環(huán)洞庭湖區(qū)中小城鎮(zhèn)韌性評價體系建立及實證研究

湯 慧，彭林海

(1.湖南城市學院建筑與城市規(guī)劃學院，湖南 益陽 413000；2.數(shù)字化城鄉(xiāng)空間規(guī)劃關鍵技術湖南省重點實驗室，湖南 益陽 413000；3.湖南省城鄉(xiāng)生態(tài)規(guī)劃與修復工程技術研究中心，湖南 益陽 413000)

近年來，世界各地地震、洪澇、臺風、森林火災等自然災害頻發(fā)以及疾病傳播、生態(tài)破壞、交通擁堵、周期性經(jīng)濟危機、全球變暖等新型城市災害出現(xiàn)，使得城市發(fā)展和人民生活受到眾多因素的沖擊，人類的生存受到了嚴峻的挑戰(zhàn).城市空間和人口分布的密集化、城市社會組織和矛盾的復合化以及經(jīng)濟結構的多元化，都使得城市所面臨的不確定性和未知風險空前復雜，潛在影響和可能的災難性后果愈發(fā)顯著[1].而我國大多數(shù)地區(qū)又正處于快速城鎮(zhèn)化階段，城市功能不斷聚集，其內(nèi)在結構的復雜性也在不斷增長，各區(qū)域城市發(fā)展不均衡，絕大多數(shù)地區(qū)的中小城鎮(zhèn)現(xiàn)階段并沒有形成完善的城市結構體系來應對不斷復雜的災害的沖擊.為了使城市在面臨各種擾動和沖擊時具有一定的抵御能力和適應能力，同時又能迅速從中學習、恢復并找到進一步發(fā)展的契機，韌性城市(Resilience city)這一概念被提出，成為近年來城市規(guī)劃和相關領域的研究熱點.

2019年，我國自然災害以洪澇、臺風、干旱、地震、地質災害為主，森林草原火災和風雹、低溫冷凍、雪災等災害也有不同程度發(fā)生.全年各種自然災害共造成1.3億人次受災，直接經(jīng)濟損失3 270.9億元[2].2020年春節(jié)期間，新冠肺炎疫情對國家經(jīng)濟造成了巨大損失，城市系統(tǒng)遭受到不同程度的破壞，人們的生活也受到巨大影響.世界衛(wèi)生組織WHO將其列為國際突發(fā)公共衛(wèi)生事件，新冠肺炎疫情沖擊著世界各地的每一個城市，為了使城市有效抵御自然災害危機和新型城市危機，韌性城市建設迫在眉睫.

2005年韌性城市聯(lián)盟針對城市抵御災害的能力提出了韌性城市一詞.2010年3月首屆防災減災市長峰會上，聯(lián)合國減災戰(zhàn)略署發(fā)起“讓城市更具韌性”運動，并確定了“讓城市更具韌性十大指標體系”.2015年以來，我國先后啟動了30個國家級海綿城市試點、28個氣候適應型城市試點建設，四川德陽、浙江義烏、浙江海鹽、湖北黃石等城市也入選“全球100個韌性城市”項目.2017年國家地震局提出《國家地震科技創(chuàng)新計劃》的四大計劃中，“韌性城鄉(xiāng)”計劃也是其中之一，這是我國從國家層面提出的第一個韌性城市建設計劃.

1 韌性城市概念及研究進展

1.1 韌性城市概念

韌性(resilience)一詞來源于拉丁語“Resilio”，本意為“回復到原始狀態(tài)”[1].自19世紀以來，關于韌性的概念經(jīng)歷了三個階段，分別為工程韌性(一個系統(tǒng)具備恢復至平衡或者穩(wěn)定的能力)、生態(tài)韌性(一個系統(tǒng)受到?jīng)_擊不僅能恢復原始狀態(tài)，還能形成新的平衡狀態(tài))和演進韌性(系統(tǒng)不僅追求平衡狀態(tài)，并且是一種不斷地適應、學習和創(chuàng)新的動態(tài)系統(tǒng)屬性).將上述“韌性”的能力應用到城市規(guī)劃中去，是廣大城市規(guī)劃與設計學者的目標.

韌性城市是指當災害來臨時，通過城市完善整體格局和持續(xù)的功能運行，可適應和化解這種災害，基本維持相似的功能結構、系統(tǒng)，并能迅速實現(xiàn)災后恢復.韌性城市既表現(xiàn)為隱性城市問題的自我調整和優(yōu)化能力，也表現(xiàn)為對突發(fā)自然災害的抵御和自我修復水平.因而韌性城市也將災害視為提升自身系統(tǒng)韌性的機遇，而非單純的防御.[3]

1.2 國外研究進展

國外針對有關韌性城市的研究開展較早，并且理論研究及實踐案例也較豐富.2001年，紐約市提出“規(guī)劃紐約2030(Plan NYC 2030)”計劃，是紐約市邁向可持續(xù)化未來城市的戰(zhàn)略核心.2013年，美國紐約市長發(fā)布《一個更強大、更具韌性的紐約》政府報告，旨在通過提高城市基礎設施水平和建筑韌性來使城市在面對災害時更具韌性.2015年，倫敦市提出《倫敦規(guī)劃》，其中具體的六個規(guī)劃發(fā)展愿景，均與韌性城市理念相吻合.2016年，ISO/TC 268在聯(lián)合國減災署的支持下，啟動ISO 37 123韌性城市指標的研制工作.2019年12月ISO/DIS 37 123發(fā)布，其中明確提出了“韌性城市”的定義，即“面對沖擊和壓力，能夠做好準備、恢復和適應的城市”，并確定了“韌性城市”的特征.美國學者杰克·埃亨[4]討論了韌性理論在城市環(huán)境中的應用，并提出了一套建立城市韌性能力的策略；戴維·戈德沙爾克[5]以美國為例從自然災害和恐怖襲擊的角度，提出了一個綜合的城市減災策略,旨在創(chuàng)建韌性城市來抵御這兩類威脅.

1.3 國內(nèi)研究進展

國際對韌性城市研究的關注度不斷提高，我國的研究學者也在不斷開展相關研究，最初以相關理論研究為主，近幾年越來越多學者開始關注韌性城市評價體系、評價方法的建立以及韌性城市建設方面的研究.理論方面國內(nèi)學者邵亦文等[1]，通過對韌性城市相關國際文獻總結，比較了三種韌性認知角度的區(qū)別，闡述了韌性城市研究的內(nèi)容框架，提出了韌性城市的特征和評價標準.鄭艷[6]采用取象比類方法分析人體生命系統(tǒng)與城市社會—生態(tài)復合系統(tǒng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，指出《黃帝內(nèi)經(jīng)》的中醫(yī)思維可為我國韌性城市建設的理念與方法提供借鑒.隨著韌性城市理論方面研究的不斷完善，國內(nèi)學者的研究方法和方向也愈加豐富，鄭永強[7]以廣東省為對象，通過逼近理想解排序法(TOPSIS)的評估模型，從城市抵抗力、恢復力、適應力三大屬性出發(fā)，對廣東省各城市在臺風情境下城市韌性進行評估和排序；孫陽等[8]從社會生態(tài)系統(tǒng)視角采用GIS空間分析與疊加功能的方法，從生態(tài)環(huán)境、市政設施、經(jīng)濟和社會發(fā)展4方面對長三角區(qū)域城市韌性度進行了評估.孫鴻鵠等[9]從居民活動視角對南京市主城區(qū)城市霧霾災害韌性進行評估分析.

1.4 研究意義

提高城市韌性首先得從城市現(xiàn)階段韌性度評估開始，并以此為城市相關建設、規(guī)劃和發(fā)展提供依據(jù)，根據(jù)評估結果找出當下城市發(fā)展的不足提出有針對性的建設意見.因此，構建城市韌性評價體系對城市韌性的發(fā)展尤為重要，但縱觀以上研究，盡管研究基礎都是基于建立評價體系后對城市韌性進行評估，但是不同評價體系研究的角度不同、區(qū)域背景不同、內(nèi)容不同，目前仍難以建立一種能夠科學、全面評估我國不同區(qū)域城市韌性水平的評價體系.

針對環(huán)洞庭湖區(qū)的區(qū)域生態(tài)環(huán)境，為了系統(tǒng)、動態(tài)以及全面評價該區(qū)域中小城鎮(zhèn)城市韌性水平.本文基于環(huán)洞庭湖區(qū)這一特殊區(qū)域，針對該區(qū)域周邊與其聯(lián)系緊密的中小城鎮(zhèn)，充分考慮當?shù)靥厥獾淖匀粴夂颦h(huán)境以及復雜的城市系統(tǒng)，結合區(qū)域基本情況來建立韌性評價指標體系.通過該評價體系對環(huán)洞庭湖區(qū)中小城鎮(zhèn)進行城市韌性評價，找出該區(qū)域中小城鎮(zhèn)當下城市發(fā)展建設存在的問題，并提出未來城市韌性建設的對策建議.

2 研究區(qū)域界定

環(huán)洞庭湖區(qū)，位于長江中游以南，湖南省北部，以洞庭湖為核心，向東、南、西三周過渡為河湖沖積平原、環(huán)湖丘陵崗地、低山，為一碟形盆地.在行政區(qū)劃上，包括岳陽、華容、湘陰、南縣、安鄉(xiāng)、漢壽、澧縣、臨澧、桃源9縣，臨湘、沅江、汨羅、津市4縣級市，以及岳陽市的岳陽樓區(qū)、君山區(qū)、云溪區(qū)，長沙的望城、益陽市的資陽、赫山，常德市的武陵、鼎城7區(qū)，共計21個縣市區(qū)，此外還涉及湖北省的松滋、公安、石首等縣市.

為了研究方便，以湖泊水域和濕地保護區(qū)的分布為特征，將洞庭湖區(qū)域分劃為核心區(qū)、邊緣區(qū)和外圍區(qū)三大圈層[10].本文選取核心區(qū)作為研究范圍，具體包括岳陽縣、華容縣、湘陰縣、南縣、安鄉(xiāng)縣、漢壽縣、沅江市、汨羅市8個縣市.

3 評價方法與步驟

3.1 評價指標體系確定

結合我國已有的韌性城市建設實踐經(jīng)驗以及參考國內(nèi)外相關文獻，將環(huán)洞庭湖區(qū)韌性城市評價體系分為工程韌性、經(jīng)濟韌性、社會韌性、環(huán)境韌性四個方面，并充分考慮環(huán)洞庭湖區(qū)中小城鎮(zhèn)的基本情況和主要災害相關程度確定完整的指標體系.該評估指標體系分為3級：1級指標為城市韌性；2級指標為工程韌性、環(huán)境韌性、社會韌性、經(jīng)濟韌性；3級指標為反應2級指標的因子，共計28項(表1).其中3級指標的選取參考了《湖南統(tǒng)計年鑒2018》《中國城市建設統(tǒng)計年鑒2017》《中國縣城建設統(tǒng)計年鑒2017》.

工程韌性主要表現(xiàn)為城市擁有較為完善的基礎設施，能夠有效應對洞庭湖區(qū)的一般性自然災害，降低城市受災損失.具體指標包括：水庫數(shù)量、防洪堤長度、人均擁有道路面積、排水管道長度、人均擁有道路面積、建成區(qū)排水管道密度、建成區(qū)路網(wǎng)密度.

經(jīng)濟韌性是指城市在災前是否有充足減災支出，災后城市的經(jīng)濟水平是否有快速恢復和重建的能力，經(jīng)濟能力越好抵抗和恢復能力越強.具體指標包括：一般公共預算支出、人均可支配收入、地區(qū)生產(chǎn)總值、恩格爾系數(shù)、人均GDP、市政公用設施建設固定資產(chǎn)投資.

社會韌性指當?shù)爻鞘猩鐓^(qū)或社會團體在面對自然災害時是否具備一定的抵抗能力，社會資本和居民素質對韌性城市的建設也起著顯著的作用.具體指標包括：總人口數(shù)、中等學校在校學生數(shù)、城市化水平、地方衛(wèi)生床位數(shù)、城市公共管理與公共服務用地面積、人口密度、人均生活用水量.

環(huán)境韌性主要體現(xiàn)在城市的生態(tài)系統(tǒng)的多樣性與穩(wěn)定性，與洞庭湖區(qū)特殊區(qū)域環(huán)境保持協(xié)調平衡，使得城市能夠有效適應地區(qū)環(huán)境變化以及自然災害的侵擾.具體指標包括：城市建成區(qū)綠化率、城市公園綠地面積、污水處理量、生活垃圾無害化處理率、有效灌溉面積、建成區(qū)面積、綠地與廣場用地、人均公園綠地面積.

表1 環(huán)洞庭湖區(qū)中小城鎮(zhèn)韌性評估指標體系

3.2 評價模型建立

城市韌性是一個綜合且相對的概念，進行城市韌性的評估涉及城市工程、經(jīng)濟、社會、環(huán)境四個維度，城市韌性的強弱是相對城市過去某一時段或某一特殊區(qū)域城市而言的.因此筆者采用層次分析法確定指標權重，邀請專家比較各層指標重要性，建立判斷矩陣和統(tǒng)計計算調查問卷結果，通過定性與定量相結合的方法，確定各2級指標及3級指標的權重(表2).

為確保評估結果的準確性及客觀性，筆者選取客觀性較強的TOPSIS法進行分析計算并與Kullback-Leibler(KL)距離公式相結合，構建適用于環(huán)洞庭湖區(qū)中小城鎮(zhèn)的城市韌性KL-TOPSIS綜合評估計算模型，該模型計算共分六個步驟.城市韌性評估結果用貼合度表示，其取值范圍為0～1.當計算結果越接近1時，則越貼近正理想點，表明韌性水平越高；當結果越接近0時，則越貼近負理想點，表明韌性水平越低.KL-TOPSIS的具體算法步驟如下：

表2 各級指標權重

①用向量規(guī)范化的方法求得規(guī)范決策矩陣，設多屬性決策問題的決策矩陣A=(aij)m×n，規(guī)范化決策矩陣B=(bij)m×n，其中

(1)

②構成加權規(guī)范陣C=(cij)m×n.設由決策人給定各屬性的權重向量為w=[w1,w2,…wn]T,則

cij=wj·bij,i=1,2,…m，j=1,2,…，n

(2)

j=1,2，…，n

j=1,2，…，n，

(3)

④計算各方案到正理想解和負理想解的kl距離.備選方案di到正理想解的距離為：

i=1,2,…,m

(4)

備選方案di到負理想解的距離為：

i=1,2,…,m

(5)

⑤計算各方案的排隊指標值(綜合評價指數(shù))，即

(6)

(7)

4 評估結果及分析

根據(jù)上述區(qū)域分劃，筆者選取了環(huán)洞庭湖區(qū)核心區(qū)的八個中小城鎮(zhèn)，并通過構建的韌性城市評價體系模型計算得出選取的中小城鎮(zhèn)的城市韌性評估結果，見表3.

表3 環(huán)洞庭湖區(qū)中小城鎮(zhèn)的城市韌性評估結果

通過計算得出了八個中小城鎮(zhèn)在韌性城市四個不同方面的得分情況以及綜合得分情況.

計算結果顯示，岳陽縣、漢壽縣、湘陰縣韌性得分最高分別為0.741 7、0.687 5、0.592 3，這三個城鎮(zhèn)在工程韌性得分都較高，但在其他三個方面的韌性水平各有所長，總體來說這些中小城鎮(zhèn)在面對災害和危機時城市韌性能力較強；汨羅市、華容縣和沅江市其次，綜合來說城市目前發(fā)展較為均衡，但分別在經(jīng)濟韌性、環(huán)境韌性和工程韌性方面的韌性城市建設有所欠缺.華容縣和沅江市由于處于環(huán)洞庭湖區(qū)核心區(qū)較中心位置，早期生態(tài)環(huán)境破壞較嚴重，所以在環(huán)境和工程韌性方面建設較落后，影響了城市現(xiàn)階段韌性城市評分；安鄉(xiāng)縣、南縣城市韌性得分偏低，需重點關注城市韌性建設，尤其是工程韌性方面，良好的工程韌性建設意味著城市在面對災害直接沖擊時具有良好的抵抗適應能力.

工程韌性方面，計算結果顯示岳陽縣工程韌性得分最高，為0.82；汨羅、漢壽其次，在0.7左右；湘陰縣、華容縣居于中等水平；石首市、沅江市、南縣、安鄉(xiāng)得分較低.城市在面對洪澇災害沖擊時，市政防洪排水設施需要承受一定的壓力，面對干旱災害時又需要城市擁有一定的日常蓄水能力以滿足居民生活和農(nóng)田灌溉需求，因此提升城市蓄水和排洪能力來增強工程韌性系統(tǒng)的冗余度和靈活性是沅江市、南縣以及安鄉(xiāng)縣當下韌性城市建設需要關注的方面.但同時城市的基礎設施都有一定的使用壽命和有效使用的需求，尤其是環(huán)洞庭湖區(qū)這種災害較頻繁、復雜的地區(qū)，城市應該及時關注基礎設施的老化、抗災防線和建筑物是否被破壞、存在的漏洞等情況，及時對城市的基礎設施進行更新、維護.

環(huán)境韌性結果顯示，安鄉(xiāng)縣環(huán)境韌性得分高于其他城市，因為安鄉(xiāng)縣在公園綠地面積、綠化覆蓋率等指標數(shù)據(jù)上處于領先地位.足夠的公園綠地面積能幫助城市擁有良好的蓄水能力，并且能夠有效提高城市氣候質量，可實現(xiàn)雨水資源的循環(huán)利用，提高城市對雨洪災害的適應能力；湘陰縣在八個縣市中環(huán)境韌性水平處于中等；岳陽縣在該方面得分較低.城市在環(huán)境韌性方面需加強對生態(tài)系統(tǒng)保護和修復工程的關注度，積極構建生態(tài)多樣性保護網(wǎng)絡，積極對被破壞的環(huán)境進行補償、修補工作.

從社會韌性得分情況來看，漢壽縣得分最高，安鄉(xiāng)縣、湘陰縣、汨羅市處于中等水平，其余縣市則得分較低.反映了在社會發(fā)展水平和居民素質較一般的地區(qū)，人們對災害的認識、預防意識較低，災害后的重建能力也相對較弱，可通過促進多元參與、聯(lián)合防控來增強社會抗擊災難和自救互助的能力.同時在發(fā)生危機和災害時，城市的醫(yī)療機構和公共服務部門需要有足夠的應對和容納能力，城市社會系統(tǒng)才具有韌性和恢復能力.

經(jīng)濟韌性方面，選取的城市中多數(shù)得分結果良好，但汨羅市在該方面得分水平較低.強大而穩(wěn)定的經(jīng)濟是一個城市發(fā)展的動力，經(jīng)濟韌性得分較高的城市，說明該地區(qū)注重經(jīng)濟的發(fā)展和城市公共服務設施、基礎設施的投入，因此城市完善的服務設施和基礎設施以及強大的經(jīng)濟水平，不僅讓城市能夠很好應對自然災害和城市危機沖擊，也有利于城市追求長期繁榮穩(wěn)定的局面.加強經(jīng)濟韌性指標建設是汨羅市需要注重的方面.

5 結論

5.1 災前識別，臨災預警，災后恢復，統(tǒng)籌兼顧提升城市韌性

社會、城市和自然之間的風險矛盾交織并存，不同的城市存在不同的韌性短板，同一個城市的不同地區(qū)又存在不同的災害漏洞.環(huán)洞庭湖區(qū)存在風險源多、危害性大、生態(tài)破壞嚴重以及新城市建設帶來的一系列安全隱患，需統(tǒng)籌兼顧圍繞災前識別、臨災預警、災后恢復打造一體化綜合抗災減災體系，利用現(xiàn)代化技術以及大數(shù)據(jù)等新型技術，針對不同情況、不同地區(qū)以及不同災害類型提供抗災減災服務系統(tǒng).

5.2 城鎮(zhèn)聯(lián)合，區(qū)域合作，構建洞庭湖區(qū)韌性城市網(wǎng)

生態(tài)環(huán)境不是私人物品，保護生態(tài)不是一個城市的任務，韌性城市也不是一個城市的目標.同處于環(huán)洞庭湖區(qū)，共同享用同一塊土地資源，面對同樣的災害沖擊，環(huán)洞庭湖區(qū)的中小城鎮(zhèn)應聯(lián)合起來，不管是邊緣區(qū)還是核心區(qū)都應該加強相互之間的區(qū)域合作、信息共享，構建韌性城市建設體系，走區(qū)域協(xié)同、綜合防災的道路.

5.3 多管齊下，剛柔并濟，全面提升城市韌性能力

在國家層面，由于在韌性城市和城市防災等方面的法規(guī)政策制定方面存在一定不足，在很大程度上使韌性城市建設目標難以實現(xiàn)，我們應繼續(xù)加強韌性城市理論研究，推進相關法規(guī)政策實施，推進韌性城市建設.在城市規(guī)劃設計方面，要積極吸取他國城市建設經(jīng)驗，建設有中國特色的符合我國基本國情的韌性城市，將韌性城市理念有機地融入城市規(guī)劃建設中，在環(huán)洞庭湖這一區(qū)域，為提升城市韌性能力，該區(qū)域要加強建立信息化、全方位、多部門、多區(qū)域聯(lián)合的應對機制，多管齊下，剛柔并濟.