基于熵权法的秦岭区域农村社区气候韧性评价研究

罗 慧，刘 杰，徐军昶，王 丽，唐智亿，索高盈

（1.宁夏回族自治区气象局，宁夏 银川 750002；2.中国气象局秦岭气溶胶与云微物理野外科学试验基地，陕西 西安 710016；3.陕西师范大学国际商学院，陕西 西安 710119；4.西安市气象局，陕西 西安 710016；5.西安交通大学工程力学系，陕西 西安 710049；6.陕西省秦岭生态保护办公室，陕西 西安 710006）

引言

在全球气候变暖背景下，频繁多发的气候灾害成为严重影响社会经济可持续发展的“非传统”安全风险。增强气候灾害风险抵御能力已经成为全球可持续发展的重要目标［1］。我国农村社区是抵御灾害风险的重要单元和薄弱环节，灾害风险管理能力十分有限。从韧性视角研究农村抗御灾害风险的总体适应能力和转型发展能力已经成为世界范围内社区应急管理新兴的研究方向［2］。党的十八大以来，习近平总书记高度重视秦岭生态环境保护，多次做出重要指示批示，为秦岭生态环境保护工作指明了方向。2020 年习总书记来陕考察时指出，秦岭和合南北、泽被天下，是我国的中央水塔，是中华民族的祖脉和中华文化的重要象征。在“十四五”全面开启乡村振兴阶段，开展秦岭农村社区防灾韧性研究有利于提高农村地区抗御风险能力，助力生态文明建设，保障美丽乡村建设。

1 社区韧性研究概述

随着全球范围内自然灾害的日益频发，以防灾减灾为目标的社区韧性研究已成为学界和政府决策者关注的焦点。现有文献主要从社区韧性的概念界定、理论模型、评估方法等方面入手开展研究。

韧性一词衍生于拉丁语“resillo”，最早应用于工程力学领域，原意是指物体受外力作用而围绕其固有单一基准点、保持本质特征前提下的复原能力［3］。20 世纪70 年代，霍林（Holling）［4］首先将韧性的内涵引入自然生态学领域，形成生态韧性。生态韧性强调自然生态系统所拥有的应对外来冲击、并在危机出现时仍能够维持其主要结构和功能运转的能力。20世纪90年代，韧性的内涵进一步拓展到社会经济系统，形成社会生态韧性或演化韧性。社会生态韧性突破了传统生态韧性的单一平衡观，其核心思想强调系统不仅具备维持或恢复到原来状态的能力，而且具有适应能力、学习能力以及发展转型能力，需要多层次和跨学科研究［5］。随着以全球变暖为主要特征的气候变化及其灾害影响日益突出，面向气候变化或气象灾害的社区韧性逐渐成为科学机构、国际组织和各国政府应对气候变化的重要理念［6］，与可持续性、脆弱性、适应能力以及灾害风险等概念密切相关［7］。气候韧性或灾害韧性继承了社会生态韧性的理念，强调个人、家庭、社区、城市、国家等不同尺度社会生态系统暴露于灾害时的适应能力、自组织能力以及学习能力［8］。

社区是作为衡量损失、采取防灾减灾措施的单元，灾害过程及其影响具有地区性，将社区作为研究尺度更具有针对性。社区韧性是韧性的概念应用于社区的结果，现有研究对社区韧性的描述主要包括3 个方面［9］：一是抵抗力，即社区吸收外界干扰的能力；二是恢复力，强调社区从压力干扰中恢复的速度；三是适应能力或发展能力，社区因逆境而适应或发展出新的运行模式，使其进入良性发展阶段。考察社区韧性的相关理论模型主要有诺里斯（Norris）提出的压力抵抗与韧性模型［10］，强调社区应对外界压力的抵抗力；卡特（Cutter）提出的实地灾害韧性模型［11］，突出社区通过适应过程，发展到更高级别的能力；冈田（Okada）提出的生命系统模型［12］，将社区视为一个有机生命体，强调社区作为一个整体面对外部灾害冲击时，应该具备“生命、活力和共存”3个基本功能。

基于上述社区韧性的理论分析模型，学术界从理论框架和实践指标体系2 个方面开展社区韧性的定量评价研究。杨丽娇等［9］将社区功能水平视为韧性衡量标准，构建动态韧性曲线模型来刻画社区韧性，该方法需要借助经济学、统计学及工程学上的方法进行定量计算，较难用于实际评估研究；蓝煜昕等［13］基于治理体系现代化的视角探讨韧性社区特征与实现机制；周利敏等［14］从复杂适应系统理论（Complex Adaptive System Theory）视角探讨雄安新区社区韧性提升策略；魏钦恭等［15］将社区韧性界定为社区所具有的在资源供给和社会支持2个层面应对灾害冲击的能力；雷晓康等［16］提出了乡村振兴背景下的贫困地区韧性治理框架。Summers等［17］在回顾气候韧性相关文献后认为一个全面的社区气候韧性概念必须包括脆弱性与可恢复性2个部分，并进一步从自然环境、社会经济、建筑环境、治理和风险5 个层面构建了社区气候韧性指数的整体框架（climate resilience screening index，CRSI）。

与理论框架构建研究不同，多数学者主要通过构建可操作的评价指标体系的方法衡量社区韧性。从不同维度解构社区韧性，可以对应不同的指标体系，其中，社会、经济和自然是评价社区韧性最常见的3 个维度，基础设施、制度等维度次之。Joerin等［18］从经济、制度、自然、物理和社会5个维度阐述了针对城市社区的气候灾害韧性指数（Climate Disaster Resilience Index，CDRI）构建指标体系。Deeming 等［19］基于欧洲社区灾害韧性框架阐述了社会与制度因素在评估社区韧性中的不可或缺作用。缪惠全等［20］在系统研究城市韧性评价体系的基础之上，构建了基于灾后恢复过程解析的城市韧性评价体系。确定不同维度指标权重的定性与定量分析方法包括文献综述法、公众参与和专家咨询法、层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）以及客观赋权的熵值法。例如，凌子健等［21］以阜宁“6·23”龙卷风灾区为例，采用AHP 方法确定农村社区韧性的指标权重，然后计算出23 个重灾村的韧性得分，并通过与实际灾损情况的比较探究龙卷风灾害损失的主要影响因素。杜金莹等［22］从社会、经济、生态、组织4 个层面构建城市韧性评估指标体系，基于AHP 和熵权法相结合的办法评估珠江三角洲地区的城市韧性。

2 社区气候韧性评价指标构建

2.1 秦岭区域社区气候韧性评价指标

文中强调气候灾害影响下的社区韧性问题，借鉴已有研究成果，基于科学性、全面性和层次性原则，本文将秦岭区域的社区气候韧性解构为生态韧性、经济韧性、社会韧性、工程韧性和制度韧性5个维度，作为综合评价层（A）；每个维度建立具有代表性的指标体系，作为项目评价层（B）。生态韧性包括社区所处位置的海拔高度、植被覆盖率、水土保持情况和气象灾害发生情况；经济韧性包括社区所在地家庭人均收入、人口密度、是否属于贫困县和贫困人口占比；社会韧性包括气象灾害预警的社会需求和社会服务、社会应急教育、预警信息种类；工程韧性包括应急避难场所、应急撤离路线、住房建筑质量、道路工程质量、水利设施质量；制度韧性包括社区所在地是否有气象信息员、部门救灾响应、政府部门生态保护意识和生态保护政策。

2.2 指标权重确定

考虑不同指标对社区气候韧性的影响不同，本文采用客观的熵权法确定指标权重。熵权法的基本逻辑是根据指标熵的大小来确定客观权重。熵值越小，提供的有用信息量就越多，指标也就越重要；熵值越大，表明指标提供的有用信息越少，指标也就越不重要。假设一个社区拥有m个调查对象和n个指标的数据矩阵如下：

第1步，使用极差化方法对不同量纲和单位的数据进行标准化处理，其中，正向指标、逆向指标的计算方式分别为：

第2步，依据标准化的样本矩阵，第j个指标的熵ej可以表示为：

第3步，最终计算得到社区气候韧性总得分的计算表达式：

根据该方法计算的社区气候韧性指数取值介于0 和1 之间，取值越接近1，则表示韧性水平越高。各层级的权重计算结果如表1所示。

表1 基于熵权法的秦岭区域社区气候韧性评价因子权重值Table 1 Weights of evaluation factors of community climate resilience in Qinling Mountain area based on entropy method

首先，基于秦岭区域的社区问卷调查和访谈数据，获得以乡镇为基本单位的指标平均值。采用熵权法计算项目评价层（B）中每个指标的权重。所在社区气象灾害发生情况是影响生态韧性的最重要因素，其次是植被覆盖率和海拔高度；是否属于贫困县和家庭人均收入是影响经济韧性的最主要因素；社会预警公共服务数量和质量是影响社会韧性的关键因素；水利设施质量、住房建筑质量、道路工程质量是构成工程韧性的主要因素；是否派驻气象信息员和多部门防灾减灾救灾响应是影响制度韧性的主要因素。

其次，基于乡镇、区县平均的5 个维度的韧性得分，再次运用熵权法分别计算综合评价层（A）权重。基于乡镇的指标权重排序从高到低依次是经济韧性、制度韧性、工程韧性、社会韧性和生态韧性；基于区县的指标权重从高到低依次是经济韧性、社会韧性、工程韧性、制度韧性和生态韧性。两相比较可以发现，经济韧性是影响社区综合气候韧性的最重要因子，贡献比例高达55.36%，生态韧性贡献最小，贡献比例仅为8.21%。鉴于乡镇数量明显多于区县数量，可以为熵权法权重计算提供更多信息，本文采用基于乡镇的权重进行具体比较分析。

3 秦岭区域社区气候韧性分析

3.1 数据来源

本文研究数据来源于2020 年10 月针对秦岭陕西段关中和陕南地区6 市的实地调研和访谈数据。通过走访华阴市（县级市）、商洛市、安康市、宝鸡市、汉中市、渭南市34 个区县和270 个村、镇、街道办等工作人员，了解项目评价层（B）指标基本情况。剔除数据缺失问卷后，累计回收有效问卷347份，样本量具体分布为华阴市6份、商洛市184份、安康市78份、宝鸡市38份、汉中市19份、渭南市22份。

3.2 秦岭区域区县级社区气候韧性比较

首先，基于熵权法计算得到乡镇一级的韧性得分；其次，分别计算区县、地市5 个维度的韧性平均得分。从区县一级5个维度韧性平均得分可见（图1），生态韧性高值区位于陕南，其中，汉中的佛坪县、洋县和西乡县、安康的汉滨区、紫阳县以及商洛的丹凤县的生态韧性得分均在0.7 以上，属于生态韧性优质区县。经济韧性呈现出与生态韧性相反的空间分布特征，关中地区经济韧性得分明显高于陕南地区，其中，华阴市、宝鸡的凤县、岐山县、和渭滨区、渭南的临渭区、华州区、高耀区的经济韧性得分均在0.7以上，属于经济韧性优质区县。社会韧性、工程韧性和制度韧性无明显空间分布特征。五个韧性维度区县一级的方差分析表明，经济韧性方差为0.102 1，方差最大，显示出区县之间经济韧性的巨大差异；制度韧性、工程韧性、社会韧性和生态韧性的方差依次减小。

表2 秦岭区域区县级社区综合气候韧性等级划分Table 2 Categories of county-level comprehensive climate resilience in Qinling mountain area

区县级社区综合气候韧性呈现出关中地区显著高于陕南地区的空间分布特征，其中，华阴、临渭区、岐山县、渭滨区、凤县、高耀区6 个区县属于社区综合气候韧性优质地区，汉滨区、眉县、陈仓区、佛坪县、城固县、汉台区和华州区7 个区县属于社区综合气候韧性良好地区，丹凤县、商南县、山阳县、柞水县、镇安县、宁陕县、岗噑县、旬阳县、汉阴县、石泉县、太白县、勉县、洋县、潼关县14个区县为社区综合气候韧性一般地区；商州区、洛南县、紫阳县、宁强县、留坝县、略阳县、西乡县7个区县为社区综合气候韧性较差地区。

3.3 秦岭区域地市级社区气候韧性比较

由地级市一级的5个维度韧性得分可见（图2），安康市、华阴市、汉中市、商洛市、宝鸡市的生态韧性得分均在0.5～0.7 区间，属于生态韧性良好地市；渭南市生态韧性得分为0.439 2，属于生态韧性一般地区。华阴市经济韧性得分为0.838 3，属于经济韧性优质地市；宝鸡市和渭南市的经济韧性得分均在0.6～0.7 区间，属于经济韧性良好地市；陕南地区的汉中市、安康市、商洛市经济韧性得分均小于0.3，属于经济韧性较差地区。在社会韧性维度中，汉中市社会韧性得分为0.599 5，属于社会韧性良好地市，其他地市则均属于社会韧性优质地市。华阴市、渭南市工程韧性得分分别为0.916 3和0.716 1，属于工程韧性优质地市，其他地市则均属于工程韧性良好级别。制度韧性维度中，汉中市制度韧性得分为0.645 3，属于制度韧性良好地市，其他地市均属于制度韧性优质地区。整体来看，5 个地市在经济韧性维度的差异最大，方差为0.085 6，工程韧性方差为0.011 8，制度韧性方差为0.007 8，生态韧性方差为0.005 6，社会韧性方差为0.004 9。地市之间5个维度的韧性差异排序与区县之间5个维度韧性差异的排序呈现相似的特征，即经济韧性差异最大，工程韧性和制度韧性的差异次之，社会韧性和生态韧性的差异最小。

图2 秦岭区域地市级社区气候韧性比较Fig.2 Comparison of city-level community climate resilience in Qinling mountain area

基于乡镇的综合评价层（A）5个维度韧性权重（表1），测算地市一级社区综合气候韧性平均得分（表3）。地市级社区综合气候韧性平均得分排序，从高到底依次为华阴市0.814 4、宝鸡市0.674 2、渭南市0.669 6、安康市0.446 2、汉中市0.422 5和商洛市0.375 0。华阴市为综合气候韧性优质地区，宝鸡市和渭南市为综合气候韧性良好地区，安康市、汉中市和商洛市为综合气候韧性一般地区，没有地市被归类为综合气候韧性较差地区。

表3 地市级社区综合气候韧性等级划分Table 3 Categories of city-level comprehensive climate resilience in Qinling mountain area

4 结论与建议

立足于我国全面乡村振兴战略背景下提升农村防灾减灾能力，特别是未来如何科学应对秦岭区域气候生态和气象灾害风险这一重要问题，文中以社会生态韧性理论为基础构建农村社区气候韧性评价指标体系，采用客观赋权的熵值法研究秦岭陕西段关中和陕南地区社区气候韧性，并分别从生态韧性、经济韧性、社会韧性、工程韧性、制度韧性5个维度解析农村社区综合气候韧性，主要结论如下：

从社区气候韧性影响因素看，气象灾害发生情况、是否贫困县、面向社会的灾害预警信息类型、水利基础设施质量、社区是否有气象信息员分别是生态韧性、经济韧性、社会韧性、工程韧性和制度韧性的首要影响因素；经济韧性是决定社区综合韧性的首要因素，生态韧性贡献最小。从社区气候韧性评价结果看，区县社区综合气候韧性呈现出关中地区显著高于陕南地区的空间特征，其中，61.76%的区县属于社区综合气候韧性一般或较差的地区；地市级社区综合气候韧性表现出明显的地区差异，其中，地区间差异从大到小排序依次为经济韧性、工程韧性、制度韧性、生态韧性、社会韧性；华阴、宝鸡和渭南属于社区综合气候韧性优质和良好地区，安康、汉中和商洛为社区综合气候韧性一般或较差的地区。基于上述结论，秦岭区域农村社区气候韧性提升重点及优化策略如下：

（1）以秦岭生态环境保护为抓手提高秦岭北麓区域社区生态韧性。地区政府部门和研究机构要从生命安全、生产发展、生活富裕、生态良好的战略高度，加强秦岭区域农村气象灾害与生态环境耦合关系研究，既要趋利避害助力生态文明建设，又要科学防控应对极端天气气候灾害风险，趋利避害减灾、造福民生福祉。

（2）陕南地区通过发展壮大乡村经济增强社区经济韧性。“十四五”时期我国农村农业工作的重心是巩固拓展脱贫攻坚成果与乡村振兴有效衔接。经济韧性较弱的陕南地区可以通过特色产业、乡村旅游等多种手段壮大陕南地区乡村经济，提高家庭人均收入水平，消除地区间经济韧性的巨大差异，特别是在经济社会发展水平相对较低的农村社区还需要加强公共防灾减灾资金投入。

（3）促进秦岭区域城市乡村气象服务均等化，提高社区社会韧性。随着气象在国家综合防灾减灾链条中的先导性作用越来越凸显，针对秦岭社区气象服务需求，加强秦岭生态安全和灾害风险预警，建立高风险、高脆弱地区的防灾减灾体系，筑牢气象预报预警服务作为防灾减灾“第一道防线”，通过气象监测精密、预报精准、服务精细，开发高时空分辨率格点化天气实况与预报服务产品，开展基于影响的预报预警服务、中小河流洪水山洪地质灾害和城市内涝气象服务、交通旅游气象服务等，促进服务城市乡村两维度的社会韧性提升。

（4）协同提升乡村基础设施建设质量与应急通行能力，提升社区工程韧性。在保障住房、道路和水利设施工程质量的同时，重视应急避难场所和应急撤离路线的工程建设，加强基层社区综合防灾减灾救灾能力建设，开展乡村单元气象灾害风险普查、区划和调查，保障灾害发生时的应急通行能力。

（5）落实乡村气候韧性治理“最后一公里”的制度保障，提升社区制度韧性。落实村级气象信息员制度，进一步夯实气象、水利、应急管理、消防、社会组织和军队等跨部门的防灾减灾救灾响应的制度保障，推进将气象灾害风险管理纳入乡村治理体系，提高基层单元的气候韧性治理水平，确保老百姓的生命和财产安全。