基于熵權(quán)法的環(huán)長(zhǎng)株潭城市群脆弱性的綜合評(píng)價(jià)研究

熊 靜，王光偉，鄧超男

（湖南師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410081）

2015年4月國(guó)務(wù)院批復(fù)同意《長(zhǎng)江中游城市群發(fā)展規(guī)劃》，環(huán)長(zhǎng)株潭城市群被納入長(zhǎng)江中游城市群發(fā)展規(guī)劃中，這對(duì)于環(huán)長(zhǎng)株潭城市群的發(fā)展是一個(gè)重要的機(jī)遇，也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。環(huán)長(zhǎng)株潭城市群經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和磨合，日益成為湖南產(chǎn)業(yè)、城市最為密集的區(qū)域，是湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭，集中了湖南大部分的人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，但是由于各城市之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資源稟賦基礎(chǔ)的差異巨大，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，城市群協(xié)調(diào)發(fā)展的體制機(jī)制不夠完善，綜合競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，同時(shí)也反映出一些脆弱性特征，如資源消耗嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境破壞、城市機(jī)體遭到破壞、城市管理成本升高等，這都制約著城市群的發(fā)展。本文力圖從資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)四個(gè)角度系統(tǒng)地對(duì)環(huán)長(zhǎng)株潭城市群的脆弱性進(jìn)行分析，為應(yīng)對(duì)城市群脆弱性、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供一些參考。

一、概念界定

“脆弱性”這一概念的提出得益于20世紀(jì)70年代自然災(zāi)害學(xué)的研究，隨著研究的不斷深入，其概念逐漸演變?yōu)榘帮L(fēng)險(xiǎn)”“敏感性”“適應(yīng)性”“恢復(fù)力”在內(nèi)的一系列概念的集合。城市脆弱性概念基本是在脆弱性概念基礎(chǔ)上衍生而來(lái)的，基于對(duì)脆弱性概念的不同理解，學(xué)者們對(duì)城市脆弱性的理解也存在差異。方創(chuàng)琳等(2015)認(rèn)為城市脆弱性是指城市在發(fā)展過(guò)程中內(nèi)外部自然要素和人為要素干擾的應(yīng)對(duì)能力；王巖等(2013)認(rèn)為城市脆弱性是對(duì)城市發(fā)展水平的一種綜合度量；王松華等(2014)從暴露程度、敏感程度、應(yīng)對(duì)能力及缺乏應(yīng)對(duì)能力四個(gè)方面解釋脆弱性；還有學(xué)者從自然災(zāi)害、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境、人地關(guān)系等領(lǐng)域分析了城市脆弱性。然而大多數(shù)學(xué)者僅從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、自然災(zāi)害等單一視角研究，研究對(duì)象多偏重于特大城市、沿海城市、資源型城市等，鮮有學(xué)者對(duì)城市脆弱性作綜合評(píng)價(jià)研究，對(duì)城市群脆弱性綜合評(píng)價(jià)研究則更少。

二、評(píng)價(jià)體系和評(píng)估模型

1.范圍界定

環(huán)長(zhǎng)株潭城市群是國(guó)家“十二五”規(guī)劃和全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃確定的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，以長(zhǎng)沙、株洲、湘潭三市為核心，輻射周邊岳陽(yáng)、常德、益陽(yáng)、衡陽(yáng)、婁底五市的區(qū)域，總面積9.68萬(wàn)平方公里，人口4073萬(wàn)，分別占全省的45.8%和60%。

2.評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

本文選取環(huán)長(zhǎng)株潭城市群的8個(gè)城市為研究對(duì)象，遵循指標(biāo)選取的全面性、科學(xué)性和定性與定量相結(jié)合等原則，建立包括城市資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，以及與之對(duì)應(yīng)的38個(gè)二級(jí)指標(biāo)，具體的脆弱性綜合測(cè)度指標(biāo)體系如附表1所示。

3.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

為消除數(shù)據(jù)量綱及大小懸殊不同對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，本文按照從優(yōu)隸屬度的原則進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理。為了更充分地反映指標(biāo)的相對(duì)性，采用如下形式來(lái)計(jì)算從優(yōu)隸屬度μxj:

（1）正向評(píng)價(jià)指標(biāo)：

（2）負(fù)向評(píng)價(jià)指標(biāo)：

4.指標(biāo)權(quán)重的確定

目標(biāo)層的權(quán)重采用德爾菲法得出權(quán)重系數(shù)，表現(xiàn)層的權(quán)重則采取熵權(quán)法得出權(quán)重。用熵權(quán)法給指標(biāo)賦權(quán)可以避免各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的人為因素干擾，使評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際，通過(guò)對(duì)各指標(biāo)熵值的計(jì)算，可以衡量出指標(biāo)信息量的大小，從而確保所建立的指標(biāo)能反映絕大部分的原始信息。用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重的步驟如下：

構(gòu)建原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣：有m個(gè)待評(píng)項(xiàng)目，n項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成原始指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣R=(rxj)mxn(0≤i≤m,0≤j≤n)，其中rxj為第j個(gè)指標(biāo)下第i個(gè)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)值。

（1）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)下第i個(gè)項(xiàng)目的指標(biāo)值的比重

（2）計(jì)算第 j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej：

其中，k=1/1nm

（3）計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)ωji：

5.評(píng)估模型

本文從資源脆弱性E1、生態(tài)環(huán)境脆弱性E2、經(jīng)濟(jì)脆弱性E3和社會(huì)脆弱性E4四個(gè)方面入手，采用綜合指數(shù)法來(lái)計(jì)算城市脆弱性指數(shù)。城市脆弱性是城市敏感性和應(yīng)對(duì)能力相互作用形成的，它表現(xiàn)為當(dāng)敏感性大于應(yīng)對(duì)能力時(shí)城市進(jìn)入脆弱狀態(tài)，當(dāng)應(yīng)對(duì)能力大于敏感性，城市顯示為良好狀態(tài)，因此城市脆弱性模型的建立可用敏感性指數(shù)(S)和應(yīng)對(duì)能力指數(shù)(R)的函數(shù)合成，即V=f(S,R)=S/R。通過(guò)構(gòu)建各子系統(tǒng)的脆弱性評(píng)估模型，采用加權(quán)求和的方法得到整個(gè)系統(tǒng)的綜合脆弱性指數(shù)。

其中 Si=Σωsjμsij，Ri=Σωrjμrij，ωsj與 ωrj為敏感性指標(biāo)和應(yīng)對(duì)能力指標(biāo)權(quán)重，μsij與μrij為敏感性指標(biāo)和應(yīng)對(duì)能力指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化之后的值。

最終確定綜合脆弱性指數(shù)為：

V=α E1+β E2+γ E3+δ E4。

6.脆弱性等級(jí)分類

運(yùn)用城市脆弱性評(píng)估模型可以算出環(huán)長(zhǎng)株潭城市群各城市脆弱性指數(shù)，參考有關(guān)資料并咨詢專家，最終以資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)脆弱性的平均值(M)和標(biāo)準(zhǔn)差(Std)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將脆弱性分為四類，如表1所示：

表1 脆弱性評(píng)價(jià)等級(jí)

三、結(jié)果分析

本文選取2014年《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》、2013-2014年各市環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)、2012-2014年各市水資源公報(bào)、2013-2014年各市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，個(gè)別缺失數(shù)據(jù)根據(jù)相鄰年份值差值補(bǔ)齊，通過(guò)計(jì)算得到各城市的綜合脆弱性指數(shù)，取平均值為M=1.616，標(biāo)準(zhǔn)差為Std=1.094，最后得出各城市的脆弱性等級(jí)（如表2）。

表2 環(huán)長(zhǎng)株潭城市群綜合脆弱性指數(shù)

（一）脆弱性分類評(píng)價(jià)

1.資源脆弱性城市

資源脆弱性方面，湘潭、衡陽(yáng)、婁底三市為高脆弱性城市，例如，婁底市是湖南省重要新型能源原材料產(chǎn)業(yè)基地，屬于資源型城市。株洲、岳陽(yáng)、常德、益陽(yáng)四市在資源方面表現(xiàn)為中等脆弱性，例如，株洲市的水資源擁有量和森林覆蓋率均居湖南省首位，但是株洲市為工業(yè)城市，第二產(chǎn)業(yè)占比重大，工業(yè)污染嚴(yán)重，環(huán)境應(yīng)對(duì)能力相對(duì)較差。長(zhǎng)沙市則資源豐富，能源消耗低，在資源脆弱性方面表現(xiàn)為低敏感性、高應(yīng)對(duì)能力的低脆弱性特征。

2.生態(tài)環(huán)境脆弱性城市

生態(tài)脆弱性方面，衡陽(yáng)市為高脆弱性城市，長(zhǎng)沙、株洲、湘潭、岳陽(yáng)、常德、益陽(yáng)生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)均在中等脆弱性指數(shù)范圍內(nèi)。例如，衡陽(yáng)市為典型的重工業(yè)城市，高能耗行業(yè)比重較高，工業(yè)排放污染嚴(yán)重，節(jié)能減排和環(huán)境治理效果不顯著，致使資源、生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)高；婁底市生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)表征為較高脆弱性城市，婁底市產(chǎn)業(yè)層次較低，工業(yè)二氧化硫、煙粉塵排放量高，污染嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)亟需整頓。

3.經(jīng)濟(jì)脆弱性城市

經(jīng)濟(jì)脆弱性方面，益陽(yáng)、婁底屬于高脆弱性城市，長(zhǎng)沙、株洲、衡陽(yáng)、岳陽(yáng)、常德屬于中等脆弱性城市，湘潭市屬于低脆弱性城市。例如，益陽(yáng)市第一產(chǎn)業(yè)比重較高，而第二、三產(chǎn)業(yè)總量偏小，占GDP比重偏低，產(chǎn)業(yè)層次低，地方財(cái)政自給率低，財(cái)政赤字占GDP比重過(guò)大，致使經(jīng)濟(jì)脆弱性敏感性較高、應(yīng)對(duì)能力較差；婁底市企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式依賴性仍較強(qiáng)，缺乏核心技術(shù)和自主創(chuàng)新能力，綜合能源消耗量偏高，經(jīng)濟(jì)脆弱性指數(shù)高。

4.社會(huì)脆弱性城市

社會(huì)脆弱性方面，婁底為高脆弱性城市，湘潭、益陽(yáng)為較高脆弱性城市，長(zhǎng)沙、株洲、衡陽(yáng)、岳陽(yáng)、常德在社會(huì)脆弱性指數(shù)中表征為中等脆弱性城市。例如，婁底市社弱性表現(xiàn)為敏感性高、應(yīng)對(duì)能力差；湘潭、益陽(yáng)市社會(huì)保障體系和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的問(wèn)題突出，亟待解決。

（二）綜合脆弱性評(píng)價(jià)

長(zhǎng)沙市為湖南省省會(huì)城市，經(jīng)過(guò)歷史的沉淀和發(fā)展，經(jīng)濟(jì)總體水平較高，城市發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)力在不斷增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化；財(cái)政自給率高，基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，保障能力不斷提高；環(huán)境污染不斷得到改善，生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)脆弱性指數(shù)較低，屬于低脆弱性城市。

株洲、岳陽(yáng)、常德經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，但工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值低，基礎(chǔ)設(shè)施完善程度不夠。綜合脆弱性指數(shù)表征為中等脆弱性城市。

湘潭、益陽(yáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不優(yōu)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式比較粗放，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)于依賴投資，新興輕型產(chǎn)業(yè)支撐作用不強(qiáng)，綜合脆弱性指數(shù)表征為較高脆弱性城市。

衡陽(yáng)、婁底市為工業(yè)城市，能源消耗高，高能耗、高污染行業(yè)投資比重依然偏高。其中，衡陽(yáng)市城鎮(zhèn)居民家庭恩格爾系數(shù)居城市群中8大城市之首，交通事故死亡率高，城鎮(zhèn)登記失業(yè)率高等都反映了衡陽(yáng)市的綜合脆弱性指數(shù)高，應(yīng)對(duì)能力差。

四、結(jié)論

本文根據(jù)影響城市脆弱性的主要因素，從城市的敏感性、應(yīng)對(duì)能力兩個(gè)方面對(duì)城市群脆弱性作綜合評(píng)價(jià)研究。研究發(fā)現(xiàn)：城市脆弱性跟城市的經(jīng)濟(jì)水平有一定的關(guān)系，經(jīng)濟(jì)水平高的城市脆弱性相對(duì)較小；綜合型城市比資源型城市脆弱性小，各方面職能綜合性強(qiáng)的城市應(yīng)對(duì)能力強(qiáng)；脆弱性等級(jí)相同的城市在脆弱性表現(xiàn)方面大同小異。

根據(jù)以上結(jié)論，不同的脆弱度的城市應(yīng)該根據(jù)自身?xiàng)l件，有差異性地?cái)M定城市發(fā)展戰(zhàn)略，如較低脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，輻射并帶動(dòng)周邊城市發(fā)展，實(shí)現(xiàn)區(qū)域一體化發(fā)展；中等脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該依托產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和比較優(yōu)勢(shì)進(jìn)行優(yōu)化，健全高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)制，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力；較高脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，完善社會(huì)保障制度；高脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該淘汰三高產(chǎn)業(yè)，加強(qiáng)節(jié)能減排，提高自主創(chuàng)新能力。

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附表1 環(huán)長(zhǎng)株潭城市群評(píng)價(jià)指標(biāo)體系