沿海城市彈性演變趨勢與影響因素分析
——以大連市為例

李 博， 張 帥

(遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展研究中心，遼寧 大連 116029)

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沿海城市彈性演變趨勢與影響因素分析
——以大連市為例

李 博， 張 帥

(遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展研究中心，遼寧 大連 116029)

城市是人地相互作用十分強烈的地區，具有典型的彈性特征.在彈性城市理念和內涵的基礎上，構建城市彈性評價指標體系和評估模型，運用熵值法和灰色關聯分析法對大連市城市彈性及城市子系統彈性指數進行評估，并在此基礎上分析影響城市彈性的主要因素.結果表明：①2004—2014年間，大連市城市彈性程度整體上呈現上升的態勢，彈性指數由2004年的0.252上升至2014年的0.723，目前已處于較高彈性水平；② 城市子系統彈性中除城市生態彈性程度呈現明顯的倒V型外，其他城市子系統彈性程度均有較大提升；③城市彈性的主要影響因素是城市經濟發展水平不高、高端人才缺乏以及基礎設施不夠完善.建議通過改變經濟增長方式，鼓勵民營企業發展，培養高端人才，完善城市基礎設施建設等措施，提高大連市城市彈性水平.

彈性理論；彈性城市；大連市；熵值法；灰色關聯分析

隨著城鎮化進程的加快，社會各界高度關注城市的發展.城市是一個復雜的有機生命體，它的形成也不是一蹴而就的，經歷了各種自然和人文因素的影響，由最初的鄉村、聚落逐步演變為城市[1].當今城市在變得越來越強大的同時，也顯示出脆弱的一面，城市面臨的挑戰在不斷增大.比如，極端氣候帶來的干旱和洪澇侵擾；重大自然災害，如海地地震、汶川地震、江蘇鹽城龍卷風和日本福島海嘯帶來的城市毀滅；9·11恐怖襲擊、昆明火車站爆炸和SARS等傳染病傳播帶來的社會恐慌[2].城市如何應對這些突如其來的危機，實現可持續發展，是當前亟待解決的重要問題.人們在探尋城市發展的過程中，提出了諸多的城市發展理念與發展模式，如低碳城市、宜居城市、生態城市、智慧城市、適應性城市等.這些城市理念都有一定的側重點和片面性，顯然無法解決當今城市發展面臨的復雜問題，在這一背景下，彈性城市理念便應運而生.

中國對于彈性城市的研究尚處于起步階段，大多是從彈性思維和定性研究的角度出發，理論還不夠完善，更缺少實踐方面的經驗，但這并不妨礙選擇評價指標，構建評價指標體系對城市彈性進行測度.因此，在借鑒國外彈性城市研究成果的基礎上，結合具體城市的特點，對大連市城市彈性程度進行了測算，并找出影響城市彈性的主要因素，提出相應對策，以提高大連市城市彈性.

1 彈性理論與彈性城市

近些年來，在全球變化研究不斷升溫的背景下，以及若干國際科學計劃的推動下，催生了一門整合地理學、生態學、環境科學、經濟學和社會學等相關學科的新興學科——可持續性科學[3-4]，出現了一些從系統論思想出發研究人與環境耦合系統的概念及理論，其中最具代表性的概念有“脆弱性”“彈性”“適應性”等[5-8].其中彈性概念最初是被物理學家用來表示彈簧特性而提出，給它一個外力，在這個力消失后，彈簧能夠恢復到原來的狀態.在20世紀60年代，由于受到系統理論思想方法的影響，彈性被引入到生態學，由加拿大生態學家霍林于1973年最早提出生態彈性概念[9].目前，彈性理論已從早期生態視角擴展到包括生態、技術、經濟和社會等多維視角.最近幾年，彈性概念越來越受到重視，其演化大致經歷了工程彈性、生態彈性和社會生態彈性等3個發展階段.單一系統中的“工程彈性”是由霍林定義的，為了與他提出的“生態彈性”相區別，將當時生態學界流行的“穩定性”定義為“工程彈性”[10].“工程彈性”的研究范圍是單一、靜態的系統，系統恢復到原有平衡狀態的時間成為評價系統彈性強弱的關鍵指標.在工程彈性的基礎上，霍林將生態彈性定義為“系統吸收狀態變量、驅動變量及參數帶來的變化，仍然維持系統運轉的能力”[9].圍繞生態彈性，學者們進行了相應的魯棒性、多樣性、自組織以及穩態轉換等的研究.由“生態彈性”的研究演化到“社會-生態彈性”的研究始于20世紀90年代，“社會-生態彈性”的研究將人類和自然界視為一個整體，而不像以前將社會系統和生態系統置于不同的學科分別研究[11].社會系統和生態系統相互作用最強烈的地區就是城市.

彈性理論與城市系統結合后開拓了彈性城市研究的內容與視野，彈性城市正成為城市規劃領域的重要理論.彈性理論在進一步的演化中要結合具體城市的文脈[12]，即不同城市具有不同的地理條件和歷史發展過程等，因此，彈性城市理論的應用更應該考慮到城市的特色，使彈性理論本身更為“彈性”[1].

2 研究方法

2.1 彈性評價模型

根據彈性城市的定義與內涵，構建城市彈性評價模型.

CR=f(A,B,C,D).

(1)

其中,CR表示城市彈性，A表示城市生態彈性，B表示城市工程彈性，C表示城市經濟彈性，D表示城市社會彈性.

根據公式(2)計算大連城市彈性綜合評價值.

(2)

式中：CRI表示城市彈性指數；αj表示準則層的權重，其中,j表示準則層數；ωi表示指標的權重，其中,i表示第j準則層中指標數；rij表示第j標準則層中第i指標的量化指標值.

2.2 評價指標體系

彈性城市指標體系的構建是準確分析和判斷城市彈性發展水平的關鍵，雖然中國對彈性城市研究起步較晚，但是城市發展的進程并沒有因此而停滯，所以中國急需一套科學、完整的指標體系對城市彈性進行評價.依據西方對彈性城市指標體系構建的實踐，結合對彈性城市內涵的理解，在參考最新研究成果以及對大連市城市特征與現狀充分認識的基礎上，綜合生態足跡法、承載力模型和可持續發展度量法，考慮指標選取的典型性、科學性、現實性、可計量性、可獲得性、系統性等特點，建立定性與定量相結合的復合指標體系.

建設彈性城市的主要目標是抵抗外界干擾，使城市更具活力，實現可持續發展.因此，彈性城市評價指標體系可以借鑒可持續發展評價指標體系.依據彈性城市內涵，結合大連市自身特點，分別從生態、工程、經濟、社會等4個方面選取22個基礎性指標，構建彈性城市評價指標體系(表1).城市生態彈性是城市健康、穩定、可持續發展的基礎，既要考慮當前的生態狀況，減少城市污染的產生，還要保護自然生態環境，使城市開發建設不超過環境承載力.選取的指標主要考慮建成區綠化覆蓋率、一氧化碳年均值、工業固體廢物產生量、工業廢水排放量、人均公園綠地面積.城市工程彈性主要是指城市公共基礎設施完善程度，主要包括硬件基礎設施和軟件基礎設施，公共基礎設施越完善，城市在遭遇危機時的應變能力以及恢復能力越強.選取的指標有人均擁有道路面積、排水管道密度、互聯網普及率、民用機動船擁有量、人均生活日用電量.城市要具有強大的經濟彈性不僅要有一定的經濟基礎，還要求產業結構的優化和經濟發展的活力.選取的指標主要有大連市GDP增速、人均GDP、大連市GDP占遼寧省GDP比重、第三產業產值占GDP比重、人均固定資產投資、實際利用外商投資.城市社會彈性主要強調人的作用，不僅要滿足人的物質和精神需求，提高人的素質和生活質量，還要為人類提供一個公平、有序、穩定、和諧的社會，以應對各種不確定的突發事件.指標選取有城鎮居民人均可支配收入、研究生在校人數、每千人擁有執業醫師數、城市恩格爾系數、城鎮化率、人口自然增長率.

表1 大連市城市彈性評價指標體系

注：*表示負向型指標，其余為正向型指標

2.3 數據來源

本文數據主要來源于2005—2015年大連市國民經濟和社會發展統計公報以及《大連統計年鑒》[13]的相關數據.

2.4 指標權重的確定

為了避免主觀因素對評價結果造成偏差，本文采用客觀賦權法中常用的熵值法確定指標權重[14].對原始數據進行標準化處理，進而加權求和得到大連市城市生態彈性、城市工程彈性、城市經濟彈性、城市社會彈性，最后得到大連市城市彈性指數及變化趨勢.具體計算步驟如下：

(1)構建原始指標數據矩陣.m個樣本，Xij為第i年第j個指標的指標值.

(2)數據標準化處理.

正向評價指標，其函數為

Yij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin).

(3)

逆向評價指標，其函數為

Yij=(Xjmax-Xij)/(Xjmax-Xjmin).

(4)

其中：Xij為指標的統計值；Xjmax、Xjmin分別為同一指標的最大值和最小值，i為第i個樣本，j為第j個指標.

(3)計算第j項指標下第i年指標值的比重Pij.

(5)

(4)計算第j項指標的信息熵Ej.

其中，k=1/lnm.

(6)

(5)計算第j項指標的效用值Dj.

Dj=1-Ej.

(7)

(6)計算第j項指標的權重Wj.

Wj=Dj/∑Di.

(8)

(7)對各項指標進行加權求和，計算各指標的數值.

2.5 灰色關聯分析法

灰色關聯分析法是灰色系統理論的重要組成部分，其基本思想是根據序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯系的緊密程度，即曲線相似程度越接近，相應序列的關聯度就越大，反之就越小.為了測度評價指標與城市彈性之間的關系，找到影響城市彈性的主要因子，本文選取灰色關聯分析法，根據灰色關聯公理及計算公式[15]，具體步驟如下：

第1步 確定特征序列和因素序列.

第2步 求各序列的初值像.

(9)

第3步 求差序列.

(10)

第4步 求兩極最大差與最小差.

(11)

第5步 求關聯系數.

(12)

第6步 計算關聯度.

(13)

取ξ=0.5，經過計算，得出大連市城市彈性與各評價指標之間的關聯度.

2.6 彈性等級劃分

當前，國內外對城市彈性評價研究成果較少，在此結合彈性的特定內涵并借鑒現有脆弱性等級劃分研究成果[16-20]，采用間隔分級法將彈性評價指數值在(0,1)范圍內間隔劃分為5組.通常，當0

3 結果與分析

3.1 城市彈性動態分析

指標的權重系數確定之后，根據第j項指標的權重值與標準化值的乘積作為該項指標的評價值，并通過加權求和得出大連市2004—2014年城市彈性以及城市各子系統彈性評價值，由此可以得到彈性變化趨勢(圖1).

圖1 2004—2014年大連市城市彈性演變Fig.1 The resilient change of city of Dalian from 2004 to 2014

從圖1中可以看出：(1)城市彈性方面.2004—2014年來，大連市城市彈性呈現不斷上升的趨勢，城市彈性指數由2004年的0.252上升到2014年0.723，城市彈性水平由低度彈性水平上升到較高彈性水平.截至2014年，大連市國內生產總值達到7 655.6億元，人均GDP達到109 939元，交通便利度和信息通達度有了較大提高，社會和諧穩定，并多次被評為國家衛生城市.可見大連市有了長足的發展，但是距離高度彈性水平還有一定差距.

(2)城市生態彈性方面.隨著城市規模的不斷擴大，城市生態彈性在這11 a內波動幅度較大，呈現明顯的倒V型結構，彈性評價值由2004年的0.301逐漸上升到2010年的0.887，之后又逐漸下降到2014年的0.479，城市生態彈性水平由較低彈性水平逐漸上升到較高彈性水平，之后又逐漸降低到較低彈性水平.由于城市開發強度增大，人口激增、產業集聚度攀升、資源與能源的消耗增大，并且節約、環保意識淡薄，造成城市生態環境面臨嚴重的挑戰.從另一個角度可以看出，在一定時期內生態彈性評價值與經濟彈性評價值都有所上升，說明經濟發展與環境改善是可以共存的.

(3)城市工程彈性方面.城市工程彈性有了較大改觀，城市工程彈性指數由2004年的0.211上升到2014年的0.668，彈性水平由低度彈性水平上升到中度彈性水平.最近十幾年，大連在基礎設施建設方面投資力度很大，跨海大橋的修建以及軌道交通的運行極大地緩解了市區交通擁擠的現象.給排水系統和輸氣管道不斷完善和互聯網的不斷普及，方便人們物質生活的同時，也豐富了人們的精神生活，同時信息的通暢也保障了在自然或人為不利因素來臨時人們能及時地采取措施.

(4)城市經濟彈性方面.近年來，大連建成區面積不斷擴大，優勢資源轉換步伐不斷加快，以及產業結構調整力度的加大，城市經濟發展取得了顯著成效，城市生產總值不斷增長，產業結構進一步優化，生態友好型產業比重不斷上升.城市經濟彈性呈現快速增長的趨勢，地區生產總值由2004年的1 850.4億元上升2014年的7 655.6億元，人均GDP也有了大幅度增加，實際利用外資和人均固定資產投資都有所增加，表明大連城市經濟規?；l展勢頭良好.

(5)城市社會彈性方面.大連三面環海，區位條件優良，城鎮人口比例大，人口素質和科技水平相對較高，社會發展基礎牢固，屬于中國社會相對發達的城市.隨著城市經濟的不斷發展，科技水平不斷提升，人民生活水平進一步改善，社會各項事業顯著進步，城市社會彈性整體上呈現快速升高的趨勢.大連城市社會彈性指數由2004的0.169逐漸上升到2014年的0.850，彈性水平由低度彈性上升為較高彈性水平，表明大連市城市社會彈性有了長足的進步.

3.2 城市彈性影響因素分析

為了進一步探明影響大連市城市彈性的主要因素，運用灰色關聯分析方法對大連市城市彈性與各項評價指標進行關聯分析.通過計算，得出大連市城市彈性指數與各項評價指標指數之間的關聯度值(表2).其中,關聯度值較大的前5項都在0.85以上，分別是城鎮居民人均可支配收入、人均GDP、研究生在校人數、排水管道密度和人均擁有道路面積.一般地，當0<γ≤0.3，關聯度為輕度；當0.3<γ≤0.6，關聯度為中度；當0.6<γ≤1，關聯度為強度.對各指標因子與城市彈性的關聯度值分析可知，影響指標因子與城市彈性的關聯度值均較大，其關聯度均為強度，充分顯示各指標因子對城市彈性變化具有重要影響，也表明各指標因子選擇較為合理.

表2 大連市城市彈性與評價指標的關聯度

分析結果表明：(1)城市彈性水平的高低與大連市經濟發展水平和人民生活水平的關系最密切，城鎮居民人均可支配收入可以很好地反映一個地區人民生活水平，人均GDP可以反映一個地區經濟發展水平，也可以在一定程度上反映人民生活水平的高低.一般地，經濟發展水平提高，人均可支配收入也會提高，人民生活水平自然就會提高，即大連市經濟發展水平是制約城市彈性的最主要因素.盡管大連市經濟發展水平在東北地區屬于高水平，但與發達國家以及我國經濟發達地區，如北京、上海、廣州等相比，還有較大差距.受整個東北地區經濟不景氣的影響，目前大連市的經濟疲軟現象已經凸顯，過重的產業結構，國企低效率運作是制約大連經濟發展最主要的因素.

(2)與城市彈性水平較密切的是研究生在校人數.研究生在校人數可以反映一個地區的科技教育和高端人才儲備水平，人才是一個國家核心競爭力所在，一個城市同樣如此.

目前，整個東北地區人才外流現象嚴重，大連也不例外，而且外流人員大多都是有知識、有文化的青壯年，科技型人才和高端服務型人才相對短缺.大連已經逐漸步入老齡化社會，人口紅利在不斷消失，人才結構不合理，人才結構與產業結構錯位現象嚴重，高精尖產業人才相對缺乏.

(3)排水管道密度和人均擁有道路面積與城市彈性的關聯度相對較高.排水管道密度和人均道路面積可以反映一個地區基礎設施的完善程度.完善的基礎設施是一個城市快速發展的基礎和保障.雖然大連的基礎設施完善程度在過去十幾年有了較大改觀，但交通擁擠、城市用地無序化開發等現象嚴重，未來大連基礎設施水平還有很大的提升空間.

4 提高城市彈性的對策分析

4.1 深化國企改革，注入經濟增長新活力

把握國有企業的改革力度和深度，準確掌握經濟轉型的時機.大力發展民營企業，鼓勵中小微企業發展，注入經濟增長新活力.政府要制定相應政策，成立扶持中小微企業管理的專門機構，為中小微企業提供信息、技術和資金的支持，引導社會的資源和人才更多地流向中小微企業.要依靠科技創新，大力發展戰略性新興產業，培育和發展新型支柱產業，替代過度依賴的傳統產業，加快產業轉型升級的步伐.還要依托大連的區位優勢，積極開拓國際和國內2個市場，同時借鑒發達國家的先進技術和管理經驗.

4.2 加強人才培養

大連市要加強人才隊伍建設，提供優厚的待遇吸引人才回流.還要加強人才培養，滿足高規格基礎設施建設、產業優化升級、戰略性新興產業以及經濟社會發展重點領域對高技能人才的需求.通過完善職業培訓體系，推動公共實訓基地建設，鼓勵企業和職業院校密切合作，工學結合、產教融合，打造合理的人才結構.建立健全高技術人才引進、培養、使用和激勵機制，構建高技能人才動態信息和運行檢測系統，為大連市人才隊伍建設保駕護航.

4.3 完善城市基礎設施

首先，要大力發展城市交通，緩解交通擁擠現象,加快大連軌道交通、大連灣跨海大橋、大連新機場等的建設進程，優化城市公交線路，發揮大連港口優勢,其次，要不斷完善給排水系統，全面實施集中供暖，緩解城市環境壓力；最后，要建立發達的網絡通信系統，增強信息通達度和流暢度，既提高人們工作效率，又可以在災害來臨時及時發布預警信息.

5 結論與討論

城市彈性的強弱直接決定了城市可持續發展的強弱.利用彈性評價模型，分析大連市2004—2014年的數據，研究發現大連市城市彈性整體上呈現逐年上升的趨勢，彈性指數由2004年的0.252上升到2014年的0.723，目前處于較高彈性水平，距離高度彈性水平還有一定距離.通過灰色關聯分析，得出影響城市彈性的主要因素是城市經濟發展水平、高端人才數量與結構以及基礎設施完善程度，并提出了大連市提高其城市彈性的幾條建議，以促進城市可持續發展.

城市彈性的主要影響因素在不同時期會有所變化，所以本文選擇的評價模型和評價指標還有待進一步調整與完善.在今后的研究中，應該深入地分析城市生態彈性、城市工程彈性、城市經濟彈性與城市社會彈性之間的內在聯系，并開展彈性與可持續性綜合研究.

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Influence factors and evolution of city elastic in Dalian

LIBo,ZHANGShuai

(Center for Studies of Marine Economy and Sustainable Development, Liaoning Normal University, Dalian 116029， China)

City is of very strong interaction between areas,and typical elastic characteristics.Taking the typical coastal city of Dalian and using the qualitative analysis,we build urban flexible evaluation index system and evaluation model.By using entropy method and the grey correlation degree of each subsystem,we make an analysis of the main factors influencing the elasticity of city.The results show that:①the rising volatility of elastic degree,elasticity index from 0.252 in 2004 to 0.723 in 2014,is now in a higher level of elastic.② City subsystem of the urban ecological elastic degree presents obvious inverted “V”,other subsystems have significant flexibility.③ The main factors influencing urban elastic is that the level of economical development is not high,lack of top talent and inadequate infrastructure.Suggestion are given about changing the economic growth model,encouraging the development of private enterprises,cultivating talents,improving the urban infrastructure construction,improving the level of elasticity of Dalian city.

elastic theory;elastic city;Dalian city;entropy value method;grey correlation analysis

2016-12-19

國家自然科學基金資助青年基金項目(41401176;41601114)；遼寧省教育廳人文社會科學重點研究基地專項資助項目(ZJ2015033)

李博(1983-)，女，吉林長春人，遼寧師范大學副教授，博士.E-mail:libo_ok@126.com

1000-1735(2017)02-0268-08

10.11679/lsxblk2017020268

K901

A