韌性視角下城市社會脆弱性評估及優化策略
——以珠三角城市群為例

王 鈞，陳敬業,2，宮清華，袁少雄，陳 軍，劉博文，黎 昊,2

（1.廣東省科學院廣州地理研究所//廣東省地理空間信息技術與應用公共實驗室//廣東省地質災害應急技術研究中心，廣州 510070；2.昆明理工大學 國土資源工程學院，昆明 650031）

珠三角城市群位于珠江三角洲海陸交匯處的敏感地帶，自然條件復雜，不良地層分布廣，局部地區地形起伏大，加上近年來受人類活動與極端天氣影響，使得崩滑流、洪澇、地面塌陷、地面沉降等自然災害頻發，對城市運行、交通運輸、人民生命財產安全、生態安全等造成嚴重的危害和威脅（王鈞 等，2020；宮清華 等，2020）。因此，如何提高珠三角城市群應對自然災害的能力和自身的韌性水平，是城市開發建設亟待解決的重要問題之一。建立及完善城市社會脆弱性評價體系，提出降低社會脆弱性的優化建議，對整體提升珠三角城市群防災減災能力水平具有重要的現實意義。

脆弱性是指人類社會系統暴露在災害下的損失（Dwyer et al., 2004; Rygel et al., 2006；朱凈萱 等，2021；趙東升 等，2022）。早期脆弱性的研究側重于關注自然脆弱性，探討致災因子與孕災環境在脆弱性形成過程中的作用。隨著社會經濟的發展，人類活動對災害事件的影響日益增強，反映系統內部屬性的社會脆弱性可以更好地衡量災害對人類社會的不利影響（Kelly et al., 2000；周利敏，2012；崔凱凱 等，2021；李花 等，2021）。同時災害的發生具有隨機性與不確定性，在現實防災實踐中，很難從控制災害因子的角度有效地布置防災減災工作，但人類社會系統內部結構相對容易調整，因此，社會脆弱性研究為防災減災提供了新思路，成為近年來研究的焦點（Adger, 2006; Siagian et al., 2014; Ge et al., 2017；高磊，2018；陳少華 等，2020；程書波 等，2022）。國外代表性研究如Cutter等（2003）基于美國1990年縣級行政單元的人口普查數據，選取影響社會脆弱性的多個變量，采用因子分析法將其濃縮為11個因子，構建美國各州的社會脆弱性指標，這些指標涉及社會、經濟、政治、教育及文化等各個方面，并根據各成分對于社會脆弱性的增加或減弱作用，利用加法模型構建社會脆弱性指數，得到美國1990年社會脆弱性分布圖；Fakhruddin等（2019）從社會、經濟和環境等方面評估了英國Tonga 地區的社會脆弱性并提出了提高社會韌性的措施。國內代表性研究如方佳毅等（2015）利用主成分分析法研究中國海岸帶地區區縣的社會脆弱性分布；阮鑫鑫等（2019）運用信息熵-模糊綜合評價法測度2001—2016 年湖北省12 個地級市自然災害的社會脆弱性；劉成路（2021）從經濟發展狀況、社會服務狀況、人口結構等方面對四川省自然災害的社會脆弱性進行綜合研究。綜合而言，目前社會脆弱性評估沒有統一的模型，主要有風險-災害模型（RH Model）、壓力釋放模型（PAR Model）、地方脆弱性模型（HOP Model）。盡管上述研究方法、區域、尺度之間存在很大差異，但這些研究均緊扣社會脆弱性的本質內涵，因地制宜選取評價指標體系，較好地獲得研究區域的社會脆弱性指數。但同時也存在一些不足，如缺乏對某一種或某一類對象的針對性指標體系、指標權重的確定依賴主觀判定等。因此，本文針對城市群自然災害，從人口、經濟、基礎設施、社會組織保障等4 個方面出發，提出城市群自然災害的社會脆弱性評價指標體系，基于客觀賦權的信息熵法，建立社會脆弱性評價模型，對珠三角城市群2010、2015和2020年的社會脆弱性、演變規律及其影響因素進行分析，提出降低社會脆弱性的優化策略。以期為提升珠三角城市群綜合防災減災能力和韌性水平提供科學依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

珠三角城市群由廣州、佛山、肇慶、深圳、東莞、惠州、珠海、中山、江門九市組成，面積5.477 萬km2，2018 年常住人口6 670 萬人（王甫園等，2020），地理位置如圖1所示。珠三角城市群位于中國東南丘陵南緣，地勢北高南低，以中低山丘陵為主，氣候為亞熱帶季風氣候，年均溫為22℃，年均降雨量為2 300 mm（謝和平 等，2019）。珠三角城市群地質環境條件復雜，人類活動強烈，臺風、洪澇、崩滑流、地面沉降、地面塌陷等自然災害頻發，危害嚴重，亟需開展城市群自然災害社會脆弱性評價。

圖1 珠三角城市群地理位置Fig.1 The geographic location of the Pearl River Delta urban agglomeration

1.2 研究方法

1.2.1 城市群自然災害社會脆弱性評估指標體系構建 社會脆弱性是城市在自然災害沖擊下，人類社會所表現出來的易受損失的程度，與城市社會、經濟、政府應對災害的能力等因素密切相關。本文基于韌性城市的基本構架將社會脆弱性劃分為人口、經濟、基礎設施、社會組織保障4個方面，構建珠三角城市群社會脆弱性指標體系（表1）。

表1 珠三角城市群社會脆弱性評價指標體系Table 1 The evaluation index system of the urban social vulnerability of the Pearl River Delta urban agglomeration

1）人口脆弱性。人口脆弱性是指城市人口在面臨災害時受損的可能性，與人口的結構、密度、分布以及弱勢群體占比等因素密切相關，可以通過調整人口結構、規劃人口、社區空間分布等方式提升人口韌性。本文主要從人口壓力因素和弱勢群體因素2個方面構建珠三角城市群人口脆弱性評價指標體系。

2）經濟脆弱性。經濟脆弱性是指城市經濟遭受災害損失的可能性，經濟系統可以通過調整城市經濟結構、將單一經濟發展為多元化經濟模式等方法，從而提高經濟系統的韌性。本文主要從人均GDP、經濟密度、第三產業生產總值比重等方面，構建珠三角城市群經濟脆弱性評價指標體系。

3）基礎設施脆弱性。基礎設施脆弱性指的是城市基礎設施遭受災害時易受損失的程度，可以通過系統內部協調，重新恢復設施原有的結構和功能。本文主要從人均社會固定資產投資、建設用地密度等方面，構建珠三角城市群基礎設施脆弱性評價指標體系。

4）社會組織保障脆弱性。社會組織保障脆弱性主要表現在公眾的防災行動與防災認知、人口穩定、城市居民的生活以及城市組織應急救災和抗災的能力、社會保障等方面，可以通過提升居民的防災減災認知、提高災害發生后城市救災和應急能力等方式，提升城市社會組織保障韌性，增強城市抵御災害能力。本文主要從社會資本、社會保障、災害文化等因素，構建珠三角城市群社會組織保障脆弱性評估指標體系。

1.2.2 城市群自然災害社會脆弱性評價模型 在社會脆弱性評估指標體系建立的基礎上，基于信息熵方法構建社會脆弱性評價模型。信息熵法是一種客觀賦權法，排除了其他方法如AHP評價過程中的隨機性和評價專家主觀上的不確定性及認識上的模糊性，有效反映指標的非線性特征，使評價結果更加科學、合理（高立兵 等，2017；宇巖 等，2017；王鈞 等，2020）。本文基于客觀賦權的信息熵法，計算各個評價指標的權重，綜合得到珠三角城市群自然災害社會脆弱性指數，分析各城市社會脆弱性程度及其影響因素；最后，提出降低珠三角城市群社會脆弱性和提升城市韌性建設的優化建議。本文構建城市自然災害社會脆弱性評價模型的過程為：

1）假設有m個待評價城市，每個待評價城市的社會脆弱性評估指標體系由n個評價因子組成，首先建立城市社會脆弱性評估指標矩陣A′：

式中：a′ij為第i個城市的第j項評價指標值（i=1，2，…，m；j= 1，2，…，n）。

由于評價指標體系中的各個指標所表征對象的屬性不同，其值的量綱也不同，因此需要對初始元素進行數據標準化，對于指標值越大，造成城市社會脆弱性越大的正向指標，歸一化公式為（張明媛，2010；）：

式中：aij為第i個城市的第j項評價指標歸一化值；a′max，j和a′min，j分別為第j項指標在所有城市數據中的最 大 值 和 最 小 值，i= 1，2，…，m；j=1，2，…，n。

對于指標數值越大，造成城市社會脆弱性越小的負向指標，歸一化公式為（王鈞 等，2020）：

2）構建信息熵模型，信息熵值越大，則該因子對城市社會脆弱性的貢獻越小（宇巖 等，2017）：

式中：Ej為評價指標j的信息熵值；pij為評價指標j在第i個城市中出現的頻率，0 ≤pij≤1；m為評價城市數。

3）計算評價指標的權重，評價指標的權重值越大，表示該指標對城市社會脆弱性的貢獻越大，權重計算公式為：

式中：wij為評價指標j的權重值；Ej為評價指標j的信息熵值。

4）構建城市社會脆弱性指數模型，根據指標權重和指標歸一化值，得到城市社會脆弱性指數模型：

式中：Ci為第i個城市的社會脆弱性指數（i=1，2，…，m），其他指標意義同上。

1.3 資料來源和處理

珠三角城市群社會脆弱性評價指標數據以2010、2015 和2020 年為基準年，統計數據來源于各個基準年的各大城市《國民經濟和社會發展統計公報》，由各城市統計局官網下載，各個指標的獲取方法和指標獲取說明具體見表1。在此基礎上，構建初始評價矩陣A′，對各指標值進行歸一化，得到城市社會脆弱性評價指標的標準化無量綱評價矩陣A，然后根據建立的信息熵模型依次計算指標權重和各個基準年城市的社會脆弱性指數；據此分析珠三角城市群各大城市的社會脆弱性水平、演變趨勢以及影響脆弱性程度主要因素，最后提出降低社會脆弱性的優化策略。

2 結果與討論

2.1 城市群自然災害社會脆弱性指數變化特征

由圖2 可知，2010 年，9 個城市的社會脆弱性指數在0.255 8～0.575 0之間，平均值為0.435 1；其中，深圳市社會脆弱性最低，其次為珠海市和廣州市，肇慶市社會脆弱性最高。2015年，9個城市的社會脆弱性指數在0.286 5～0.697 8之間，平均值為0.545 8；其中，廣州市社會脆弱性最低，其次為珠海市和深圳市，江門市社會脆弱性最高。2020 年，9 個城市的社會脆弱性在0.249 6～0.638 2 之間，平均值為0.521 6；其中，廣州市的社會脆弱性最低，其次為珠海市，東莞市社會脆弱性最高。

圖2 珠三角城市群各大城市不同年份社會脆弱性指數對比Fig.2 Comparison of the urban social vulnerability of the Pearl River Delta urban agglomeration in different years

2010—2020年9個城市的社會脆弱性指數平均值呈先增加后降低的趨勢，具體而言：廣州市的社會脆弱性指數一直在降低，由2010 年的0.353 2 下降到2020 年的0.249 6；深圳市和中山市的社會脆弱性指數一直在增加，深圳市由2010 年的0.258 3增加到2020年的0.551 1，中山市由2010年的0.451 6增加到2020年的0.634 0；珠海市的社會脆弱性指數呈先減小后增加的趨勢，由2010 年的0.339 2 減小到2015 年的0.317 3 再增加到2020 年的0.348 8；佛山市、東莞市、惠州市、江門市和肇慶市的5大城市的社會脆弱性總體上呈先增加后減小的趨勢，如佛山市由2010 年的0.383 5 增加到2015 年的0.580 4 再減小至2020 年的0.484 2，肇慶市由2010年的0.575 0增加到2015年的0.674 7再減小到2020年的0.609 5；整體而言，9個城市的社會脆弱性指數由低到高依次為：廣州市、珠海市、深圳市、佛山市、中山市、東莞市、惠州市、江門市和肇慶市。

2.2 城市群自然災害社會脆弱性指數分級

城市的社會脆弱性指數越大，遭受自然災害沖擊和帶來重大損失的可能性也越大。在ArcGIS 中采用標準差（劉毅 等，2011；崔鵬 等，2018）對2010、2015 和2020 年社會脆弱性指數進行分級，劃分為低、較低、中等、較高4個等級，得到不同年份珠三角城市群9大城市的社會脆弱性等級空間分布（圖3）。

圖3 珠三角城市群社會脆弱性等級分級Fig.3 The classified figure of the urban social vulnerability of the Pearl River Delta urban agglomeration

可以看出，2010年珠三角城市群各大城市中深圳市的社會脆弱性等級為低，廣州市、珠海市和佛山市的社會脆弱性等級為較低，東莞市和中山市的社會脆弱性中等，惠州市、江門市和肇慶市的社會脆弱性等級較高；2015年珠三角城市群各大城市中廣州市和珠海市的社會脆弱性低，深圳市社會脆弱性較低，佛山市、惠州市和中山市的社會脆弱性等級中等，江門市、東莞市和肇慶市的社會脆弱性等級較高；2020年珠三角城市群各大城市中廣州市和珠海市的社會脆弱性等級低，佛山市的社會脆弱性等級較低，江門市、深圳市和惠州市的社會脆弱性等級中等，中山市、東莞市和肇慶市的社會脆弱性等級較高。

2.3 城市群社會脆弱性影響因素及韌性城市建設的優化建議

2.3.1 影響城市群社會脆弱性的主要因素 由圖3可知，廣州市的社會脆弱性等級由2010年的較低降低為2015 和2020 年的低等級，進一步分析，廣州市的人口脆弱性和基礎設施脆弱性一直在增加，經濟脆弱性呈先降后升的趨勢，但社會組織保障脆弱性一直在降低，說明廣州市一直在民生基本保障方面持續投入大，抵消了由人口、基礎設施和經濟帶來的脆弱性。深圳市的社會脆弱性等級由2010年的低到2015 年的較低再到2020 年的中等，其人口脆弱性先減后增，基礎設施脆弱性和經濟脆弱性一直在增加，社會組織保障的脆弱性一直在降低，但社會組織保障的投入不足以抵消人口、基礎設施和經濟帶來的沖擊，還需繼續加大社會組織保障方面的投入以減輕自然災害帶來的影響。佛山市的社會脆弱性等級由2010 年的較低到2015年的中等再到2020年的較低，佛山市人口脆弱性、基礎設施脆弱性呈增加趨勢，經濟脆弱性呈先增加后減小的趨勢，社會組織保障脆弱性一直在減小，說明佛山市經濟和社會組織保障的整體社會脆弱性的影響顯著，需調整經濟結構、繼續加大社會組織保障方面的投入，以持續降低社會脆弱性。珠海市的社會脆弱性等級由2010年的較低降低為2015 和2020 年的低，珠海市的人口、基礎設施脆弱性、經濟脆弱性均在增加，但社會組織保障的脆弱性卻在一直減少，說明珠海市的社會組織保障對社會脆弱性的降低起絕對的優勢。東莞市的社會脆弱性等級由2010 年的中等到2015 和2020 年的較高，說明東莞社會脆弱性一直處于高位，東莞的人口、經濟、基礎設施的脆弱性在增加，社會組織保障的脆弱性在降低，但社會組織保障方面的投入還不夠，不足以抵消人口、經濟、基礎設施帶來的社會脆弱性的增加，還需進一步加大社會組織保障方面的投入以降低整個城市社會的脆弱性。惠州市的社會脆弱性由2010 年的較高下降到2015 和2020年的中等，惠州市人口脆弱性呈現微弱的先增加后減少的趨勢，基礎設施和經濟脆弱性增加，社會組織保障脆弱性一直在降低，要注意增加基礎設施和經濟的韌性，以防止其脆弱性快速增加帶來的整個社會脆弱性和災害風險的增加。中山市的社會脆弱性等級由2010 和2015 年的中等到2020年的較高，人口脆弱性微弱增加，基礎設施脆弱性先減小后增加，經濟脆弱性先增加后減小，社會脆弱性在緩慢增加。江門的社會脆弱性等級由2010年的較高下降為2015 和2020 年的中等，人口脆弱性先減小后增加，經濟脆弱性在增加，基礎設施脆弱性在增加，社會組織保障脆弱性在減小，說明社會組織保障對江門的社會脆弱性影響較大。肇慶市的社會脆弱性等級一直為較高等級，其人口脆弱性微弱降低然后微弱升高，人口引起的脆弱性變化不大；而經濟脆弱性和基礎設施脆弱性均一直在增加；社會組織保障脆弱性一直在減小，說明肇慶市投入社會組織保障的力量和資金還不夠，不足以抵消由人口、經濟和基礎設施帶來的社會脆弱性的增加。

總體而言，珠三角城市群9個城市的人口脆弱性在增加，經濟脆弱性呈先增后減趨勢，基礎設施脆弱性在增加，社會組織保障的脆弱性一直在降低，導致整體的社會脆弱性呈先增后降的趨勢。影響各個城市社會脆弱性的因素差異化顯著，但總體上經濟脆弱性和社會組織保障脆弱性是影響整個城市群社會脆弱性的主要因素，亟需提出降低社會脆弱性的優化策略，以整體提升珠三角城市群韌性水平。

2.3.2 降低社會脆弱性的優化策略 根據珠三角城市群自然災害社會脆弱性評價及影響因素的分析結果，提出珠三角城市群降低社會脆弱性的優化策略：

1）科學制訂城市空間規劃。在規劃建設階段，需合理地將城市建設規劃、人口規劃、經濟規劃等因素與自然災害的高風險區域緊密結合，從源頭上主動避讓高風險區域，科學地制定考慮防災韌性視角下的城市空間建設規劃。

2）開展城市韌性水平的科學評估。針對城市在發展過程中面臨的各種慢性壓力和急性沖擊，建立健全城市韌性評估指標體系和模型，構建專業研究平臺，科學合理地評估城市的韌性水平以及提出影響城市韌性水平的主導因素，從而提出科學有效的城市韌性水平提升的具體措施和方法，以應對城市發展過程中遇到的各種壓力和風險。

3）依據社會脆弱性主導因素推進城市韌性系統建設。對于社會脆弱性一直降低的廣州市，要繼續全面提升基礎設施韌性、經濟系統韌性、人口韌性和社會組織保障韌性，以增強應對災害風險的綜合能力。對于社會脆弱性一直增加的深圳市和中山市，其經濟規模增加和基礎設施快速建設，是導致社會脆弱性增大的主導因素，因此要重點通過城市系統內部協調更新提升基礎設施韌性，重點加快調整城市經濟結構，發展多元化經濟模式等方法提高經濟系統的韌性；同時，增加社會保障方面的投入和調整人口結構，以提升社會保障和人口韌性，進而快速降低社會脆弱性。對于社會脆弱性呈先減小后增加的珠海市，社會組織保障是影響社會脆弱性的主導因素，因此要加大社會組織保障方面的持續投入，輔之以經濟結構、人口結構和基礎設施布局調整，從而有效降低社會脆弱性。對于社會脆弱性總體上呈先增加后減小的佛山市、東莞市、惠州市、江門市和肇慶市，要注重城市系統內部協調更新提升、人口結構和社區空間布局調整、城市經濟結構調整，在增加基礎設施、人口和經濟系統韌性的同時，特別要增加社會組織保障方面的持續投入，以持續降低城市的社會脆弱性，提升城市韌性水平。

4）優化現有的防災設施布局，促進藍、綠、灰防災基礎設施的融合。一是要充分發揮城市群區域的山、水、林、田、湖、草等自然要素的防災功能，與城市防洪排澇避難場所等灰色基礎設施相結合，提高城市群的防災恢復力和防災韌性。二是要拓展城市內部生態空間的功能，強化森林、公園、綠地生態體系的建設與保護，通過建設“海綿城市”修復城市的水生態、涵養水資源，增強城市防澇能力。三是要加強城市基礎設施的改造和提升，優化防災和應急避險空間的布局，釋放防災韌性彈性空間，提升城市群防災減災的韌性水平。

5）強化城市群之間的防災合作，構建城市群防災韌性管理制度。積極推動建立城市群防災減災聯動機制，以珠三角城市群為整體，合理配置各類要素和資源，突破傳統管理機制壁壘，加強城市之間的防災合作，研究跨區域的防災功能布局、協作分工模式以及城市防災韌性管理制度，提升城市群防災減災和公共服務水平。

3 結論與討論

1）社會脆弱性指數計算結果表明，2010—2020年9個城市的社會脆弱性指數平均值呈先增加后降低的趨勢，平均值由2010 年的0.435 1 增加到2015 年的0.545 8，再減小到2020 年的0.521 6。總體上，社會脆弱性由低到高依次為：廣州市、珠海市、深圳市、佛山市、中山市、東莞市、惠州市、江門市和肇慶市。

2）社會脆弱性分級結果表明，2010 年深圳市的社會脆弱性等級為低，廣州市、珠海市和佛山市為較低，東莞市和中山市為中等，惠州市、江門市和肇慶市為較高；2015年廣州市和珠海市的社會脆弱性等級為低，深圳市為較低，佛山市、惠州市和中山市為中等，江門市、東莞市和肇慶市為較高；2020年廣州市和珠海市的社會脆弱性等級為低，佛山市為較低，江門市、深圳市和惠州市為中等，中山市、東莞市和肇慶市為較高。

3）總體上，珠三角城市群9個城市的人口脆弱性在增加，經濟脆弱性呈先增后減趨勢，基礎設施脆弱性在增加，社會組織保障的脆弱性在一直降低，導致整體的社會脆弱性呈先增后降的趨勢。影響各個城市社會脆弱性的因素差異化顯著，但總體上經濟脆弱性和社會組織保障脆弱性是影響整個城市群社會脆弱性的主要因素。

4）基于城市自然災害社會脆弱性評價分析結果，提出科學制訂城市空間規劃，開展城市韌性水平的科學評估，推進城市韌性系統建設，促進藍、綠、灰防災基礎設施的融合，構建城市群防災韌性管理制度等5項韌性城市建設建議，以整體提升珠三角城市群防災減災能力水平。

本研究城市群自然災害社會脆弱性評價指標體系的選取不可避免的具有主觀性和不確定性，采用的信息熵評價模型雖避免了權重的隨意性但忽略了指標間的重復性，下一步將進一步建立健全指標體系，采用補充驗證數據或多數據評估方法等對比，進一步完善珠三角城市群社會脆弱性評估結果。

致謝 感謝廣東省地理科學數據中心（地理所）提供相關數據。