低海拔沿海地区(LECZs)居住着全球10%以上的人口，而且这一比例还在增长(Neumann et al. 2015)。但lecz的吸引力带来了问题，因为它们容易受到洪水，包括热带风暴的影响，每年影响世界各地数百万人(Brakenridge 2021年)。洪水问题在美国尤为严重，在目前情况下，仅热带风暴造成的年度损失估计就高达570亿美元，其中三分之一由纳税人承担(美国国会预算办公室2019年)。更糟糕的是，全球海平面正在上升(Pörtner et al. 2019)，对不同的沿海地区产生了不同的后果:美国大西洋和墨西哥湾海岸在20世纪经历了世界上一些最快的局部海平面上升速度(SLR)。预计这一趋势将继续下去，使洪水发生的频率增加——在某些情况下增加一个数量级(Dahl等，2017年)。
在这种背景下，了解沿海地区的住房建设在哪里是很重要的。在最近的研究中(Lin等人，2021年)，我们收集了一个关于住房和洪水风险位置的新数据集，跨越数千公里的海岸，跨越美国大西洋和墨西哥湾沿岸的主要城市中心、小城镇和农村地区，以调查这一问题。这些数据涵盖了二十年，是高度分散的空间尺度。这些数据包括来自人口普查的住房信息和来自卫星图像的土地覆盖信息，以及单反相机的倾向性、洪水损害和监管限制的措施。这些数据使我们能够探索在那些因气候变化而给居民和纳税人带来洪水风险的地区进行建设。我们使用这些数据来记录现有住房存量和新建设项目如何随着距离海岸的远近而变化。结果是一个新的和详细的图片在lecz的住房，以及它与不同地点的脆弱性对洪水和单反的关系。
我们还开发了一个模型，为我们的发现提供了一个简洁的解释。该模型回答了如下问题:为什么住房集中在海岸附近，而不是正对着海岸?为什么沿海城市不对称?为什么自由贸易园区的新住房越来越多地建在洪水易发地区，而这在以前是避免的?为什么这种情况尤其发生在城市边缘地区?最后，我们扩展了我们的模型，并使用它来研究单反可能如何重塑城市，并考虑洪水和纳税人补贴成本上升的影响，一些社区的经济衰退，以及通勤时间延长。
我们首先记录了9个程式化的事实，并将其归纳为3个主要发现:
1990年沿海地区的形状
- 首先，住房单元密度在海岸附近达到峰值，但不是恰好在海岸附近，在海岸一侧下降得更急剧。
- 其次，沿海地区是不对称的——它们的中央商务区(CBD)更靠近海岸边缘。
- 第三，这种不对称随着城市规模的扩大而增加。
图1人口集中在海岸附近，而不是恰好在海岸
笔记:此图显示了系数(粗体线)和95%置信区间，来自对距离海岸10公里内40多万个人口普查区每平方公里住房单元的对数回归。住宅密度分布在海岸附近达到峰值，但不是恰好在海岸。在海岸边下降得更快。
图2靠近海岸的地方不对称
笔记这张图显示了波士顿附近人口普查指定的地区，其cbd呈圆圈状，说明了沿海地区的不对称。靠近海岸的地方是不对称的，cbd靠近海岸，而内陆的地方在cbd周围更对称。
如何解释沿海地区的形状?
- 第四，容易被单反拍摄的人口普查区建造得更稀疏;但有单反倾向的条件，靠近海岸的街区建筑更加密集。
- 第五，沿海地区单反倾向急剧上升。
- 第六，当我们靠近海岸时，洪水造成的损失也会急剧上升。
综上所述，这些程式化的事实表明，靠近海岸的舒适与靠近海岸的洪灾倾向之间存在着一种紧张关系，洪灾倾向在海岸附近急剧增加。
图3洪水造成的损失随着距离海岸的距离而迅速减少
笔记这个数字显示了几十年来国家洪水保险计划(NFIP)索赔的对数，按照住房单元的数量和到海岸的距离进行了标准化。最靠近海岸的地区，每个住房单元的损失比内陆地区大2-3个对数点(或大约7-20倍)。
1990-2010年的增长模式
- 第七，1990年至2010年间，单反相机高发地区的净新建房屋数量是1990年存量房屋数量的两倍多。
- 第八，单反相机的高发地区更有可能发展在人口密集的地区。
- 最后，在人口密度最大的地区，新建筑集中在中等风险的单反易发地区，而避开了风险最大的地区。
图4迈阿密海滩和佛罗里达州迈阿密
笔记这个图显示的是佛罗里达州迈阿密和迈阿密海滩的一个区域。高亮显示的人口普查区有一部分土地易于海平面上升一英尺，1990年人口普查区密集，1990-2010年净住房单元呈正(黄色)或正且大幅增长(橙色)。我们在其他城市也发现了类似的模式，如纽约、波士顿和坦帕。
我们表明，我们的9个风格化事实是强有力的，排除了人口普查区，这些普查区大多是免受私人住宅建设的影响，因为它们要么是保护区、军事基地，要么是公园。当我们使用基于卫星图像的建筑面积数据时，我们也发现了与我们的风格化事实一致的证据，这些数据涵盖了所有的建筑，而不仅仅是住房数据。
为了解释这9个程式化的事实，我们开发了一个单中心沿海城市的模型。在该模型中，沿海地区的特征是舒适，它在距离海岸的距离上呈线性下降，而不舒适(洪水倾向)在距离海岸的距离上呈凸状下降。这座城市的创始人选择了一个权衡了这两个因素的地点——靠近海岸，但不是正对着海岸。这个位置成为城市的焦点——CBD。然后，居民们选择住在哪里，他们更喜欢靠近CBD的地方，一方面是因为这些地方的净舒适价值高，另一方面是因为通勤时间较短。住宅密度在CBD附近达到峰值，但在海岸边下降更急剧，因为凸洪水倾向。随着时间的推移，城市扩展到以前空旷的两边。在海岸边，这种扩张涉及在越来越容易发生洪水的土地上建设。
综合起来，我们的9个风式化事实和我们的沿海城市模型(这有助于我们解释我们在数据中观察到的东西)表明，沿海城市面临与洪水风险相关的“软”障碍，而不是“硬”障碍(Saiz 2010)。软屏障是指在大多数情况下不用于住房开发的地方，但随着城市的扩张，这些地方还是被建了起来。在软屏障上进行建设——另一个例子是在容易发生野火的地区进行建设——不仅可能对居民造成风险，还可能对外部性(例如对纳税人或环境)造成风险，这可能需要政策干预。
我们还在几个方面扩展了我们的模型，包括考虑到海平面上升和政府对洪水易发地区的补贴。然后，我们模拟我们的模型，以探索低海拔沿海城市在未来几十年可能面临的挑战。这些模拟指出了低海拔沿海城市的四个潜在问题。首先，洪水易发地区的住房问题似乎会恶化，要么是因为城市向海岸扩张，要么是因为单反，要么是因为两者同时发生。这种发展可能会增加居民和纳税人的洪水成本。第二，即使LECZ城市总体增长，其中的一些社区可能会经历经济衰退，因为洪水风险的增加会导致住房需求下降。在经济停滞的城市，这一问题更加严重。第三，单反进一步扭曲了LECZ城市的形状，导致越来越多的沿海城市“畸形”(Harari 2020)，并显著延长了上下班的时间成本。最后，如果它们的CBD受到永久淹没的威胁，这些城市将面临潜在的危机。
图5仿真结果
板一个
笔记:模拟最初的小城市(黄色部分)，随着城市向海岸扩展，其中心商务区(黑色垂直线)周围变得更加不对称。扩张导致沿海地区面临的洪水风险增加，内陆地区的通勤时间延长。尽管海平面上升，但向海岸的扩张仍在发生(蓝色部分，逐渐向内陆扩张)。这种扩张加剧了城市的不对称。
面板B
笔记:这里我们考虑模型的动态版本，其中向以前未建设的土地的扩张是昂贵的和不可逆的。这个数字显示了一个经济停滞的城市。随着海平面上升，城市的一些部分会永久被淹没，而尚未被淹没的地区会变得不那么有吸引力，经济也会衰退(红色部分)。
政府可以制定各种政策来缓解我们强调的问题，特别是纳税人的风险敞口不断增加。首先，政府可以考虑对洪水易发地区的新开发项目征税，前提是这些土地有不征税的可行替代用途。有限制的情况是完全禁止大规模的融资融券开发，尽管颁布和执行这种禁令可能很困难。
其次，政府可以只对现有住房提供补贴。其中一项政策是英国政府的洪水再保险(Flood Re)，该政策只向2009年以前建造的“祖父级”房屋提供洪水保险补贴。政府也可以在补贴中附加更多的条件。这些条件可能包括更严格的建筑标准，比如美国联邦政府在补偿飓风桑迪(Hurricane Sandy)的受害者时规定的高跷建筑。政府也可以像加拿大最近所做的那样，限制对某一房产的救助次数，或者提供其他激励措施，鼓励人们搬迁而不是重建。
随着单反技术的快速发展，纳税人修复社区甚至城市的成本可能在某一时刻变得令人望而却步。印尼就是一个例子，说明世界上另一个地方的情况已经恶化到何种程度。印尼政府正在大举投资，将首都迁出洪水频发的雅加达。当然，减缓气候变化和单反最终也可以降低成本，特别是那些与大规模城市迁移相关的成本。这仍然是一个主要的政策挑战。
我们的论文为研究人员和政策制定者提供了一条路径，让他们考虑在低海拔沿海城市采取一系列干预措施的影响，不仅是在美国大西洋和墨西哥湾沿岸，而且在世界各地的许多沿海地区，包括在lecz正在经历大规模人口增长的发展中国家。这一切都发生在气候变化带来越来越重要挑战的时代。
参考文献
Brakenridge, R(2021)，”大型洪水事件的全球活跃档案，达特茅斯洪水观测站，博尔德，科罗拉多州:科罗拉多大学。
Dahl, K A, M F Fitzpatrick和E Spanger-Siegfried(2017)，“海平面上升驱动美国东部和墨西哥湾沿岸潮汐计潮汐洪水频率增加:对2030年和2045年的预测”，《公共科学图书馆•综合》12(2)。
林，Y, T麦克德莫特和G迈克尔斯(2021)，”城市和海平面， CEPR讨论文件16004。
Neumann, B, A T Vafeidis, J Zimmermann和R J Nicholls(2015)，“未来沿海人口增长和海平面上升和沿海洪水的风险-全球评估”，《公共科学图书馆•综合》10(3)。
Pörtner, H O, D C Roberts, V Masson-Delmotte等人(2019)，“IPCC关于气候变化下海洋和冰冻圈的特别报告”，联合国政府间气候变化专门委员会。
Saiz, A(2010)，“住房供应的地理决定因素”，经济学季刊125(3): 1253 - 1296。
