气候变化与社会经济发展对黄河流域洪水暴露的双重影响及调控策略研究

　　为解决全球气候变化与快速城市化背景下洪水风险加剧的问题，研究人员基于SSP-RCP情景模拟框架，系统评估了中国黄河流域未来城市淹没土地、人口暴露和GDP暴露的时空演变特征。研究揭示了社会经济因素对洪水暴露的主导作用，量化了现有防洪措施的调控效率，发现下游区域防洪效率较高而中上游防护不足。该成果为流域韧性规划提供了关键科学依据，发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》。

　　

在全球气候变化加剧和城市化快速推进的双重背景下，洪水灾害正以前所未有的速度重塑人类社会风险格局。作为中国第二大河流，黄河流域承载着1.14亿人口和16.5万亿元GDP，其下游平原区既是经济核心带又是历史泛滥区。尽管流域内已建成包括小浪底水库、高标准堤防等防洪工程体系，但近年来极端降水事件频发、城市建成区持续扩张，使得传统防洪体系面临严峻挑战。更关键的是，现有研究多聚焦单一气候或社会因素影响，缺乏对防洪措施实际效能的量化评估，导致风险预判与防控决策存在偏差。

针对这一科学难题，中国科学院地理科学与资源研究所的研究团队创新性地构建了多情景耦合评估框架。研究整合了CMIP5多模型气候数据、高分辨率城市扩张预测和FLOPROS防洪标准数据库，采用FIMh洪水淹没制图技术，系统模拟了2010-2100年间黄河流域在15种SSP-RCP组合情景下的洪水暴露演变。通过设计"全因素""无洪水变化""无城市变化"三类对比情景，首次实现了气候与社会经济因素的贡献解耦，并创建了人口-防洪效率（P-FPE）和GDP-防洪效率（G-FPE）量化指标。

4.1 洪水淹没城市土地的估算
通过叠加分析发现，下游省份（山东、河南）城市淹没比例最高达3.47%，到世纪末将增长6.93-12.04%。SSP3情景下城市扩张导致淹没面积增幅最大，而RCP8.5情景使淹没范围扩大最显著。值得注意的是，气候变化对淹没面积的影响呈现时段差异性：2050年代气候变率反而抑制了6.62%的淹没扩张，而2090年代则加剧了12.04%的淹没风险。

4.2 洪水人口暴露评估
研究显示人口暴露峰值出现在2030年代，至世纪末SSP3路径下仅下降6.22%，而SSP4路径剧减47.23%。空间上，宁夏、河南等中游省份暴露人口逆势增长，与当地人口政策密切相关。防洪效率评估揭示：2000年代94%的城市P-FPE>0.6，但到2090年代仅25%城市有效，中上游城市如大同（P-FPE=0）、平凉（0.07）防护严重不足。

4.3 洪水GDP暴露估算
GDP暴露在SSP5路径下增长133.3%，显著高于SSP3的19.3%。尽管下游城市如济南（G-FPE=0.72）保持较高防护效能，但中游28个城市G-FPE持续低于0.6，其中吴忠（0.27）、银川（0.29）等面临重大经济风险。

这项发表于《Journal of Hydrology: Regional Studies》的研究具有三重科学价值：首次量化了黄河流域防洪工程在气候变化背景下的效能衰减规律，证实现有措施到世纪末仅能保护25-35%的城市；揭示了社会经济因素对洪水暴露的绝对主导作用（贡献率68-72%），颠覆了传统"气候主导"认知；构建的"暴露-防护"评估框架为全球大河流域风险管理提供了范式。研究建议重点加强中上游城市防洪标准，并将SSP3路径下的特殊人口风险纳入流域规划考量。未来研究需融合更高精度的夜间灯光数据（如VIIRS）和动态防洪工程数据库，以进一步提升评估精度。

该成果的实践意义在于：为黄河流域生态保护和高质量发展战略提供了风险管控抓手，特别是对郑州、济南等国家中心城市群的韧性建设具有直接指导价值。研究提出的"双效率"指标（P-FPE/G-FPE）已被纳入中国《流域防洪规划技术导则》修订方案，推动防洪决策从经验判断向量化评估转型。