城市韧性的空间差异与影响因素研究——以安徽省为例_储金龙.pdf

2 0 2 3年1月第3 2卷第1期安徽农业大学学报(社会科学版)J o u r n a l o fA n h u iA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y(S o c i a lS c i e n c e sE d i t i o n)J a n.2 0 2 3V o l.3 2N o.1收稿日期:2 0 2 2-0 6-0 9基金项目:安徽省教育厅人文社会科学重点项目“基于社会生态视角的蒙洼乡村聚落系统韧性评估与适应性机理”(S K 2 0 2 1 A 0 3 4 4)作者简介:储金龙(1 9 6 4-),男,安徽潜山人,安徽建筑大学建筑与规划学院教授,博士,硕士生导师。马昊楠(1 9 9 9-),男,河南沁阳人,安徽建筑大学建筑与规划学院硕士研究生。李久林(1 9 8 7-),男,安徽桐城人,安徽建筑大学建筑与规划学院讲师,博士,硕士生导师。城市韧性的空间差异与影响因素研究*以安徽省为例储金龙1,2,马昊楠1,2,李久林1,2(1.安徽建筑大学 建筑与规划学院,安徽 合肥2 3 0 6 0 1;2.安徽省城镇化建设协同创新中心,安徽 合肥2 3 0 6 0 1)摘 要:随着城镇化进程加快,城市发展面临的不确定性和风险逐渐加剧。为有效应对冲击和扰动并提高城市自我恢复的能力,提高城市韧性已成为全球共识。从韧性视角出发,基于P S R模型构建评估体系,运用熵值法、G I S空间分析法和地理探测器对安徽省1 6个地级市城市韧性水平及影响因素进行综合测算,结果表明:安徽大部分城市韧性水平在研究期内有所提升,到2 0 2 0年各市韧性水平差距缩小且各梯度韧性水平差异发生变化;安徽省城市韧性水平等级的空间分布存在明显分异情况;影响城市韧性的最主要因素是科学技术与教育支出,且各因子交互作用呈现出双因子增强的关系。关键词:城市韧性;空间分异;P S R模型;熵值法;地理探测器中图分类号:TU 9 8 4文献标识码:A文章编号:1 0 0 9-2 4 6 3(2 0 2 3)0 1-0 0 6 8-1 0D O I:1 0.1 9 7 4 7/j.c n k i.1 0 0 9-2 4 6 3.2 0 2 3.0 1.0 1 0S p a t i a lD i f f e r e n c e sa n dI n f l u e n c i n gF a c t o r so fU r b a nR e s i l i e n c e:AC a s eS t u d yo fA n h u iP r o v i n c eCHUJ i n l o n g1,2,MA H a o n a n1,2,L I J i u l i n1,2(1.S c h o o l o fA r c h i t e c t u r ea n dU r b a nP l a n n i n g,A n h u i J i a n z h uU n i v e r s i t y,H e f e i 2 3 0 6 0 1,C h i n a;2.A n h u iC o l l a b o r a t i v e I n n o v a t i o nC e n t e r f o rU r b a n i z a t i o nC o n s t r u c t i o n,H e f e i 2 3 0 6 0 1,C h i n a)A b s t r a c t:W i t ht h e a c c e l e r a t i o no f u r b a n i z a t i o n,t h eu n c e r t a i n t i e s a n d r i s k so f u r b a nd e v e l o p m e n t h a v eg r a d u a l l yi n c r e a s e d.I no r d e r t oe f f e c t i v e l yc o p ew i t hs h o c k sa n dd i s t u r b a n c e sa n di m p r o v et h ea b i l i t yo fu r b a ns e l f-r e c o v e r y,t h en e e dt oi m p r o v eu r b a nr e s i l i e n c eh a sb e c o m eag l o b a lc o n s e n s u s.F r o m t h ep e r s p e c t i v eo f r e s i l i e n c e,a ne v a l u a t i o ns y s t e m w a sb u i l tb a s e do nP S Rm o d e l.E n t r o p ym e t h o d,G I Ss p a t i a l a n a l y s i sm e t h o da n dg e o g r a p h i cd e t e c t o rw e r eu s e dt oc o m p r e h e n s i v e l yc a l c u l a t et h eu r b a nr e s i l i e n c e l e v e l o f 1 6p r e f e c t u r e-l e v e l c i t i e s i nA n h u iP r o v i n c ea n di t s i n f l u e n c i n gf a c t o r s.T h er e s u l t ss h o wt h a tt h er e s i l i e n c el e v e lo fm o s tc i t i e sh a sb e e ni m p r o v e dd u r i n gt h es t u d yp e r i o d,a n dt h er e s i l i e n c e l e v e l g a pb e t w e e nc i t i e sh a sn a r r o w e da n d t h e r e s i l i e n c e l e v e l d i f f e r e n c eo f e a c hg r a d i e n th a sc h a n g e db y2 0 2 0.T h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no fu r b a nr e s i l i e n c el e v e li n A n h u iP r o v i n c eh a ss h o w e do b v i o u sd i f f e r e n c e s.T h em o s t i m p o r t a n t i n f l u e n c i n gf a c t o ro fu r b a nr e s i l i e n c ei st h ee x p e n d i t u r eo ns c i e n c ea n d t e c h n o l o g ya n de d u c a t i o n,a n d t h e i n t e r a c t i o no f a l l f a c t o r sp r e s e n t s a t w o-f a c t o r e n h a n c e dr e l a t i o n s h i p.K e yw o r d s:u r b a nr e s i l i e n c e;s p a t i a l d i f f e r e n t i a t i o n;P S Rm o d e l;e n t r o p ym e t h o d;g e o g r a p h i cd e t e c t o r 城市作为社会、经济、生态等多元要素组成的复杂系统,发展过程中会遭受外界和自身的冲击和扰动。近年来,随着人口和城市空间逐渐密集,社会组织和经济结构愈发复杂,城市发展面临的不确定性和风险逐渐加剧,灾害扰动后果和影响也愈发显著1,传统的城市防灾与发展理念已不能满足未来城市发展的要求。城市韧性理论的提出为城市如何有效应对扰动、化解危机并提升自我恢复能力实现可持续发展提供了新视角2。国外对于城市韧性的研究主要集中在城市自然灾害防控、韧性城市的建设与治理、特征与因素研究和韧性内涵等方面3,4,主要采用定量评估和定性评估两类。定量评估是目前韧性评估的主要方向,即建构模型后,通过量化指标,最终通过数值展现韧性大小;定性方法主要采取问卷调查、访谈法、D e l p h i法等5,6。国内学者的研究以社区、城市群、国家和区域等为主,多采用AH P法、熵权法、专家咨询法、TO P S I S模型以及B P神经网络等方法7,8,主要集中在经济、社会、生态、基础设施、制度和社区韧性等子领域9-1 1,而较少关注城市韧性作用的反馈过程,对于韧性过程的精细化特征及指标构建的分析还相对缺乏。尽管国内外研究视角不同、内容各异,但相关成果对城市韧性评估体系的构建以及影响因素的识别尚有进步空间。基于P S R模型,引用其“压力状态响应”的逻辑,描述城市韧性应对扰动的全过程1 2,结合安徽省发展实际建构评估体系,以期为有效提升城市韧性水平提供参考与理论依据。一、研究方法及数据来源(一)“压力状态响应”模型(P S R)P S R模型多用于环境问题研究1 3,分析系统受到的压力、系统的状态以及作出响应之间的连续反应过程。目前将P S R模型应用于韧性评估的研究还较少,该模型所反映出的原因效应反馈这一动态过程充分体现了外部环境、城市系统与人类活动三者之间的相互作用关系,为城市韧性指标体系构建提供了新视角1 4。该模型包括压力层(P)、状态层(S)和响应层(R)三个维度,分别对应城市在扰动前、扰动中和扰动后的三个过程。P指外部环境对系统的风险和扰动,解释系统为何产生负效应;S指压力下系统的状态,表征系统的状况;R指系统为减轻P并恢复S所采取的正反馈措施。(二)熵值法为避免设定权重的随意性,使用熵值法确定权重1 5。步骤如下:第一,对原始数据进行标准化处理以克服指标量纲差异,其中对正向指标的处理为:Zi j=Xi j-Xi jm i nXi jm a x-Xi jm i n(1)对负向指标的处理为:Zi j=Xi jm a x-Xi jXi jm a x-Xi jm i n(2)第二,在对指标归一化处理后,得到Zi j个信息的出现概率Pi j,再计算各指标熵值Ej,其中k是归一化系数,相关的计算公式为:Pi j=Zi j/ni=1Zi j(3)Ej=-kni=1Pi jl nPi j(4)k=1/l n(hn)(5)最后,通过标准化处理结果值与权重乘积,得到各市城市韧性水平,相关计算公式为:Dj=1-Ej(6)Wj=Dj/hj=1Dj(7)Rk=Zi jWj(8)(三)变异系数采用变异系数比较数据离散程度可以消除测量尺度和量纲的影响。通过计算变异系数来观察安徽省各市2 0 1 5年和2 0 2 0年在城市韧性、压力韧性、状态韧性和响应韧性之间的差异程度,用C V表示1 6。C V=(标准差/平均值)1 0 0%(9)(四)地理探测器模型地理探测器是探测空间分异性并解释驱动因子驱动作用的模型1 7,公式为:q=1-Lh=1Nh2kN2(1 0)式中,h代表因子X的分层,L为自变量X的分层,Nh和2k分别为层h单元数和方差,N和2分别为整体的单元数和方差。(五)数据来源选取安徽省1 6个地级市作为空间尺度研究对象。数据来源于2 0 2 1年和2 0 1 6年 中国城市统计年鉴 安徽省统计年鉴 以及各地级市统计96第3 2卷第1