1 绪论
1.1 研究背景
无论对人类社会本身，还是对人类社会的经济发展，海岸带都至关重要，而且全球大部分的经济财富都来自于海岸地区[1]。同时，海岸带人口密集，超过百分之五十的人口分布于此，未来可能还会更多；海岸带也是生态过渡带，对海平面的变化很敏感[2-3]。在海岸带地势低平地区，海平面的变化对其影响更大，尤其是对当地的工业、农业、渔业、人口等。
根据 IPCC(政府间气候变化专门委员会)的报告显示，气候的变化以变暖为主[4]。2013 年 9 月 27 日，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告(AR5)的决策者摘要(SPM )[5]发布。从工业化至今，大气中的温室气体的浓度不断上升，如CO2 、CH4 和 N2O 等[6]，而全球温度将会随着持续排放的温室气体升高。相比与1986～2005 年的地表均温，2016～2035 年或将升高 0.3～0.7℃，到 2081～2100 年，温度或将升高 0.3～4.8℃。温室气体排放越少，增幅就越小；温室气体排放越多，增幅就越大[7]。
全球气温升高影响着海平面的变化。在过去的 100 年中，温度的升高使得冰雪融水进入海洋，再加上海水吸热升温后膨胀，海平面的年均上升指为 1～ 2 mm。预计未来 100 年，海平面还将随着气温升高加速上升，上升速率有可能达到 5～ 10 mm/a[8]，而 1993～2010 年，上升速率在 2.8mm/a 到 3.6 mm/a 之间[7]。近百年来，西北太平洋温度也在升高[9]。1970 年以来，从全球来看，由极端高海平而所引发的事件可能也在增加[10]。海平面的上升，将会加强极端海洋灾害的程度，对沿海地区的发展造成危害[11]。极端海洋灾害之一风暴潮的增水水位也会抬升，破坏力加强[12]。
过去 100 年间，我国海平面约上升 20cm 到 30 cm[13]。近 30 年来，上升最显著的是天津沿海、山东沿海、江苏沿海和海南沿海[14]。海平面上升使得风暴潮的灾害更加严重。20 世纪后半叶，由于风暴潮灾害，我国年均直接经济损失从约 1 亿元上升到约 20 亿元[15]。20 世纪 90 年代以来，风暴潮灾害造成的直接经济损失达到海洋灾害的 95%；总体上，风暴潮灾害造成的经济损失是明显上升的[11]。仅 2009 年，
风暴潮灾害有 5 次[16]。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
脆弱性这一概念起源于对自然灾害的研究，在地学领域，Timmerman P. （1981）首先提出了脆弱性的概念[23-24]，即在风险灾害中，某些要素导致的损失程度[25]。在2001 年，IPCC 将脆弱性定义为：＂系统容易受到气候变化（包括气候变化率和极端气候）造成的不良影响或者无法应对其不良影响的程度。脆弱性是系统内的气候变率特征、幅度和变化速率及其敏感性和适应能力的函数＂[26]。由于中文表达，国内有学者认为易损性和脆弱性为同一概念，也有学者认为两者不同[27]。
20 世纪 50 年代，欧美国家已经开始研究风暴潮的预报，现今，根据不同地区的气候和水文特征，美国[28]、荷兰、英国、丹麦的、澳大利亚等地已经有成熟的预报模型，并用于实际情况中[29-36] 。20 世纪 60 年代，美国提出可能最大暴雨、洪水，对工程的设计提供参考[37]；20 世纪 80 年代，在主要考虑不同等级的热带气旋风暴潮的基础上，美国制作了风暴潮最大增水产品[38]；1995 年，美国开发了热带风暴潮灾害分析系统，制作了风暴潮脆弱性等级图，主要用于人员疏散与避灾设施建设等[39]。
IPCC 提出海岸带脆弱性评估的一般方法之后，出现了许多关于海平面上升条件下，对海岸带影响的脆弱性评估。2001 年，
Bryan 等评估了气候变化影响下澳大利亚北斯宾塞港的脆弱性[40]。2002 年，Zerger 等研究了非确定的因素对风暴潮灾害影响，并检验了风险决策模型的有效性[41-42]。2007 年，Szlafsztein and Sterr 通过 GIS设计了涵盖 16 个指标的评估指标体系，并对巴西帕拉州海岸带区域社会经济的脆弱性进行了评估[43]。2012 年，Kebede and Nicholls 利用 GIS 研究了风暴潮对达累斯萨拉姆人口以及财产暴露度的脆弱性，并提出减缓风暴潮影响的措施[44]。2013 年，Darsan 等通过 GIS、Dem 和土地利用类型，定量评估了风暴潮淹没区的脆弱性[45]。
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2 研究区概况
2.1 位置与范围
山东省沿海地区，北起滨州章卫新河，南到日照绣针河河口，地处 117.54°E～119.36°E，35.08°N～38.27°N 之间。滨邻渤海、黄海，海岸线长达 3024km，占全国海岸线总长的六分之一[59]，包括莱州湾、荣成湾、石岛湾、靖海湾、胶州湾等多个海湾，蓬莱角、成山角与崂山头等岬角，还有两百多个岛屿，较著名的有养马岛、刘公岛等。包括滨州市、东营市、潍坊市、烟台市、威海市、青岛市与日照市等七市，研究区内涉及七市所辖 35 个县、区、市[58]（图 2-1）。
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2.2 地质地貌
山东省沿海地区断裂构造主要包括五莲～青岛断裂带、即墨～牟平断裂带和蓬莱断裂带等。地貌类型多样，包括平原、台地、丘陵和山地等。山地海岸曲折，港湾较多；平原海岸地区地势低平；南部与东部分布有低山丘陵，间有冲积平原及台地，地势稍低[59]。
山东省沿海地区的气候属于温带季风气候。西南温度较东北温度稍高；年均降水量为 650mm 到 850mm，南侧较西北侧降水量稍高；夏季降水强度较大，暴雨较多；全年平均风速为 3.2m/s 到 6.7m/s 之间，冬春季较夏秋季风速高，冬季多偏北风，冬春风速高，最大风在 11 月份，最大风速在 20m/s 到 35m/s 之间；夏季多偏南风，夏秋风速较小[58]，全年风能较为丰富。
2017 年，渤海沿海地区海平面比常年高 42mm；山东省沿海地区则较常年高25mm，未来 30 年，山东省沿海海平面将上升 80mm～170mm。高海平面会加剧暴潮的破坏程度[60]。
山东省沿海地区渤海海峡以西、山东省半岛东端海区为不规则半日潮，其余海区为规则半日潮[61]。涨潮时，北侧水域潮流向西，南侧向西南，落潮时，北侧水域潮流向东，南侧向东北[62]；平均潮差为 0.35～3.06m；从黄河口附近海域至山东省半岛东南部的石岛验潮站，其平均潮差均小于 2m。山东省南部沿海从文登到日照的海域，平均潮差均在 2～4m 之间[63]。北侧最大超差小于 3.0m，南侧最大较北侧明显增大，其中青岛最大超差达 6m 左右；南部海域高潮的发生时间自东向西顺延，潮差也出现自东向西逐渐增大的规律[64]。
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3 研究方法........................................ 11
3.1.1 潮位数据........................................ 11
3.1.2 影像数据............................... 11
4 研究结果.................................................21
4.1 淹没范围...................................................21
4.2 GDP 密度...................................21
5 讨论..............................................28
5.1 经济脆弱性评价........................................28
5.1.1GDP 脆弱性评价...........................................28
5.1.2 耕地脆弱性评价..........................................31
5 讨论
5.1 经济脆弱性评价
5.1.1GDP 脆弱性评价
根据公式 6 得到 GDP 密度比（P）（表 5-1）。通过百年一遇风暴潮潮位数据和各行政区淹没面积，其中淹没范围主要集中在东营，滨州与潍坊。根据公式 4 计算得到各行政区淹没面积比（S）（表 5-2）。通过百年一遇风暴潮潮位数据和各行政区平均海拔高度，其中潍坊，东营部分地区，胶州湾及日照沿海地区淹没深度较大。根据公式 5 计算得到各行政区淹没深度比（H）（表 5-3）。
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6 结论
本文研究基于百年一遇风暴潮潮位，以山东省沿海七市的县、市、区为研究的基本单元，选取各基本单元的 GDP、耕地、工业、渔业、道路、人口等为研究指标，利用 landsat 影像数据，Dem 高程模型，通过地理信息系统分析评价研究区的经济脆弱性，结论如下：
（1）百年一遇风暴潮淹没影响的山东省沿海地区综合经济脆弱性分布，无脆弱性极高的地区；脆弱性很高的是东营区；脆弱性为高的地区有广饶县、河口区、垦利县、城阳区、昌邑县、黄岛区、寿光市、寒亭区。
GDP 脆弱性较高的地区有寒亭区和城阳区；脆弱性很高仅黄岛市；脆弱性为高的地区有莱州市、 东港区、寿光市、昌邑县、广饶县、东营区。耕地脆弱性等级为极高的地区是寿光市；脆弱性等级为很高的地区是广饶县；脆弱性等级为高的地区是寒亭区、昌邑县。工业脆弱性极高的地区在黄岛市；无脆弱性很高地区；脆弱性为高的地区有垦利县、河口区、城阳区。渔业脆弱性极高的地区在荣成市；脆弱性很高的地区是乳山市；脆弱性为高的地区有海阳市、昌邑县、东营区、利津县。道路脆弱性等级为极高的地区是寒亭区、昌邑县、垦利县；脆弱性等级为很高的地区有河口区、东营区与寿光市；脆弱性等级为高的地区是城阳区、黄岛市与广饶县。人口脆弱性极高的地区是东营区；没有脆弱性很高和高的地区。
（2）GDP 脆弱性较高的地区主要分布于莱州湾、胶州湾地区；耕地脆弱性较高的地区主要分布于莱州湾地区。对以上脆弱性较高区域，可适当调节该地区的经济布局，尤其是黄河三角洲和胶州湾地区，适当迁移资源依赖较弱的产业，就地保护资源依赖性强的产业。
（3）工业脆弱性较高的地区主要分布于莱州湾、胶州湾地区。这些这些脆弱性较高区域，除适当调节产业布局外，对当地工业要合理发展，如采矿业，不合理的开采会导致地面下沉，扩大风暴潮灾害；合理的开采不仅要选用科学的方法，也要适当的控制矿产的开采。
参考文献（略）