中华北地区包括北京市、天津市、河北省、山西 省、山东省、河南省和湖北省,东北地区包括辽宁 省、吉林省和黑龙江省,华东地区包括上海市、江 苏省、浙江省和安徽省,华中地区包括江西省和湖 南省,东南地区包括福建省、广东省、广西省和海 南省,西南地区包括重庆市、四川省、贵州省和云 南省,高原地区包括西藏自治区和青海省,西北地 区包括新疆自治区、内蒙古自治区、陕西省、甘肃 省和宁夏自治区。 在使用了最优播期和最优限制性品种选择计算 得到的大豆生产潜力中,表 5 统计结果显示,雨养 条件下,大豆主产区集中在华北、东北、西南和西 北地区,1990s 以上地区大豆产量占大豆总产的 published by atlantis press copyright: the authors 100 q. ding et al. / a study of the impact on soybean potential under climate change 表 4. 大豆生产总体统计结果 时间 适宜面积(千公顷) 总产(千吨) 单产(kg/ha) 1990s 58332 171616 2942 2050s 61921 178739 2887 表 5. 大豆生产分区域统计结果 区域 适宜面积(千公顷) 总产(千吨) 单产(kg/ha) 1990s 2050s 1990s 2050s 1990s 2050s 华北 12645 13029 35337 33984 3105 2898 东北 15461 15538 57274 63526 4116 4543 华东 4250 4271 11981 10335 3133 2689 华中 2253 2253 6146 5556 3031 2739 华南 4074 4138 9628 8615 2626 2313 西南 11253 12260 29646 28687 2927 2600 青藏高 原 40 125 93 278 2561 2472 西北 8356 10307 21511 27758 2860 2993 71.2%。1990s 下,华北和东北地区是大豆总生产潜 力最高的地区,占总生产潜力的 52.3%,气候变化影 响下大豆总产有小幅增加,为 7123 千吨,除西北和 东北两个地区,其他地区大豆总生产潜力均有减少。 适宜面积增加 3589 千公顷,增加明显的地区为华北、 西南和西北地区,该区位于高纬度地区和山区,主 要驱动因素可能是气候变暖影响下,该区热量资源 增加。从平均生产潜力来看,1990s 下大豆均产最高 的地区位于东北,平均生产潜力高于 4000kg/ha, 其 他地区在 3000kg/ha 左右,气候变化下大豆总体平均 生产潜力降低 55 kg/ha,除东北和西北地区大豆均产 有增加外,其他地区大豆均有小幅减产。 4. 结论及讨论 本研究基于大豆观测值对 aez 模型的大豆品种 库参数进行有效的扩充和改进,改进后的 aez 模型 能够更为准确地模拟我国大豆生产潜力及种植区 划。未来气候变化下,总体来看气候变化有利于东 北、西北以及华北北部地区大豆生产,但不利于华 北大部、南方大部分大豆生产。统计结果显示大豆 总产和总适宜 面积增加,平均生产潜力减少。区域上来看,气候 变化下带来的热量资源增加有利于东北及西北地区 大豆生产,华北以及南方大部分地区均有小幅减产。 虽然本研究中 aez 模型对大豆遗传参数进行了 调整改进,但对适宜播期的模拟仍然是采用最优播 期,并未考虑多熟制内其他主作物对大豆种植播期 的限制,今后还需进一步探讨多熟制内的作物轮作 模式,以期得到更为准确的结果。 参考文献 [1]masuda t, goldsmith p d. world soybean demand: an elasticity analysis and long-term projections. national soybean research laboratory university of illinois at urbana–champaign, urbana, illinois, 2009. 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[14]fan d, ding q, tian z, et al. simulating the adaptive measures of soybean production to climate change in china: based on cross-scale model coupling. emerging economies, risk and development, and intelligent technology: proceedings of the 5th international conference on risk analysis and crisis response, june 1-3, 2015, tangier, morocco. crc press, 2015: 143. published by atlantis press copyright: the authors 102 http://link.springer.com/search?facet-author=%22chen+huailiang%22 http://link.springer.com/search?facet-author=%22zhang+hongwei%22 http://link.springer.com/search?facet-author=%22xue+changying%22 1. 研究资料与方法 2. aez模型的验证 3. 结果分析 4. 结论及讨论 << /ascii85encodepages false /allowtransparency false /autopositionepsfiles true /autorotatepages /none /binding /left /calgrayprofile (dot gain 20%) /calrgbprofile (srgb iec61966-2.1) /calcmykprofile (u.s. web coated \050swop\051 v2) /srgbprofile (srgb iec61966-2.1) /cannotembedfontpolicy /error /compatibilitylevel 1.4 /compressobjects 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false >> ] >> setdistillerparams << /hwresolution [2400 2400] /pagesize [612.000 792.000] >> setpagedevice atlantis press journal style received 26 september 2015 accepted 20 january 2016 high-rise building group regional fire risk assessment model based on ahp wei zhu, qiuju you beijing research center of urban systems engineering, beijing 100035, p.r. china beijing key laboratory of operation safety of gas, heating and underground pipelines, beijing 100035, p.r. china e-mail: zhuweianquan@126.com, yqjbyq@163.com abstract based on analytic hierarchy process (ahp), a regional fire risk assessment model is developed for high-rise building group considering the fire danger degree, basic characters of the high-rise building group and fire control capability. the impact factors, values of typical risk parameter and the weight of each index are analyzed. an assessment program is further developed using matlab, to perform the risk assessment procedures. the model is then applied to the regional fire risk evaluation of a high-rise building group. keywords: high rise building, fire, risk assessment, ahp 1. introduction with the development of city construction and the increase of population density, land is becoming a limited resource. in order to overcome the problem, more and more high-rise buildings are built. high-rise building fires have many special characteristics, such as the diversity of blazing, factors, various ways of fires spreading, the difficulty of evacuation and saving activities. due to the importance of fire safety for the high-rise building, many studies have been conducted to analyze the fire risk of the high-rise building. chen et al.(chen et al. 2012) has analyzed the fire accident using the accident tree analysis method and the principal theory of safety system engineering. liu et al.(liu et al. 2012) has analyzed the factors that can cause high-rise building fires, and a partial event tree has been built. sun et al.(sun & luo, 2014) has madea case study for a super high-rise building to expatiate the procedure and methodology of fire risk assessment for super high-rise buildings. cowlard et al.(cowlardet al.2013) has made some studies on the fire safety design for tall buildings. for a high-rise building group in a community, the fire safety is more important. because of the complex of itself, such as more high-rise buildings, limited spacing between buildings, once a fire happened, fire spreading may arise. as a typical disaster in urban public safety, high-rise building group fire should attract more attention and be treated seriously. however, very limited work has been reported for fire risk assessment of high-rise building group. here, based on the characteristic of high-rise building group, analytic hierarchy process (ahp) is used to develop a regional fire risk assessment model for high-rise building group. as a risk assessment method, ahp has been used by many researchers in evaluation of fire risk, see (wang et al.2012; ren,2012; zhang, 2013; gao, 2014; and omidvariet al. 2015) for more details. then the model is applied to the fire risk evaluation of a high-rise building group. 2. analytic hierarchy process the first step of ahp is to establish ahp structure index system. the ahp structure index system can be divided into several layers according to the influence factors, and the first layer only has one factor. after that the structure judgment matrix should be built. for the factors which are below a same upper factor are compared with each other to confirm the weights of each factors for the same upper factor based on table 1, and then the structure judgment matrix is obtained as eq. (1). 11 12 1 21 22 2 1 2 3 ⋅ ⋅ ⋅   ⋅ ⋅ ⋅ =  ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅     n n n n n nn a a a a a a a a a a a (1) journal of risk analysis and crisis response, vol. 6, no. 1 (april 2016), 31-37 published by atlantis press copyright: the authors 31 wei zhu and qiuju you / building group fire risk whereaij is the result, n is the number of factors. obviously, aij>0, aii=1, and aij=1/aji. in order to obtain the weight of each index, the eigenvector and the latent root of matrix should be counted, and the sum and product method is used as shown below. maxλ=aw w (2) wherew is the eigenvector,λmaxis the latent root of matrix, and they can be calculated as 1 1 1 1, 2, ,= = = = = ⋅ ⋅ ⋅ ∑ ∑ ∑ ij j i n n kj k j a w i n a (3) ( ) max 1 λ = = ∑ n i i i aw nw (4) then the consistency of the matrix should be tested with the index cr, = ci cr ri (5) max 1 λ − = − n ci n (6) and the value of ri is shown in table 2 for different matrix order. table 2. ri for different matrix order order 1 2 3 4 5 6 7 ri 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 if cr<0.10, the consistency of judgment matrix is good and the eigenvector is the weight of each index, or, the judgment matrix should be rebuilt. 3. a fire risk assessment model for high-rise building group region 3.1 comprehensive assessment factors based on the causes of high-rise building group, the comprehensive factors are shown in fig 1. the hierarchical model is divided into four layers. the first layer is the target layer, and the only factor was fire risk of high-rise building group. the second and third layer were criterion layers, the second layer include five factors. every factor contains its subset of indicators. the last layer is index layer, and the model includes twenty five indexes. 3.2weight of each factors according to the hierarchical model (fig. 1), the judgment matrix can be built. based on table 1, the results of the pair-wise comparison of the target layer are expressed as eq.7. and using eqs. 2-4, the weight of each factors in second layer ua, ub, uc, ud, ue is obtained w=(0.313 0.141 0.234 0.234 0.078). here, in order to make the operation convenient, a procedure is developed using matlab as shown in fig. 2. 1 2 2 2 3 1 2 1 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 3 1 2 2 1 1 3 1 3 1 2 1 3 1 3 1        =        a (7) table 1. importance degree. i,j compare aij signification iis as important as j 1 iis as important as j iis a little more important than j 3 the former factor is a little more important than the latter i is obviously more important than j 5 the former factor is obviously more important than the latter iis much more important than j 7 the former factor is much more important than the latter iis extremely more important than j 9 the former factor is extremely more important than the latter 2,4,6,8 the middle value between the above neighboring judgments published by atlantis press copyright: the authors 32 wei zhu and qiuju you / building group fire risk result of subset ua,ub,uc,ud, are shown respectively as eqs. 8-11. and the weight of the factors in layer three is obtained, and wa=(0.4 0.2 0.4); wb=(0.297 0.257 0.057 0.178 0.112 0.099); wc=(0.065 0.218 0.262 0.105 0.175 0.175); wd=(0.072 0.339 0.589). 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1    =      aa (8) 1 1 5 2 3 3 1 1 3 2 3 3 1 5 1 3 1 1 3 1 2 1 2 1 2 1 2 3 1 1 3 1 3 1 3 2 1 1 1 1 3 1 3 2 1 3 1 1         =            ba (9) 1 1 2 1 3 1 2 1 3 1 3 2 1 1 2 2 2 3 1 1 3 2 2 2 1 2 1 3 1 1 2 1 2 3 1 2 1 2 2 1 1 3 1 2 1 2 2 1 1 ca         =           (10) 1 1 5 1 7 5 1 1 3 7 3 1 da    =      (11) result of subset ua1,ua2,ua3,ub6, are shown respectively as eqs. 12-15. and the weight of the factors in layer four is obtained, and wa1=(0.225 0.067 0.539 0.169); wa2=(0.833 0.167); wa3=(0.5 0.5); wb6=(0.333 0.667). 1 3 1 4 2 1 3 1 1 5 1 3 4 5 1 5 1 2 3 1 5 1      =       a1a (12) 1 5 1 5 1   =     a2a (13) 1 1 1 1   =     a3a (14) 1 1 2 2 1   =     b6a (15) according to the hierarchical model and the weight of every layer, the weight of every factor can be achieved. the characters of the buildings ua comprehensive fire extinguishing capability ub evacuation capability uc fire safety management ud others (arson, firecracker) ue internal condition of the building ua1 internal condition of the building ua2 high risk huildings ua3 height of the buildings ua11 finishing material ua12 population density ua13 electrical aging ua14 the spacing between adjacent buildings ua21 fire passage ua22 market ua31 ballroom, ktv, restaurant ua32 fire detecting and automatic alarm system ub1 fire extinguishing system ub2 fire elevator ub3 fire hydrant ub4 part time fire brigade ub5 professional fire brigade ub6 the arriving time of fire brigade ub61 the facility of the fire brigade ub62 fire compartment and smoke bay uc1 refuge storey uc2 smoke control system uc3 fire alarm address system uc4 evacuation distance uc5 evacuation exit and emergency exit uc6 fire-control publicity ud1 facility maintenance ud3 fire patrol ud2 fire risk of high-rise building group u fig. 1. fire risk assessment hierarchical model of the high-rise building group. fig. 2. judgment matrix and consistency. au bu cu du eu weight pass consistency of the matrix au bu cu du eu published by atlantis press copyright: the authors 33 wei zhu and qiuju you / building group fire risk the weight is shown in the following w=(0.028, 0.008, 0.067, 0.021, 0.052, 0.010, 0.062, 0.062, 0.041, 0.036, 0.008, 0.025, 0.026, 0.004, 0.009, 0.015, 0.051, 0.061, 0.024, 0.040, 0.040, 0.016, 0.079, 0.137, 0.078). 3.3comprehensive assessment model we could not quantify fire risk of the high-rise building group only based on the weight of the factors. in this study, the score of each factor of a certain high-rise building group should be determined with the aid of the expert scoring. and table 3 shows the scoring criteria. during the assessment, each factor has a score on the basis of table 3. and then it will be multiplied by its weight. the comprehensive score r of the high-rise building group will be obtained by the summation of all the factors. the relationship between the fire risk grades and the scale is shown detailed as follow 2 ≤r<4 low-grade risk,4 ≤r<6 moderate risk, 6 ≤r<8 high risk, 8 ≤r≤ 10super highrisk 4. application for case study then a high-rise building group has been selected for example. the area of the whole high-rise building group is 12.28 hectares, and the total construction area is 700000 square meters with ground floor total area of 190000 square meters. it contains 18 apartments, 2 office buildings, 4 small offices and a large number of annexes. supporting facilities include kindergarten and club. the height of the highest building is 100m. the scores of each factors is shown in table 4. here, the matlab procedure is also used to make the assessment based on the comprehensive assessment model built in this study, and part of the assessment process is shown in fig. 3. according to the score and weight of every factor the assessment of the fire risk of the high-rise building group can be done as shown in fig. 3. the quantitative result of the building group is 4.85681. the fire risk grade is moderate risk. 5. concluding remarks based on the analytic hierarchy process (ahp), a regional fire risk assessment model is developed for high-rise building group. fire risk assessment hierarchical model is built which contains twenty five impact factors, and the weights of each index are obtained using ahp method. marking criterion of each factor is provided. an assessment program is further developed using matlab, to perform the risk analysis and evaluation procedures. the model is then applied to the regional fire risk evaluation of a high-rise building group. published by atlantis press copyright: the authors 34 wei zhu and qiuju you / building group fire risk table 3. marking criterion of each factor. 2 3 4 factors and score ua ua1 ua11(m) >100 24 -100 <24 10 6 2 ua12 various and messy general less and organized 10 6 2 ua13(person/km 2) >3000 15003000 800 1500 300-800 <300 10 8 6 4 2 ua14 bad general good 10 6 2 ua2 ua21 nonstandard standard for main building standard 10 6 2 ua22 congested partly occupied expedite 10 6 2 ua3 ua31 many and concentrate d some and slightly concentrated general less andslightly dispersed rare and dispersed 10 8 6 4 2 ua32 many and concentrate d some and slightly concentrated general less andslightly dispersed rare and dispersed 10 8 6 4 2 ub ub1 broken normal running with general performance good 10 6 2 ub2 broken normal running with general performance good 10 6 2 ub3 ≤1or broken ≥2 ≥2 and normal running 10 6 2 ub4 insufficient or small cover area sufficient with small cover area sufficient with adequate coverage 10 2 2 ub5 unorganized general organized and high quality 10 6 2 ub6 ub61(min) ≥25 20-25 15-20 10-15 ≤10 10 8 6 4 2 ub62 bad general good 10 6 2 uc uc1 ≥2times of requirement ≥requirement and ≤2times requirement standard 10 6 2 uc2 nonstandard refugestorey but partially standard standard 10 6 2 published by atlantis press copyright: the authors 35 wei zhu and qiuju you / building group fire risk table 4. score of each factor. factors score factors score height of the buildings ua11 6 finishing material ua12 6 population density ua13 10 electrical aging ua14 6 the spacing between adjacent buildings ua21 6 fire passage ua22 6 market ua31 6 ballroom, ktv, restaurant ua32 6 fire detecting and automatic alarm system ub1 2 fire extinguishing system ub2 2 fire elevator ub3 2 fire hydrant ub4 2 part time fire brigade ub5 10 the arriving time of fire brigade ub61 6 the facility of the fire brigade ub62 6 fire compartment and smoke bay uc1 6 refuge storeyuc2 2 smoke control system uc3 2 fire alarm address system uc4 2 evacuation distance uc5 6 evacuation exit and emergency exit uc6 6 fire-control publicity ud1 6 fire patrol ud2 6 facility maintenance ud3 6 arson, firecracker ue 2 table 3. (continued) 2 3 4 factors and score uc uc3 poor performance or broken normal running with general quality good 10 6 2 uc4 poor performance or broken normal running with general quality good 10 6 2 uc5(m) >50 20-50 <20 10 6 2 uc6 congested partly occupied expedite 10 6 2 ud ud1 bad general good 10 6 2 ud2 unscheduled or overlooked scheduled with poor performance scheduled with good performance 10 6 2 ud3 unscheduled or overlooked scheduled with poor performance scheduled with good performance 10 6 2 ue arson, firecracker bad general good 10 6 2 published by atlantis press copyright: the authors 36 wei zhu and qiuju you / building group fire risk acknowledgment this research is supported by this research is supported by national science foundation for distinguished young scholars of china (no. 11202004), national science and technology program of china (no. 2015bak12b00), project of bjast (no. pxm2014-178215-000007). the authors deeply appreciate the support. references h.t. chen, l.l. lou, j.z.qiu, accident cause analysis and evacuation countermeasures on the high rise building fires,international symposium on safety science andengineering in china (procedia engineering), 43 (2012) 23-27. x.y. liu, h. zhang, q.m. zhu, factor analysis of high-rise building fires reasons and fire protection measures, international symposium on safety science and technology (procedia engineering), 45 (2012) 643-648. x.q. sun, m.c. luo, fire risk assessment for super high-rise buildings, procedia engineering, 71 (2014) 492-501. a.cowlard, a. bittern, c.abecassis-empis, j. torero, fire safety design for tall buildings,procedia engineering, 62 (2013) 169-181. q.k. wang, s. pan, on influence factors of wuhan housing industry based on the ahp, systems engineering procedia, 3 (2012) 158-165. s.y. ren, assessment on logistics warehouse fire risk based on analytic hierarchy process,international symposium on safety science and technology (procedia engineering), 45 (2012) 59-63. y. zhang, analysis on comprehensive risk assessment for urban fire: the case of haikou city,procedia engineering, 52 (2013) 618-623. j.p. gao, z.s. xu, d.l. liu, h.h. cao, application of the model based on fuzzy consistent matrix and ahp in the assessment of fire risk of subway tunnel,procedia engineering, 71 (2014) 591-596. m. omidvari, n. mansouri, j. nouri, a pattern of fire risk assessment and emergency management in educational center laboratories,safety science, 73 (2015) 34-42. published by atlantis press copyright: the authors 37 1. introduction 2. analytic hierarchy process 3. a fire risk assessment model for high-rise building group region 4. application for case study 5. concluding remarks acknowledgment references << /ascii85encodepages false /allowtransparency false /autopositionepsfiles true /autorotatepages /none /binding /left /calgrayprofile (dot gain 20%) /calrgbprofile (srgb iec61966-2.1) /calcmykprofile (u.s. web coated \050swop\051 v2) /srgbprofile (srgb iec61966-2.1) 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/untaggedrgbhandling /usedocumentprofile /usedocumentbleed false >> ] >> setdistillerparams << /hwresolution [2400 2400] /pagesize [612.000 792.000] >> setpagedevice research article 基于dea的战略性新兴产业上市公司股权融资效率测度 equity financing efficiency measurement of listed companies in strategic emerging industries based on dea si-si li1,2, mu zhang1,* 1school of big data application and economics, guizhou university of finance and economics, guiyang 550025, china 2guizhou institution for technology innovation & entrepreneurship investment, guizhou university of finance and economics, guiyang 550025, china article info article history received 20 august 2020 accepted 12 october 2020 keywords strategic emerging industries listed companies equity financing equity financing efficiency dea methods 关键词 战略性新兴产业 上市公司 股权融资 股权融资效率 dea方法 中图分类号 f832.42 文献标识码 a abstract equity financing is an important part of corporate capital structure decision-making. the level of financing efficiency is of great significance to the survival and development of listed companies in strategic emerging industries. in order to measure the equity financing efficiency of listed companies in strategic emerging industries, this paper uses data envelopment analysis (dea) model to measure and study, taking 208 listed companies of strategic emerging industries as samples, through three input indicators. the paper calculates the dea evaluation value of each decision-making unit from 2014 to 2018, and analyzes the efficiency of equity financing in different years and the comparative analysis among seven industries. the conclusion of this paper is: according to dea–bcc model, the equity financing efficiency of listed companies in strategic emerging industries is generally low, mainly distributed in the lower efficiency range, pure technical efficiency and scale efficiency are mostly distributed in the higher efficiency range every year, most of the returns to scale are decreasing, and the equity financing efficiency exists unbalanced development among industries. according to dea malmquist model, the total factor productivity of seven strategic emerging industries tends to decline, the highest is new energy vehicles, which is 0.985, and the lowest is energy conservation and environmental protection, which is 0.951. the impact of technological change will be greater, followed by the change of scale efficiency. we should constantly improve the internal management level of the company, carry out technological innovation, select the correct financing channels, and coordinate the use of funds to create the maximum value. 摘 要 股权融资是公司资本结构决策的重要内容,融资效率的高低对于战略性新兴产业上市公司的生存和发展具有重要的 意义,为了测度战略性新兴产业上市公司股权融资效率,本文通过使用dea模型来进行测度研究,以208家战略性 新兴产业上市公司为样本,通过3个投入指标、3个产出指标,计算得出各决策单元的2014年-2018年的dea评价值, 并进行效率分析,以及分析股权融资效率在不同年份之间的变化和七大产业之间的比较分析。本文结论为:根据 dea-bcc模型得出,战略性新兴产业上市公司股权融资效率总体比较低,主要分布在较低效率区间,纯技术效率 和规模效率每年大多分布在较高效率区间,规模报酬多数表现为规模报酬递减,股权融资效率存在产业间的非均衡 发展,七大产业中生物医药股权融资效率最高,五年综合效率平均值为0.7558,新能源最低,为0.6463;根据deamalmquist模型结果得出,七大战略性新兴产业的全要素生产率变动总体是趋于下降的,全要素生产率变动最高的是 新能源汽车,为0.985,最低是节能环保,为0.951,全要素生产率变动受技术变动作用的影响会更大一点,其次是规 模效率变动。不断提高公司内部管理水平并进行技术创新,选择正确融资渠道,统筹资金使用为其创造最大价值。 © 2020 the authors. published by atlantis press b.v. this is an open access article distributed under the cc by-nc 4.0 license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) . journal of risk analysis and crisis response vol. 10(3); october (2020), pp. 101–112 doi: https://doi.org/10.2991/jracr.k.201027.001; issn 2210-8491; eissn 2210-8505 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr *corresponding author. email: rim_007@163.com 1. 引言 改革开放以来,我国的经济飞速增长,无论是在综合国力还 是竞争力方面,都呈明显上升趋势,但是国际金融危机暴露 出我国的代工产业非常薄弱,国家不能完全局限于传统产业, 在金融危机后,国际技术经济也出现新动向。2009年国务院 总理温家宝在9月召开战略性新兴产业发展座谈会,在会上, 温家宝强调,发展战略性新兴产业,是中国立足当前渡难 关、着眼长远水平的重大战略选择。2010年9月审议并原则通 过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》, 确定战略性新兴产业的重点发展方向:节能环保、新一代信息 技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车7 个产业。国家随后又推出《战略性新兴产业发展十二五规划》 。2016年11月印发了《“十三五”国家战略性新兴产业发展规 划》,2018年6月签署了《关于共同发起设立战略性新兴产业 发展基金的战略合作备忘录》,提出设立国家级战略性新兴产 业发展基金。表明了发展战略性新兴产业刻不容缓,战略性新 兴产业对经济社会发展和战略全局起到重大引领和推动作用。 习近平总书记在党的十九大报告中就明确指出创新是引领发 展的第一动力,是构建我国现代化经济体系的重要战略支 撑,战略性新兴产业代表新一轮科技革命和产业变革的发展 http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ https://doi.org/10.2991/jracr.k.201027.001 https://www.atlantis-press.com/journals/jracr mailto: rim_007@163.com 102 s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 方向,同时也是培育发展新动能获取未来竞争新优势的关键 领域,对于传统产业的改造升级也是重要方面,因此发展战 略性新兴产业对于构建现代化的经济体系,持续增强我国的 创新力和竞争力具有十分重要的意义。国家大力推动供给侧 结构性改革,社会上的金融资本开始从传统行业转向战略性 新兴产业,金融支持效率越高,战略性新兴产业的创新能力 和发展水平就会越高。 战略性新兴产业作为国民经济增长和产业结构转型的核心动 力之一,为了能在世界未来经济发展过程中占据重要地位, 大多数国家都在紧迫地制定其发展战略,我国目前处于战略 性新兴产业初始阶段,在竞争力方面偏弱,战略性新兴产业 在在技术、自主知识产权、资源配置方面等方面出现问题。 我国的上市公司表现出强股权融资偏好的特性,近年来,新 闻里经常爆出上市公司利用股权融资进行圈钱,从而使得上 市公司资源配置效率低,股权融资效率不高,战略性新兴产 业上市公司的股权融资效率会影响其生存发展,如何提高战 略性新兴产业中的金融支持效率,对于公司的良性发展来说 至关重要。企业在资本市场通过发行股票的方式以最低成本 和最小风险筹集到所需资金,并利用筹集的资金为企业创造 最大价值的能力,这就是股权融资效率,股权融资是公司资 本结构决策的重要内容,融资效率的高低对于战略性新兴产 业上市公司的生存和发展具有重要的意义。 2. 国内外文献综述 2.1. 效率研究 关 于 效 率 的 定 义 , 国 外 学 者 从 不 同 方 面 提 出 自 己 的 意 见,p.r.gregory和r.c.stuart (1985) [1]认为效率是一个经济系 统在特定时点 (静态效率) 或在特定时期内 (动态效率) 对可获 得的资源 (包括知识) 的有效利用。e.f.fama (1970) [2]提出有 效市场假说,开启了国外关于金融市场效率的研究,此后国 外其他学者做了大量关于融资效率理论和实证的研究。认为 资本市场的效率在于能否完全反映各种与市场有关的信息, 并根据反映信息的程度定义了三种不同水平的市场效率: 弱式有效性、半强式有效性、强式有效性。e.m.tobin (1978) [3]指出用tobinq值来衡量上市公司配置效率。a.d.kunt和 r.levine (1996) [4]从功能的角度实证研究了股票市场的效 率,研究认为股票市场的作用不是表现在股票融资数量,而 是集中体现为提高资本配置效率。r.d.f.harris (1997) [5]对比 发达国家和欠发达国家股票市场,发现欠发达国家的股票市 场的效率很弱,发达国家的股票市场效率明显高于欠发达国 家。 2.2. 股权融资效率研究 刘力昌和冯根福 (2004) [6]以股权融资净总额、股权集中度、 股票非流通性、资产负债率为输入指标,净资产收益率、主 营业务收入增长率、托宾q值为输出指标,对47家首次发行 股票的上市公司股权融资效率进行测度。陶云燕 (2006) [7]以 平均每股收益、平均净资产收益率、平均主营业务收入增长 率、平均净利润增长率为考核指标,运用dea方法研究了我 国1999年至后面的3年中深沪a股上市公司的融资效率情况。 蔡玲君 (2011) [8]以股权融资净总额、股权集中度、股票非 流通度、资产负债率为输入指标,主营业务收入增长率、净 资产收益率、托宾q值为输出指标,运用dea方法对40家上 市高科技公司2006-2009年的股权融资效率进行测度。王重润 等 (2016) [9]以资产总额、资产负债率、融资成本率为输入指 标,净资产收益率、总资产周转率、主营业务收入增长率、 每股收益率为输出指标,通过 dea-malmquist 模型,选择 69 家在 2012 年之前挂牌新三板的中小公司为样本,分析了 2013-2015 年样本公司融资效率变化趋势。杨国佐等人 (2017) [10]以资产总额、主营业务成本、财务费用、资产负债率作 为输入指标,总资产周转率、净资产收益率、主营业务收入 增长率为输出指标,运用dea方法,对597家新三板挂牌公司 2012-2014年的股权融资效率进行测度。 综上所述,从已有文献来看,已有学者们运用dea模型,通 过财务性指标和非财务性指标对公司进行股权融资效率测 度,但大部分研究停留在分析单个行业的融资效率,并且近 年来研究战略性新兴产业上市公司股权融资效率的还较少, 用dea-malmquist 指数法来分析它的就更少了,所以本文选 取2014-2018年具有代表性的208家战略性新兴产业上市公司 的数据,使得研究结果更具有时效性,通过实收资本、股权 集中度、资产负债率3个投入指标、净资产收益率、主营业务 收益率、托宾q值3个产出指标,计算得出各决策单元的2014 年-2018年的dea评价值,并进行效率分析,但是dea-bcc 模型在研究股权融资效率评价方面缺乏动态性,所以同时采 用了dea-malmquist 指数法,从而能够更加客观地评价战略 性新兴产业上市公司的股权融资效率。最后根据实证结果有 针对性的提出如何提高我国战略性新兴产业上市公司股权融 资效率的建议。本文结构安排如下: 首先介绍论文的研究背景、意义以及目的,然后对研究股权 融资效率的国内外相关文献进行了梳理,并作简要的评述, 阐述本文的研究内容、结构,再对战略性新兴产业上市公 司股权融资效率进行测度与分析,此部分首先对dea的三个 模型进行了简要的介绍,然后构建股权融资效率评价指标体 系,再通过前文介绍的dea模型对该产业上市公司的股权融 资效率进行实证研究,最后基于dea-bcc模型的计算结果分 析、基于 malmquist 模型的计算结果分析和产业比较分析, 对上市公司的股权融资效率进行评价。论文最后先总结论文 的研究结论,其次基于前文的实证研究对提高战略性新兴产 业上市公司的股权融资效率提出建议。 3. dea模型 3.1. ccr模型 ccr模型是第一个dea模型,也是应用最广泛的dea模型 [11]。假设有n个生产决策单元dmuj (j = 1, 2, ..., n),每 个dmu都有m项输入xj = (x1j, x2j, ..., xmj) t,s项输出,yj = (y1j, y2j, ..., ysj) t 则第j0个dmu的效率评估模型为: max . . , h u y v x s t h u y v x u v j t t j t j t j 0 0 0 1 0 0 = = ≤ ≥ ≥         (1) 其中,hj为第j个dmu的相对效率值,v = (v1, v2, ..., vm) t 和 u = (u1, u2, ..., us) t分别为投入和产出的权重向量。 式 (1) 是分式规划形式,若对其进行charnes-cooper变换,可 以得到线性规划模型: s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 103 max . . , , m w m w w m t t j t j t y s t x y x 0 0 0 1 0 0 − ≥ = ≥ ≥      (2) 利用线性规划的对偶理论,并引入松弛变量s+和s_,可以得到 如下的对偶规划模型: min . . q e l q l − +( )  + = − = − + − = + = ∑ e s e s s t x s x y s y t t j j j n j j j n � 0 1 0 1 ∑∑ ≥ ≥ ≥            + −lj s s0 0 0, , (3) 其中, (x0, y0) 为dmuj0的输入输出,e为非阿基米德无穷 小,ê和e分别为元素为1的m维向量和s维向量。 当式 (3) 的最优解为θ*、λ*、s−*和s+*时,关于dmuj0有如下结 论: (1) 若θ* = 1,则称dmuj0为弱dea有效; (2) 若θ* = 1, 且s* = s+* = 0,则称dmuj0为dea有效; (3) 若θ* < 1, 则 称 dm uj 0为 de a无 效 。 c 2r模 型 假 设 规 模 报 酬 不 变 , 若dmuj0为dea有效,则技术和规模同时有效。 3.2. bcc模型 规模报酬不变 (crs) 的假设与实际差距较大。为解决这一问 题,1984年banker、charnes和cooper为生产可能集合建立 凸性性质、无效率性质、射线无限制性质和最小外插性质 等四项公理,并引进了shepherd距离函数的概念,将技术效 率 (technology efficiency,te) 分解为纯技术效率 (pure technology efficiency,pte) 和规模效率 (scale efficiency,se), 即:te=pte×se。通过增加对权重λ的约束条件:iλ = 1,建 立如下的规模报酬可变模型 (亦称bcc模型或bc2模型) [12]: min . . , , , , q l q l l l s t x x x y i j t j j j t j j j t j ≤ ≥ = ≥ =        = = ∑ ∑ 0 1 0 1 1 0 1 2 …     (4) 其中,i = (1, 1, ..., 1) 1×t。 目标函数求得的即是纯技术效率 (pte) ,根据se=te/pte可以 求出规模效率 (se) 。纯技术效率 (pte) 是测度当规模报酬可变 时,决策单元与生产前沿面的距离;规模效率 (se) 是测度当规 模报酬可变时的生产前沿面与规模报酬不变时的生产前沿面的 距离。 3.3. dea-malmquist模型 dea-malmquist方法是将dea方法与malmquist 模型相结 合,用以测度全要素生产率。具体来讲首先依据dea方法 确定生产前沿面,然后得到距离函数,利用距离函数构造 tfp指数,以此来衡量全要素生产率的增长率。对于距离 函数而言,可以用投入与产出这两个角度加以定义,基于 投入的距离函数是在给定产出条件下投入向量向前沿面压 缩的程度;基于产出的距离函数是在给定投入时产出的最 大扩张程度;由于距离函数分产出导向 (output orientated) 与投入导向 (input orientated) ,因此可以按投入、产出分 别构造malmquist tfp指数。规模报酬可变情况下,产出 malmquist tfp指数的变化可能是由技术效率变动、生产 技术变动的结果及规模效率变动的结果,因此可以把产出 malmquist tfp指数分解,分别对三部分进行测算[13]。表 达式为: m x y x y d x y d x y d x y d t t t t t t t t t t t t t + + + + + + + ( ) = ( )( ) × ( )1 1 1 1 1 1 1, , , , , , tt t tx y+ ( )        1 1 2 , (5) effch d x y d x y t t t t t t = ( ) ( ) + +1 1, , (6) tech d x y d x y d x y d x y t t t t t t t t t t t t = ( ) ( ) × ( ) ( )     + + + + + + 1 1 1 1 1 1 , , , ,     1 2 (7) tfpch effch tech pech tech= × = ×( ) ×sech (8) 其中, (xt, yt) 和 (xt+1, yt+1) 分别表示t时期和t+1时期的投入产出 向量,若m指数>1,表明效率提高;若m指数<1,表明效率 降低[13]。 4. 指标体系与样本数据 4.1. 股权融资效率测度指标体系 本文选用 dea进行实证研究,而 dea模型的构建和评价 首先就是要选好输入指标和输出指标,在建立输入输出指 标体系时应注意三点:一要准确客观地反映此次的评价 目标;二是要注意投入产出指标间的关系,因为投入指标 和产出指标他们之间可能有很多线性关系;三是要确保投 入产出指标数据的可获得性以及多样性。本文选取实收资 本、股权集中度和资产负债率作为输入指标,选取净资产 收益率、主营业务收入增长率和托宾q值作为输出指标, 因为战略性新兴产业上市公司进行股权融资是通过花费一 定成本来筹得资金,公司再通过合理运用这笔资金获得利 润,指标公式见表1。 (1) 输入指标 1) 实收资本 实收资本是股东将其出资财产实际缴付到公司后公 司实际支配的资本,也就是企业创立或者增加资金 时实际收到的现金或者等价物,它作为公司的财产 可用于生产经营项目,实收资本构成比例是企业向 投资者分配利润或股份分配的依据。 2) 股权集中度 股权集中度用最大股东持股比例来表示,他是衡量公司 股权分散化的数量化指标,也能反映公司的稳定性和公 司结构。本文主要用第一大股东持股比例来衡量股权集 中度情况。 104 s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 3) 资产负债率 资产负债率又称举债经营比例,是企业总负债与总资产 的比值,一方面可以反映企业借得资金后资金的运用能 力,一方面可以反映贷款人发放贷款的资金是否安全。 (2) 输出指标 4) 净资产收益率 净资产收益率又称股东权益收益率,是净利润与所有者 权益的比例,反映企业净资产可以创造多少的净利润的 能力,净资产收益率越高,可以表明公司的盈利能力越 高,本文使用该指标主要是该指标能体现资金的使用效 率。 5) 主营业务收入增长率 主营业务收入增长是公司从主要业务活动中取得的营业 收入,它反映公司的盈利状况和变化趋势也可以反映公 司发展状况,主营业务收入增长率越高,表明企业发展 前景越好,通常与股价成正相关关系。 6) 托宾 q值 托宾q值是市场价值与重置价值之间的比率,q=1是标准 值,q值越高,即超过1说明企业的投资回报率越高,企 业此时会增加投资,反之企业会选择持有股票。 4.2. 样本数据 本文所有数据是来自于国泰安csmar系列研究数据库、锐思 金融研究数据库以及同花顺数据库,从三个数据库中选取了 208家具有一定代表性、可比较性的公司作为研究对象。由于 dea模型方法,决策单元dmu的数量应至少大于投入产出指 标总数的2倍以上才具有实际意义。而本文的决策单元为208 个,投入产出指标总数为6个,满足模型的基本要求。因此 本文并从国泰安csmar系列研究数据库、锐思金融研究数据 库以及同花顺数据库中选取并整理了2014-2018年度各决策单 元 (即样本公司) 的投入产出指标数据。具体的原始数据详见 附录a,本文采用的软件是deap2.1,由于在使用软件时,所 要求的原始数据不能存在负值,也不能存在0值,但是输出 指标中净资产收益率和主营业务收入增长率等指标里面存在 负值,并且各指标间量纲可能存在差异,因此为避免数据量 纲差异导致测算误差并保证模型测算的准确性,所以在运用 deap2.1软件时,先将原始数据进行标准化处理,去除量纲差 异并将数据转化为[0, 1]区间的数值,具体操作方法如下: x x x x xij ij ij ij ij ∗ = + − − ×0 1 0 9. min( ) max( ) min( ) . (9) 1) 样本公司的描述性统计 为使评价结果准确反映我国战略性新兴产业股权融资效率的 整体状况,在本文样本公司的选取中,全面考虑了战略性新 兴产业下的七大子产业,其中节能环保产业共选取29家,占 14%;新一代信息技术产业共选取27家,占13%;生物医药产 业共选取34家,占16%;高端装备制造产业共选取29家,占 14%;新能源产业共选取31家,占15%;新材料产业共选取33 家,占16%;新能源汽车产业共选取25家,占12%。样本公司 产业分布情况如下图1所示。 2) 样本指标的描述性统计 在进行实证分析之前,先对样本指标进行简单的描述性统计 分析,样本指标包括三个输入指标,三个输出指标,分析结 果见表2。 从表2可以看出,战略性新兴产业上市公司股权融资效率的 输入指标中实收资本资金总额均值在2014年达到最高为134.65 千万元,最低在2015年,有91.643千万元,五年均值为118.494 千万元,表明企业创立或者增加资金时实际收到的现金或 者等价物规模比较大,但由于平均标准差达到了136.728, 可以看出不同的战略性新兴产业上市公司在不同时期内收 到的资金总额的差异很大。股权集中度在这五年的均值相差 不大,五年均值为34.28%,平均标准差13.74%,可以说明战 略性新兴产业上市公司的股权集中度较高,公司股权分散化 较低,大股东拥有较高的决策治理权,也能反映公司的稳定 性和公司结构较好。资产负债率最高在2014年,有51.746%, 五年均值为44.213%,平均标准差18.705%,表明大多数战略性 新兴企业上市公司较少的通过负债来获得资金,贷款人发放 贷款的资金较安全。战略性新兴产业上市公司股权融资效率 的输出指标中净资产收益率五年均值为8.855%,平均标准差 24.344%,主营业务收入增长率五年均值为0.441%,平均标准 差为2.116%,说明整体上看战略性新兴产业上市公司有一定 的发展潜能,盈利能力、成长能力都相对稳定,托宾q值的 图1 | 样本公司产业分布情况. 表1 | 股权融资效率评价指标体系 指标 公式 输入指标 实收资本 实收资本≈股权融资 股权集中度 第一大股东持股比例=第一大股东持有股份数÷总发行股份数×100% 资产负债率 资产负债率=总负债÷总资产×100% 输出指标 净资产收益率 净资产收益率=税后利润÷净资产×100% 主营业务收入增长率 主营业务收入增长率= (本期主营业务收入-上期主营业务收入) ÷上期主营业务收入×100% 托宾q值 托宾q值=市场价值÷资产重置成本 s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 105 五年均值为288.14%,平均标准差为2082.84%,公司的市值明 显高于重置成本,表明公司可以通过发行公司的股票来获得 更多的收益,但标准差较高,说明样本上市公司在各个时间 阶段的差异较大。 5. 实证分析 5.1. 基于dea-bcc模型的计算结果分析 根据deap2.1软件下的dea值,参照类似参考文献,将dea 值假定为a, a分为4个部分,取值范围都是在0到1之间,其中 0=0.7753 90 >=0.732 94 >=0.6873 117 >=0.6656 124 >=0.6397 138 <0.7753 118 <0.7320 114 <0.6873 91 <0.6656 84 <0.6397 70 表4 | 样本上市公司纯技术效率分布情况 效率区间 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 公司数 占比 公司数 占比 公司数 占比 公司数 占比 公司数 占比 纯技术效 率 1 11 5.29% 6 2.88% 3 1.44% 0 0.00% 0 0.00% 0.8<=a<1 136 65.38% 119 57.21% 101 48.56% 97 46.63% 90 43.27% 0.5<=a<0.8 61 29.33% 83 39.90% 103 49.52% 110 52.88% 116 55.77% 0=0.8454 84 >=0.8188 97 >=0.7946 113 >=0.7779 123 >=0.7607 133 <0.8454 124 <0.8188 111 <0.7946 95 <0.7779 85 <0.7607 75 图2 | 战略性新兴产业样本上市公司综合效率情况图. s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 107 酬递增的公司来看,比例总体很小,这部分公司需要资 金来扩大生产规模以提高产出。 综合前面对战略性新兴产业样本上市公司进行综合效率、纯 技术效率、规模效率以及规模报酬的分析,可以看出5年来, 战略性新兴产业样本上市公司的股权融资效率处于比较低的 水平,并且股权融资效率是逐年递减的状态,所以公司应该 加强公司内部的管理、调整生产规模和加大对先进的科学技 术的投入,不断加强稳固并完善公司内部制度。 5.2. 基于 malmquist 模型的计算结果及分析 利用deap version 2.1软件,运用dea-malmquis模型,5年统 一计算,计算得出 2014-2018 年年度平均malmquist 指数变 化及分解以及208家战略性新兴产业上市公司平均malmquist 指数变化及分解,结果见表7、表8、图3和附录c。 1) 战略新兴产业股权融资效率总体趋势分析 malmquist指数能动态反映208家战略性新兴产业上市公司 股权融资效率变化趋势,并且全要素生产率变动=技术效 率变动×技术变动,技术效率变动=纯技术效率变动×规 模效率变动,效率的整体变化趋势从表6和图3来看,总 体呈下降趋势,在研究期间每年的全要素生产率变动都 小于1,说明208家战略性新兴产业上市公司股权融资效 率处于下降阶段,全要素生产率变动是先下降再上升在 下降,呈波动状态,说明对于战略性新兴产业的改进还 可以从技术、规模和资源等方面寻找解决途径。分解来 看,2014年-2018年全要素生产率变动、技术变动、技术 效率变动的指数平均值分别为 0.949、0.971和0.977,所 以在技术变动作用年均下降 2.9% 和技术效率变动作用年 均下降 2.3% 的综合作用下,全要素生产率变动年均下降 5.1%,即我国战略性新兴产业发展的总体股权融资效率 年均下降4.1%,从图3中可以看出,技术效率变动大体呈 上升趋势,技术变动大体呈下降趋势,相比之下,全要 素生产率变动受技术变动作用的影响会更大一点。分年 度来看,2014年-2015年全要素生产率变动为0.949,2015 年-2016年全要素生产率变动为0.927,说明在原有的基础 之上这种情况没有得到改善,2016年-2017年增加到0.963, 但在2017年-2018年又减少到0.957,始终小于1。说明这 几年的融资效率整体没有太大的改善,技术变动、技术 效率变动几年间都是小于1的,说明了公司总体效率低下 是由技术效率变动和技术变动共同引起的,所以应该在 金融技术创新方面加大力度,公司对于资源的合理配置 也是公司需要不断提升的。 由 于 技 术 效 率 变 动 =纯 技 术 效 率 变 动 × 规 模 效 率 变 动,2014年-2018年技术效率变动、纯技术效率变动、规 模效率变动平均值分别为 0.977、1.029和 0.95,纯技术效 率变动作用年均上升2.9% ,规模效率变动作用年均下降 5% ,技术效率变动年均下降 2.3%,在均值上纯技术效率 变动是大于1的,而规模效率变动是小于1的,图4可以看 出纯技术效率变动虽然是呈下降趋势的,规模效率变动 呈上升趋势,但纯技术效率变动每年都达到了1,表明技 术效率变动的下降是由规模效率变动的下降引起的,说 表5 | 样本上市公司规模效率分布情况 效率区间 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 公司数 占比 公司数 占比 公司数 占比 公司数 占比 公司数 占比 规模效率 1 11 5.29% 4 1.92% 1 0.48% 0 0.00% 0 0.00% 0.8<=a<1 171 82.21% 165 79.33% 150 72.12% 153 73.56% 143 68.75% 0.5<=a<0.8 22 10.58% 31 14.90% 49 23.56% 47 22.60% 55 26.44% 0=0.9061 97 >=0.8817 125 >=0.8506 146 >=0.8426 149 >=0.829 152 <0.9061 111 <0.8817 83 <0.8506 62 <0.8426 59 <0.829 56 表6 | 样本上市公司规模报酬分布情况 变化 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 规模报酬 递增 1 0.48% 2 0.96% 2 0.96% 0 0.00% 0 0.00% 不变 11 5.29% 4 1.92% 1 0.48% 0 0.00% 0 0.00% 递减 196 94.23% 202 97.12% 205 98.56% 208 100.00% 208 100.00% 表7 | 2014–2018 年年度平均malmquist 指数变化及分解 年份 技术效率变动 技术变动 纯技术效率变动 规模效率变动 全要素生产率变动 2014–2015 0.951 0.997 1.109 0.858 0.949 2015–2016 0.975 0.951 1.006 0.968 0.927 2016–2017 0.998 0.965 1 0.998 0.963 2017–2018 0.985 0.971 1.003 0.983 0.957 均值 0.977 0.971 1.029 0.95 0.949 108 s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 明了全要素生产率变动的下降与公司规模很大关系,表 明技术进步的提高主要从公司规模着手。 2) 208家战略性新兴产业上市公司效率变化分析 将malmquist输出结果假定为b,从表8和图4可以看 出,208家战略性新兴产业上市公司中有20家年均全要 素生产率变动超过了1,占比9.62%,在0.9-1区间有160 家,占比76.92%,占208家战略性新兴产业上市公司的绝 大多数,技术效率变动中有81家超过了1,占比38.94%, 在0.9-1区间有112家,占比53.85%,技术变动在0.9-1区 间有199家,占比95.67%,而纯技术效率变动超过1的公 司占大部分,有190家上市公司,规模效率变动大多分布 在0.9-1区间,有147家上市公司,可以看出208家企业有 127家企业是技术效率变动下降的趋势,有4家企业是技 术变动下降的趋势,只有18家企业是纯技术效率变动下 降的趋势,有178家企业是规模效率变动下降的趋势,有 188家企业处于全要素生产率变动下降趋势。 通过附录c具体进行分析,从技术变动来看,只有东旭 蓝天技术变动达到了1,华控赛格、美锦能源、协鑫集 成三家公司超过了1,其余204家公司的技术变动都是小 于1的,平均减少2.9%,表明了七大战略性新兴产业的技 术变动总体是趋于下降的,技术创新还不够,整体股权 融资效率低下。从全要素生产增长率变动来看,有启迪 古汉、飞马国际、聚光科技3家公司全要素生产增长率变 动达到了1,华控赛格、东方市场、许继电气等17家公司 超过了1,其余188家公司的全要素增长率变动都是小于 1的, 全要素生产增长率变动平均值为0.949,从整体上 图4 | 208家战略性新兴产业上市公司效率变化分析. 图3 | 2014–2018 年年度平均malmquist 指数变化及分解图. 表8 | 208家战略性新兴产业上市公司效率变化分析 效率区间 分布 年均技术效率 年均技术 年均纯技术效率 年均规模效率 年均全要素生产率 变动 变动 变动 变动 变动 企业个数 比例 企业个数 比例 企业个数 比例 企业个数 比例 企业个数 比例 0.6<=h<0.8 2 0.96% 1 0.48% 0 0.00% 2 0.96% 2 0.96% 0.8<=a<0.9 13 6.25% 4 1.92% 0 0.00% 29 13.94% 26 12.50% 0.9<=a<1 112 53.85% 199 95.67% 18 8.65% 147 70.67% 160 76.92% a>=1.0 81 38.94% 4 1.92% 190 91.35% 30 14.42% 20 9.62% 总计 208 100% 208 100% 208 100% 208 100% 208 100% s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 109 看208家战略性新兴产业上市公司全要素生产增长率变动 平均减少5.1%,技术效率变动减少2.3%,说明了战略性新 兴产业大多数产业都应该在金融技术工具、产品创新和 公司规模方面进行提高和完善,建立良好的金融发展环 境,构建完备的金融发展体系,让金融资源得到充分利 用。 5.3. 产业比较分析 1) 根据dea-bcc模型五年统一计算得出的结果,整理出战 略性新兴产业七个子产业每年的综合效率有效情况、综 合效率平均值,结果见表9、表10、图5。 战略性新兴产业包括七大子产业,根据原始数据可以得 到这七大产业股权融资效率每年的综合效率平均值的变 化,从表9和表10可以看出,2014年节能环保只有3家公 司达到了综合效率1,占比1.44%,高端装备制造和新能 源汽车只有2家公司达到了综合效率1,占比0.96%,新 一代信息技术和生物医药只有1家公司达到了综合效率 1,占比0.48%,其余2大产业均没有达到。2015年生物 医药、高端装备制造、新能源汽车只有1家达到了综合 效率1,其余4家均没有达到,2015年、2016年、2017 年七大产业没有一家达到综合效率为1,说明七大产业 总体股权融资效率很低。战略性新兴产业上市公司的融 资效率五年均值为 0.6987,距离综合有效值1还有很大 的提升空间,生物医药最高,为0.7558,新能源最低, 为0.6463。从图5可以发现我国战略性新兴产业上市公 司的股权融资效率存在产业间的非均衡发展。其中,从 综合效率平均值来看,生物医药每年都保持最高,新一 代信息技术2014年-2016年保持在第二,新材料在2017 年-2018年保持第二,新能源每年都最低,其余产业排 名每年在变动,并且七大产业整体趋于下降趋势。 2) 七大产业平均malmquist 指数变化及分解 从表11总体来看,2014年-2018年的年均全要素生产率变 动最高的是新能源汽车,为0.961,新能源汽车的技术效 率变动和技术变动分别为0.985和0.980,纯技术效率变动 为1.030,规模效率变动为0.960,全要素生产率变动在技 术变动下降1.5%和技术效率变动下降2%的综合作用下,全 要素生产率变动下降3.9%,技术效率变动在纯技术效率变 动作用下上升3%,在规模效率变动下下降4%,所以技术 效率变动在两者共同作用下下降1.5%,相比之下,全要素 生产率变动受技术变动作用的影响会更大一点,其次是 规模效率变动作用。年均全要素生产率变动最低的是节 能环保,为0.951,节能环保全要素生产率变动下降4.9% ,是在技术变动作用下降2.5%和技术效率变动下降2.5%共 同作用下产生的结果,而技术效率变动下降完全是由于 规模效率变动的下降引起的,因为纯技术效率变动是上 升2.8%,而规模效率变动下降5%,七大产业总体效率的 下降主要是技术效率变动的下降和技术变动的下降,而 技术效率变动的下降是由规模效率变动下降引起的,因 为样本期间内,七大产业的技术效率变动和技术变动都 是小于1的,纯技术效率变动大于1,正是由于三者的共 同下降使得七大产业的股权融资效率平均值在样本期间 内都是处于下降趋势,表明整个样本观测期间七大战略 性新兴产业发展的总体效率是下降的,七大战略性新兴 产业在技术创新和资源配置等方面都需要进行完善和提 高。 表 9 | 七 大 产 业 综 合 效 率 有 效 情 况 年 份 效 率 节 能 环 保 新 一 代 信 息 技 术 生 物 医 药 高 端 装 备 制 造 新 能 源 新 材 料 新 能 源 汽 车 个 数 占 比 个 数 占 比 个 数 占 比 个 数 占 比 个 数 占 比 个 数 占 比 个 数 占 比 20 14 年 有 效 3 1. 44 % 1 0. 48 % 1 0. 48 % 2 0. 96 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 2 0. 96 % 非 有 效 26 12 .5 0% 26 12 .5 0% 33 15 .8 7% 27 12 .9 8% 31 14 .9 0% 33 15 .8 7% 23 11 .0 6% 20 15 年 有 效 0 0. 00 % 0 0. 00 % 1 0. 48 % 1 0. 48 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 1 0. 48 % 非 有 效 29 13 .9 4% 27 12 .9 8% 33 15 .8 7% 28 13 .4 6% 31 14 .9 0% 33 15 .8 7% 24 11 .5 4% 20 16 年 有 效 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 非 有 效 29 13 .9 4% 27 12 .9 8% 34 0. 00 % 29 13 .9 4% 31 14 .9 0% 33 15 .8 7% 25 12 .0 2% 20 17 年 有 效 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 非 有 效 29 13 .9 4% 27 12 .9 8% 34 0. 00 % 29 13 .9 4% 31 14 .9 0% 33 15 .8 7% 25 12 .0 2% 20 18 年 有 效 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 0 0. 00 % 非 有 效 29 13 .9 4% 27 12 .9 8% 34 0. 00 % 29 13 .9 4% 31 14 .9 0% 33 15 .8 7% 25 12 .0 2% 110 s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 表10 | 综合效率平均值 产业名称 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 五年平均 节能环保 0.7905 0.7471 0.6683 0.6551 0.6343 0.6991 新一代信息技术 0.7964 0.7575 0.7257 0.6758 0.6454 0.7202 生物医药 0.8231 0.7875 0.7534 0.7202 0.6947 0.7558 高端装备制造 0.7482 0.6916 0.6653 0.6521 0.6292 0.6773 新能源 0.7147 0.6900 0.6277 0.6207 0.5783 0.6463 新材料 0.7846 0.7399 0.6989 0.6806 0.6612 0.7130 新能源汽车 0.7643 0.7002 0.6617 0.6444 0.6252 0.6791 战略性新兴产业整体 0.7746 0.7305 0.6859 0.6641 0.6383 0.6987 表11 | 平均 malmquist 指数变化及分解 时间 2014年-2015年 2015年-2016年 2016年-2017年 2017年-2018年 年度均值 节能环保 全要素生产率变动 0.984 0.895 0.973 0.954 0.951 技术效率变动 0.978 0.937 0.999 0.988 0.975 技术变动 1.001 0.957 0.975 0.966 0.975 纯技术效率变动 1.110 1.000 1.000 1.002 1.028 规模效率变动 0.878 0.937 0.998 0.985 0.950 新一代信息技术 全要素生产率变动 0.949 0.947 0.940 0.974 0.952 技术效率变动 0.961 1.008 0.988 1.003 0.990 技术变动 0.989 0.944 0.952 0.968 0.963 纯技术效率变动 1.102 1.008 0.998 1.001 1.027 规模效率变动 0.877 1.000 0.989 1.002 0.967 生物医药 全要素生产率变动 0.956 0.948 0.956 0.966 0.957 技术效率变动 0.965 0.996 0.980 0.984 0.981 技术变动 0.991 0.953 0.975 0.982 0.975 纯技术效率变动 1.103 1.006 0.999 1.004 1.028 规模效率变动 0.881 0.990 0.981 0.980 0.958 高端装备制造 全要素生产率变动 0.934 0.957 0.986 0.961 0.959 技术效率变动 0.930 1.019 1.021 0.985 0.989 技术变动 1.005 0.943 0.966 0.976 0.972 纯技术效率变动 1.124 1.009 1.002 1.002 1.034 规模效率变动 0.834 1.010 1.018 0.983 0.961 新能源 全要素生产率变动 0.973 0.922 0.989 0.927 0.953 技术效率变动 0.971 0.973 1.023 0.968 0.984 技术变动 1.004 0.951 0.969 0.959 0.971 纯技术效率变动 1.140 1.005 1.002 1.004 1.038 规模效率变动 0.857 0.968 1.021 0.964 0.953 新材料 全要素生产率变动 0.947 0.945 0.972 0.973 0.959 技术效率变动 0.956 0.993 1.007 0.999 0.989 技术变动 0.991 0.952 0.968 0.974 0.971 纯技术效率变动 1.099 1.012 1.000 1.004 1.029 规模效率变动 0.876 0.983 1.007 0.995 0.965 新能源汽车 全要素生产率变动 0.968 0.932 0.968 0.978 0.961 技术效率变动 0.957 0.975 1.012 0.996 0.985 技术变动 1.008 0.968 0.961 0.982 0.980 纯技术效率变动 1.113 1.004 1.002 1.001 1.030 规模效率变动 0.864 0.970 1.010 0.995 0.960 总体 全要素生产率变动 0.959 0.935 0.969 0.962 0.949 技术效率变动 0.960 0.986 1.004 0.989 0.977 技术变动 0.998 0.953 0.967 0.973 0.971 纯技术效率变动 1.113 1.006 1.001 1.003 1.031 规模效率变动 0.867 0.980 1.003 0.986 0.959 图5 | 七大产业综合效率平均值. s.-s. li and m. zhang / journal of risk analysis and crisis response 10(3) 101–112 111 具体分析来看,7大战略性新兴产业股权融资效率下降的环比 区间都有4个,其中节能环保2个环比区间下降的原因是由于 技术效率变动下降引起的,也就是金融资源未能得到充分有 效配置,而这两个环比区间的技术效率变动下降的原因都是 由于规模效率变动下降引起的,企业其余2个环比区间主要是 由于技术水平下降引起的。新一代信息技术、生物医药、高 端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车有1个环比区间下 降的原因主要是由于技术效率变动下降引起的,而这六大战 略性新兴产业技术效率变动下降的原因都是由于规模效率变 动下降引起的,纯技术效率变动上升的幅度小于规模效率变 动下降的幅度,其余3个环比区间都是主要是由于技术水平下 降引起的。总体来看,七大战略性新兴产业股权融资效率的 提高既要注重公司技术创新能力的提高,又要在资源配置方 面加大力度,并且在规模效率方面应该引起足够重视,采取 适当的方法增加产出减少投入,当企业的经营规模扩大时, 只有企业的产出增加比例大于投入比例,那么企业的经营规 模才能达到规模效益,而不会规模效率下降。 6. 结论与建议 本文通过dea模型来对战略性新兴产业上市公司股权融资效 率进行测度研究得出如下结论: 1) 根据5.1得出,208家战略性新兴产业上市公司的股权融资 效率普遍很低,综合效率在2014年大多分布在较高效率 区间,公司占比50.48%,其余分布在较低效率区间,并且 为逐年递增,从2015年47.12%到2018年59.13%,纯技术效 率和规模效率每年大多分布在较高效率区间,所以公司 内部技术水平还可以再提高,规模报酬多数表现为规模 报酬递减,说明大多数企业都应该增加自身规模,股权 融资效率是逐年递减的状态,企业应该通过生产规模、 加大对先进的科学技术的投入和不断加强稳固并完善公 司内部制度来促进企业股权融资效率的提高。 2) 根据5.2得出,效率的整体变化是呈下降趋势,5年的全要 素生产率变动都小于1,说明208家战略性新兴产业上市 公司股权融资效率处于下降阶段。全要素生产率变动为 0.949,全要素生产率变动年均下降5.1%,并且全要素生 产率变动受技术变动作用的影响会更大一点,其次是规 模效率变动,七大战略性新兴产业的技术变动总体是趋 于下降的,208家战略性新兴产业大多处于全要素生产率 变动下降趋势,技术创新还不够,整体股权融资效率低 下,公司需要及时更新设备,不断加强产能,大多数产 业都应该在金融技术工具、产品创新和公司规模方面进 行提高和完善,建立良好的金融发展环境,构建完备的 金融发展体系,让金融资源得到充分利用。 3) 根据5.3第一部分得出,七大产业里面每年达到综合效率 有效只有零星几家,融资效率五年均值为0.6987,达到综 合有效值1还有很大的提升空间,其中生物医药最高,新 能源最低,所以七大产业总体股权融资效率效率还是很 低,我国战略性新兴产业上市公司的股权融资效率存在 产业间的非均衡发展,七大产业整体趋于下降趋势,要 整体提高战略性新兴产业股权融资效率,重点突破新能 源产业的股权融资效率。 4) 根据5.3第二部分得出,年均全要素生产率变动最高的是 新能源汽车,为0.961,最低的是节能环保,为0.951,节 能环保全要素生产率变动下降4.9%,七大产业的全要素生 产率变动都是小于1的,技术效率变动和技术变动两者的 共同下降使得七大产业的股权融资效率平均值在样本期 间内都是处于下降趋势,总体来看,七大战略性新兴产 业股权融资效率的提高既要注重公司技术创新能力的提 高,又要在资源配置方面加大力度,公司要不断提高内 部的管理水平以及进行技术创新,企业应该根据产业本 身的特色,并且考虑多方面因素来正确选择融资渠道, 让产能发挥最大,资本得到最优配置。 本文通过对208家战略性新兴产业上市公司2014年到2018年股 权融资效率进行研究分析后,发现战略性新兴产业上市公司 的股权融资效率普遍较低,给出以下建议,首先是由于战略 性新兴产业发展还不够成熟,这些上市公司无论是在内部结 构还是管理水平和管理体系方面都还存在很多不足,所以企 业应该不断完善优化企业的内部机制,从而提高公司获得外 部资金的能力,也能提高自身利用资金使得资金得到最优配 置的能力。其次政府应该大力支持战略性新兴产业的金融技 术创新,企业要进行产品、业务、制作技术、服务等方面进 行创新。最后,七大产业的全要素生产率都是小于1的,技术 进步变化、技术效率变化指数也都是小于1的,所以七大产业 融资效率的提高需要公司不断提高生产管理水平,提高企业 的市场竞争力。 conflicts of interest the authors declare they have no conflicts of interest. acknowledgments to the regional project of national natural science foundation of china (71861003) and the innovative exploration and new academic seedlings project of guizhou university of finance and economics (guizhou-science cooperation platform talents [2018] 5774-016) for their support. supplementary materials supplementary data related to this article can be found at https:// doi.org/10.2991/jracr.k.201027.001. references [1] gregory pr, stuart rc. comparative economic systems. boston: houghton mifflin; 1985. 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these uncertainties are essentially different from ones in traditional business decision. to seek the core and future of research in emergency logistics optimization, the mainly research of emergency logistics under uncertainty conditions in recent years were reviewed. the characteristics of uncertainty appearing in emergency logistics process were analyzed, and the expression of uncertain factors, demand forecasts and objective function definition in decision-making optimization model were summarized; moreover, this article analyzed the key points of research in aspects of emergency logistics operations, uncertainties origination and emergency risks, and provided useful reference and directions for future research. keywords: emergency logistics, uncertainty, demand forecasts, optimization 不确定条件下的应急物流研究综述与展望 赵晗萍 1,2*, 牛晨策 1,2, 张婷婷 1,2, 蔡思达 1,2 1. 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室,北京 100875 2. 北京师范大学,民政部/教育部减灾与应急管理研究院,北京 100875 摘 要:突发事件发生具有突发性和无法准确预测性的特点,这导致应急物流在构建与运作过程中存在不 确定性。这种不确定性与传统商业决策问题中的不确定性有着本质差别。为了确定应急物流研究的核心和 方向,本文对近些年来国内外不确定条件下应急物流优化方面的研究进行了综述: 从灾害的本身特点出 发,阐述了应急物流问题的特征; 从不确定性因素的刻画、需求预测与决策目标定义三个方面总结应急物 流主要研究进展;最后,本文建议,应该将应急物流运作、不确定因素的来源和应急过程风险评估等三个 方向,作为应急物流问题的研究重点。 关键词:应急物流,不确定性,需求预测,优化 应急物流是为了满足紧急情况下受灾人员的应 急需求,从救灾点向突发事件发生地,对应急物 作者简介:赵晗萍(1977-),女,汉,副教授,博士, 研究方向:灾害风险评价、离散系统仿真、应急响应技术 资助项目: 国家自然科学基金(41471424);中央高校基本 科研业务费专项资金资助 资、信息以及服务的有效流动进行计划、管理与控 制的过程 [1] 。它是应急响应的核心活动,它能否有 效的运作是保证灾后幸存者维持生命和生活的关键 [2] 。应急物流要根据灾情或灾害风险评估结果来确 定救灾物资的需求,然后根据需求信息安排物资的 供应,从各级物资储备库或潜在物资的供应商调运 到受灾地点,发放到物资需求者的手中。 101 copyright © 2018, the authors. published by atlantis press. this is an open access article under the cc by-nc license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). ___________________________________________________________________________________________________________ journal of risk analysis and crisis response, vol. 8, no. 2 (june 2018) 101-109 国内外对应急物流问题越来越关注,一些学者 对应急物流方面研究做了详尽综述。如,kovacs 等 [3] 对灾害救助中的物流运营方面做了详细综述;陈 丽群 [4] 对应急物流中有关物资调运的研究进行分析 总结;李创 [5] 归纳整理了近些年国内外应急物流的 研究文献,并从基础理论、物资调运和运输优化、 系统构建三个方面入手,对国内外应急物流的研究 现状进行了综述分析。高文军等[6]从基本理论、系 统构建、风险、存在问题、存在问题对策及相关模 型六个方面对应急物流的研究进展进行了综述; galindo 和 batta[7]在 2013 年从灾害管理中的运用方 法、参与环节、灾害的类型、研究贡献和研究过程 中的假设这几个方面对灾害管理研究现状进行综述 分析。目前,应急物流决策优化问题的研究是从传 统运筹学模型改进与扩展而来,其主要分类如图 1 所示。 但应急物流问题研究必须要正视其自身的属性 特征,在突发事件的应急响应过程中,面对的往往 是个不可预测极端不确定的环境,应急救助过程中 常常发生各种极端干扰(公路网条件差、内部冲突 和有限的技术资源等)而导致应急供应链无法正常 运行甚至中断,发展中国家的灾害管理面临的这一 问题更加显著。bbc(2011年)的报告,在最近十 年遭受自然灾害影响的27亿人中,有99%的人生活 在发展中国家[8]。在2008年5·12汶川地震发生后,途 经重灾区的g317和g213道路中断,导致无法获取灾 情信息、救援力量无法进入灾区等应急响应活动受 阻。 不确定性是应急管理中必须要重点关注的因 素,解决应急物流问题也要从本质上分析其不确定 特征、刻画不确定因素、解决需求预测问题、合理 定义应急决策目标。因此本文将在分析应急物流不 确定因素特点基础上,总结应急物流研究进展并展 望未来主要研究方向。 1. 应急物流问题特征分析 1.1 不完备的需求信息 自然灾害的发生难以精确预测,不具有周期 性,加之人类行为活动的不可预测性,应急物流的 需求不确定性的复杂程度要高于传统物流问题。灾 害发生后短期灾情速报信息通常是不完备不准确 的。如,2014年云南“8·03”鲁甸地震由于偏远地区村 寨在地震中有大量山体垮塌,部分村寨几乎整村被 掩埋,救援力量到达后才得以进行详细统计。8月3 日当日统计的死亡人数为221人,但到了8月7日截 止到19:00时的死亡人数已经达到了615人,灾情信 息在短时间内发生意料之外的波动。此外,需求信 息的发布者并不是物资的需求人――通常灾害救助 的政府管理者或者慈善团体才是发布需求信息的主 体;需求信息的发布存在不确定性――需求的信息 在各级物资调配部门之间传递过程中,会由于各种 原因导致需求信息的进一步变异或失真。 1.2 多样化的不确定因素 应急物流系统不是一个稳定运行的日常系统, 不仅是需求难以预测,其供应的主体是由很多渠道 组成的,包括政府、非政府组织、企业、个人等。 在应急状态下对物资的供应并不是按照需求来供 给,其中会有诸多因素(如紧迫性、媒体舆论等) 来影响不同受灾区域的供给数量。在物资调运中会 有意外干扰毁坏交通路网和信息通讯导致供应中断 或延迟、甚至在有的极端情况下提前准备好的库存 会在灾害发生后被毁于一旦,这使得应急物资在生 产和运输过程中也会发生不确定变化。因此应急物 流系统中不确定因素种类是多样的。应急物流问题 也会因致灾因子、需求物资类型、应急过程不同而 应急物流问题 物资储备库应急 出救点选址问题 储备物资存 储问题 物资分配问题 物资运输调度问 题 大规模交通疏散问 题 运输模型库存 (报童)模型 p-中心模型 vrp模型 最大流模型 集合覆盖模型 图 1 应急物流问题模型分类 102 ___________________________________________________________________________________________________________ journal of risk analysis and crisis response, vol. 8, no. 2 (june 2018) 101-109 存在本质差异,比如不可预测地震和可以预测的台 风,前者侧重于灾后响应后者侧重于灾前备灾,前 者对于需求无法预报后者可以进行概率预报。因此 针对不同应急情景和问题要选取恰当不确定因素描 述方式。 1.3 非逐利的决策目标 应急物流不单追求在物资成本、运输成本、库 存成本等直接成本的最小化,而是更关注在应急过 程中如何保证公众安全,如由于物资短缺而产生的 人员伤亡损失,物资公平性分配的满意度评价等。 因此如何选取决策目标的评价指标是一个关键问 题。应急决策过程中会出现各种不确定条件甚至是 极端事件(低概率高损失)干扰,那么如何建立一 个合理目标度量方式,使得决策方案在发生各种不 确定变化情况下依然稳健也是需要关注的问题。 针对考虑不确定性因素与干扰条件下的应急物 流决策优化问题的研究,表 1 将主要文献进行分类 汇总。在第 2 节中,将具体介绍其研究方法。 2. 不确定应急物流问题处理方法 一个考虑不确定性应急优化问题基本表达形式 如下: jjxgts bxf j ,,2,1,0),(.. ),,(maxmin/ l=≤ζ ζ (1) 其中,ζ 为不确定性参数,x 为决策向量,b 为参数 向量; ),,( ζbxf 为目标函数,表达了衡量应急物流 运行效率的标准,如成本、时间、需求被满足程度 等; 0),( ≤ζxg j 为约束条件函数,通常应急过程中 受到人力、财力、时间、物资的限制,还会受到交 通网络、决策时间逻辑等条件约束。对于包含不确 定因素的应急物流决策问题,首先要找到适合于模 型中的不确定性因素的刻画方法,然后确定合适的 决策目标,并用有效的算法求解这个问题。 2.1 不确定因素刻画方法 目前应急物流优化问题中,描述不确定性主要 有以下几种的方法: (1)区间不确定集合 式(1)中不确定因素 ζ 可看作一个对称有界的随 机变量,在对称区间 ),( 00 ζζζζ +− 内取值,即区 间型不确定集合 { }),(| 00 ζζζζζζ +−∈=ξ 其中 0ζ 为区间的均值, ζ 则定义了区间的边界。 应用区间不确定集合估计不确定性比较粗糙, 但可以方便的转化成为线性规划模型,目前有一些 学者[9-11]利用这种方法估计应急需求,并采用鲁棒优 化技术解决该问题。 (2)情景分析法 情景分析法将利用构成所研究的系统问题的关 键事件(因素)及每个事件和事件之间的发展变化 的概率(影响程度),对事件未来的发展状态或结 果进行分析与描述[39]。按照灾害等级或者影响程度 将灾后划分为不同情景 ω, ω=1,2,…,s,并定义情景 ω 发生概率为 p(ω),且 ∑ = = s p 1 1)( ω ω 。用 ωζ 记在情 景 ω 中不确定性因素向量。 情景分析法是目前应急问题中较为常用的一种 方法。应急问题是需求推动的,因此需求是最常用 的划分情景的依据[17] [15] [16],而交通是应急物流运 行的承载体也是容易产生不确定的因素[20]。从本质 上而言,应急问题不确定性来源于灾害不确定性, 因此利用灾害风险分析的结果划分情景则更加有依 据[40] [21]。 灾害发展是一个连贯的影响过程并且影响因素 复杂,barbarosoglu[41]根据地震的震级划分地震情景 (es,earthquake scenario);然后根据每种地震情 景 下 的 影 响 划 分 不 同 的 影 响 情 景 ( is , impact scenario)。王旭坪等[39]利用具有不确定性的多属性 向量对应急路径每个路段未来可能的情景加以分 析。 (3)概率分布法 如果根据经验或数据估计不确定参数的近似分布, 可以用概率分布描述不确定参数,即令 ζ 服从分布 )(⋅φ 。 如,shen 等[30]假设运输时间和需求点需求量是 服从对数正态分布,从而建立了大规模灾害下的两 阶段车辆路径模型;beamon 和 kotleba[42]假设需求 服从均匀分布,建立了库存控制模型,以确定在长 期应急响应中最优订货量和订货点;he 和 hu 等[23] 则假设需求点的需求为泊松分布,为应急供应链系 统建立了一个多重营救模型。 (4)机会约束法 在应急条件下,要求绝对满足某些约束条件是 不现实的,机会约束规划(chance constrained programming)模型可以解决这样的问题[43, 44],为允 103 ___________________________________________________________________________________________________________ journal of risk analysis and crisis response, vol. 8, no. 2 (june 2018) 101-109 许所作决策在一定程度上不满足约束条件,即约束 条件满足概率不小于某一置信水平。即令 ( ) αθζθ ≥=≤ },...2,1,0,pr{ pxg 其中 gθ(x,ζ), θ=1,2,…,p, 为随机约束函数, 是预先设 定的置信水平。 比如,beraldi 等[28, 29]在研究急救医疗服务问题 时利用机会约束条件描述服务车辆以一定概率满足 表 1 主要文献分类汇总 解决问题 不确定性因素 目标函数构成 不确定 性实现 方法 突发事 件 选址 分配 运输 库存 需求 供应 时间 其他 参数 成本 时间 满意 度 其他 求解方法 作者 地震 √ √ √ √ √ lingo 王晶等[9] 洪水 √ √ √ 未满足补偿 lingo 张玲等[10] 台风 √ √ 受困人群暴 露度 cplex yao 等 [11] 区间不 确定集 合 突发 √ √ √ √ 仿射调节鲁棒 优化 aharon 等 [12] 洪水 √ √ √ √ √ saa 算法 chang 等[13] 地震 √ √ √ √ 道路运输 能力 √ gms/osl barbarosoglu[ 14] 突发 √ √ 满足需求数 量 cplex jia 等 [15] 地震 √ √ √ √ 成本 √ √ 均衡规划 bozorgi-amiri[16] 飓风 √ √ √ √ 拉格朗日 l-shaped 方法 rawls 等 [17] 地震 √ √ √ √ √ √ gams/cplex mete 等[18] 突发 √ √ 安全性、 畅通度 √ 蒙特卡罗模拟 和遗传算法的 混合智能方法 王旭坪等[19] 突发 √ √ √ 可靠路径搜索 算法 缪成等 [20] 突发 √ √ gams/cplex salmeron 等[21] 突发 √ √ √ √ 成本、运 输条件 √ 粒子群优化算 法 bozorgiamiri 等[22]] 台风 √ √ √ √ 遗传算法 he 等[23] 突发 √ √ 未满足货物 库存模型 chakravarty [2 4] 地震 √ √ √ √ √ √ 运输成本 √ cplex、拉格 朗日松弛算法 döyen [25] 情景分 析法 地震 √ √ √ √ √ √ gams/cplex mete[26] 突发 √ √ 混合智能算法 孙莉[27] 突发 √ √ √ √ cplex beraldi 等[28] 突发 √ √ √ √ aimms &cplex beraldi 等 [29]机会约 束 突发 √ √ √ √ √ 未满足需求 数量 cplex、禁忌 启发式 shen 等 [30] 突发 √ 运输速度 √ dijkstra 算法和 蚁群遗传算法 yuan 等 [31] 概率分 布 突发 √ √ √ 库存模型 beamon[32] 地震 √ √ √ √ 马尔科夫决策 分析 王炜等 [33] 随机过 程 突发 √ √ 灾害发生 概率 √ 人口数量 马尔科夫过程 分析 economou 等 [34] 突发 √ √ √ √ 基于仿真优化 算法 刘春林 [35] 地震 √ √ √ √ 风险 √ √ 风险 混沌优化算法 zheng 等[36] 突发 √ √ √ 模拟退火算 法 杨勃等 [37] 模糊集 突发 √ √ √ 成本 √ 库存模型 钱佳[38] 104 ___________________________________________________________________________________________________________ journal of risk analysis and crisis response, vol. 8, no. 2 (june 2018) 101-109 需求量。shen 等[30]研究了大规模突发事件下的车辆 规划问题时用机会约束表示了需求和时间的不确定 性;孙莉[27]对不确定环境下应急物资配送问题,将 车辆在路径上的行走时间和运输风险设为模糊变 量,建立了不确定环境下的机会约束规划模型。 (5)随机过程 随机过程理论常被用于刻画具有时变特点的不 确定性。令 …… nxxxx ,,,, 321 随机变量的一个数 列, nx 的值是在时间 n 的状态。如果 1n +x 对于过去 状态的条件概率分布仅是 nx 的一个函数,则 ( ) )(,,,, 12101 nnnn xxxpxxxxxxp ==…= ++ 由于马尔科夫过程的特殊性质,在一般物流问 题中经常被采用,chakravarthy 和 daniel[45]将需求假 设为马尔科夫过程,补货期假设为负指数分布,并 证明供应过程也可以看作马尔科夫过程。feeney 和 sherbrooke[46]假定需求是任意复合泊松过程。在应 急过程中,王玮等[33]通过马尔科夫决策过程实现应 急 资 源 调 度 方 案 的 动 态 优 化 。 economou 和 fakinos[34]运用马尔可夫决策方法,刻画了灾害变化 下应急资源调配的动态优化过程。 概率分布和随机过程都需要足够的历史数据积 累估计统计分布,多适用于较常规的应急问题,如 消防和医疗急救等。但在极端灾害的应急物流方面 还没有足够的历史数据积累,很多情况下对于不确 定参数单纯的统计方法难以完全适用。 (6)模糊集 在巨灾的应急物流管理过程中,通常是在缺乏 数据经验和信息条件下,面对复杂问题要运转一个 复杂系统。有很多难以定量的指标,它们没有分明 的数量界限。模糊数是一个解决定性指标有效手段 (zadeh,1965)[47],将模型中的不确定变量设为模 糊变量 ξ ,其对应的模糊集为 ξ ,然后用 )(ξμ g 来 表示模型中该因素对应的隶属函数。模糊隶属度的 形式有很多种,比如三角模糊函数、梯形模糊函 数、区间函数等。 zheng 和 ling[36]把公路运输时间、需求量、救 灾物资的期望到达时间和预计到达时间、购置额外 物资的上限、价格等不确定变量设为三角模糊变 量。刘春林[35]利用拟梯形模糊隶属度关系定义应急 供应时间满意度和数量满意度。杨勃[37]采用模糊数 来描述出救点到受灾点的时间。汪传旭和邓先明 [48],田军[49]等探讨了受灾点需求为模糊变量时的应 急救援车辆路径与物资运输优化问题。behret 和 kahraman[50]将需求、存货、短缺成本看作一个三角 形隶属函数模糊集并且随时间模糊集的模糊性降 低,预测越来越准确,具有时间动态性。 (7)函数表达法 在应急响应过程中,由于灾后影响,有一些因 素会随着时间或其他连续因素的变化而变化。即用 )t(ξ 表示随时间变化的不确定因素。函数表达法最 常用于描述应急交通中交通流量变化状态,因为交 通流问题已经有了较完备的研究基础。但在其他方 面函数建立需要大量数据和精确的物理过程描述。 如,yuan 等[31]考虑到随着灾害发生后的时间和影响 范围的扩大,运输速度是不确定的。因此引入速度 随时间连续变化的函数来描述速度的不确定性. thm 0 hmhm hme) βα ××= vtv ( 其中, )hm tv ( 为灾害条件下 t 时刻弧段(h,m)上的 速度; 0 hmv 为正常条件下弧段(h,m)上的速度; hmα 和 hmβ 为在弧段(h,m)的参数,根据弧段到灾害中心 的距离推断出来。 fiedrich 等人[51]利用指数函数描述了受伤人数随 时间变化的规律,建立了动态规划模型,解决地震 灾害发生后的应急资源配置问题。 以上几种方法有时并不是单独使用的,可以多 种方法结合起来。如,孙莉[30]对不确定环境下应急 物资配送问题进行研究,根据实际情况将车辆在路 径上的行走时间和运输风险设为模糊变量,建立了 不确定环境下的机会约束规划模型;beraldi 等[29]针 对了在应急系统中的选址问题,用不同的情景来描 述需求的变化,建立了两阶段的机会约束规划模 型;shen 等[30]研究了大规模突发事件下的车辆规划 问题并根据实际情况将问题分为两个阶段-规划阶 段和运营阶段,假设运输时间和需求点的需求量是 服从对数正态分布的变量,建立了两阶段的机会约 束规划模型。 2.2 不确定需求预测 在传统物流中,供应商和零售商对于商品的历 史信息记录较为完备,市场表现较为稳定,时间序 列分析技术作为一项比较灵活的动态分析模型被广 泛应用,但这些模型比较适用于较长时间的需求预 测和随机规律刻画。在应急物流决策中,准确的需 求信息是保障和驱动所有决策正确实施的前提。应 急响应的大部分活动都是在紧迫、随时变化甚至是 通讯不畅通或中断的情况下进行的,需求的预测只 能根据灾前风险评估结果和应急状态下受灾点的实 时信息进行。 105 ___________________________________________________________________________________________________________ journal of risk analysis and crisis response, vol. 8, no. 2 (june 2018) 101-109 在灾害发生之前,可以根据灾害影响和区域社 会经济特征估算需求,如聂高众等 [52] 提出了基于地 区和季节系数城市灾害事故救援力量需求量的预测 模型。王楠等 [53] 选取受灾人口、直接经济损失、受 灾面积、灾害强度等4个因素,建立了他们与救援物 资需求的回归预测模型。这种预测模型适用于可预 报的灾害或者为了应急储备做出粗略预估,精确度 较低。 而在灾害发生之后,可能无法及时获取需求信 息,即使可以获取,需求信息来源混杂,各级政 府、灾民自身、企业和ngo等等各类组织都会发布 需求信息,针对这种情况,sheu[54]应用信息熵模型 计算每个发布信息的权重,进而用熵权法确定预测 动态救助需求。这个方法在目前信息传播渠道多样 化情况下是值得借鉴的。 对于具有时变特点的不确定需求,贝叶斯更新 是广泛应用于传统物流的方法[55-58]。在应急响应 中,通过灾情上报制度、无人机侦查、遥感等手 段,可以有效获取相关附加信息。因此可以利用贝 叶斯更新方法更加准确预测需求。如 lodree 和 taskin[59, 60]使用贝叶斯分析将不断获得的飓风风速 信息融合到应对飓风的物资储备决策中,建立了一 个修正的报童库存模型。choi 等[55]比较了两类贝叶 斯更新模型,预测季节性产品的均值和方差先验概 率。詹沙磊等 [61] 利用贝叶斯定理,对灾害情景的发 生概率进行更新和修正。 2.3 不确定优化决策目标 应急物流问题决策往往不是以成本或收益为目 标,而是考虑受灾公众的救助情况,如最小化伤亡 人数(fiedrich[51]),最小化物资到达或延迟时间 (yuan 等[31]、zheng 等[36]、mete 等[18]、孙莉[27]、 缪成等[20]、he 等[23]),最大化受灾群众的满意度 (刘春林[35]、bozorgi-amiri[16]、王旭坪等[19]);最 小化未满足 需求物资( shen 等 [30] 、 jia 等 [15] 、 chakravarty[24])。应急物流往往是一个复杂系统, 要兼顾时间、费用、损失等各方面目标,因此很多 学者构建多目标函数[16, 27, 62-65]作为决策目标。此外 应急问题设计到民生,还要考虑公平性[64]和均衡性 [63]。 除了应急物流问题决策目标的内容,如何选择 决策目标的度量也非常关键。不确定优化通常采用 期望值准则,无法计算解析解时可以采取样本均值 逼 近 法 ( saa : sample average approximation method)[66]。 但基于期望值准则的优化无法体现决策者的偏 好,并且应急救助追求目标不仅是传统决策优化意 义上找到一个最高效的决策方案,更重要的是要兼 顾这个决策方案的稳健性,让其在极端的干扰下依 然可以比较稳定持续的运行。鲁棒优化(mulvey 等 [67])是一个可行选择,其目的是找到一个近似最优 解,使它对任意的不确定性参数观测值不敏感。目 前鲁棒优化主要采取两种处理方式,针对使用离散 情景描述不确定问题[68-73],用遗憾值或惩罚函数控 制在不同情景下最优目标值差距。针对连续的区间 不确定集合来描述不确定因素的问题[9-12, 74]。通常将 不确定因素转化为不确定集合的鲁棒对应问题。 突发事件的发生尤其是极端事件很多是高损失 小概率事件,在计算过程中会被忽略。haimes[75]提 出分割多目标风险法(the partitioned multi-objective risk method,pmrm),该方法引入条件期望函 数,假定损害落入在一个特定的超越概率范围内。 这种方法可以在解决小概率事件风险度量问题,也 可以考虑将其纳入应急问题的优化目标中。 3. 主要挑战和研究展望 应急物流问题不仅相较于传统物流问题多了不 确定的因素,几个本质性的理论问题亟待解决: 应急物流运作过程刻画:实际的应急物流过程 是一个涉及政府部门、慈善组织、企业和个人等多 个节点和层级的供应体系。对应急物流的运作过程 而言,应急供应链不是商业利益驱动,而是纯粹的 需求拉动,并且运作的目的不是为了满足商业利益 最大化,而是尽量使需求满足程度增加。应急供应 链节点之间的物资流通不是完全按照契约关系,而 且不同供应方的信息不完全透明。信息的传递也不 是按照层级的关系逐级传递,因此对于应急物流乃 至应急供应链的运作模式还需要改变传统商业物流 问题的模式,从其供需关系的角度进行重新刻画。 确定不确定因素的来源:多数研究关注应急物 流不确定刻画,如果要从根本上解决不确定性问 题,需要从在应急物流运作分析基础上,探讨应急 物流中信息与物资的传递变化规律,进而发现信息 不确定的根源。此外,由社会舆论导向、信息传播 等因素产生的不确定性定量刻画与分析还相对薄 弱。目前无人机、遥感等技术手段可以用于灾情损 失核查,这些实时信息的更新对应急物流运作不确 定性条件的影响也需要充分考虑。 应急过程风险评估:应急物流决策活动以减轻 灾害产生的风险后果为目标,因此在自然灾害风险 评估体系中应纳入应急物流过程的风险要素。灾害 106 ___________________________________________________________________________________________________________ journal of risk analysis and crisis response, vol. 8, no. 2 (june 2018) 101-109 风险评估理论框架包括致灾因子危险性与承灾体脆 弱性评估两部分,多数是以损失评估为结果,并不 涉及与减轻灾害风险相关的决策活动,导致风险决 策与风险评估脱节。显而易见,应急响应各个环节 的决策活动对于灾害风险最终结果是有影响的,但 这种动态决策活动如何影响风险结果还没有理论指 导。如果将风险评估应用于指导决策,必须要将应 急过程风险内容加入到风险评估环节。 参考文献 [1] sheu j b. an emergency logistics distribution approach for quick response to urgent relief demand in disasters. transportation research part e: logistics and transportation review, 2007, 43(6): 687-709. 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effects of society risk control with various countermeasures. finally, based on the simulation results, a conclusion is drawn: improving medical treatment capacity, strengthening quarantine level under epidemic situation and enhancing the effective ness of dealing with public opinions are effective in controlling society risks. especially when the three aspects mentioned above are promoted at the same time, the society risk control can achieve a more notable effect. keywords: severe emergency infectious disease; society risk; evolution; counter measure; disaster chain; system dynamics. *corresponding author: ccg169@126.com 1. introduction in recent years, severe emergency infectious diseases broke out frequently, such as sras in 2003, h5n1avian influenza in 2009, eye disease in 2012, h7n9 avian influenza in 2010, etc. on one hand, the occurrence of epidemic poses threats to human health and life. on the other hand, the increasingly cumulative society risk caused by epidemic gives rise to various social riots and exerts immense adverse effects on social stability and economic order. therefore, it is of great necessity to carry out research on evolution mechanism and countermeasures of society risk given rise by severe infectious disease. by analyzing the evolution process of society risk caused by severe emergency infectious disease, the basic rule of society risk evolution is grasped and the key elements during society risk evolution is identified. on this basis, the coping strategy is developed to improve the effectiveness of social risk control and reducing the probability of society risk outbreak. the dynamic evolution process of disaster has its own law and mechanism. therefore, only by grasping the evolution law and mechanism of disaster can the social risk initiated thereof be reduced to a minimum. over the past, enormous studies have been conducted on the evolution mechanism of flood, earthquake, extreme weather, drought and other natural disasters, focusing on forming a complete disaster chain and identifying potential risks through simulating the evolution process of disasters. in addition, a suitable method is necessarily proposed in studying the evolution mechanism of risk. li etc. [5] made a cross coupling analysis of the over two thousand disasters from 2001 to 2010 by statistical method, and summarized the occurrence rule of disasters in recent ten years in our country. peng [6] studied the influencing mechanism of gas seepage generated in journal of risk analysis and crisis response, vol. 5, no. 1 (april 2015), 54-65 published by atlantis press copyright: the authors 54 sudden disaster by conducting the thermal coupling experiment. wind [7] investigated the post-flood psychological health of community residents in the towns and countryside of northern england, and studied the evolution rule of residents’ mental health. he [8] proposed a chaotic differential evolution algorithm, providing a better method to predict the evolution process of flood disaster. tinguaro, etc. [9] proposed a data-based bipolar intellectual decision support system prototype, where society risks after natural disaster were managed through the construction and application of induced rules. on the part of identifying and evaluating disaster risk, du[10] and birkmann [11] conducted some researches on identifying possible risks after natural disasters. guikema [12] put forward a risk assessment system on natural disaster and concrete method based on a large amount of statistical data, and applied it in the field of infrastructure system. from the perspective of meteorology, geography, disaster science and environmental science, zhang etc. [14] proposed a risk identification and assessment method of droughts based on gis (geographical information systems). zio [15] described the issues concerning the post-disaster risk identification resulted from such disaster as nuclear and gas leak, and proposed a risk assessment and management framework. jiang [16] utilized the fuzzy mathematics theory and method, and applied the fuzzy comprehensive evaluation method, fuzzy clustering and fuzzy similarity method into the risk identification, classification and assessment of floods, providing an effective method for risk management of flood disaster. in the field of risk coping strategy, hu and zhu [17, 18],with meteorological disaster as the research object, described the method of preventing disaster risk. batabyal[19], targeting at financial risks of disaster, presented the theory of financial risk management caused by natural disaster and its warning model. liu [20] put forward a decision analysis method of risk based on prospect theories, and applied it into the emergency response risk decision analysis. huang [21] applied three risk analysis models of natural disaster into practical decision-making problems. on the basis of the utility function theory, tamura [22] presented the risk analysis and decision model for natural disasters. at present, research on social risks mainly focuses on natural disaster itself. nevertheless, studies on social risks caused by infectious disease are far from sufficient. thus, this paper, with social risks caused by major infectious diseases as the research subject, is to construct the evolution chain of social risk to describe its process, and on this basis, to identify the key elements of risk response strategy and simulate the effectiveness of risk control with different strategies by means of the system dynamics model. the finding obtained in this paper is of certain reference value to develop and implement the prevention and control plan of severe infectious disease. 2. society risk evolution mechanism in severe emergency infectious disease social risk is defined as the possibility of giving rise to social conflicts and endangering social stability and order, namely, the possibility of social crisis outbreak. once this possibility becomes a reality, social risk is transformed into social conflict, producing disastrous effects on social stability and order. during sars and avian influenza outbreak, many events of social disruption effects due to epidemic situation broke out nationally, for example, many college students and migrant workers rushed to their hometown during sars, which formed a so-called “homebound rush”; during avian influenza, some people deceived by rumors sparked a run on medical supplies, daily necessities, and some unscrupulous merchants seized the opportunity to bid up prices, disrupting social economic order; some lawbreakers began to publicize feudal superstitions, inciting a crowd riot. the cases cited above are all caused by the accumulation of social risks. the social risk system (fig. 1) mainly covers three basic elements: hazard-formative factor, hazardinducing environment, and hazard-affected body. take social risk caused by avian influenza as an example, the outbreak of avian influenza is the incident that touches off the generation and evolution of social risk, which is thus defined as hazard-formative factor. hazardformative environment falls into two types: natural environment and social environment. in terms of natural environment, epidemic spreads very rapidly because of bird migration in spring and fall, and meanwhile the warm and humid climate in spring also provides favorable conditions for the spreading of disease. in the part of social environment, most of poultry farms are short of necessary monitoring and prevention measures against new virus, and in addition, the spreading of rumors and psychological fear of human beings published by atlantis press copyright: the authors 55 accelerates the formation and accumulation of social risks. hazard-affected body is mainly the human beings with psychological fear and vulnerability of social environment. when the number of residents with fear accumulates to a certain number, social risk will burst out, and then a variety of group social events will occur, causing negative influences on social development and stability. the evolution chain of society risk caused by severe emergent infectious disease is shown in fig. 2. when bird flu outbreaks at a certain moment, social risk began to generate; as time passes by, the number of people infected and the death toll are on constant increase, and all kinds of rumors began to spread, causing the psychological fear of residents to soar. in turn, the fear of residents also intensifies the spreading of rumors to a certain extent, making more people infected by rumors. thus, social risks began to accumulate rapidly. the enlargement of social risk is mainly manifested in two aspects: intensifying of psychological fear of residents and the increasing number of people infected by rumors. once social risk accumulates to a certain extent, social risk will burst out, giving rise to a series of mass events. meanwhile, these group social events will in turn speed up the accumulation of social risks. hazard-inducing environments hazard -affected bodies fears of residents; vulnerability of social environment birds migratory; weather conditions; regulatory loopholes of farm hazard -formative factors outbreak of avian influenza fig. 1. social risk system of avian influenza. increasing number of people infected by rumors epidemic breakout increasing number of infected people increasing death toll rumors beginning to spread increasing level of resident’s fear increasing number of mass incidents stage of risk generating stage of risk spreading stage of risk assembling stage of risk outbreak fig.2. evolution chain of social risk of avian in fluenza. published by atlantis press copyright: the authors 56 3. running head society risk control strategies of severe emergent infectious disease 3.1. key elements of the strategy from fig. 1 and fig. 2, it is known that there are primarily three influence factors in the formation and evolution of social risk: the death toll of infections, the spreading degree of epidemic and rumors. therefore, "strengthening the medical treatment ability", "enhancing the quarantine level during epidemic situation "and "promoting the effectiveness of handling public opinion are the key elements in formulating the risk control strategy. (1) strengthening the medical treatment ability to reduce the mortality of patients. the purpose of strengthening the medical treatment ability is to save the life of infections and minimize the mortality rate. once a person is found to infect with bird flu, he or she should be subject to early report, early quarantine and early treatment. moreover, the development of vaccine and its application in clinical trials should be accelerated as soon as possible. (2) enhancing the quarantine level to prevent the further spreading of epidemic. bird flu and sras has varied mode of infection. according to the existing studies, avian influenza can only be transmitted through "bird to bird" and "bird to human", excluding "person to person". however, in practice, once a bird-flu patient is diagnosed, quarantine treatment is conducted firstly, and meanwhile his or her contacts must be put in quarantine for a few days. when avian influenza outbreaks, the poultry farm and surrounding farms need to be disinfected and all the poultry therein should be killed, and vehicles carrying the livestock and poultry should be disinfected. through controlling the infection source and cutting off the mode of infection, the epidemic will be prevented from spreading to the surrounding area. (3) handling public opinions effectively to reduce their impacts on the masses. people’s fear of the epidemic is mainly because h7n9 avian influenza virus is a new one with few known information, which causes uneasiness over the mass psychology. especially when the number of infections and the death toll continues to rise, people’s fear will intensity and rumors begin to spread. confronted with the above situation, a series of measures should be taken to clarify the rumors timely and effectively, crack down on such illegal activities as spreading of rumors by network, publications and other means so as to reduce the effect of rumors on residents. 3.2. a system dynamics model over emergency infectious disease epidemic situation of social risk control effect in order to display the effect of social risk control emergency strategy on emergency infectious diseasein a more visual way, the system dynamics (sd) model is constructed to simulate the process of society risk control. the recovery rate, the source processing efficiency and the rumor clarification rate are optioned to represent the medical treatment capacity, the epidemic quarantine level and rumor processing effectiveness of emergency strategy, respectively. take h7n9 outbreak in shanghai as an example, based on the relationship between different variables, relevant parameters and formula are set as shown in fig.3. (1) basic situation of the epidemic area. shanghai city has an area of 8064.3 square kilometers and a total of 23.83 million populations. the area is distributed with dozens of poultry farms, with each producing about 200000 feather on average. by the end of july 16, 2013, a total of 30 h7n9 infected cases, including 11 death cases, has been reported in shanghai. the mortality was 36.7%, slightly higher than the national average. according to the relevant statistics, during the outbreak, mass incidents caused by epidemic have up to dozens of times, which produced a huge influence on the normal life of residents and social stability. (2) medical treatment of avian influenza. h7n9 is a highly lethal avian influenza. if the patient fails to receive timely and effective treatment, their life would be threatened. therefore, the recovery rate of avian flu is set as the index to evaluate the treatment, namely, the higher the treatment level, the better the medical effect on the avian influenza, and the lower the mortality rate. the infection probability of avian influenza through contact is 6.12% to 7.63%, sothe parameter of the infection probability of avian influenza through contact is set as random uniform (0.0612, 0.0763, 0.001). the infection rate refers to the number of newly infected patients per day, which is associated with the infection probability through contact and the number of people having contact with the virus. thus, the infection rate of avian influenza is set as: the infection probability of avian influenza through contact* the number of people contacting the virus. published by atlantis press copyright: the authors 57 (3) epidemic quarantine and control. the infection mechanism of h7n9 avian influenza is different from that of sars. it has not confirmed thath7n9 avian influenza can be transmitted by "person to person". the major infection source of h7n9 avian influenza is the bird and poultry with avian influenza virus. the epidemic quarantine and control, on one hand, is to disinfect the farm where avian influenza breaks out so as to reduce the probability of human exposure to the infection source. on the other hand, disinfection of the ground and vehicles used in the farm in epidemic area should be strengthened to cut off the transmission route of virus and reduce the diffusion rate of virus. the infection treatment efficiency index is introduced to indicate the quarantine and control level of an epidemic. there is a positive correlation between the infection treatment efficiency and the control level of epidemic situation. according to relevant statistical data, it can be obtained: the disinfection level of infected avian =50000* processing efficiency of infectious source (the quarantine and control level of an epidemic). the diffusion coefficient of epidemic occurred in a farms refers to the number of newly infected farms nearby at unit time when bird flu hits one farm, which is mainly infected by the characteristics of avian influenza virus and bird migration. avian influenza often take place at the beginning of the spring or autumn until the rising or falling temperature is unsuitable for virus survival as time passes by. in addition, migratory birds are obviously seasonal. thus, spring and autumn are two high-occurrence seasons of bird flu. the diffusion coefficient of epidemic taken place in a farm changes with time when the climate is warming or cooling, and the scale of bird migratory gradually decreases until the end. it can be concluded that the diffusion coefficient of an epidemic is in a negative correlation with time. according to relevant statistical data concerning the spreading of h7n9 bird flu in shanghai, the independent variable “time” is set to number of infectionsinfection rate region's population infection probability of avian influenza through contact processing efficiency of infectious source (the quarantine and control level of an epidemic) recovery rate of avian flu (medical treatment) mortality of infections number of rehabilitation death toll of infections resident number of infected by rumor increasing rate of the number of residents infected by rumors residents fear index frequency of mass incidentsoutbreak of massincidents