銀川市城市脆弱性研究

賈紅麗 楊美玲 周俊俊 肖成權

（寧夏大學資源環境學院，寧夏 銀川 750021）

一、引言

脆弱性這一概念最初來源于對自然災害和貧困問題的研究［1］。近年來，隨著全球化進程的加快，資源環境、人口與社會經濟發展之間的矛盾日益顯現，帶來了許多社會問題，引發了嚴重的社會風險。因此，關于脆弱性的研究大量涌現。脆弱性已成為全球環境變化及可持續性科學領域關注的熱點問題，在自然和社會科學研究中得到了普遍應用［2］。目前對于脆弱性的研究已經擴展到集自然、經濟、社會、人文和環境、組織和機構等多維系統的研究，更加深化和豐富了脆弱性的內涵［3］。總體上來看，脆弱性概念經歷了由一元到多元、由簡單到復雜的演進過程，內涵不斷深化，逐漸演變為包含風險、敏感性、適應性、抵抗力、恢復力等多要素在內的概念的集合［4］。

城市是一個集自然、經濟、社會于一體的復雜的“人—地”耦合系統，隨著城市化進程的加快，各種“城市病”日益突出，城市的脆弱性特征愈加明顯，已經引起了世界各國的高度重視。國外對城市脆弱性的研究包括以下幾個方面：基于自然災害［5］和氣候變化［6］的城市脆弱性概念研究；有關城市脆弱性概念內涵、分析框架等相關基礎理論的研究［7］；特定的城市脆弱性問題研究［8］，在探討快速城市化、貧窮和體制無能的背景下沿海城市居住區的脆弱性問題研究［9］，社會系統脆弱性研究等［10］。十八大以來，我國政府提出了以走生態文明建設為理念的新型城鎮化道路。新型城鎮化道路的建設就要解決城市化過程中存在的問題。所以，對城市脆弱性的研究尤為必要。近年來，我國學者開始對城市的脆弱性問題進行探討，取得了豐碩的成果，主要集中在以下幾個方面：有關城市脆弱性概念內涵、分析框架、指標體系以及測度方法等相關基礎理論的研究［11－14］；資源型城市［15］、沿海城市［16］、旅游城市等特殊類型城市的研究［17］；城市經濟系統［18］、生態系統［19］等單獨子系統的研究；對不同尺度如國家［20］、片區［21］和市域［22］層面的研究；城市脆弱性的測度［23］和模型預測［24］研究；以及城市復合系統的脆弱性研究，如城市社會生態系統脆弱性［25］，城市人地系統脆弱性［26］，城市經濟社會系統脆弱性［27］，城市經濟—社會—資源—環境系統［28］。

通過梳理研究發現，對城市脆弱性研究的單一化特征比較明顯，雖然對城市復合系統的脆弱性研究有所涉及，但研究成果比較少，而且主要集中在橫向比較，缺乏縱向比較，城市脆弱性是一個累積過程，因此，在時間序列尺度上展開城市脆弱性的動態演化尤為必要［29］。基于此，本文從城市可持續發展的視角出發，在對生態環境、經濟、社會三個子系統脆弱性分析的基礎上，通過構建指標體系對銀川市城市脆弱性進行綜合評價，并對其動態演變過程進行探討，力圖探尋脆弱性的影響要素，分析這些要素對城市的作用機制，以期為銀川市未來的發展和建設提供科學依據，推進城市可持續發展。

二、研究方法與數據來源

（一）評價指標體系構建

城市脆弱性的概念是在對脆弱性概念理解的基礎上發展演化而來的，脆弱性的內涵可以理解為某一系統在受到外來不利因素干擾的情況下所表現出來的敏感度、暴露度以及應對能力。在對脆弱性概念理解的基礎上，本文認為，城市脆弱性是指在城市化進程中，受自然和人文因素綜合作用的影響，城市生態環境、社會環境和經濟環境等在面對自然環境的脆弱性以及突發事件或外來干擾的情況下所表現出來的敏感性、暴露程度以及應對能力的彈性，從而使城市結構功能容易受到損害的一種屬性。基于此，根據可操作性、靈敏性、科學性、針對性和數據可獲得性的原則來確定評價指標。本文從生態環境、經濟、社會三個子系統來考慮，構建銀川市脆弱性評價指標體系，具體包括三個目標層，八個準則層。用綠化指標、耕地指標表征生態脆弱性，三廢排放量以及處理率表征環境脆弱性；用經濟結構、經濟效率、經濟創新表征經濟脆弱性；以人類發展、基礎設施、社會環境表征社會脆弱性。指標層則是測度城市脆弱性的核心，根據銀川市的自然環境特征和社會經濟發展水平以及數據的可獲取性進行甄選，最終確立了32個測度指標，詳見下頁表1。

（二）數據來源

銀川市城市脆弱性綜合評價所使用的數據主要來源于2007－2016年《銀川統計年鑒》《銀川市國民經濟和社會發展統計公報》《寧夏統計年鑒》《銀川年鑒》。其中，失業率和恩格爾系數數據來源于《銀川市國民經濟和社會發展統計公報》；人均公共綠地面積、建成區綠化覆蓋率、人均耕地、工業固體廢棄物產生量、工業固體廢棄物綜合利用量、污水年排放量、污水處理率、工業廢氣排放量、第一產業比重、城市化率、單位GDP能耗、地方財政收入、人均固定資產投資、R＆D經費占GDP比重、萬人中大學以上學歷人員所占比例、服務業增加值占國內生產總值比重、人口自然增長率、在崗職工平均工資、人均住房面積、人均日生活用水量、人均城市道路面積、排水管道密度、燃氣普及率、每萬人擁有公交車輛、每千人口醫院床位數、地下水綜合生產能力、用水普及率、居民消費價格指數來源于《銀川統計年鑒》《寧夏統計年鑒》和《銀川年鑒》；由于指標中所需的部分數據在統計年鑒中沒有直接給出，諸如全社會勞動生產率、單位土地面積國內生產總值等數據，其指標值是通過統計年鑒中的相關數據計算得來；個別年份缺失數據根據相鄰年份的值插值補齊。

表1 城市脆弱性評價指標體系

（三）脆弱性評價方法

1.數據標準化處理。由于評價指標體系中各指標性質不同，數據量綱存在差異，為了不影響計算結果，需要對原始數據進行標準化處理。文中選取極大—極小值法對指標標準化。正向指標用公式（1）處理，負向指標用公式（2）處理。

式中，是標準化后的指標值；Xij表示第i年的第j個指標的統計值；max（Xij）、min（Xij）分別表示第j個指標的最大值與最小值，其中，i＝1，2，…，10，j＝1，2，…，32。

2.指標權重的確定。確定指標權重的方法有主觀賦權法和客觀賦權法，本文采用客觀賦權法中的熵權法計算各指標的權重。熵值法確定權重的具體步驟可見相關文獻［30］，銀川市脆弱性各評價指標的權重見表1。

3.評價模型。城市脆弱性綜合評價指數和各子系統的脆弱性指數采用加權求和方法計算，城市脆弱性各子系統指數計算公式如下：

式中，UEnVI表示生態環境脆弱性指數，具體包括生態脆弱性和環境脆弱性兩個分指標，αi為其分指標對應的權重；UEcVI表示經濟脆弱性指數，具體包括經濟結構脆弱性、經濟效率脆弱性、經濟創新脆弱性三個分指標，βi為其分指標對應的權重；USVI表示社會脆弱性指數，具體包括人類發展脆弱性、基礎設施脆弱性、社會環境脆弱性三項分指標，θi為其分指標對應的權重。

城市綜合脆弱性指數計算公式如下：

式 中，a1、a2、a3分別為 UEnVI、UEcVI、USVI的權重，UVI為城市綜合脆弱性指數。

（四）城市脆弱性等級劃分

通過對源數據的分析，運用城市脆弱性評價模型計算得到城市脆弱性綜合指數，在借鑒相關研究成果［27］的基礎上，運用GIS自然斷裂點法，結合研究區實際，按城市脆弱性指數大小將其分為5級（見表2）。

表2 銀川市城市脆弱性綜合評價分級標準

三、評價結果分析

（一）生態環境脆弱性演變特征

圖1 銀川市城市生態環境脆弱性變化趨勢

評價結果顯示，銀川市生態環境脆弱性指數呈現出兩個明顯的變化波段（見圖1），2006－2008年生態環境脆弱性指數由0.18降至0.07，呈現急劇下降態勢，表明銀川市生態環境承載能力較好。2006年，銀川市提出建設“最適宜居住、最適宜創業”的現代化區域中心城市，致力于改善生態環境，提升城市綜合實力和競爭力。到2008年，建成區綠化覆蓋率由30.2%增加至36.6%，工業固體廢物綜合利用率由 85.38%提高到95.01%，污水處理率由 75.0%增加到 87.6%，空氣質量狀況二級及以上的時間占全年總天數的比率由86%增加到88.3%，生態環境質量明顯提高，所以生態脆弱性指數呈現出顯著下降的趨勢；2008－2015年生態環境脆弱性指數由0.07升至0.15，呈緩慢上升趨勢，表明銀川市的城市生態環境受到了各種不利因素的干擾，生態敏感性增強。2009年以來，隨著城市化進程的加快，銀川市產業結構由“一二三”模式快速調整為“二三一”模式，第二產業仍然是銀川市經濟增長的支柱。但是第二產業的發展對資源需求量比較大，同時也會產生大量廢棄物，如果處理不當，會帶來一系列生態環境問題。雖然科技進步對城市各項污染的處理水平已較為先進，但由于各種原因，部分廢棄物利用水平還是偏低。如2015年的工業固體廢棄物產生量是2009年的4倍多，但是綜合利用量不到3倍。隨著人口大量向城市集聚，加劇了資源消耗量，產生了更多的生活垃圾，超過了城市處理能力。因此，就導致銀川市生態脆弱性指數在2009－2015年之間呈現上升趨勢，如果不能很好地協調，會制約城市的健康可持續發展。

（二）經濟脆弱性演變特征

經濟脆弱性指數由 2006年的 0.29降至2015年的0.03（見圖 2），表明銀川市經濟發展水平不斷提高，對外界擾動的抗干擾能力日益增強。經濟脆弱性主要通過經濟結構、經濟效率、經濟創新來體現。銀川市GDP由2006年的34.99億元躍升至2015年的149.39億元，三次產業結構比例由 2006 年的 5.6∶9.4∶45.0 調整為 2015 年的 3.9∶53.2∶42.9，對經濟增長的貢獻率由 2.8%、56.5%、40.7%變化為 2.2%、60.1%、37.7%。經濟總量提升以及產業結構優化調整為銀川市綜合發展能力提升提供了有力保障。但是二、三產業結構比例還有待優化。截至2015年銀川市R＆D經費占GDP比重只有1.17%，萬人中大學以上學歷人員所占比例只有5.71%，科技投入不足，城市科研創新環境還有待改善。今后應該不斷優化科技發展環境，加大科技投入，依托已有科技和產業基礎，加強與周邊大城市如西安、蘭州等的合作，引進高端產業和技術人才，提高經濟創新能力，以此提高城市經濟發展水平和競爭力，構建和諧人居環境。

圖2 銀川市城市經濟脆弱性變化趨勢

（三）社會脆弱性演變特征

圖3 銀川市城市社會脆弱性變化趨勢

社會脆弱性指數在2006－2015年波動幅度比較大，具體如下：2006－2011年呈現小幅波動上升趨勢，2011－2013年呈現大幅下降趨勢，2013－2014年呈現急劇上升趨勢，2014－2015年呈現急劇下降趨勢，說明銀川市的社會發展擾動因素較多（見圖3）。“十一五”期間，銀川市以建設“兩個最適宜”城市為目標，通過治理環境污染，調整產業技術結構，加強科技投入等方式，到2010年底社會各項事業取得了較好的發展。同時，隨著城市發展步伐的加快，大量人口向城市集聚，給城市發展帶來了就業、資源需求量大、交通擁擠等問題。銀川市城市失業率由2006年的3.1%增加至2007年的3.6%，人均日生活用水量由2006年的190.8升下降至2011年的153.2升，人均城市道路面積由2006年的14.19平方米降至2011年的12.2平方米，導致2006－2011年社會脆弱性指數的上升。2011年是“十二五”開局之年，銀川市以加快轉變經濟發展方式為主線，積極推動優勢特色產業發展，不斷提升工業化、城鎮化和農業現代化水平，全市經濟保持平穩較快的發展態勢，各項社會事業取得新成就，使得銀川市2011－2013年社會脆弱性指數下降。2013年，面對經濟下行壓力加大的形勢，全市經濟效益下滑，制約了各行業發展，增加了社會發展的脆弱性，導致2013－2014年社會脆弱性指數上升。2014年，面對國內外復雜多變的經濟形勢，銀川市通過加強經濟結構調整和產業轉型升級，努力提高經濟運行質量和效益，主動適應經濟發展新常態，積極推進社會各項事業全面發展，并由此帶來2014－2015年社會脆弱性的快速下降。

（四）城市綜合脆弱性演變特征

圖4 銀川市綜合脆弱性變化趨勢

2006－2015年，城市綜合脆弱性指數從0.20降至0.12（見圖4），表明銀川市城市脆弱性已由較低脆弱度向低脆弱度過度。其發展歷程可以劃分為以下幾個階段：快速下降階段（2006－2009年），波動下降階段（2009－2013年），急劇波動階段（2013－2015年）。2006－2009年銀川市城市脆弱性綜合指數由0.20下降為0.14，三年間降低了0.06，年均降低 0.02，這一階段為快速下降階段。隨后，銀川市城市脆弱性進入波動下降階段，城市脆弱性綜合指數由2009年的 0.14增加至2011 年的 0.16，2011－2013 年由從 0.16 降至0.11，2009－2013年銀川市城市脆弱性指數下降了0.023，年均下降 0.006。2013－2015 年城市脆弱性指數呈現出先急劇上升，又急劇下降的變化趨勢，即由 2013年的 0.11上升到 2014年的 0.17，此后又下降至2015年的0.12。雖然2006－2015年銀川市脆弱性指數的波動幅度比較大，但是整體呈下降趨勢，表明城市的可持續發展能力在不斷增強。

2006－2015年期間，銀川市綜合脆弱性呈下降趨勢，但從各子系統脆弱性的貢獻度來看（見圖5），經濟脆弱性對城市綜合脆弱性貢獻的比重在逐年降低，從2006年的50%降至2015年的10%，十年間下降了4個百分點；生態環境和社會脆弱性均呈上升趨勢，生態脆弱性指數對城市綜合脆弱性貢獻的比重在2006－2015年之間由20%上升至40%；社會脆弱性指數對城市綜合脆弱性的貢獻度由2006年的30%升至2015年的50%，表明銀川市城市脆弱性已由經濟主導型向生態環境和社會主導型轉變。

圖5 銀川市城市各子系統脆弱性貢獻率變化趨勢

四、結論與討論

本文從生態環境脆弱性、經濟脆弱性、社會脆弱性三個方面探討銀川市城市脆弱性，通過對2006年以來近十年城市脆弱性的動態分析，得出以下結論：

城市發展是一個積累過程，脆弱性是城市發展過程中形成的一種“慢性病”，不及時“調理”，就會發展成“重疾”，導致城市系統崩潰。建立城市脆弱性評價體系，及時發現城市脆弱性問題，提出解決方案。銀川市城市脆弱性指數整體呈下降趨勢，表明其抵抗風險的能力增強。但是，受內陸經濟影響，經濟發展水平有限，經濟實力弱小，產業升級改造困難、高科技人才引進難度大，經濟創新能力弱，環保投入不足，基礎設施建設滯后等問題加大了城市風險。因此，后期需要通過長時間努力加強城市發展和建設，提高城市風險抵御能力，走健康可持續發展道路。

在研究區間內，銀川市綜合脆弱性整體呈下降趨勢，從各子系統脆弱性的貢獻度來看，經濟脆弱性對城市綜合脆弱性貢獻逐年降低，生態環境和社會脆弱性均呈上升趨勢，表明銀川市城市脆弱性由經濟主導型向生態環境和社會主導型轉變。這也是現在大部分城市發展過程中所面臨的問題，雖然經濟總量增加了、城市化水平提高了，但同時也帶來了生態環境、交通、就業等一系列問題，影響了居民的生活質量，使城市社會發展受到限制。因次，在追求經濟效益的同時，更應該關注民生，構建一個和諧健康的城市宜居環境。

在城市綜合脆弱性研究過程中，受數據獲取難度大的限制，文中選取的指標對脆弱性的反映可能還存在不足，在今后的研究中，應結合地區實際進一步完善指標體系，探索城市脆弱性發生、發展規律，為實現城市可持續發展提供科學依據。

［1］Janssena M A，Schoon M L，KeW，etal.Scholarly net works on resilience，vulnerability and adaptation within the human dimensions of global environmental change.Global Environmental Change，2006，16（3）：240－252.

［2］王松華，趙玲.城市脆弱性綜合評價體系建構研究［J］.蘇州大學學報（哲學社會科學版），2014，35（05）：30－37.

［3］Birkmann J.Risk and vulnerability indicators at different scales：Applicability，usefulness and policy implications［J］.Environmental Hazards，2007，（1）：20－31.

［4］方創琳，王巖.中國城市脆弱性的綜合測度與空間分異特征［J］.地理學報，2015，70（2）：234－247.

［5］Fineberg H V，Wilson M E.Social vulnerability and death by infection.New England Journal of Medicine，1996，334（13）：859－860.

［6］IPCC.Climate change：Impacts，adaptation，and vulnera－bility.Cambridge，UK：Cambridge University Press，2001.

［7］Lanko PR，Qin H.Conceptualizing Urban Vulnerability to Global Climate and Environmental Change［J］.Current，Opinion in Environmental Sustainablity，2011，3（3）：142－149.

［8］CHATTERJEA K.Severe wet spells and vulnerability of urban slopes：Case of Singapore［J］.Natural Hazards，2011，56（1）：1－18.

［9］Ishemo，Amani.Vulnerability of coastal urban settlements in Jamaica［J］.Management of Environmental Quality，2009，20（4）.

［10］Ebert A，Kerle N，Stein A.Urban Social Vulnerability Assessment with Physical Proxies and Spatial Metrics Derived from Air and Space Borne Imagery and GIS Data［J］.Natural Hazards，2009，48（2）：275－294.

［11］李鶴，張平宇.全球變化背景下脆弱性研究進展與應用展［J］.地理科學進展，2011，30（7）：920－929.

［12］張曉瑞，張琳雅，方創琳.概念、框架和測度：城市脆弱性研究脈絡評述及其拓展［J］.地理與地理信息科學，2015，31（4）：94－99.

［13］韓瑞玲，佟連軍，佟偉銘，等.基于集對分析的鞍山市人地系統脆弱性評估［J］.地理科學進展，2012，31（3）：344－352.

［14］廖雪琴，李巍，侯錦湘.生態脆弱性評價在礦區規劃環評中的應用研究——以阜新礦區為例［J］.中國環境科學，2013，33（10）：1891－1896.

［15］王巖，方創琳.大慶市城市脆弱性綜合評價與動態演變研究［J］.地理科學，2014，34（5）：547－555.

［16］李博，韓增林.沿海城市人地關系地域系統脆弱性研究——以大連市為例［J］.經濟地理，2010，30（10）：1722－1728.

［17］梁增賢，解利劍.傳統旅游城市經濟系統脆弱性研究：以桂林市為例［J］.旅游學刊，2011，26（5）：40－46.

［18］袁海紅，牛方曲，高曉路，等.城市經濟脆弱性模擬評估系統的構建及其應用［J］.地理學報，2015，70（2）：271－282.

［19］馬駿，李昌曉，魏虹，等.三峽庫區生態脆弱性評價［J］.生態學報，2015，35（21）：7117－7129.

［20］方創琳，王巖.中國城市脆弱性的綜合測度與空間分異特征［J］.地理學報，2015，70（2）：234－247.

［21］趙林，王維，等.東北振興以來東北地區城市脆弱性時空格局演變［J］.經濟地理，2014，34（12）：69－77.

［22］李彤玥.基于“暴露—敏感—適應”的城市脆弱性空間研究——以蘭州市為例［J］.經濟地理，2017，37（3）：86－95.

［23］張曉瑞，李濤，方創琳，等.城市脆弱性的綜合測度研究［J］.地理與地理信息科學，2016，32（2）：89－93.

［24］張曉瑞，程龍，王振波.城市脆弱性動態演變的模擬預測研究［J］.中國人口資源與環境，2015，25（10）：95－102.

［25］溫曉金，楊新軍，王子僑.多適應目標下的山地城市社會——生態系統脆弱性評價［J］.地理研究，2016，35（2）：299－312.

［26］田亞平，向清成，王鵬.區域人地耦合系統脆弱性及其評價指標體系［J］.地理研究，2013，32（1）：55－63.

［27］趙國杰，張煒熙.區域經濟社會脆弱性研究：以河北省為例［J］.上海經濟研究，2006，（1）：65－69，96.

［28］胡志強，段德忠，曾菊新.武漢城市圈經濟—社會—資源環境系統脆弱性研究［J］.湖北大學學報（自然科學版），2014，36（6）：487－494.

［29］安士偉，萬三敏，李小建.城市脆弱性的評估與風險控制——以河南省為例［J］.經濟地理，2017，37（5）：81－86.

［30］陸添超，康凱.熵值法和層次分析法在權重確定中的應用［J］.電腦編程技巧與維護，2009，（22）：19－20.