未雨绸缪：通过“易感者-感染者-康复者-易感者”模型分析极端气候冲击的传播与应对策略

《Ecological Economics》：Prepare the umbrella before it rains: Transmission and rescue strategy of extreme climate shocks via susceptible-infectious-recovered-susceptible model

基于SIRS模型分析极端气候风险在企业网络中的传播机制及政府救援策略效果，发现政府干预需兼顾力度与时机，企业风险缓解框架更具成本效益。通过构建含规模自由网络的企业风险传播模型，拓展了SIRS在气候风险研究中的应用，为优化灾后救援提供理论支持。

　　

王倩|南芳|罗玉玲

山东财经大学金融学院，中国济南市松能路40号

摘要

极端气候事件的频率和强度都在增加，对社会经济发展产生了重大影响。在本文中，我们通过SIRS（易感者-感染者-康复者-易感者）模型研究了极端气候风险的传播动态以及灾后救援策略，该模型能够捕捉气候风险传播的整个过程。我们的研究发现，由气候引发的冲击通过企业网络动态传播，加剧了其系统性影响。我们证明了灾后政府救济可以有效遏制风险传播，但其效果取决于干预的强度和时机。与政府援助相比，建立健全的风险缓解框架的企业在成本效益上更具优势。通过将SIRS建模应用于气候风险传播动态，本研究不仅推进了气候风险研究的理论框架，还为优化灾后救援提供了可行的见解。

引言

气候变化与人类生存和经济增长密切相关（WHO，2024a；Piontek等人，2019），随着全球变暖的加剧，它对人类发展和企业风险管理提出了越来越大的挑战（WHO，2024b）。因此，建立灾害预警系统以及有效的灾后救援框架具有重要意义（WMO，2024a；WMO，2024b）。为了减轻极端气候风险的不利影响并防止与企业网络相关的气候冲击的传播，研究极端气候风险的传播过程至关重要。

作为学术讨论的焦点，越来越多的学术关注集中在极端气候风险上（Giglio等人，2021），逐渐转向研究气候风险的动态传播和缓解措施，这也是本研究的主要关注点。先前的文献提供了实证证据，表明气候引发的冲击会带来多种不利影响，如产出减少、经济损失和金融不稳定（Fisher等人，2012；Pankratz等人，2023；吴和林，2024；Mazzocchetti等人，2025），而旨在缓解气候风险的政策措施则产生了矛盾的结果（Sen和von Schickfus，2020；Gugler等人，2021；曹等人，2025）。值得注意的是，气候风险的传播动态已成为一个关键的研究重点（Bartram等人，2022；金等人，2023；顾等人，2024；赵等人，2024；董等人，2024）。然而，他们使用的线性模型只能捕捉风险相关的统计显著性，无法描述跨领域气候风险传播的非线性路径——例如阈值效应和时间特征等关键因素。相比之下，我们的研究特别关注更稳健的传播参数和这些传播过程中的连锁反应机制，这些机制构成了与气候相关的金融不稳定的系统性放大途径。

为了减轻气候风险，最近的学术研究转向了气候适应和缓解策略（Maragno等人，2023），学者们正在探索应对气候影响的创新方法（Xu等人，2025a）。在制度风险预防框架方面，Qin等人（2024）提出了并验证了气候适应策略在减轻洪水风险方面的有效性。对于政策干预的效果，政府通常在灾害事件后提供短期和长期的公共援助（Ahmadu等人，2024）。通过实证分析，Davlasheridze和Miao（2021）证明财政援助可以有效减少未来的洪水灾害损失，而Escalante等人（2025）的模拟实验验证了混合政策在减轻气候引发损害方面的有效性。

总体而言，当前关于气候风险溢出的研究主要集中在实证影响分析上，而研究传播机制的研究相对较少。此外，气候事件后的政府救援策略很少被纳入分析框架。在现有政府援助的前提下，我们采用SIRS（易感者-感染者-康复者-易感者）模型进行灾害救援模拟和理论分析，并据此提出有针对性的政策建议。

我们用来分析气候风险传播过程的SIRS模型源自Kermack和McKendrick于1927年提出的SIR隔室模型。一些学者观察到，金融系统和生态系统之间存在密切联系，金融风险的传播过程类似于流行病的传播模式（May等人，2008）。实证证据表明，气候变化加剧了金融风险（Wang等人，2025），气候风险也同时影响企业部门（Laborda等人，2026），这意味着金融市场是气候风险的传播渠道（Gourdel和Sydow，2023；李和李，2024）。由气候冲击引发的金融风险在企业网络中传播风险。然而，企业和政府实施的预防措施以及救援策略可以显著提高企业的风险抵御能力。这种动态与病毒传播和恢复动态有很强的相似性。鉴于流行病学框架在研究不确定性方面的有效性得到了验证（Dangerfield等人，2018），我们采用SIRS模型来研究气候风险传播机制。

SIRS模型在病毒学研究中一直占据主导地位（Paré等人，2020；Fiscon等人，2021），但最近已发展到理论建模的进步（Sivaraman等人，2022；Ye等人，2024）以及在经济金融系统中的跨学科应用（Teng等人，2022；Angelini等人，2023）。SIRS模型在分析传播动态方面的有效性使其成为模拟极端气候风险传播的有希望的工具，从而解决了以往研究的方法论局限性。当代学术研究进一步将网络理论与SIRS公式相结合（Garas等人，2010；张和刘，2023），使研究人员能够量化金融系统中的节点特定传播效应，并评估机构在风险缓解中的作用。扩展了模拟自然-经济联系的流行病学框架（Brock和Xepapadeas，2020；Brock和Xepapadeas，2025），本研究整合了气候风险、金融系统和传播理论。同时，一些学者采用基于网络的框架来研究气候不确定性（Zhang等人，2025）。我们使用基于无标度网络的SIRS模型来研究气候风险传播机制，并评估灾后救援政策的有效性。

我们的论文对极端气候风险传播效应的现有研究做出了一些贡献。首先，我们基于无标度网络框架构建了SIRS模型，并将其应用于研究企业网络中的极端气候风险传播和救援过程。这种跨学科方法结合了极端气候事件的直接效应以及公司和政府为减轻灾害影响而采取的适应性措施所引发的次级风险冲击，从而有效捕捉了现实世界企业网络中节点的异质性。与仅研究气候风险传播效应的现有文献相比，我们从事前和事后的角度进行研究，并关注风险传播的整个过程（Chen等人，2024）。鉴于与气候相关的灾害日益增多，本研究提供了宝贵的实践见解。

其次，通过可视化气候风险传播的关键动态——如时间模式、强度阈值和路径——我们评估了政府主导的救援行动在风险传播后的有效性。该研究进一步探讨了不同节点优先救援策略的效果，并基于两个实证案例进行了敏感性分析。这种分析对比了优先考虑企业主导的预防策略与依赖灾后政府救援措施的结果，这在以往的类似建模工作中并不常见。虽然之前的研究主要集中在气候风险影响的实证评估上（赵等人，2024；董等人，2024），但我们的模型驱动方法在需要直观了解现实世界连锁后果的情景中具有更好的分析优势。

最后，我们通过估计基于实证支持的假设的风险传播和政府干预的现实模型参数，增强了方法论的严谨性。通过跨学科的角度将SIRS模型应用于气候风险传播，我们扩展了气候风险研究的范围。这种方法论的进步代表了文献中传统实证分析的显著改进（Pankratz等人，2023；吴和林，2024）。扩展的建模框架不仅增强了实证相关性，还拓宽了流行病学模型在金融风险研究中的潜在应用，将理论构建与政策导向的解决方案联系起来。

本文的其余部分结构如下：第2节概述了SIRS模型的框架、其在极端气候风险研究中的适用性以及传播阈值的分析，并分析了平衡点的稳定性。第3节提供了初始模型参数的估计，并进行了进一步分析的模拟实验。第4节研究了各种救助策略的效果。第5节通过比较两个案例进行了敏感性分析。最后，第6节提出了结论性意见。

部分摘录

方法论

我们建立了SIRS框架的理论基础，并特别展示了其在通过企业网络建模极端气候风险传播方面的适用性，解决了环境冲击所固有的独特复杂性。

实验分析

我们进行了极端气候风险传播的动态模拟分析。首先设置模型参数，并基于这些初始设置模拟风险的初始传播。随后，通过系统调整各种参数，研究每个参数对极端气候风险传播的影响，目的是确定最小化传播的最佳参数配置。

政府救援策略分析

美国商务部在隐私和开放政府办公室的一份通知中制定了全面的灾难响应和恢复操作指南。⁸一个全面、灵活且有效的灾难响应机制有助于减少气候风险对系统的影响（Baker和Refsgaard，2007）。

敏感性分析

本节使用实际案例进行研究敏感性分析：2011年泰国洪水扰乱了全球硬盘供应链，以及2017年美国飓风哈维。泰国和美国在保险市场深度和灾害预防机制方面存在显著差异。作为成熟的市场，美国的保险业比泰国更为发达。根据泰国银行（BOT）2025年的金融稳定性评估

结论

本研究通过创新应用SIRS模型，研究了极端气候风险的传播动态和缓解机制，建立了一个方法论上严谨的框架，用于分析企业网络内的风险传播。我们系统地开发了描述传播率、恢复能力和与气候灾害风险相关的免疫发展的参数，推导出模型的平衡解。

CRediT作者贡献声明

王倩：写作——审稿与编辑、验证、监督、资源管理、项目协调、方法论、资金获取、正式分析、概念化。南芳：写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件使用、方法论、正式分析、数据整理、概念化。罗玉玲：写作——审稿与编辑、验证、监督、方法论、正式分析、数据整理、概念化。

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