基于熵權(quán)法的環(huán)長株潭城市群脆弱性的綜合評價研究

熊 靜，王光偉，鄧超男

（湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南 長沙 410081）

2015年4月國務(wù)院批復(fù)同意《長江中游城市群發(fā)展規(guī)劃》，環(huán)長株潭城市群被納入長江中游城市群發(fā)展規(guī)劃中，這對于環(huán)長株潭城市群的發(fā)展是一個重要的機遇，也是一個巨大的挑戰(zhàn)。環(huán)長株潭城市群經(jīng)過長時間的發(fā)展和磨合，日益成為湖南產(chǎn)業(yè)、城市最為密集的區(qū)域，是湖南經(jīng)濟發(fā)展的龍頭，集中了湖南大部分的人口和經(jīng)濟活動，但是由于各城市之間經(jīng)濟發(fā)展水平、資源稟賦基礎(chǔ)的差異巨大，優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，城市群協(xié)調(diào)發(fā)展的體制機制不夠完善，綜合競爭力不強，同時也反映出一些脆弱性特征，如資源消耗嚴重、生態(tài)環(huán)境破壞、城市機體遭到破壞、城市管理成本升高等，這都制約著城市群的發(fā)展。本文力圖從資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會四個角度系統(tǒng)地對環(huán)長株潭城市群的脆弱性進行分析，為應(yīng)對城市群脆弱性、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供一些參考。

一、概念界定

“脆弱性”這一概念的提出得益于20世紀70年代自然災(zāi)害學的研究，隨著研究的不斷深入，其概念逐漸演變?yōu)榘帮L險”“敏感性”“適應(yīng)性”“恢復(fù)力”在內(nèi)的一系列概念的集合。城市脆弱性概念基本是在脆弱性概念基礎(chǔ)上衍生而來的，基于對脆弱性概念的不同理解，學者們對城市脆弱性的理解也存在差異。方創(chuàng)琳等(2015)認為城市脆弱性是指城市在發(fā)展過程中內(nèi)外部自然要素和人為要素干擾的應(yīng)對能力；王巖等(2013)認為城市脆弱性是對城市發(fā)展水平的一種綜合度量；王松華等(2014)從暴露程度、敏感程度、應(yīng)對能力及缺乏應(yīng)對能力四個方面解釋脆弱性；還有學者從自然災(zāi)害、經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境、人地關(guān)系等領(lǐng)域分析了城市脆弱性。然而大多數(shù)學者僅從經(jīng)濟、社會、自然災(zāi)害等單一視角研究，研究對象多偏重于特大城市、沿海城市、資源型城市等，鮮有學者對城市脆弱性作綜合評價研究，對城市群脆弱性綜合評價研究則更少。

二、評價體系和評估模型

1.范圍界定

環(huán)長株潭城市群是國家“十二五”規(guī)劃和全國主體功能區(qū)規(guī)劃確定的重點發(fā)展區(qū)域，以長沙、株洲、湘潭三市為核心，輻射周邊岳陽、常德、益陽、衡陽、婁底五市的區(qū)域，總面積9.68萬平方公里，人口4073萬，分別占全省的45.8%和60%。

2.評價指標體系

本文選取環(huán)長株潭城市群的8個城市為研究對象，遵循指標選取的全面性、科學性和定性與定量相結(jié)合等原則，建立包括城市資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會的4個一級指標，以及與之對應(yīng)的38個二級指標，具體的脆弱性綜合測度指標體系如附表1所示。

3.數(shù)據(jù)標準化處理

為消除數(shù)據(jù)量綱及大小懸殊不同對計算結(jié)果的影響，需對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，本文按照從優(yōu)隸屬度的原則進行極差標準化處理。為了更充分地反映指標的相對性，采用如下形式來計算從優(yōu)隸屬度μxj:

（1）正向評價指標：

（2）負向評價指標：

4.指標權(quán)重的確定

目標層的權(quán)重采用德爾菲法得出權(quán)重系數(shù)，表現(xiàn)層的權(quán)重則采取熵權(quán)法得出權(quán)重。用熵權(quán)法給指標賦權(quán)可以避免各評價指標權(quán)重的人為因素干擾，使評價結(jié)果更符合實際，通過對各指標熵值的計算，可以衡量出指標信息量的大小，從而確保所建立的指標能反映絕大部分的原始信息。用熵權(quán)法確定指標權(quán)重的步驟如下：

構(gòu)建原始指標數(shù)據(jù)矩陣：有m個待評項目，n項評價指標，形成原始指標數(shù)據(jù)矩陣R=(rxj)mxn(0≤i≤m,0≤j≤n)，其中rxj為第j個指標下第i個項目的評價值。

（1）計算第j個指標下第i個項目的指標值的比重

（2）計算第 j項指標的熵值ej：

其中，k=1/1nm

（3）計算第j個指標的熵權(quán)ωji：

5.評估模型

本文從資源脆弱性E1、生態(tài)環(huán)境脆弱性E2、經(jīng)濟脆弱性E3和社會脆弱性E4四個方面入手，采用綜合指數(shù)法來計算城市脆弱性指數(shù)。城市脆弱性是城市敏感性和應(yīng)對能力相互作用形成的，它表現(xiàn)為當敏感性大于應(yīng)對能力時城市進入脆弱狀態(tài)，當應(yīng)對能力大于敏感性，城市顯示為良好狀態(tài)，因此城市脆弱性模型的建立可用敏感性指數(shù)(S)和應(yīng)對能力指數(shù)(R)的函數(shù)合成，即V=f(S,R)=S/R。通過構(gòu)建各子系統(tǒng)的脆弱性評估模型，采用加權(quán)求和的方法得到整個系統(tǒng)的綜合脆弱性指數(shù)。

其中 Si=Σωsjμsij，Ri=Σωrjμrij，ωsj與 ωrj為敏感性指標和應(yīng)對能力指標權(quán)重，μsij與μrij為敏感性指標和應(yīng)對能力指標進行數(shù)據(jù)標準化之后的值。

最終確定綜合脆弱性指數(shù)為：

V=α E1+β E2+γ E3+δ E4。

6.脆弱性等級分類

運用城市脆弱性評估模型可以算出環(huán)長株潭城市群各城市脆弱性指數(shù)，參考有關(guān)資料并咨詢專家，最終以資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會脆弱性的平均值(M)和標準差(Std)作為評價標準，將脆弱性分為四類，如表1所示：

表1 脆弱性評價等級

三、結(jié)果分析

本文選取2014年《湖南省統(tǒng)計年鑒》、2013-2014年各市環(huán)境質(zhì)量狀況公報、2012-2014年各市水資源公報、2013-2014年各市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，個別缺失數(shù)據(jù)根據(jù)相鄰年份值差值補齊，通過計算得到各城市的綜合脆弱性指數(shù)，取平均值為M=1.616，標準差為Std=1.094，最后得出各城市的脆弱性等級（如表2）。

表2 環(huán)長株潭城市群綜合脆弱性指數(shù)

（一）脆弱性分類評價

1.資源脆弱性城市

資源脆弱性方面，湘潭、衡陽、婁底三市為高脆弱性城市，例如，婁底市是湖南省重要新型能源原材料產(chǎn)業(yè)基地，屬于資源型城市。株洲、岳陽、常德、益陽四市在資源方面表現(xiàn)為中等脆弱性，例如，株洲市的水資源擁有量和森林覆蓋率均居湖南省首位，但是株洲市為工業(yè)城市，第二產(chǎn)業(yè)占比重大，工業(yè)污染嚴重，環(huán)境應(yīng)對能力相對較差。長沙市則資源豐富，能源消耗低，在資源脆弱性方面表現(xiàn)為低敏感性、高應(yīng)對能力的低脆弱性特征。

2.生態(tài)環(huán)境脆弱性城市

生態(tài)脆弱性方面，衡陽市為高脆弱性城市，長沙、株洲、湘潭、岳陽、常德、益陽生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)均在中等脆弱性指數(shù)范圍內(nèi)。例如，衡陽市為典型的重工業(yè)城市，高能耗行業(yè)比重較高，工業(yè)排放污染嚴重，節(jié)能減排和環(huán)境治理效果不顯著，致使資源、生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)高；婁底市生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)表征為較高脆弱性城市，婁底市產(chǎn)業(yè)層次較低，工業(yè)二氧化硫、煙粉塵排放量高，污染嚴重，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)亟需整頓。

3.經(jīng)濟脆弱性城市

經(jīng)濟脆弱性方面，益陽、婁底屬于高脆弱性城市，長沙、株洲、衡陽、岳陽、常德屬于中等脆弱性城市，湘潭市屬于低脆弱性城市。例如，益陽市第一產(chǎn)業(yè)比重較高，而第二、三產(chǎn)業(yè)總量偏小，占GDP比重偏低，產(chǎn)業(yè)層次低，地方財政自給率低，財政赤字占GDP比重過大，致使經(jīng)濟脆弱性敏感性較高、應(yīng)對能力較差；婁底市企業(yè)對傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式依賴性仍較強，缺乏核心技術(shù)和自主創(chuàng)新能力，綜合能源消耗量偏高，經(jīng)濟脆弱性指數(shù)高。

4.社會脆弱性城市

社會脆弱性方面，婁底為高脆弱性城市，湘潭、益陽為較高脆弱性城市，長沙、株洲、衡陽、岳陽、常德在社會脆弱性指數(shù)中表征為中等脆弱性城市。例如，婁底市社弱性表現(xiàn)為敏感性高、應(yīng)對能力差；湘潭、益陽市社會保障體系和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的問題突出，亟待解決。

（二）綜合脆弱性評價

長沙市為湖南省省會城市，經(jīng)過歷史的沉淀和發(fā)展，經(jīng)濟總體水平較高，城市發(fā)展和競爭力在不斷增強，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化；財政自給率高，基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，保障能力不斷提高；環(huán)境污染不斷得到改善，生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會脆弱性指數(shù)較低，屬于低脆弱性城市。

株洲、岳陽、常德經(jīng)濟發(fā)展快，但工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值低，基礎(chǔ)設(shè)施完善程度不夠。綜合脆弱性指數(shù)表征為中等脆弱性城市。

湘潭、益陽產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不優(yōu)，經(jīng)濟發(fā)展方式比較粗放，經(jīng)濟發(fā)展過于依賴投資，新興輕型產(chǎn)業(yè)支撐作用不強，綜合脆弱性指數(shù)表征為較高脆弱性城市。

衡陽、婁底市為工業(yè)城市，能源消耗高，高能耗、高污染行業(yè)投資比重依然偏高。其中，衡陽市城鎮(zhèn)居民家庭恩格爾系數(shù)居城市群中8大城市之首，交通事故死亡率高，城鎮(zhèn)登記失業(yè)率高等都反映了衡陽市的綜合脆弱性指數(shù)高，應(yīng)對能力差。

四、結(jié)論

本文根據(jù)影響城市脆弱性的主要因素，從城市的敏感性、應(yīng)對能力兩個方面對城市群脆弱性作綜合評價研究。研究發(fā)現(xiàn)：城市脆弱性跟城市的經(jīng)濟水平有一定的關(guān)系，經(jīng)濟水平高的城市脆弱性相對較?。痪C合型城市比資源型城市脆弱性小，各方面職能綜合性強的城市應(yīng)對能力強；脆弱性等級相同的城市在脆弱性表現(xiàn)方面大同小異。

根據(jù)以上結(jié)論，不同的脆弱度的城市應(yīng)該根據(jù)自身條件，有差異性地擬定城市發(fā)展戰(zhàn)略，如較低脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該在原有基礎(chǔ)上進行優(yōu)化升級，輻射并帶動周邊城市發(fā)展，實現(xiàn)區(qū)域一體化發(fā)展；中等脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該依托產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和比較優(yōu)勢進行優(yōu)化，健全高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展機制，增強核心競爭力；較高脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，完善社會保障制度；高脆弱性城市的發(fā)展，應(yīng)該淘汰三高產(chǎn)業(yè)，加強節(jié)能減排，提高自主創(chuàng)新能力。

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附表1 環(huán)長株潭城市群評價指標體系