兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州

收稿日期：2022年1月24日；录用日期：2022年2月25日；发布日期：2022年3月4日

摘要

为了使得城市能够应对其形成和发展过程中所面临的各种冲击和挑战，必须提高城市的抗冲击能力和恢复能力，也就是提高城市韧性。本文利用层次分析法，对我国东北地区的城市韧性进行综合测算，并对其时空特征进行分析：① 从时间特征来看：总体来看，2003~2017年东北地区整体的城市韧性有所提高，分省份来看，2003~2017年辽宁省的城市韧性有所下降，吉林省和黑龙江省的城市韧性则有所提高；② 从空间特征来看：东北地区城市韧性的空间分异特征显著，辽宁省的城市韧性最高，吉林省次之、黑龙江省的城市韧性最低；省会城市和副省级城市大连、资源型城市大庆的城市韧性要高于一般城市；位于边缘地区，距离省会城市较远的城市，受到辐射带动能力较弱，城市韧性较低。③ 对于不同城市，影响其韧性水平的因素不同。

关键词

东北地区，城市韧性，时空特征，层次分析法

Spatio-Temporal Characteristics of Urban Resilience in Northeast China

Huiying Shi

College of Earth and Environmental Sciences, Lanzhou University, Lanzhou Gansu

Received: Jan. 24^th, 2022; accepted: Feb. 25^th, 2022; published: Mar. 4^th, 2022

ABSTRACT

In order for cities to cope with the various shocks and challenges faced in the process of their formation and development, it is necessary to improve the impact resilience and resilience of cities, that is, to improve urban resilience. This paper uses the analytic hierarchy method to comprehensively calculate the urban resilience in northeast China, and analyze its spatio-temporal characteristics: 1) From the perspective of time characteristics: Overall, the overall urban resilience of northeast China has improved from 2003 to 2017, and from the perspective of provinces, the urban resilience of Liaoning Province has declined from 2003 to 2017, and the urban resilience of Jilin Province and Heilongjiang Province has improved; 2) From the perspective of spatial characteristics: the spatial differentiation characteristics of urban resilience in Northeast China are significant, with Liaoning Province having the highest urban resilience, followed by Jilin Province and Heilongjiang Province with the lowest urban resilience; the urban resilience of provincial capital and sub-provincial city Dalian and resource-based Daqing is higher than that of general cities; cities located in marginal areas and farther away from provincial capitals have weak radiation driving capacity and lower urban resilience. 3) For different cities, the factors affecting their resilience level are different.

Keywords:Northeast China, Urban Resilience, Spatio-Temporal Characteristics, AHP

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

随着社会经济水平的不断发展，城市这一复杂的社会生态系统，其形成和发展过程中所面临的冲击和挑战也在不断增多。这些冲击和挑战不仅包括诸如地震、寒潮、海啸、飓风等自然灾害，还包括了环境污染、自然资源枯竭、火灾、疾病传播、恐怖袭击等人为灾害，具有难以完全避免的不确定性 [1] 。应急管理部发布的数据显示：2020年，我国全年各种自然灾害共造成1.38亿人次受灾，直接经济损失3701.5亿元¹。自2020年初新冠疫情爆发以来，截至2022年1月10日，全球新冠肺炎累计确诊病例已突破3亿例，累计死亡人数超过550万人²。城市同时面临着来自外部冲击和内部扰动两方面的风险，如果没有充分的应急准备和充足的应急能力，将造成巨大的经济和人员损失，亟待提高城市韧性，以期应对各种风险 [2] 。城市作为人类活动的重要载体，其健康有序的发展是人民美好生活的前提条件和根本保障。2013年，洛克菲勒基金会在全球选择了100个城市进行韧性城市建设项目 [3] 、联合国《2030年可持续发展议程》和《新城市议程》提出建设“包容、安全、有韧性和可持续的城市和人类住区”的可持续发展目标 [4] 。提高城市韧性是推动城市可持续发展、实现区域协调发展的重要措施，建设具有较强抵抗风险能力的“韧性城市”，也是我国城市发展建设的重要目标之一 [5] 。

2. 文献综述

国内外学者有关于城市韧性的研究聚焦在韧性城市的概念形成与演化、城市韧性的实证研究、城市韧性的评估体系和模型构建等方面 [2] 。国外学者对于“韧性”的研究较早，对于“韧性”在各种不同领域的应用展开了一系列的研究 [6] [7] 。国内学者对城市韧性的研究起步较晚，前期的研究主要是对国外研究进展的综述 [8] [9] [10] 。韧性一词来源于拉丁文“Resilio”，本意指“回复到原始状态”，韧性的概念从工程韧性、生态韧性逐渐发展演变为演进韧性 [11] 。目前来说，韧性城市的定义在学术界并没有达到共识，但大多认可韧性是一种不断变动的动态系统，应不断进行创新和改进，这比较符合演进韧性的特点 [1] 。国内外学者对于城市韧性实证研究，例如基于地理学视角进行研究的社区韧性 [12] [13] 、城市韧性 [14] [15] [16] [17] 、经济韧性 [10] [18] [19] [20] 、乡村振兴演进韧性 [21] 。关于城市韧性评价指标体系和模型构建的研究成果非常丰富。Norris F H认为应将社会资本、信息通信、经济发展、以及社区应急能力等四个方面纳入到灾害韧性的模型中 [22] 。Currer等建立的社区韧性评价指标体系包括生态、经济、社会、基础设施、制度和社区能力等指标 [23] 。Profiriev等构建的评价体系包括自然、经济、人力、社会、政治以及建成资本等指标 [24] 。李亚等从社会韧性、社区韧性、环境韧性、组织韧性、经济韧性及基础设施韧性等六个方面来构建城市灾害韧性评价指标体系 [25] 。

东北地区城市化水平整体较高，抵御各种风险冲击的能力尚有不足。基于以上考虑，本文从东北地区34个地级及以上的城市研究尺度出发，利用层次分析法，对我国东北地区的城市韧性进行综合测算，并对东北地区的城市韧性时空特征进行研究，总结东北地区城市韧性的作用机理，以期为提高东北地区城市韧性提供依据。

3. 研究方法、指标体系构建及数据来源与处理

3.1. 研究方法

为在一定程度上消除主观因素的干扰所产生的计算误差，本文借鉴张明斗等做法，采用层次分析法(AHP)对我国东北地区34个地级及以上城市的韧性度进行综合测算 [26] [27] 。

该方法的具体步骤如下：

求随机变量的均值： $E\left(Q_i\right)=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{{\displaystyle \sum }}}{y}_{ij}$ (1)

求Q_i的均方差： $\sigma \left(Q_i\right)=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{{\displaystyle \sum }}}{\left(y_{ij}-E\left(Q_i\right)\right)}^2}$ (2)

求指标Q_i的权系数 ${\omega }_j=\sigma \left(Q_j\right)/{{\displaystyle \sum }}_{j=1}^m\sigma \left(Q_j\right)$ (3)

进行多指标决策与排序： $D_i\left(\omega \right)={\displaystyle {\sum }_{j=1}^m{y}_{ij}{\omega }_j}$ (4)

3.2. 指标体系构建

运用层次分析法对城市韧性进行综合测算，首先要从不同的维度出发，定义出衡量城市韧性的一级指标。其次，针对于不同的一级指标，要依据全面、合理的原则来选择其所要包含的二级指标。因此，本文借鉴李晓娟等做法 [28] ，共划分为目标层、一级指标和二级指标三个层次。目标层的核心为城市韧性，城市是一个极其复杂的系统，并且处于不断地变动之中，城市的兴起和发展受到方方面面的影响，包括自然、经济、政治、人口、基础设施水平等等。参考已有研究成果，确保所建立层次结构的系统性、完整性和合理性以及所需数据的可获得性，最终选择经济韧性、社会韧性、生态环境韧性、基础设施韧性作为一级指标，14个评价因子作为二级指标，构建城市韧性评价指标体系 [26] [28] 。

城市的经济水平越高，越有利于提高城市防灾减灾和灾后恢复能力。本文选取了人均地区生产总值(万元/万人)、财政收入(万元)、当年实际使用外资金额(万美元)以及城乡居民储蓄年末余额(万元)作为衡量城市经济韧性的指标。人均地区生产总值反映了城市原本经济水平，以及进一步发展经济的能力，属于正向指标。财政收入说明了地方政府的财政能力，收入越高，预防潜在危机的水平越高，遭受到危害后复原速度越快，因此也属于正向指标。当年实际使用外资金额，表征了城市发展对外来资金的依赖程度，依赖程度越高，对城市持续稳定的发展越不利。当失去外部资金支持时，就会受到强大的冲击，属于负向指标。城乡居民储蓄年末余额是城市居民将成本投入到当年的生产生活中去，剩余的资金以及当年所产生的收益。代表了居民生产能力以及进一步发展的潜力，属于正向指标。

本文选取了普通高校学生在校人数(人)，和医院、卫生院床位数(张)作为衡量社会韧性的指标。普通高校学生在校人数越多，表明城市居民整体受教育水平越高，在城市受到外部冲击时，应对风险的能力更强，属于正向指标。居民是社会的重要组成部分，医疗保障体系越健全，居民生活则会越稳定，从而使得城市能够稳定发展，属于正向指标。

生态环境是衡量城市韧性的重要依据，良好的生态环境能够提高城市防御灾害的能力。本文采用建成区绿化覆盖率(%)、人均绿地面积(平方米/人)以及工业废水排放量(万吨)等指标来衡量城市生态环境韧性。其中建成区绿化覆盖率和人均绿地面积对城市生态环境的影响主要体现在其能够改善气候、净化大气和减少噪音等三个方面，属于正向指标。而工业废水排放量越大，对环境的负面影响越大，处理废水所消耗的人力和物力资源越多，属于负向指标。

基础设施建设是城市发展一个至关重要的因素，维持着城市系统的正常运转。本文选取了人均道路面积(平方米/人)，每万人拥有公共汽车量(辆)、排水管道长度(公里)、年末移动电话用户数(户)以及固定资产投资额(万元)五个指标来衡量城市基础设施韧性程度。人均道路面积越大，城市交通的通达度越好，有利于城市经济的发展，当面临突发灾害时，城市居民也可以快速撤离，属于正向指标。每万人拥有公共汽车量越多，居民愿意选择公交车的几率会随之增大。可以有效减少私家车对于交通的影响和汽车尾气对城市环境的影响属于正向指标。在城市面对冲击时，基础设施应能够承受一定的压力，并在极端条件下能够有一个缓冲的时间，因此排水管道长度应为正向指标。移动电话用户数从侧面反映了城市的经济水平，以及与城市外部的联系程度，数值越大城市韧性越高，属于正向指标。固定资产投资额反映了城市固定资产的建造和购买量，其数值越大，说明城市居民对固定资产的投资和需求量就越大，固定资产投资额的提高能够增加城市的稳定性，并促进城市的经济发展，属于正向指标。

指标体系构建后，对东北地区34个地级及以上城市的城市韧性进行综合测算，最终得到城市韧性的综合指数(表1)。

表1. 城市韧性评价指标体系

注：表中的权重值利用层次分析法计算得到。

3.3. 数据来源与处理

本文以东北地区34个地级及以上城市作为研究对象，对东北地区的城市韧性进行综合测算，并分析东北地区城市韧性的时空特征。本文所使用的数据来源主要是《中国统计年鉴》2003年和2017年数据。选取的时间节点比较特殊，2003年3月，温总理主持国务院常务会议时提出振兴东北老工业基地的思路。本文试图探索从2003年到2017年的14年时间里，东北地区的城市韧性发生了何种变化。为消除量纲差别，本文采用极差法对原始数据进行标准化处理，将各指标数据换算成0~1之间的数值 [27] 。具体计算公式如下：

对于越大越好的正向指标，其标准化公式如下:

$a_{ij}=\frac{x_{ij}-\min \left(x_{ij}\right)}{\max \left(x_{ij}\right)-\min \left(x_{ij}\right)}$ (5)

对于越小越好的负向指标，其标准化公式如下：

$a_{ij}=\frac{\max \left(x_{ij}\right)-x_{ij}}{\max \left(x_{ij}\right)-\min \left(x_{ij}\right)}$ (6)

4. 东北地区城市韧性的时空特征分析

4.1. 东北地区城市韧性的时间变化特征

综合考虑城市的经济、社会、生态环境、基础设施四个维度，对数据进行综合测算，可以得到2003年和2017年东北地区34个地级及以上城市的韧性水平(表2)。

表2. 城市韧性的综合测算结果

从表2结果看，东北地区34个地级及以上城市2003年的平均韧性指数是0.3089，2017年的平均韧性指数是0.3140。2003~2017年东北地区整体的城市韧性有所提高。2003~2017年辽宁省的平均韧性指数从0.3385下降为0.3317。这主要是由于其重工业国企发展颓势，随着改革开放的深入进行，老牌的重工业国企受到的冲击越来越大。很多企业没能深化改革加以应对，业绩不好。因为辽中南地区正是重工业国企的大面积聚集地，这种现象表现的更加明显，辽宁省这几年的GPD负增长也说明了这一点。可见辽宁省需要进行大胆的经济体制改革，不断优化产业结构。引入更有活力更具创新能力的思想方法，结合自身优势发展创新型经济。只有这样才能走出阵痛期迎来新的振兴。吉林省的平均韧性指数从0.2898上升到0.3119，黑龙江省的平均韧性指数从0.2872上升到0.2948。一方面，这种增长得益于东北振兴战略的实施。近年来大批国家项目落户东北，东北地区的基础设施有了显著改善，城市总体水平有了一定程度的提高。但是我们也要看到，14年间黑龙省和吉林省的城市韧性增长并不显著。这与近年来东北经济增速落后于全国水平的事实吻合。尽管城市基础设施已经有了较高改善但是这还远远不足，招商引资进度依旧乏力，人才外流严重。可见东北振兴依旧任重而道远。需要进一步开放发展。

4.2. 东北地区城市韧性的空间变化特征

从表2和图1、图2可以看出，2003年和2017年辽宁省的平均韧性指数最高，吉林省次之、黑龙江省的平均韧性指数最低。首先是因为辽宁省具有得天独厚的区位优势，其位于东北三省的门户位置，与河北省直接接壤，与北京、天津仅一步之遥，有利于得到首都的辐射带动作用，促进辽宁省经济发展和城市建设。而黑龙江和吉林交通条件和地理位置相对较差。其次是因为辽宁省基础设施建设更加完善，交通便利，通达度较高，有利于企业的进驻，沈阳更是成为了5G时代到来的首批试点城市。最后就是因为辽宁省内重点高校数量较多，培养出大批的各类优秀人才，而人才是城市创新发展的源动力。

图1. 2003年东北地区城市韧性空间分布图

图2. 2017年东北地区城市韧性空间分布图

从城市的角度来看，2003年城市韧性指数最高的5个城市依次为沈阳市(0.7143)、长春市(0.6290)、哈尔滨市(0.6204)、大连市(0.5818)、大庆市(0.5045)。最低的5个城市依次为黑河市(0.1595)、朝阳市(0.1865)、四平市(0.2027)、绥化市(0.206)、白山市(0.2121)。2017年城市韧性指数最高的5个城市依次为哈尔滨市(0.6767)、沈阳市(0.6641)、长春市(0.6314)、大连市(0.5331)、大庆市(0.515)。最低的5个城市依次为绥化市(0.1565)、朝阳市(0.1972)、白城市(0.2062)、白山市(0.2174)、黑河市(0.2188)。可以看出2003年和2017年城市韧性指数最高的3个城市均为省会城市，这是因为沈阳市、长春市、哈尔滨市等省会城市，是一个省的政治、金融、经济、医疗、教育中心，资源集聚度远高于省内的其他地级市，能够吸引各类人才和发展潜力较高企业的集聚，提高高质量的就业机会；以较少的土地资源产生更多的经济总量，更为有效的利用土地资源，产生一定的规模效应。同时通过辐射效应带动周边城市的经济增长。其次为副省级城市大连市和资源型城市大庆市。大连市作为滨海城市有着不冻港的地理优势，港口发达，造船业规模位居全国第一，且有大量军方订单，经济发达。大连还具有环境优势。城市绿化率高，工业污染较轻，其城市韧性较高。大庆市因具有石油资源以及与之配套的石油化工产业而具有较高的经济水平，人均GDP最高、市民生活水平高、城市基础设施齐全。城市韧性指数较低的几所城市大多位于边缘位置受到省会城市的辐射带动作用较弱。

5. 结论和建议

5.1. 结论

本文旨在通过分析东北地区城市韧性的时空特征来研究影响东北地区城市韧性的因素，充实现有研究的同时，也为探索提高东北地区城市韧性路径提供参考意见，实现东北地区城市的可持续发展，因此本文运用层次分析法分析东北地区34个地级及以上城市的城市韧性时空分布特征得到以下评价结果：

① 从时间特征来看：总体来看，2003~2017年东北地区整体的城市韧性有所提高；分省份来看，2003~2017年辽宁省的城市韧性有所下降，吉林省和黑龙江省的城市韧性则有所提高；分城市来看，2003~2017年东北地区20个地级及以上城市韧性水平有所提高，14个地级及以上城市韧性水平有所下降。

② 从空间特征来看：东北地区城市韧性的空间分异特征显著，具有优越区位优势的辽宁省的城市韧性最高，吉林省次之、黑龙江省的城市韧性最低；各类资源集聚度较高的省会城市和拥有终年不冻港、生态环境优良的副省级城市大连、石油资源丰富及石油配套产业基础雄厚的资源型城市大庆的城市韧性要高于一般城市；位于边缘地区，距离省会城市较远的城市，受到辐射带动能力较弱，城市韧性较低。

③ 对于不同类型、不同地理位置的城市，影响其韧性水平的因素不同。

5.2. 建议

针对本文的分析，提出以下建议：

① 要加强对城市韧性的研究，加深对城市韧性内涵的理解，从多个维度系统地了解城市韧性，进一步丰富可能影响城市韧性的因素的种类，完善城市韧性衡量体系与评价方法，研究建立更加详细合理实用性更强的指标体系，从而确保研究结论的准确性，更有效地指导政府决策。

② 要重视城市韧性的应用，将城市韧性与城市规划、城市防灾减灾、智慧城市、可持续发展进一步结合，针对性地解决城市发展过程中所存在的问题，引导城市向健康、有序的方向发展。

③ 对于不同城市，影响其韧性水平的因素不同，不能利用同一模式去提高不同城市的韧性水平，而是要“对症下药”，才能够药到病除。加强东北地区高速铁路等交通基础设施建设，以便加强东北三省之间、省会城市与非省会城市、核心城市与边缘城市之间的沟通联系强度，借助辽宁省的各项优势提高黑龙江省和吉林省的城市韧性，优先发展省会城市，通过省会城市的辐射作用带动非省会城市韧性提升。

④ 要注重经济建设，引进新的创新开放的思想，实现产业变革。努力改善东北地区的招商环境，开放包容为外商创造更好的经营条件。根据不同城市自身特点来确定优势产业。同时还应该注意协调好经济韧性与生态环境韧性之间的关系。在发展经济的同时，注重城市生态环境的保护，提高污水治理效率，增加城市绿化覆盖率，避免出现以损失生态环境韧性为代价来提高城市经济水平的情况。

⑤ 要提高城市应对不确定性风险的能力。面对突如其来的新冠肺炎疫情冲击，许多城市暴露了疏于防范疫情风险的短板，造成了巨大的财力物力损失，究其原因可能是许多城市都未将疫情传播等公共卫生风险纳入到韧性城市建设范畴，缺乏对不确定性风险的系统准备。要完善应对不确定性风险的处理方案和应对措施，将突发事件的应急处理纳入到日常管理当中。

文章引用

史慧影. 东北地区城市韧性时空特征分析
Spatio-Temporal Characteristics of Urban Resilience in Northeast China[J]. 可持续发展, 2022, 12(02): 361-370. https://doi.org/10.12677/SD.2022.122039

参考文献