银川市城市脆弱性研究

贾红丽 杨美玲 周俊俊 肖成权

（宁夏大学资源环境学院，宁夏 银川 750021）

一、引言

脆弱性这一概念最初来源于对自然灾害和贫困问题的研究［1］。近年来，随着全球化进程的加快，资源环境、人口与社会经济发展之间的矛盾日益显现，带来了许多社会问题，引发了严重的社会风险。因此，关于脆弱性的研究大量涌现。脆弱性已成为全球环境变化及可持续性科学领域关注的热点问题，在自然和社会科学研究中得到了普遍应用［2］。目前对于脆弱性的研究已经扩展到集自然、经济、社会、人文和环境、组织和机构等多维系统的研究，更加深化和丰富了脆弱性的内涵［3］。总体上来看，脆弱性概念经历了由一元到多元、由简单到复杂的演进过程，内涵不断深化，逐渐演变为包含风险、敏感性、适应性、抵抗力、恢复力等多要素在内的概念的集合［4］。

城市是一个集自然、经济、社会于一体的复杂的“人—地”耦合系统，随着城市化进程的加快，各种“城市病”日益突出，城市的脆弱性特征愈加明显，已经引起了世界各国的高度重视。国外对城市脆弱性的研究包括以下几个方面：基于自然灾害［5］和气候变化［6］的城市脆弱性概念研究；有关城市脆弱性概念内涵、分析框架等相关基础理论的研究［7］；特定的城市脆弱性问题研究［8］，在探讨快速城市化、贫穷和体制无能的背景下沿海城市居住区的脆弱性问题研究［9］，社会系统脆弱性研究等［10］。十八大以来，我国政府提出了以走生态文明建设为理念的新型城镇化道路。新型城镇化道路的建设就要解决城市化过程中存在的问题。所以，对城市脆弱性的研究尤为必要。近年来，我国学者开始对城市的脆弱性问题进行探讨，取得了丰硕的成果，主要集中在以下几个方面：有关城市脆弱性概念内涵、分析框架、指标体系以及测度方法等相关基础理论的研究［11－14］；资源型城市［15］、沿海城市［16］、旅游城市等特殊类型城市的研究［17］；城市经济系统［18］、生态系统［19］等单独子系统的研究；对不同尺度如国家［20］、片区［21］和市域［22］层面的研究；城市脆弱性的测度［23］和模型预测［24］研究；以及城市复合系统的脆弱性研究，如城市社会生态系统脆弱性［25］，城市人地系统脆弱性［26］，城市经济社会系统脆弱性［27］，城市经济—社会—资源—环境系统［28］。

通过梳理研究发现，对城市脆弱性研究的单一化特征比较明显，虽然对城市复合系统的脆弱性研究有所涉及，但研究成果比较少，而且主要集中在横向比较，缺乏纵向比较，城市脆弱性是一个累积过程，因此，在时间序列尺度上展开城市脆弱性的动态演化尤为必要［29］。基于此，本文从城市可持续发展的视角出发，在对生态环境、经济、社会三个子系统脆弱性分析的基础上，通过构建指标体系对银川市城市脆弱性进行综合评价，并对其动态演变过程进行探讨，力图探寻脆弱性的影响要素，分析这些要素对城市的作用机制，以期为银川市未来的发展和建设提供科学依据，推进城市可持续发展。

二、研究方法与数据来源

（一）评价指标体系构建

城市脆弱性的概念是在对脆弱性概念理解的基础上发展演化而来的，脆弱性的内涵可以理解为某一系统在受到外来不利因素干扰的情况下所表现出来的敏感度、暴露度以及应对能力。在对脆弱性概念理解的基础上，本文认为，城市脆弱性是指在城市化进程中，受自然和人文因素综合作用的影响，城市生态环境、社会环境和经济环境等在面对自然环境的脆弱性以及突发事件或外来干扰的情况下所表现出来的敏感性、暴露程度以及应对能力的弹性，从而使城市结构功能容易受到损害的一种属性。基于此，根据可操作性、灵敏性、科学性、针对性和数据可获得性的原则来确定评价指标。本文从生态环境、经济、社会三个子系统来考虑，构建银川市脆弱性评价指标体系，具体包括三个目标层，八个准则层。用绿化指标、耕地指标表征生态脆弱性，三废排放量以及处理率表征环境脆弱性；用经济结构、经济效率、经济创新表征经济脆弱性；以人类发展、基础设施、社会环境表征社会脆弱性。指标层则是测度城市脆弱性的核心，根据银川市的自然环境特征和社会经济发展水平以及数据的可获取性进行甄选，最终确立了32个测度指标，详见下页表1。

（二）数据来源

银川市城市脆弱性综合评价所使用的数据主要来源于2007－2016年《银川统计年鉴》《银川市国民经济和社会发展统计公报》《宁夏统计年鉴》《银川年鉴》。其中，失业率和恩格尔系数数据来源于《银川市国民经济和社会发展统计公报》；人均公共绿地面积、建成区绿化覆盖率、人均耕地、工业固体废弃物产生量、工业固体废弃物综合利用量、污水年排放量、污水处理率、工业废气排放量、第一产业比重、城市化率、单位GDP能耗、地方财政收入、人均固定资产投资、R＆D经费占GDP比重、万人中大学以上学历人员所占比例、服务业增加值占国内生产总值比重、人口自然增长率、在岗职工平均工资、人均住房面积、人均日生活用水量、人均城市道路面积、排水管道密度、燃气普及率、每万人拥有公交车辆、每千人口医院床位数、地下水综合生产能力、用水普及率、居民消费价格指数来源于《银川统计年鉴》《宁夏统计年鉴》和《银川年鉴》；由于指标中所需的部分数据在统计年鉴中没有直接给出，诸如全社会劳动生产率、单位土地面积国内生产总值等数据，其指标值是通过统计年鉴中的相关数据计算得来；个别年份缺失数据根据相邻年份的值插值补齐。

表1 城市脆弱性评价指标体系

（三）脆弱性评价方法

1.数据标准化处理。由于评价指标体系中各指标性质不同，数据量纲存在差异，为了不影响计算结果，需要对原始数据进行标准化处理。文中选取极大—极小值法对指标标准化。正向指标用公式（1）处理，负向指标用公式（2）处理。

式中，是标准化后的指标值；Xij表示第i年的第j个指标的统计值；max（Xij）、min（Xij）分别表示第j个指标的最大值与最小值，其中，i＝1，2，…，10，j＝1，2，…，32。

2.指标权重的确定。确定指标权重的方法有主观赋权法和客观赋权法，本文采用客观赋权法中的熵权法计算各指标的权重。熵值法确定权重的具体步骤可见相关文献［30］，银川市脆弱性各评价指标的权重见表1。

3.评价模型。城市脆弱性综合评价指数和各子系统的脆弱性指数采用加权求和方法计算，城市脆弱性各子系统指数计算公式如下：

式中，UEnVI表示生态环境脆弱性指数，具体包括生态脆弱性和环境脆弱性两个分指标，αi为其分指标对应的权重；UEcVI表示经济脆弱性指数，具体包括经济结构脆弱性、经济效率脆弱性、经济创新脆弱性三个分指标，βi为其分指标对应的权重；USVI表示社会脆弱性指数，具体包括人类发展脆弱性、基础设施脆弱性、社会环境脆弱性三项分指标，θi为其分指标对应的权重。

城市综合脆弱性指数计算公式如下：

式 中，a1、a2、a3分别为 UEnVI、UEcVI、USVI的权重，UVI为城市综合脆弱性指数。

（四）城市脆弱性等级划分

通过对源数据的分析，运用城市脆弱性评价模型计算得到城市脆弱性综合指数，在借鉴相关研究成果［27］的基础上，运用GIS自然断裂点法，结合研究区实际，按城市脆弱性指数大小将其分为5级（见表2）。

表2 银川市城市脆弱性综合评价分级标准

三、评价结果分析

（一）生态环境脆弱性演变特征

图1 银川市城市生态环境脆弱性变化趋势

评价结果显示，银川市生态环境脆弱性指数呈现出两个明显的变化波段（见图1），2006－2008年生态环境脆弱性指数由0.18降至0.07，呈现急剧下降态势，表明银川市生态环境承载能力较好。2006年，银川市提出建设“最适宜居住、最适宜创业”的现代化区域中心城市，致力于改善生态环境，提升城市综合实力和竞争力。到2008年，建成区绿化覆盖率由30.2%增加至36.6%，工业固体废物综合利用率由 85.38%提高到95.01%，污水处理率由 75.0%增加到 87.6%，空气质量状况二级及以上的时间占全年总天数的比率由86%增加到88.3%，生态环境质量明显提高，所以生态脆弱性指数呈现出显著下降的趋势；2008－2015年生态环境脆弱性指数由0.07升至0.15，呈缓慢上升趋势，表明银川市的城市生态环境受到了各种不利因素的干扰，生态敏感性增强。2009年以来，随着城市化进程的加快，银川市产业结构由“一二三”模式快速调整为“二三一”模式，第二产业仍然是银川市经济增长的支柱。但是第二产业的发展对资源需求量比较大，同时也会产生大量废弃物，如果处理不当，会带来一系列生态环境问题。虽然科技进步对城市各项污染的处理水平已较为先进，但由于各种原因，部分废弃物利用水平还是偏低。如2015年的工业固体废弃物产生量是2009年的4倍多，但是综合利用量不到3倍。随着人口大量向城市集聚，加剧了资源消耗量，产生了更多的生活垃圾，超过了城市处理能力。因此，就导致银川市生态脆弱性指数在2009－2015年之间呈现上升趋势，如果不能很好地协调，会制约城市的健康可持续发展。

（二）经济脆弱性演变特征

经济脆弱性指数由 2006年的 0.29降至2015年的0.03（见图 2），表明银川市经济发展水平不断提高，对外界扰动的抗干扰能力日益增强。经济脆弱性主要通过经济结构、经济效率、经济创新来体现。银川市GDP由2006年的34.99亿元跃升至2015年的149.39亿元，三次产业结构比例由 2006 年的 5.6∶9.4∶45.0 调整为 2015 年的 3.9∶53.2∶42.9，对经济增长的贡献率由 2.8%、56.5%、40.7%变化为 2.2%、60.1%、37.7%。经济总量提升以及产业结构优化调整为银川市综合发展能力提升提供了有力保障。但是二、三产业结构比例还有待优化。截至2015年银川市R＆D经费占GDP比重只有1.17%，万人中大学以上学历人员所占比例只有5.71%，科技投入不足，城市科研创新环境还有待改善。今后应该不断优化科技发展环境，加大科技投入，依托已有科技和产业基础，加强与周边大城市如西安、兰州等的合作，引进高端产业和技术人才，提高经济创新能力，以此提高城市经济发展水平和竞争力，构建和谐人居环境。

图2 银川市城市经济脆弱性变化趋势

（三）社会脆弱性演变特征

图3 银川市城市社会脆弱性变化趋势

社会脆弱性指数在2006－2015年波动幅度比较大，具体如下：2006－2011年呈现小幅波动上升趋势，2011－2013年呈现大幅下降趋势，2013－2014年呈现急剧上升趋势，2014－2015年呈现急剧下降趋势，说明银川市的社会发展扰动因素较多（见图3）。“十一五”期间，银川市以建设“两个最适宜”城市为目标，通过治理环境污染，调整产业技术结构，加强科技投入等方式，到2010年底社会各项事业取得了较好的发展。同时，随着城市发展步伐的加快，大量人口向城市集聚，给城市发展带来了就业、资源需求量大、交通拥挤等问题。银川市城市失业率由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，人均城市道路面积由2006年的14.19平方米降至2011年的12.2平方米，导致2006－2011年社会脆弱性指数的上升。2011年是“十二五”开局之年，银川市以加快转变经济发展方式为主线，积极推动优势特色产业发展，不断提升工业化、城镇化和农业现代化水平，全市经济保持平稳较快的发展态势，各项社会事业取得新成就，使得银川市2011－2013年社会脆弱性指数下降。2013年，面对经济下行压力加大的形势，全市经济效益下滑，制约了各行业发展，增加了社会发展的脆弱性，导致2013－2014年社会脆弱性指数上升。2014年，面对国内外复杂多变的经济形势，银川市通过加强经济结构调整和产业转型升级，努力提高经济运行质量和效益，主动适应经济发展新常态，积极推进社会各项事业全面发展，并由此带来2014－2015年社会脆弱性的快速下降。

（四）城市综合脆弱性演变特征

图4 银川市综合脆弱性变化趋势

2006－2015年，城市综合脆弱性指数从0.20降至0.12（见图4），表明银川市城市脆弱性已由较低脆弱度向低脆弱度过度。其发展历程可以划分为以下几个阶段：快速下降阶段（2006－2009年），波动下降阶段（2009－2013年），急剧波动阶段（2013－2015年）。2006－2009年银川市城市脆弱性综合指数由0.20下降为0.14，三年间降低了0.06，年均降低 0.02，这一阶段为快速下降阶段。随后，银川市城市脆弱性进入波动下降阶段，城市脆弱性综合指数由2009年的 0.14增加至2011 年的 0.16，2011－2013 年由从 0.16 降至0.11，2009－2013年银川市城市脆弱性指数下降了0.023，年均下降 0.006。2013－2015 年城市脆弱性指数呈现出先急剧上升，又急剧下降的变化趋势，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。虽然2006－2015年银川市脆弱性指数的波动幅度比较大，但是整体呈下降趋势，表明城市的可持续发展能力在不断增强。

2006－2015年期间，银川市综合脆弱性呈下降趋势，但从各子系统脆弱性的贡献度来看（见图5），经济脆弱性对城市综合脆弱性贡献的比重在逐年降低，从2006年的50%降至2015年的10%，十年间下降了4个百分点；生态环境和社会脆弱性均呈上升趋势，生态脆弱性指数对城市综合脆弱性贡献的比重在2006－2015年之间由20%上升至40%；社会脆弱性指数对城市综合脆弱性的贡献度由2006年的30%升至2015年的50%，表明银川市城市脆弱性已由经济主导型向生态环境和社会主导型转变。

图5 银川市城市各子系统脆弱性贡献率变化趋势

四、结论与讨论

本文从生态环境脆弱性、经济脆弱性、社会脆弱性三个方面探讨银川市城市脆弱性，通过对2006年以来近十年城市脆弱性的动态分析，得出以下结论：

城市发展是一个积累过程，脆弱性是城市发展过程中形成的一种“慢性病”，不及时“调理”，就会发展成“重疾”，导致城市系统崩溃。建立城市脆弱性评价体系，及时发现城市脆弱性问题，提出解决方案。银川市城市脆弱性指数整体呈下降趋势，表明其抵抗风险的能力增强。但是，受内陆经济影响，经济发展水平有限，经济实力弱小，产业升级改造困难、高科技人才引进难度大，经济创新能力弱，环保投入不足，基础设施建设滞后等问题加大了城市风险。因此，后期需要通过长时间努力加强城市发展和建设，提高城市风险抵御能力，走健康可持续发展道路。

在研究区间内，银川市综合脆弱性整体呈下降趋势，从各子系统脆弱性的贡献度来看，经济脆弱性对城市综合脆弱性贡献逐年降低，生态环境和社会脆弱性均呈上升趋势，表明银川市城市脆弱性由经济主导型向生态环境和社会主导型转变。这也是现在大部分城市发展过程中所面临的问题，虽然经济总量增加了、城市化水平提高了，但同时也带来了生态环境、交通、就业等一系列问题，影响了居民的生活质量，使城市社会发展受到限制。因次，在追求经济效益的同时，更应该关注民生，构建一个和谐健康的城市宜居环境。

在城市综合脆弱性研究过程中，受数据获取难度大的限制，文中选取的指标对脆弱性的反映可能还存在不足，在今后的研究中，应结合地区实际进一步完善指标体系，探索城市脆弱性发生、发展规律，为实现城市可持续发展提供科学依据。

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