梁丹阳, 姚 爽
(沈阳化工大学 经济与管理学院, 沈阳 110142)
《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》明确提出“顺应城市发展新理念新趋势,建设韧性城市”的战略规划。“韧性城市”理念是提升城市面对不确定性风险能力的新思路,也是城市发展与建设研究的新方向。辽宁省正处于城市化进程重要阶段,但仍面临公共卫生事件、自然灾害等各种外部风险,存在资源型城市数量较多、产业结构相对单一等内在问题。开展韧性城市的探索,有助于推动辽宁省城市可持续发展,对东北振兴发展具有重要的现实意义。
近年来,城市韧性的研究视角不断扩展,关于城市韧性的评价主要从多维度、多系统的视角构建城市韧性指标体系。Cutter等[1]提出地方灾害韧性框架(DROP),包括生态、社会、经济、基础设施、制度和社区能力6大维度。郭羽羽等[2]从环境、基础设施、经济、社会、政策5个维度提取影响韧性城市的因素,研究各影响因素间的相互作用机理。孙亚南等[3]从城市生态、经济、社会和基础设施、社区5个维度,测度江苏省城市韧性水平。吴旭晓[4]将城市韧性分解为生态、工程、经济、社会4个维度,对省会都市圈城市韧性度进行综合测算。白立敏等[5]基于复杂系统理论从生态、经济、基础设施、社会4个系统,构建城市韧性综合评价指标体系。李彦军等[6]从经济、生态、社会、基础设施和制度5个维度测度长江中游城市群城市韧性的时空分异特征。也有少部分研究从不同角度考虑更多维度,如组织[7]、空间[8]、文化[9]、信息与灾害防治[10]等维度。
目前学者们基于多维视角的城市韧性的研究方法主要包括熵值法、主成分分析法、神经网络评价法、层次分析法、组合赋权评价法和GIS(geographic information system,地理信息系统)空间分析法。高志刚等[11]利用熵值法对西北地区30个城市韧性水平进行综合测度,分析各城市韧性水平差异程度。程皓等[7]运用主成分分析法对10大城市群韧性综合得分进行定量测算。周振宏等[12]采用BP神经网络建模方法对合肥都市圈城市恢复力进行定量评价,研究城市韧性的主要影响因子。张明斗等[13]运用层次分析法分析中国30个地级市的城市韧性水平及作用机理。宋杨等[14]采用熵权-TOPSIS(逼近理想解排序法)评价模型测度安徽省城市韧性评价值,分析各城市韧性演化情况。覃事娅等[15]运用GIS空间分析法研究湖南省14个地州市城市韧性时空演变。
已有的关于城市韧性评价的研究在思路和方法上具有一定的借鉴价值。其中,熵值法和GIS空间分析法结合可以更客观地评估城市韧性水平,更直观地体现研究区域城市韧性时空演变情况。处于城市化进程重要阶段的辽宁省,应打破自身限制,提升应对风险的能力。因此,应对辽宁省城市韧性进行更为深入全面的探索,推动辽宁省城市可持续发展,助力东北振兴战略实施。基于此,本文从经济、社会、基础设施和生态环境等4个子系统构建城市韧性评价指标体系,运用熵值法评价2011—2020年辽宁省整体及其14个地级市的城市综合韧性和各子系统韧性水平,根据各城市不同维度的韧性演化情况分析阻碍城市韧性水平提升的原因,并基于GIS空间分析法对其时间、空间上的城市韧性差异进行可视化分析。从而提出有助于辽宁省城市韧性提升和协调发展的建议,促进城市高质量发展,为实现区域经济、社会与生态环境效益多赢目标提供参考借鉴。
1.1 指标选取和评价体系构建
从城市系统角度看,韧性城市发展与演进涉及多个维度,每个层次的变化都影响着城市韧性水平的提升。根据对国内外城市韧性评价指标的梳理,借鉴已有的相关研究[1-6],综合考虑城市发展水平间的差异,从经济、社会、生态环境、基础设施4个城市子系统构建城市韧性评价指标体系,遵循系统、科学、客观和可获取性原则共筛选了32个指标,具体见表1。
表1 城市韧性评价指标体系
1.2 熵值法确定指标权重
1)将每一个评价指标进行标准化处理。
正向指标:
(1)
负向指标:
(2)
式中:xtij为标准化前的第t年第i个城市中第j项指标的数值;t=1,2,…,k;i=1,2,…,n;j=1,2,…,m;x′tij为标准化后的数值。
2)确定第t年第j项指标下第i个城市占该指标的比重ptij。
(3)
3)确定第j项评价指标的熵值ej。
(4)
4)确定第j项指标的信息熵冗余度dj。
dj=1-ej
(5)
5)确定各项指标的权重wj。
(6)
1.3 韧性水平综合评价
对城市韧性综合发展水平进行定量评价并进行时空演化分析。
(7)
式中:l为1、2、3、4,分别为经济系统、社会系统、生态环境系统和基础设施系统。
2)计算城市韧性综合评价值Ri。
(8)
1.4 评价等级划分
参考文献[16]并结合本文构建的城市韧性模型方法,将城市韧性综合评价值划分为5个等级,具体见表2。
表2 城市韧性水平分类标准
选取辽宁省作为研究对象,对2011—2020年辽宁省14个地级市的面板数据进行实证分析。数据主要来源于2012—2021年《辽宁统计年鉴》及统计公报,其中个别缺失数据采用均值法补齐。
2.1 辽宁省城市韧性综合评价结果及分析
2.1.1 熵值法确定指标权重
运用熵值法由式(1)～式(6)得到城市韧性评价指标权重,见表3。从结果可以看出,在4个子系统中经济系统和基础设施系统韧性指标权重较高,说明经济发展和基础设施建设对城市综合韧性发展的影响较大。在经济系统韧性指标中,固定资产投资额、一般公共预算收入和社会消费品零售总额权重较大,说明应该切实增强城市经济发展活力和财政实力和应该提高城市居民消费需求能力。在社会系统韧性指标中,社区服务设施数、公共安全管理与社会组织从业人数和每万人在校大学生数权重较大,所以应不断完善社会保障体制,加强公共安全与公共组织管理。在生态环境系统韧性指标中,建成区绿化覆盖率和工业固体废物综合利用率权重较大,说明应该更加重视城市自我净化和资源再利用。在基础设施系统韧性指标中,邮电业务总量和安全应急避难场所面积权重较大,因此提高城市通信服务水平和安全应急保障水平具有重要意义。
表3 城市韧性评价指标体系及权重
2.1.2 辽宁省整体城市韧性综合评价结果及分析
根据上文构建的城市韧性评价指标体系对辽宁省数据进行综合测算,得到2011—2020年辽宁省整体城市韧性综合评价值及各子系统评价值,如图1和图2所示。
图1 2011—2020年辽宁省城市韧性综合评价值
图2 2011—2020年辽宁省城市各子系统韧性评价值
2011—2020年,辽宁省整体城市韧性综合评价值从0.055 6提高到了0.179 2,城市韧性等级从低等级升为中等,整体呈上升趋势,在2014年和2016年有小幅下降,从图2可看出这与子系统中生态环境系统评价值的波动有较大关系。因工业废水、废气排放量大和空气质量差,辽宁全省常出现严重雾霾天气,对城市生态环境系统韧性造成较大影响。城市经济系统韧性水平大体上呈先上升后下降再上升趋势,应大力促进经济集约高效发展。城市社会和基础设施两个子系统韧性水平总体呈不断上升趋势,其中城市基础设施韧性涨幅较大,表明辽宁省各城市在这些方面建设取得了一定的成效。
2.1.3 辽宁省各城市韧性综合评价结果及分析
根据上文构建的城市韧性评价指标体系,对辽宁省14个地级市2011—2020年数据进行综合测算。以“十二五”“十三五”规划起止时间为节点,重点分析“十二五”规划的开端(2011年)、“十三五”规划的开端(2016年)以及“十三五”规划的收尾年份(2020年)3个时间点,14个城市韧性综合评价值如图3所示。从图3中3个时间点看,辽宁省绝大部分城市韧性综合评价值持续增加,仅铁岭市2016年较2011年有微小幅度下降,主要因经济系统韧性水平下降较多。各城市韧性综合评价值排名变化较大,其中沈阳、大连、锦州、营口和朝阳的排名有较大幅度上升,鞍山、丹东、阜新、盘锦和铁岭的排名有大幅度下降,其余城市排名起伏不大。
图3 2011年、2016年、2020年各城市韧性综合评价值
为更直观地体现出辽宁省各城市韧性等级的变化情况,运用ArcGIS进行可视化处理,绘制时空动态演变图,如图4所示。各城市韧性等级持续提升,2011年大部分城市韧性等级为低,2016年绝大部分城市变为较低,2020年大部分城市变为中等或较高且沈阳和大连达到高韧性等级。从空间角度来看,2011年和2016年辽宁省城市韧性水平总体发展相对均衡,沈阳和大连作为中心区发展迅速,在2020年呈现出中心边缘差异。
图4 2011年、2016年、2020年辽宁省各城市韧性综合评价等级空间分布
2.1.4 辽宁省各城市各子系统韧性综合评价结果及分析
分别从经济、社会、生态环境和基础设施4个子系统角度,分析辽宁省14个地级市的城市韧性水平,以整合城市系统多元化的需求,促进城市高质量发展。
从经济系统来看,辽宁省14个城市韧性水平整体呈现先降后升的态势。其中沈阳市和盘锦市韧性水平上升幅度较大,至2020年已成为14个城市经济系统韧性水平最高的两市,说明近10年来沈阳作为省会城市经济高速发展起到了一定的引领作用,盘锦经济方面建设取得一定成效。在研究区间内,鞍山、抚顺、丹东、铁岭经济韧性水平持续下降,其中鞍山工业经济依赖传统产业,钢铁、菱镁产业不景气直接影响其工业经济复苏态势;抚顺矿产储藏量开采已达到70%以上,作为资源枯竭型城市经济发展受限;丹东人口流失较为严重;铁岭GDP一直偏低,缺乏优质资源。这些城市应及时进行产业转型升级,推进业态创新,促进产业融合全面发展,尽早恢复经济高速发展状态。其余城市的经济韧性水平先下降后上升,应大力推进经济运行稳步复苏。
从社会系统来看,辽宁省14个城市韧性水平存在较大的波动。其中沈阳、鞍山、丹东和辽阳呈现先下降后上升的状态,其余城市均持续上升,说明近10年来随着经济的发展,辽宁省各城市的社会保障体系逐步完善,人民生活质量也在不断提高。2016—2020年,沈阳市社会系统韧性迅速上升,至2020年已经成为14个城市社会系统韧性水平最高的,应努力保持社会系统发展活力,带动省内城市协同发展。
从生态环境系统来看,辽宁省14个城市韧性水平呈现出明显的分异特征。其中本溪生态环境韧性水平持续上升,沈阳、大连、锦州、营口和朝阳呈现先下降后回升的状态。大连市近年来生态环境系统韧性水平上升速度最快,至2020年明显高于其他城市,可见大连市对于自然生态环境系统保护的重视程度逐步提高。而在研究时间内铁岭持续下降,鞍山、抚顺、丹东、辽阳、盘锦和葫芦岛呈现先升后降趋势,此发展趋势主要与辽宁工业发展背景密切相关,所以这些城市需加强对生态环境建设的重视程度,在发展经济的同时注重去污染化。
从基础设施系统来看,辽宁省14个城市韧性水平均不断上升。沈阳市和大连市的城市基础设施韧性水平增长速率最快,至2020年已经明显高于其他城市,这与近年来它们更注重基础设施建设和加强基础设施改造有关。其余各城市基础设施韧性水平也稳步上升,态势良好,应着力打造系统的、安全的现代化基础设施体系。
根据上述研究,得出以下结论:
1)为推动城市可持续发展、提升应对风险的能力,基于韧性理论,从经济、社会、基础设施和生态环境等4个维度构建城市韧性综合评价指标体系。
2)运用熵值法确定指标权重,得到城市韧性综合评价值,划分城市韧性评价等级。以辽宁省为例,评估其整体和各城市及各子系统韧性水平。结果表明:近10年来,辽宁省城市综合韧性水平总体呈持续上升趋势。其中,城市经济系统韧性水平大体上呈先上升后下降再上升趋势;社会和基础设施两个子系统韧性水平大体上呈不断上升趋势;生态环境系统韧性水平在2016年之前波动较大,2016年以来平稳上升。
3)为直观地表现出城市韧性等级变化,基于GIS空间分析法绘制时空动态演变图对时间、空间上的城市韧性差异进行可视化分析。结果表明,从空间角度来看,辽宁省城市韧性水平总体发展相对均衡,沈阳和大连作为中心区发展迅速,在2020年呈现出中心边缘差异。
根据评价结果及分析,为辽宁省各城市发展建设提出以下建议:
1)进一步加强城市经济、社会、生态环境和基础设施系统韧性评价体系建设,顺应产业升级、人口流动和空间演进趋势,促进经济高效发展,以共同体的构建整合多元化的需求推进社会韧性建设,同时高度重视生态环境资源可持续发展,提升城市基础设施的运行能力,积极提升各系统韧性水平。
2)加大核心城市带动周边城市发展的力度,要素向周边城市流动,资源合理配置,功能产业向周边疏解,公共服务全面覆盖,促进大中小城市和小城镇协调发展,结合区域发展背景,通过区域联动全面增强城市整体韧性水平。
3)根据各城市具体的实际状况和与区域整体的发展需求,遵循发展规律,构建科学适宜的城市韧性综合评价体系,定期评估城市韧性状态和发展趋势,从而制定切实可行的政策并定期评估政策实施效果,全面提升城市综合韧性水平。
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