京津冀城市群防灾韧性时空格局和空间收敛性研究.pdf

第 卷第 期 年 月灾 害 学 王威 于新月 杨佩 等.京津冀城市群防灾韧性时空格局和空间收敛性研究.灾害学 ():.():.:/.京津冀城市群防灾韧性时空格局和空间收敛性研究王 威 于新月 杨 佩 马东辉(北京工业大学 城市建设学部 北京)摘 要:为探究京津冀城市群防灾韧性的时空演化 基于 年京津冀城市群 个城市的防灾韧性评估结果 应用 密度估计方法、空间自相关模型、收敛检验法以及 基尼系数法 对不同时期京津冀城市群防灾韧性水平时空动态演进分布格局及地区差异进行分析 结果显示:年京津冀城市群防灾韧性水平总体呈现上升趋势 但在发展过程中 各地区间的防灾韧性水平差距也逐渐增大 河北省的防灾韧性水平较低且增长较缓慢 与北京市和天津市有较大差距 区域整体呈现出非均衡发展特征 不存在显著的集聚与收敛特征 未来还需不断加强区域的协调发展关键词:公共安全 防灾韧性 京津冀城市群 时空演化 收敛性中图分类号:文献标志码:文章编号:():/随着当今社会经济的不断发展以及灾害的频繁发生 城市所面临的风险逐渐增大 提升城市韧性是城市未来进行灾害治理的新趋势 加强韧性建设对城市可持续发展具有重要的意义“韧性”一词初指恢复到原来的状态 关于韧性的认识经历了工程韧性至生态韧性的转变 后又转化为演进韧性及文脉韧性 随着社会的不断发展融合了“信息”的动态复合韧性被提出 韧性的内涵不断地丰富与发展 针对韧性评价的方法也不断完善 近年来很多学者都围绕防灾韧性评价展开了不同的研究与实践 如王威构建了国土空间韧性规划建设的整体框架 总结了国土空间韧性规划建设的发展路径关于韧性评价方面的研究目前可大致分为两种类型 一种为从城市整体角度进行评价 选取不同影响城市发展的要素来构建指标体系进行韧性评估 探究不同城市要素对城市韧性水平的影响 张振等从不同城市要素层面构建了城市韧性评价指标体系 评价了长春市的城市韧性 另一种从不同的灾害种类出发 针对不同灾害展开相关韧性评价 周铭毅等在不同的维度要素下选取了城市洪涝灾害韧性评估指标 应用熵权法以及 方法评估了广东省地级市的洪涝灾害韧性 不同的韧性评价研究所研究的尺度各有不同 目前多数研究集中在城市、社区以及省域层面 针对城市群尺度的韧性评价研究相对较少而京津冀地区作为我国重要的发展地区 是自然灾害的多发区 其所面临的风险将时刻对社会经济发展与人民安全造成潜在威胁 刘晓然等、刘爱利等研究了京津冀地区的生命线系统脆弱性风险和时空特征 马银等研究了京津冀地区的绿色基础设施时空演化特征并对其未来发展态势进行了预测为进一步研究京津冀地区的防灾韧性时空演变 本文以京津冀城市群为研究对象 对京津冀城市群 年的防灾韧性水平进行时空动态演化评价与分析 对增强京津冀城市群抵抗自然灾害能力、促进其可持续发展以及区域协调发展具有重要借鉴意义 研究区概况与指标构建 研究区概况本文以京津冀城市群为研究对象 对区域内 个城市展开防灾韧性分析 京津冀地区作为我国三大都市圈之一 是我国人口密集且极具经济活力的地区之一 但也面临着地震、洪涝等自然灾害风险 容易出现城市公共安全事件 研究数据来源于(各地级市)国民经济和社会发展统计收稿日期:修回日期:基金项目:国家自然科学基金项目()北京市自然科学基金项目()第一作者简介:王威()男 汉族 河南沈丘人 博士 教授 博士生导师 主要从事城乡安全与防灾减灾研究.:通信作者:马东辉()男 汉族 河北赵县人 博士 研究员 博士生导师 主要从事城乡安全与防灾减灾研究.:灾 害 学 卷公报、中国城市统计年鉴与河北省国民经济年鉴等 依据插值法补齐缺少的数据 全周期视角下的防灾韧性指标构建加强城市灾害的全周期、全过程管理 有利于转变灾害管理理念和防灾韧性提升 灾害发生的不同阶段会体现出不同的韧性特征 即可分为灾前预防、灾中抵抗、灾后恢复(图)在初始 时刻系统性能在预防性的作用下维持在目标系统性能水平 上 在 时刻灾害扰动发生 系统性能迅速下降 这个过程系统会表现出抵抗性来应对灾害 在 时刻系统性能下降到最低水平 而后系统性能将逐渐恢复 理想状态为 时刻恢复到灾前的目标性能水平 上 当 恢复后系统性能提升具有可持续性 以韧性特征为基础 从灾害发生全周期、全过程管理的视角建立京津冀城市群防灾韧性评价指标体系(表)通过对年京津冀城市群基础数据归一化处理和 模型计算最佳投影方向的归一化权重 使用公式()可计算出京津冀城市群韧性指数(图)()式中:代表着第 个样本第 个指标的标准化数值 表示归一化后的最佳投影方向值 表示防灾韧性指数图 全周期视角下的城市防灾韧性示意图表 京津冀城市群防灾韧性评价指标体系目标层 灾害阶段指标权重城市适灾韧性灾前预防资源勘探支出/亿元 气象监测支出/亿元 卫生技术人员/(个/万人)消防员数/(个/万人)财政支出占 比重/人口密度/(人/)大学及以上受教育人数/(人/万人)岁人口比重/平均受教育年限/年 灾中抵抗房屋抗震等级/度 建筑密度/人均道路面积/(/人)移动电话普及率/固定宽带家庭普及率/绿化覆盖率/人均避难场所面积/(/人)灾后恢复医疗卫生机构床位数/(床/万人)公共安全财政支出比例/医疗卫生财政支出比例/专利发明数/个 图 年京津冀城市群防灾韧性指数 研究方法 密度估计模型 密度估计能够估算随机变量的概率密度 通过连续的密度曲线 运用平滑方法描述随机变量的分布形态 进而研究是否存在均匀分布现象的方法 使用 密度估计方法可以有效展示京津冀城市群防灾韧性水平分布的动态演进情况 空间自相关模型为判断各城市防灾韧性水平在空间上是否存在聚合或离散现象 采用全局 指数进行京津冀城市群防灾韧性水平的空间关联性和差异性分析 并进行显著性检验 收敛检验法收敛检验分析采用 收敛与绝对 收敛 收敛可以用来反映离散程度 当存在收敛状态时其随时间变化将呈现下降趋势 反之则不存在收敛状态 绝对 收敛是以不考虑外界影响因素为基础 来研究地区是否趋同 鉴于传统 收敛模型忽视了空间相关性的特征 因此本研究以传统 收敛模型作为基础 进行了回归残差以及稳健性来检验空间相关性 进而选取适合的空间计量模型 即通过验证来决定是采用空间滞后模型()还是空间误差模型()对防灾韧性水平进行空间计量分析 ()()(/)()(/)(/)()(/)()()()/()()/()式()为 收敛模型 表示 地区的韧性指数式()是绝对 收敛模型 式()是空间滞后模型()式()是空间误差模型()/代表 地区防灾韧性水平在第 时间段内的增长率表示 地区在第 时间段内的防灾韧性指数 是一个常数项 表示收敛的系数 代表随机误差 研究结果中 如果 天津 河北 北京 天津的趋势 具体而言 北京 河北间的差异波动幅度较小 较为平缓 天津 河北间的差异呈现出倒“”型曲线 在 年上升至 达到 年间的最大值 总体上呈现出上升趋势 北京 天津间的差异呈现出下降 上升的趋势 年间由 降至 又在 年间由 上升至 总体上呈现出下降的趋势图 年京津冀防灾韧性水平地区间差异及演变趋势总体上看 在 年至 年间 北京 河北、天津 河北间的地区差异逐渐增大 北京 天津的地区差异逐渐缩小 因此在未来京津冀协同发展中 还需更加注意对河北省的防灾韧性提升 地区差异贡献率从图 中可以看出 年京津冀防灾韧性水平的地区间差异贡献率远大于地区内的差异贡献率 说明京津冀防灾韧性水平的总体差异主要是由地区间差异造成的 年间的地区间差异贡献率总体呈现出了上升的趋势 年间的地区内差异贡献率总体呈现出了下降的趋势 在 年间 由 下降至 后又在 年由 上升至 本次研究中以城市作为研究对象 因此北京、天津不存在地区内差异 两者的地区内差异为 超变密度值为 图 年京津冀防灾韧性水平地区差异贡献率及演变趋势整体而言 京津冀防灾韧性水平的地区间差异依旧是总体差异的主要来源 这会在一定程度上影响着京津冀的协同发展灾 害 学 卷 结论针对 年间京津冀城市群防灾韧性水平进行评价分析 本次评价是京津冀城市群内的一个相对水平而不是绝对水平 研究结论如下:()在时间维度方面 通过 密度估计法可知 随着社会经济的不断发展 整体上京津冀城市群的防灾韧性水平不断提高 但在发展过程中 各地区间的防灾韧性水平差距也逐渐增大河北省的防灾韧性水平较低且增长速度较低 与北京市天津市仍有较大差距()在空间维度方面 通过空间自相关模型可知 年京津冀城市群各市防灾韧性水平差异等级基本没有变化 北京地区为高防灾韧性水平 天津地区为中防灾韧性水平 河北地区城市防灾韧性水平多为较低或低水平 研究期内的空间聚集与空间分异现象并存 而通过收敛检验分析显示 年京津冀城市群各市防灾韧性水平不存在明显的收敛性 进一步说明了这一阶段京津冀城市群防灾韧性水平发展的不协调不均衡()通过 基尼系数对京津冀城市群防灾韧性水平的地区差异及其动态演进的研究表明 年间京津冀城市群的防灾韧性水平总体差异逐渐增大 河北省地区内防灾韧性水平差异也在不断增大 地区间的差异则是京津冀城市群中防灾韧性水平差距的主要来源 按照根据其差异值大小进行排序后 其顺序分别为北京 河北、天津 河北、北京 天津 整体表现出非均衡特征 此外 地区间差异贡献率大于地区内差异贡献率 未来仍需不断加强京津冀地区的协调发展 缩小地区内差距 均衡提高京津冀城市群的防灾韧性水平参考文献:许燕婷.京津冀城市群城市发展韧性的时空分异特征及其影响因素分析/中国城市规划学会.中国城市规划年会论文集.成都:中国建筑工业出社.杨秀平 王里克 李亚兵 等.韧性城市研究综述与展望.地理与地理信息科学 ():.程朋根 付家能 李聪毅 等.城市韧性量化评估研究进展.灾害学.():.王威 朱峻佚 费智涛 等.国土空间韧性规划建设整体框架与发展路径研究.中国工程科学 ():.张振 张以晨 张继权 等.基于熵权法和 模型的城市韧性评估 以长春市为例.灾害学 ():.周铭毅 尚志海 蔡灼芬 等.基于 方法的广东省城市洪涝灾害韧性评估.灾害学 ():.刘晓然 王威 刘爱利.京津冀地区生命线系统宏观脆弱性动态仿真模拟.数学的实践与认识 ():.刘爱利 王威 苏经宇 等.京津冀地区生命线系统宏观脆弱性时空特征研究.武汉理工大学学报(信息与管理工程版)():.马银 郑敏睿 郑新奇 等.基于 和 的绿色基础设施预测与时空演变分析研究 以京津冀城市群为例/.生态学报 ():.徐嵩 王鹤 孔维东.防灾视角下基于 模型的山地生态安全格局优化研究 以京津冀山区为例.灾害学():.毕玮 汤育春 冒婷婷 等.城市基础设施系统韧性管理综述.中国安全科学学报 ():.张永欢.城市适灾韧性评估及影响因素分析:以中国三大城市群为例.太原:太原理工大学.沈丽 鲍建慧.中国金融发展的分布动态演进:年:基于非参数估计方法的实证研究.数量经济技术经济研究 ():.任平 吴涛 周介铭.基于 和空间自相关模型的耕地空间分布格局及变化特征分析:以成都市龙泉驿区为例.中国生态农业学报 ():.李卫兵 涂蕾.中国城市绿色全要素生产率的空间差异与收敛性分析.城市问题():.张玉臣 朱铭祺 廖凯诚.粤港澳大湾区创新生态系统内部耦合时空演化及空间收敛分析.科技进步与对策():.刘忠宇 热孜燕瓦卡斯.中国农业高质量发展的地区差异及分布动态演进.数量经济技术经济研究 ():.():.: