贝宁内陆山谷的干旱和洪水灾害：严重程度、适应策略及相关因素在苏丹-几内亚区和几内亚区的差异

《International Journal of Disaster Risk Reduction》：Drought and flood hazards in inland valleys of Benin: severities, adaptation strategies and associated factors across the Sudano-Guinean and Guinean zones.

　　干旱与洪水时空分布及农民适应策略研究——以贝宁内陆河谷为例。通过SPEI指数、随机森林算法和混合方法，揭示贝宁内陆河谷呈现高旱、高涝、中混三类空间分异特征，土壤有机碳、SPEI值和砂含量是主要驱动因素，农民采用有机种植、灌溉调整、作物轮换等8-3项组合策略，市场可达性、土地权属和技术推广是决策关键。

　　
本研究以贝宁内陆 valleys 为对象，系统分析了干旱与洪水灾害的空间分布特征、形成机制及农户适应性策略。研究依托气候模型、地理信息系统和田野调查方法，揭示了西非内陆 valleys 在气候变化背景下面临的双重脆弱性，即干旱与洪涝的频发交替。

一、研究背景与问题提出
贝宁拥有860,000公顷的内陆 valleys 资源，作为国家粮食安全战略的核心载体。然而，过去30年气候异常导致农业损失加剧，2008-2009和2019年极端洪涝使80%农田被淹，而2001-2002和2016年干旱造成稻谷减产达29%。现有研究多单独分析干旱或洪涝，缺乏对灾害耦合机制的系统研究，且忽视农户行为与地理特征的交互影响。

二、研究方法体系
（1）灾害识别框架：整合气候水文指标（SPEI）、地形特征（DEM数字高程模型）和土壤参数（有机质含量、砂粒比例），构建"气候异常-地形调节-水文响应"三维分析模型。采用12个月标准化降水蒸散量指数（SPEI）划分干旱/洪涝等级，结合随机森林算法识别关键驱动因子。

（2）空间抽样设计：在萨瓦卢（22个valleys）和佐部门（Zou department，55个valleys）实施分层抽样，确保气候脆弱带（如SPEI<-1.5区域）覆盖率达68%。通过GIS空间分析，建立包含海拔梯度（0-200米）、排水密度（0.5-2.0 m2/s）和土壤类型（砂质、壤土、粘土）的多元空间数据库。

（3）农户调查方法：采用混合研究设计，在136个焦点小组（FGDs）中收集1124名农户的灾害经历数据，通过结构化问卷量化适应策略。重点考察三个维度：土地属性（私有/集体）、基础设施（道路类型、市场距离）、社会经济资本（组织成员、输入获取渠道）。

三、核心研究发现
（1）灾害时空分布特征：
- 干旱事件：SPEI<-1.5发生频率达35%，萨瓦卢区干旱持续时间（9.13个月）显著高于佐部门（6.64个月）
- 洪涝事件：SPEI>1.5发生频率30%，佐部门区洪水持续时间（7个月）较萨瓦卢区（5.15个月）延长38%
- 年际极端事件：2001-2002年干旱（SPEI=-1.64）、2008-2009年洪涝（SPEI=1.99）构成21世纪以来最显著气候波动

（2）灾害形成驱动机制：
- 干旱主因子：土壤有机质（SOC）<0.8%区域干旱概率提升42%，砂质土含量>60%使干旱风险增加35%
- 洪涝主因子：年降水量>1200mm区域洪水频率达33%，SPEI>1.5时洪水发生概率与有机质含量呈正相关（r=0.67）
- 地形调节作用：排水密度每降低0.1m2/s，洪水持续时间延长1.2个月；海拔梯度每上升10米，干旱频率增加8%

（3）农户适应策略特征：
- 多策略组合：应对干旱采用4-8种策略（平均6.2种），包括有机耕作（58%）、灌溉设施（47%）、作物轮换（85%）
- 空间异质性：佐部门区农户更倾向采用作物改种（洪水区61%）和土壤改良（有机肥使用率72%），萨瓦卢区则侧重灌溉（灌溉设施使用率58%）和品种耐旱改良（43%）
- 经济约束显著：距离市场>50公里区域，适应措施实施率降低37%；集体土地所有制下策略组合减少2.8种

四、创新性理论贡献
（1）构建"气候-地形-社会"耦合分析模型，突破传统单因子灾害评估局限。通过SPEI指数与土壤参数的交互效应分析，揭示有机质含量与砂质比例的协同作用机制，解释了同类气候指标下不同区域灾害差异（如SPEI=-1.5时，砂质土区干旱概率达78%，而壤土区仅32%）。

（2）提出"韧性梯度"理论，将内陆 valleys 划分为三类：
- 高干旱区（35%）：土壤有机质<0.6%，排水密度<0.8m2/s
- 高洪涝区（30%）：年降水量>1300mm，SPEI>1.5持续期>6个月
- 混合脆弱区（35%）：呈现周期性交替灾害特征

（3）建立"技术-制度-自然"三维适配框架：
- 技术层：开发SPEI预警阈值动态调整系统，集成土壤墒情监测与作物生长模型
- 制度层：设计土地产权交易市场，建立集体土地使用者补偿基金（建议额度为市场价的15-20%）
- 基础设施层：规划"韧性道路网"，优先在SPEI<-1.0区域建设砂砾混合路面（抗压强度≥15MPa）

五、政策启示与实践路径
（1）灾害风险管理：
- 建立"双季预警"机制：旱季前90天发布灌溉准备指南，雨季前30天启动防洪预案
- 开发"气候-土壤"适配指数（CSI），整合SPEI、有机质含量、砂质比例等参数，实现精准灾害评估

（2）适应性农业转型：
- 推广"海绵农田"技术：在洪涝区实施等高线种植（坡度≤5°）配合生物排水沟（间距≤50m）
- 构建"气候走廊"：沿SPEI>-1.0区域布局耐旱作物带（高粱、粟），沿>-1.5区域发展耐涝作物（水稻、浮萍）

（3）社会经济支持体系：
- 设立"气候韧性基金"，对采用组合策略（≥5种）的农户给予每公顷$20-30补贴
- 开发"数字孪生 valleys"平台，集成GIS、气象卫星（如MODIS）、土壤传感器数据，提供灾害发生概率预测（误差<15%）
- 实施"道路-市场"联动物流优化，将农户平均运输成本降低40%（目标值）

六、研究局限与展望
当前模型对地下水位动态响应尚不完整，建议后续研究纳入InSAR技术监测土壤湿度变化。在制度设计层面，需建立跨部门的"气候韧性办公室"，整合农业、水利、土地管理三部门资源，形成"监测-预警-响应-评估"闭环管理机制。

该研究为西非内陆 valleys 提供了从灾害识别到适应性管理的完整解决方案，特别在"高干旱区-高洪涝区"的差异化策略制定方面具有重要参考价值。通过将SPEI指数与土壤有机质动态关联，成功解释了2016年萨瓦卢区干旱中有机质含量与灾害强度的非线性关系（R2=0.83），为精准农业干预提供了科学依据。