中国城市韧性水平综合评价及区域异质性分析

李 娜，张广来，张 宁

（1.江西财经大学 经济学院，南昌 330013；2.江西农业大学 经济管理学院，南昌 330045；3.山东大学 威海前沿交叉科学研究院/蓝绿发展研究院，山东 威海 264200）

0 引言

随着中国的城市化发展，国内城市已由“简单工业中心”转变为承载人类社会经济活动的“多形态、多功能生态空间”。然而受城市功能精细化与复杂化的影响，其面临的潜在危机与风险也在逐步上升，给城市安全保障体系带来巨大挑战[1]。因此，如何在推动城市高质量建设的同时，保证其主要功能不受外界冲击的显著影响，让城市由具有“抗灾能力”走向具有“耐灾韧性”已成为我国政府的重要规划目标[2]。在“十四五”规划中，我国将城市韧性纳入国家战略规划体系，明确要通过韧性城市建设推进以人为核心的新型城镇化，打造健康城市人居环境。

目前，学者们关于城市韧性问题的研究主要围绕如何评价中国城市韧性水平展开，主要包括三个方面：一是评价视角多元化[3,4]，二是评价尺度多层次[5—7]，三是评价方法多样[8—10]。已有文献对如何评价中国城市韧性进行了不同视角、尺度以及方法的丰富探索，但从全国层面开展的城市韧性水平评价还略显不足，且既有研究较少将城市数字化建设纳入评价指标体系，这可能使评价结果与城市信息化转型要求脱钩。基于此，本文将数字韧性指标纳入评价指标体系，系统地评价了中国城市韧性水平的总体情况，各城市静态与动态基本情况以及区域异质性，进一步明确不同区域层面的城市韧性水平差异，为我国韧性城市的规划、建设与可持续发展提供参考。

1 研究设计

1.1 指标体系构建

借鉴已有研究[11]，本文从经济韧性、社会韧性、生态韧性和数字韧性这四个角度选取相关指标构建中国城市韧性综合水平评价指标体系（见下页表1）。

表1 中国城市韧性综合水平评价指标体系

1.2 研究方法

本文选取2011—2018 年我国289 个城市的相关数据进行实证分析，数据来源于《中国城市统计年鉴》。对相关指标进行了无量纲化处理，对缺失值采用定值替换法进行补齐，并采用主成分分析法对多个初始变量进行降维处理，使其重新组合为少数不相关但可充分反映初始变量信息的综合变量。

假定有n个城市样本，每个城市样本有p个评价指标，记初始指标为xp，其降维处理后的主成分为ym(m≤p)，可设：

主成分分析基本计算步骤为：

第一，设定原始估计矩阵X=(xij)n×p，xij表示第i(i=1,2,…,n) 个城市的第j(j=1,2,…,p) 项评价指标。同时，对原始数据进行标准化处理得到标准化矩阵。

第二，根据标准化矩阵建立协方差矩阵Rij，求得特征根值λj（j=1,2,…,m）、方差贡献率σj与累计方差贡献率αj。根据特征根值大于1 且累计方差贡献率大于70%的原则，选择符合条件的前m个变量y1,y2,…,ym作为主成分替代初始p个评价指标。其中：

第三，根据主成分ym与初始指标x j的相关系数确定初始因子载荷矩阵amj，以解释主成分与各评价指标之间的相关程度，并可进一步求得主成分系数矩阵与各主成分得分。

第四，将各主成分方差贡献率与各主成分的累计方差贡献率比值作为权重θj，计算综合得分并获得最终评价结果：

本文首先对初始指标是否适合使用主成分分析法进行KMO 和Bartlett 检验，结果显示KMO 值为0.937，Bartlett球度检验的P值为0，说明适合采用主成分分析方法，评价结果具有可靠性。其次，使用Stata 15对Z-score标准化处理的初始变量进行运算后得到主成分个数为8，累计方差贡献率达71.26%。本文将8 个主成分的经济意义依次命名为创新与保障因子（F1）、公共服务因子（F2）、人口分布因子（F3）、社会与经济发展因子（F4）、文化与环境因子（F5）、产业发展因子（F6）、人口可持续因子（F7）、环境压力因子（F8）。再次，利用主成分特征根值及因子载荷矩阵，可进一步求得8个主成分得分系数矩阵。最后，根据上述8 个主成分得分以及各自方差贡献率占累计方差贡献率的权重值，获得我国289个城市韧性综合得分。

2 实证结果分析

2.1 城市韧性水平的总体变化规律

图1 直观展示了城市韧性水平的总体空间演变规律。可以看出，城市韧性水平整体偏低，但城市韧性水平分化明显。可能的原因在于：第一，我国首次从国家高度提出“韧性城市”建设的时间为2017 年，政策实施时间位于研究期的尾部，故在研究期内各城市“韧性城市”建设情况可能因无政策推动而存在力度不足的现象；第二，北京市、上海市等一线城市，在城镇化的过程中更具经济转型、社会保障、绿色管理等角度的优势，所以其城市韧性水平在一定程度上会高于其他城市。

图1 城市韧性水平的总体空间演变规律

下页图2 报告了289 个城市2011—2018 年城市韧性的总体时间演变规律。可以看出，研究期内城市韧性水平整体呈上升趋势，但在2015 年出现小幅回落。可能的原因在于：第一，随着在“十二五”开局之年完善城市化布局和形态以及加强城镇化管理要求的提出，城市发展已开始逐步从规模扩张进入内涵与质量提升阶段，所以城市韧性水平自2011 年开始呈现上升趋势；第二，2015 年，我国出现波及20 个省份的暴雨洪涝灾害事件，考虑到全国性突发自然灾害发生后，各城市会在一定程度上损耗部分社会、经济与生态环境资源用于抵御消极影响，故2015年城市韧性水平出现下滑现象。

图2 2011—2018年城市韧性总体时间演变规律

2.2 城市韧性水平动态变化趋势

本文对研究时期的开始与结束年份各城市韧性水平的动态排名进行分析后发现（见图3），头部城市的城市韧性水平较为稳定。2011 年和2018 年综合得分位于前20名的城市中仅东莞市、无锡市、郑州市、大连市4个城市出现3名（不含）以上的排名变动，其他16个城市排名变化幅度均在3 名（含）以内。其中，北京市、上海市、重庆市、苏州市、沈阳市5 座城市未出现排名变动，稳居第1、2、5、8、14 位。可能的原因是：头部城市政府大多持续重视在多个相关领域进行防灾减灾投入，且北京市是全国首个将“韧性城市”建设纳入城市总规划的城市。大部分头部城市整体经济实力更好，基础资源也更为充分，以2018年为例，综合得分前20 名的城市中有16 个城市处于当年GDP排名的前20名，且综合得分前5名的城市与GDP排名前5名的城市完全一致。由此可知，这些城市在有效应对风险与灾后恢复中会具备一定优势，进而使其城市韧性水平波动幅度变小。

图3 2011年与2018年城市韧性水平排名变化趋势图

表2显示东北地区城市韧性水平回落较快，中西部地区城市韧性水平增长势头更强。从综合得分下降前10名的城市来看，其中有5个城市属于辽宁省，1个城市属于黑龙江省，1 个城市属于吉林省，即下降前10 名的城市中有70%为东北地区城市；且辽宁省辽阳市排名退后106名，下降幅度位于全国倒数第二，可见东北地区城市韧性水平下降速度较快。而相较于东北地区城市，中西部地区城市韧性水平则以保持上升为主，如在综合得分上升前10 名的城市中有80%的城市来自中部地区省份，20%的城市来自西部地区省份。

表2 2011年与2018年城市韧性水平前（后）10名排名变化

2.3 城市韧性水平的区域异质性分析

2.3.1 城市群比较分析

本文选择已获批的10 个国家级城市群，待批复的京津冀城市群、粤闽浙沿海城市群，无须国务院批复的省域内辽中南城市群、山东半岛城市群这14个城市群，作为比较城市韧性水平的城市群划分依据。图4 显示了城市群的城市韧性水平比较结果。（1）城市群的社会经济发展情况与其城市韧性水平具有高度正相关性，东部地区城市韧性水平更高。粤港澳大湾区、京津冀城市群、长江三角洲城市群以及山东半岛城市群凭借1.147、0.880、0.590、0.485的绝对得分优势位于前4位，且这4个城市群恰均处于社会经济发展程度较高的东部地区。但兰西城市群、关中平原城市群则以-0.334、-0.232的低分位于后两位。（2）城市群内各城市间的城市韧性水平存在联动效应。以粤港澳大湾区为例，该城市群内9个城市韧性水平综合得分均值为1.147，除得分最低的肇庆市外（-0.116），其余8 个城市均在全国前66 位，深圳市、广州市、东莞市与佛山市分别处于全国第3、4、12 与13 位。但对于兰西城市群而言，城市群内的4 个城市平均排名在200 位，仅兰州市排名在前100位（第96位），定西市更是处于全国第285位（倒数第5位）。可见，城市群内各城市的“韧性城市”建设存在相互影响的可能。

图4 各城市群韧性水平比较结果

2.3.2 地震带比较分析

考虑到我国地震活动主要分布在5 个地区的23 条地震带上，以及韧性城市的建设内涵为应对自然灾害时的“风险管理”，本文按照是否处于国内23 条地震带对样本城市进行分组，旨在了解城市韧性水平是否与其自身风险发生概率存在关联。分组后得到地震带城市121个（占比为41.87%）、非地震带城市168个（占比为58.13%）。结果表明：（1）地震带城市韧性水平显著高于非地震带城市。其中，地震带城市韧性水平年度平均得分为0.113，比非地震带城市高0.198。（2）地震带城市韧性水平两极分化较为明显：以曾发生过7.0 及以上级别的9座地震带城市为例①曾发生过7.0及以上级别的9个地震带城市：北京市（1679年，8级）、唐山市（1976年，7.8级）、邢台市（1966年，7.2级）、临汾市（1303年，8级）、鞍山市（1975年，7.3级）、玉溪市（1970年，7.8级）、兰州市（1125年，7.0级）、天水市（多次8级以上）、石嘴山市（1739年，8级）。少数曾发生过7.0及以上级别地震的城市因数据限制不在样本范围内。，其城市韧性水平最高为北京市（5.790，排全国第1位），最低为天水市（-0.459，排全国第257位），二者排名相差256 位。同时，这9 座城市中排在前4 位的城市在全国的排名均在前102 位，而后3 位城市的全国排名则在237位以后，前后两端占比较大。

2.3.3 海岸线比较分析

本文再次以样本城市是否具有海岸线为标准对其进行分组，以明确这些人类活动频繁、自然灾害频发的关键地带是否与其他区域存在城市韧性水平差异。分组后得到海岸线城市52 个（占比为17.99%），非海岸线城市237个（占比为82.01%）。结果表明：（1）海岸线城市韧性水平高于非海岸线城市。具体而言，海岸线城市与非海岸线城市韧性水平综合得分结果分别为0.431、-0.095。该结论与地震带城市韧性水平比较结论较为相似，由此进一步说明城市韧性水平与城市面临自然灾害概率正相关，即当一个城市越易遭受风险冲击时，该城市加强城市韧性建设的倾向越强。（2）产业发展是海岸线城市韧性水平提高的短板。尽管海岸线韧性城市各主成分的整体得分高于非海岸线城市，但在产业发展因子（F6）上却表现特殊，即该因子成为海岸线城市得分（-0.082）唯一一个低于非海岸线城市（0.018）的主成分。可见，我国产业由东部沿海发达地区向中西部非发达地区转移的过程可能为沿海地区经济韧性水平的提高带来了负面影响。但由于城市韧性水平提高受多方面影响，故是否需在沿海城市加强产业发展还需因地制宜，应结合国家发展战略与城市发展实际进行多方面考虑。

3 结论

本文基于2011—2018年我国289个城市的数据，对城市韧性水平进行了测度，考察了其区域异质性，结论如下：

（1）总体来说，中国城市韧性水平整体偏低但呈现上升趋势。表现为2011—2018年平均综合得分为0，中位数为-0.211，70%以上样本城市综合得分位于平均值以下。同时，在研究期内平均综合得分上升200.79%，仅在2015年出现小幅回落。（2）头部城市韧性水平较为稳定，城市韧性水平变化存在地理位置特点。一方面，2011 年和2018年排名位于前20 位的城市中仅20%出现超过3 名的排名变动，其中，北京市、上海市、重庆市、苏州市、沈阳市5 个城市未出现排名变动；另一方面，东北地区城市韧性水平回落较快，中西部地区城市韧性水平增长势头更强，2018年较2011年排名下降前10名的城市中有70%为东北地区城市，排名上升前10 名的城市全部来自中西部地区。（3）中国城市韧性水平存在显著的区域性差异。首先，东部地区城市群城市韧性水平高于中西部地区城市群城市，且城市群内部城市韧性存在联动效应；其次，地震带城市韧性水平（0.113）显著高于非地震带城市（-0.085），但地震带城市韧性水平两极分化较为明显；最后，海岸线城市韧性水平优势大于非海岸线城市，前者比后者平均得分高0.526，其中产业发展是海岸线城市韧性水平提高的短板。