全球大宗物资港口海运的
多尺度风险评估

王梦颖、方志祥、禹佳宁 地球信息科学学报 · 2026 · 28(6): 1766-1784 DOI: 10.12082/dqxxkx.2026.260049

全球大宗物资海运网络支撑能源、矿产和工业原料的跨国流动,港口作为海运—陆运衔接枢纽,其风险状态直接影响供应链韧性与国家资源安全。本文基于 IPCC 风险理论框架,将港口海运风险分解为危险度、暴露度和脆弱性三类维度,融合极端气象、地缘政治、运输规模、网络地位和替代能力等指标,构建全球大宗物资港口海运多尺度风险评估模型,识别高风险港口、区域差异、物资差异和突发事件冲击效应。

大宗物资 港口风险 海运网络 IPCC 风险框架 地缘政治 极端气候
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01 · 研究背景与问题

港口风险已从局地中断演化为全球供应链风险

原油、液化天然气、铁矿石等大宗物资高度依赖海运体系。近年来极端天气、风暴潮、极端降水、地缘冲突和通道危机频发,使全球港口网络面临复合扰动,传统单一指标或局部风险评估难以解释系统性风险传播。

气候冲击

极端天气影响港口作业

热带气旋、强降水、极端高温和风暴潮会导致装卸效率下降、航行延误和港口临时关闭。

地缘扰动

冲突与制裁重塑贸易流向

俄乌冲突、红海危机等事件改变航线选择和运输成本,使部分港口风险快速上升。

网络依赖

关键节点失效具有外溢效应

枢纽港口一旦受扰,影响不局限于本港,而会沿航线网络扩散到上下游供应链。


02 · 评估框架

危险度—暴露度—脆弱性三维风险建模

研究借鉴 IPCC 灾害风险理论,将港口风险视为外部冲击强度、受影响资产规模和自身抵抗恢复能力共同作用的结果,并构建港口—物资—时间三维风险指数。

M1
危险度量化:自然风险与地缘政治风险

选取最大风速、降水量、极端气温等气象变量表征自然危险度,并纳入地缘政治风险指标,刻画港口外部冲击环境。

HazardExtreme WeatherGeopolitical Risk
M2
暴露度量化:贸易规模与物资依赖

根据港口在不同大宗物资中的吞吐量、航次、贸易联系和运输规模,衡量港口一旦受扰可能暴露的经济与物流影响范围。

ExposureCargo FlowPort Throughput
M3
脆弱性量化:网络地位与替代能力

结合港口网络中心性、连通性、路径替代性和运输恢复能力,评估港口面对冲击时是否容易形成瓶颈。

VulnerabilityNetwork CentralitySubstitutability

综合风险指数

PRI(i,t,k)
= 1/3 × [ HI(i,t,k)
+ EI(i,t,k)
+ VI(i,t,k) ]

HI: Hazard Index
EI: Exposure Index
VI: Vulnerability Index

港口风险不仅取决于灾害强度,还取决于承载的贸易规模和网络替代能力。

多尺度分析维度

Port Scale: 高风险港口识别
Regional Scale: 风险集聚区分析
Commodity Scale: 物资差异对比
Event Scale: 突发事件冲击评估

多尺度框架有助于区分“局地高危港口”和“系统性供应链脆弱区”。


03 · 风险规律与政策价值

识别高风险节点并解释运输异常

研究不仅构建风险指数,还强调验证风险指数对实际运输异常的解释能力,例如航行延误、港口拥堵和航线绕行,从而增强模型的现实解释力。

HI
危险度
气候与地缘冲击
EI
暴露度
贸易规模与依赖
VI
脆弱性
网络替代与恢复
PRI
综合风险
港口风险排序
相对传统港口风险评估的改进
  • 同时纳入自然灾害风险和地缘政治风险,适应当前复合风险环境。
  • 按物资类型区分风险,避免将原油、LNG、铁矿石等不同供应链混为一谈。
  • 在港口、区域、物资和事件多个尺度上识别风险格局。
面向供应链韧性的应用价值
  • 识别高风险港口和高暴露贸易链,支撑重点监测和预警。
  • 评估航线替代能力,为运输路径优化和应急调度提供依据。
  • 分析重大事件前后风险变化,为能源和矿产安全战略提供支撑。

04 · 结论与启示

全球大宗物资安全需要港口网络风险治理

本文将港口风险置于全球海运网络和大宗物资供应链中进行评估,揭示了气候变化、地缘政治与网络结构共同塑造风险格局的机制,为港口韧性建设和关键物资安全保障提供了方法支撑。

复合风险框架

危险度、暴露度和脆弱性三维指标能更系统地刻画港口在极端气候与地缘扰动下的风险状态。

多尺度风险识别

模型可从港口节点、区域集聚、物资类型和突发事件层面揭示风险差异与演化规律。

支撑韧性治理

成果可服务关键港口监测、航线替代规划、战略物资储备布局和全球供应链风险预警。