灾害系统演化的韵律性，本文主要内容关键词为：韵律论文,灾害论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
本文以作者完成的国家科委软科学研究项目《京津唐地区2000年地质－自然灾害系统发展趋势预测和对策研究》为典型实例，对自然系统和社会经济系统演化的韵律性规律及其哲学意义进行探讨和研究。
1 京津唐地区灾害系统的主要韵律性规律
1.2 地震活动强弱的韵律性规律
本区地震活动表现为四个方面的规律，即：时间上的周期性规律；空间分布上的平面迁移律、群发律和深部特征；地震分布强度上的分异规律以及成生上的构造控震规律。
1.2 地震活动在时间上的韵律性规律
历史地震大量统计资料及频度强度曲线表明，地震活动存在百年尺度周期和十年尺度周期，存在有活跃期和平静期交替出现的韵律性规律。
1.3 海平面变化的海水进退韵律性
海平面变化以海水进退为基本特征。
古渤海自更新世纪初开始形成，在200多万年历史中，经历了数次海水进退，海陆交替变化，几经消长，形成了今日的渤海。
渤海海平面变化在时间上也表现出明显的韵律性，如塘沽站1915-1984年海平面变化大致可以分为：①1915年到40年代中期，海平面在波动中明显上升；②40年代中期到60年代末，海平面波动剧烈，但总趋势保持稳定；③70年代以后，海平面逐年急剧上升。
1.4 气候变化的冷暖交替和旱涝交替韵律性规律
(1)气候变化的冷暖交替规律
进入第四纪以来，世界气候经历了4-5次大变迁，按李四光划分，中国东部经历了鄱阳、大沽、庐山、大理四个冰期及间冰期。据竺可桢资料，近500年来，我国气候经历了约20次冷暖交替，其中17世纪最冷有14个严冬，19世纪次之有10个严冬。
京津唐地区从距今12000-13000年进入冰后期，到距今3000年经历了6次周期为千年尺度的冷暖交替，距今3000-700年前经历了周期为百年尺度的冷暖交替。从距今500年到至现代进入最后一个冷期称为现代小冰期，其中可划分出4个冷期（公元1470-1520年，1620-1720年，1650-1700年最冷，1840-1890年、1945－今7和3个暖期（公元1550-1600年、1720-1830年、1916-1945年）。在上述四个冷期中，异常天气频繁，灾害多在此期发生。
(2)旱涝交替规律
京津唐地区旱涝的发生，往往是具有规律的交替，本区在1951-1980年30年中，共有旱年27年，涝年12个，旱涝的发生具有群集性，旱就连续几年旱，涝就连续几年涝，连涝的交替呈有规律演变，旱涝之间往往是旱涝同时出现的年份，即出现旱－旱涝相伴－涝的顺序交替。在程度上也是同步的，大旱之后，往往是跟随大涝，大涝之后往往跟随大旱，其过渡间隔也往往是连年旱涝相伴。
2 应用韵律性规律对京津唐地区2000年灾害系统发展趋势的预测
2.1 2000年前后灾害系统发展总趋势预测
根据地质－自然灾害发展变化规律，已有的资料证明，从现在起到2000年前后，地球运动正在进入一个新的活动期，天体运动也已进入一个新的变异周期，人类将面临一个地质－自然灾害频繁时期。地球各层圈以及太阳运动变化迹象表明，从现在起到2000年前后，地球灾害变异呈以下趋势：气候变化异常、海平面显著上升、地震活动及各类地质灾害频繁。这一总的趋势将构成京津唐地区各类灾害预测的宏观基础。
2.2 京津唐地区2000年地震灾害发展趋势预测
(1)地震活动的周期性演变
从百年尺度周期来看，地震活动演变趋势是：①第一活跃期持续了约240年，平静期持续了约160年，平均周期约200年，从1880年开始的第二活跃期，可能持续到2040-2080年；②根据近500年来地震活动分别在1500年、1600年、1800年前后出现峰值的世纪周期，估计2000年左右也为地震活动的峰值年。
从十年尺度周期来看，地震活动演变趋势是：世纪地震活动高潮期有1905-1910年、1915-1920年、1930-1935年、1945-1955年、1970-1976年，具有10-20年周期，据此推断，1985-1990年以后进入地震活动高潮期。
从太阳黑子活动、地球自转潮汐力等各种周期偶合来看，地震活动演变趋势是：1990-2005年为地震活动高潮期。
以上来自不同方面的资料和不同尺度的周期，虽然各自有些出入，但共同反映出20世纪末与21世纪初为地震活跃期，这一趋势是十分明确的。1990年处于地中海－喜玛拉雅山地震带上的伊朗发生8级地震，处于太平洋地震带上的菲律宾发生8级地震，我国恰在此两地震带的交汇部位，因此，对地震的警惕必须加强。
(2)主要城市地震形势预测（略）
2.3 京津唐地区2000年气候转化和旱涝灾害发展趋势预测
(1)气候变化预测
根据未来10年、20年、30年、40年、50年、100年气温变化趋势；据5年、10年、20年短周期气候变化规律；考虑到地球大气增加的CO[,2]温室效应到2000年有可能使全球气温上升0.6℃，以及人类废热的直接增温效应的微小作用和人为大气尘埃将使地球气温下降0.7℃的抵消作用，我们认为，温室效应及其它人为因素对未来10-50年内气候的干扰可能是微小的，不应估计过高，它们还不足以掩盖或改变自然气候的变化趋势。因此，可以作出如下判断：
①在未来10年、20年、50年、100年内，气温的主导趋势是变冷；
②在变冷过程中存在10年、20年的小的气温波动，即1990年、2000年前后的暖的峰值及其间的冷年，与太阳黑子活动周期相吻合；
③奇数年代以变冷为主，偶数年代以变暖为主；
④各年代中前一个5年比后一个5年有较高的温度。
(2)旱涝灾害预测
①在未来10年、20年、30年、40年、50年乃至100年内，本区变得干旱少雨是气候发展的主导趋势；
②在这一总变化趋势中，未来20年（1990-2010年）处于相对湿润的时期，这可能与太阳黑子22年或更长活动周期有关；
③可能受太阳黑子11年周期及厄尔尼诺效应的复合作用，1988-1992年、1998-2002年为多雨期，1993-1997年、2003-2007年为少雨期，因此，在1990年前后和2000年前后可能出现大的洪涝灾害，1995年前后和2005年前后可能出现较大的旱灾。
2.4 京津唐地区2000年海平面变化趋势预测
根据渤海海平面变化总趋势以及局部地区地壳升降、降雨量变化等多因素分析，渤海海面总的变化趋势是海面缓慢上升，但局部地区差异较大。就京津唐地区来说，北部秦皇岛及其东西附近地区地处构造上升区，海面上升量与地壳上升量基本同步，到本世纪末或更长一段时间，海面升降速率每年不超过1mm，基本保持稳定；西部塘沽大港一带，构造下降，地面沉降和海面上升，海面变化量为三者总和，到本世纪末该区海面上升10-15cm，丰水年可达14-20cm（其中海面上升量为8-10cm）。
2.5 京津唐地区2000年地面沉降发展趋势预测
今后10-20年内，地面沉降仍是本区、特别是本区大城市主要的地质灾害。其发展总趋势是以北京、天津两大沉降区为中心，沉降面积将缓慢扩大。由于采取减少地下水开发强度等措施，市区沉降活动可得到初步控制，沉降强度有所降低，但在远郊区及其它一些新兴工业区，沉降活动将进一步加剧，以至形成廊坊等地的较大规模的新的沉降区。具体来说，本区地面沉降发展趋势是：
天津市区地面沉降采用二元回归模型预测结果：当地下水开采量Q=4730万M[3]／年时，至2000年累计沉降量达2.3-2.5m，最大沉降值将越过3m；当地下水采量Q=1000万M[3]／年时，地面沉降得到控制并普遍回升，回弹速率初期为2-4cm／年，以后逐渐减弱，达到平衡。
市区外围的地面沉降由于未能采取节水措施，地面沉降陆续扩大，按现在沉降速率发展，到2000年前后，近郊区累计沉降量可达400-500mm，军粮城一带海河两岸累计沉降量可达650-750mm。另外，由于市区采取措施水位回升，有可能使地下水形成反漏斗，导致市区地下水向郊区流动。因此严格控制市郊区的地下水开采是面临的严重任务。
北京市地面沉降：根据北京2000年水资源供需平衡预测，地下水开采量不可能有较大缩减，按目前平均沉降速率计算（45mm／年），到2000年累计最大沉降量将达到1069mm，地面沉降面积将扩大到通县一带，大于100mm沉降面积可达1000km[2]以上，南北两个沉降中心将进一步发展。
其他地区地面沉降：在北京、天津大规模地面沉降活动发展的同时，本区一些小型局部沉降活动将逐渐发生或发展，其中主要的沉降可能是：廊坊市所属的固安、坝县等地，不但有可能形成一个较大的新的沉降区，而且将与天津沉降区相连，形成一个更大范围的沉降区。此外，在唐山、遵化等地区，也有可能出现局部沉降。
2.6 灾害经济区划和灾害危险区圈定
根据本区地质构造和自然环境、灾害类型及其组合规律和发展趋势，结合区域经济结构及其发展方向，采用单项灾害经济，环境分区迭加和主导因素分析等综合方法，我们将京津唐地区划分为三个灾害经济区、四个灾害经济亚区，并圈定出九个灾害危险区。
三个灾害经济区是：
(1)西部环境型经济－地质灾害区；
(2)中部综合型经济－地震旱涝灾害区；
(3)东部外向型经济－地震及滨海灾害区。
四个灾害经济亚区是：
(1)北京多功能城市经济－水资源环境城市灾害亚区；
(2)唐山重型工业城市经济－地震及地面塌陷城市灾害亚区；
(3)天津综合性外向型经济－地面沉降及地震城市灾害亚区；
(4)秦皇岛港口外向型经济－海水入侵地面塌陷城市灾害亚区。
九个灾害危险区（略）
3 京津唐地区减灾战略和对策
3.1 经济社会发展对策
(1)建立包含环境灾害因子在内的社会经济发展新模式
地质－自然灾害是自然作用和人类社会经济活动的综合作用的产物。京津唐地区是高度开发区，除可数山区外，人工生态系统已基本替代了自然生态系统。为了实现资源环境－经济社会的协调发展，为了建立一种自觉地、积极地调整社会经济结构及布局，不断增强社会对灾害的承受能力和恢复能力，必须建立一种包含环境灾害因子在内的新的发展模式，这是当今社会，特别是灾害频发的高度开发区社会经济发展的客观要求。
这种新的社会经济发展模式的特点是：协调性；非规划性，即其发展模式为Ed=f(K.L，R)+C（其中Ed为经济发展；K、L、R分别为资金投入、劳动力投入、资源投入；C为灾害因子，是个不定量）；整体性。
将现有的社会经济发展模式转换为新的发展模式，其内容包括：
①发展目标的转换：由单纯经济增长型转换为持续协调发展型；
②社会经济结构转换：由资源环境高消耗型转换为资源环境协调型社会经济结构；
③发展速度及开发强度转换：由强度开发的高速发展转换为适度开发的稳步发展。
(2)调整主要功能城市发展方向和战略
北京－多功能综合性政治文化中心城市，实现这一城市发展目标的关键是解决水资源危机问题。主要对策是：调整产业结构，建立节水型社会经济体系；严格控制城市规模和人口；加强水资源管理；贯彻全面规划，预防为主，防治结合，综合治理的方针。
天津－－外向型工贸结合现代化国际港口城市，从环境灾害角度看，制约其经济社会发展的主要是区域稳定性、地基稳定性和地面沉降三大问题。解决的主要对策是，限制地下水开采地区和开采量，预测开采量减至1000万M[3]／年时，可基本达到平衡，普遍有所回升；扩大水源增加节水范围；利用原积水洼淀蓄水，调节蓄水量。
唐山市－以能源为主的重化工业城市和农副产品加工基地。
秦皇岛－亚洲最大的现代化国际旅游和港口城市。
(3)“哑铃式－大三角－－体化”的生产力城镇化新型布局
①京津哑铃式城镇化经济走廊 北京和天津是本区最大的两个城市，也是全国最大的两个城市之一。两地城市化的发展一直是按照环状布局展开，从城市中心向外呈层圈式放射状推进。人口密度、经济发达程度和生产力密度自中心逐渐向外减少。由于传统的层圈布局，两市城区、市区形成两个环状都市化人工生态系统，成为人类活动最强烈的地区，人类社会经济活动已大大地超过城市环境承载容量，带来了交通、住房、生活设施、工业布局、水供应等一系列难以解决的问题。为此，超载的社会经济容量必须向外疏散和扩展。其方式有二：一是按传统的环状布局，一环一环地继续向外扩展。历史证明这种模式存在三大弊端：第一，它均衡式地向外扩展，不能因地制宜，不利于发挥各地优势；第二，两城市发展基本处于相对封闭的独立状态，不能利用已有交通干线，迅速扩散，回旋余地很小；第三，层圈式的发展到一定程度，势必形成新的趋载层圈，饱和超载层不断增加，不能从根本上解决城市的合理布局，从而达到经济社会－资源环境的协调发展。第二种方式是沿京津间的交通主干线－京津铁路、高速公路和京津大运河发展，形成一条密集的经济走廊，与京津两市已有的环状结构连接形成“哑铃状”的城镇区带。这种模式的特点是：因地制宜，充分考虑环境灾害因素；充分利用京津间的铁路、高速公路和水运交通干线，作为人口和产业扩散的有效渠道；充分发挥扩大农村地区的养护调节作用，形成城乡协调发展的新型城镇化布局体系。
②京津秦大三角互补型经济布局 大三角是指京津秦三市及联接它们之间的交通干线所组成的三角地带。它包括北京－廊坊－天津城镇化经济走廊，天津－塘沽－汉沽，唐山－北戴河－秦皇岛沿海向外型经济地带和北京－三河－丰润－抚宁－秦皇岛沿京秦线，京秦高速公路发展的新兴工农业经济开发带。这三个地带是本区人口和经济发展的最密集地带，由于各自的社会经济及自然环境特点，从本区自然环境结构内在联系的整体性以及人类活动内在联系的相关性和经济活动的互补出发，把它们看成是三个相互联系、相互影响的经济区域作为一个完整的“社会－经济－自然”复合生态系统，进行综合开发，实现全区的协调、综合发展，这就是大三角互约型经济布局的基本构想。这一构想的关键有两点：第一，京－秦新兴开发带的重点在于重新认识和调整北京和秦皇岛两市的相互关系，重新认识和确立秦皇岛在本区乃至全国经济发展中的地位，加速把秦皇岛建设成为北京的新门户和21世纪亚洲最大国际港口城市；第二，天津－唐山－秦皇岛沿海外向型经济地带，主要是利用沿海的优势，发展外向型经济，天津的人口和城市容量可以沿海向北扩散。充分发挥唐山突出的资源优势，发展与天津、北京、秦皇岛等地互补产业
③城乡一体化和京津唐全区经济一体化发展格局 城乡一体化是指城市和农村经济发展和布局的关系而言。京津唐地区是全国城市分布密度最大的地区之一，同时也是农村经济发展很快的地区，城市对农村经济的辐射作用和依赖性，农村对城市的养护作用和专属性，都显得十分突出，推进城乡经济的一体化，既是本区经济发展的客观要求，也是使本区经济社会－资源环境协调发展，解决本区环境灾害危机的可行途径。全区经济一体化，就是要打破行政区划的分割，按照统一的相互联系的经济体系和生态环境体系的要求，在全区经济布局上优势互补，合理分区，密切协作。
3.2 京津唐地区灾害防治对策
建立和完善灾害要素监测及分析系统；建立灾害测报系统，做好短期预报和中长期预测；建立临灾预报决策评估系统，对灾害损失、预报代价和预报收益进行预评估；重点设防，有效加固，建立预防系统工程；加强宣传教育，提高全民减灾意识。
3.3 京津唐地区救灾对策
建立预防为主，平战结合，举国一致，全区一致的救灾体制；制订救灾预案；采用行政、经济、法律多种有效形式搞好灾后调整；开展灾害保险，建立灾害风险分担机制；开展国际交流合作，积极争取国际援助。
4 事物演化的韵律性的普遍性及其哲学意义
由上可见，韵律性是整个自然界、人类社会、乃至生命演化发展的一个普遍规律，是事物发展运动的最一般形式。这一韵律性形式体现以下特点：
4.1 韵律性来源于运动的总体性：前述的地震演化韵律性、气候冷暖交替和旱涝交替的韵律性、海平面升降及滨海灾害的韵律性等，它们都来源于地球运动的整体性。在地球的运动过程中，随着太阳系统银心点的转动，地球的自转速度、公转速度、公转轨道以及地月距和空间物理场都相应发生周期性变化，从而使地球的气候、地壳运动、岩浆活动、海水运动以及生物演化和沉积演化等都发生周期性变化，使各类地质－自然灾害表现出明显的韵律性规律。一切事物都处在运动中，自然界以及人类社会系统中各种事物的运动构成一个相互联系、相互作用的运动整体，它们有其自己特定的运动规律及韵律性规律，认识这种韵律性规律，是人类认识自然、改造自然、以及正确处理人类社会经济活动与自然的基础。
4.2 韵律性的系统性和层次性：任何事物的韵律性演化都由不同层次组成，构成不同级别，依次控制的演化系统，就灾害系统来说，其韵律性主要由天体运动周期、地球运动周期、生物运动周期等不同系统和层次组成。其中，地球运动周期又由大气圈运动周期、水圈运动周期、岩石圈运动周期组成；生物演化周期又可分为种群周期、生命周期、细胞运动周期等不同的层次。
4.3 韵律性在时间上的多尺度性：由于韵律性具有系统性和层次性，所以，不同系统、不同层次的规律，形成运动演化韵律的多种尺度周期。如地震的万年、千年、百年、十年等尺度周期；反映太阳系运动、地球运动的年、月、日的不同尺度周期；反映人类生命的出生、幼年、青年、壮年、老年、死亡周期；反映经济社会的千年、百年、十年、五年、年、月、日周期，等等。
4.4 韵律性在空间上的迁移分异性和往复性：如气候灾害的南涝北旱、北旱南涝；地震活动的带内迁移和带时迁移，以及沿40°纬度的东西向往复迁移；地质历史发展中活动地块与稳定地块的分异和转化；人类社会的治乱沿区域分异等等。
4.5 韵律性的矛盾性：韵律、周期是一定系统的周期性循环，是对立事物的相互转化，但这种转化是分层次、分时序、分空间的，这就比我们一般意义理解上的矛盾转化更为深刻了。
4.6 韵律性的自组织功能和调节功能：韵律性是事物或系统演化发展过程中一种自我调节的过程，即系统的自组织过程；是从无序到有序，渐变到突变的往复过程；是事物所以能够存在并不断发展的基本内在依据。
由于韵律性具有上述深刻的哲学意义，建议把韵律性、周期性规律作为一个普遍的哲学规律加以研究。
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