基于熵权法的环长株潭城市群脆弱性的综合评价研究

熊 静，王光伟，邓超男

（湖南师范大学资源与环境科学学院，湖南 长沙 410081）

2015年4月国务院批复同意《长江中游城市群发展规划》，环长株潭城市群被纳入长江中游城市群发展规划中，这对于环长株潭城市群的发展是一个重要的机遇，也是一个巨大的挑战。环长株潭城市群经过长时间的发展和磨合，日益成为湖南产业、城市最为密集的区域，是湖南经济发展的龙头，集中了湖南大部分的人口和经济活动，但是由于各城市之间经济发展水平、资源禀赋基础的差异巨大，优势产业链尚未形成，城市群协调发展的体制机制不够完善，综合竞争力不强，同时也反映出一些脆弱性特征，如资源消耗严重、生态环境破坏、城市机体遭到破坏、城市管理成本升高等，这都制约着城市群的发展。本文力图从资源、生态环境、经济、社会四个角度系统地对环长株潭城市群的脆弱性进行分析，为应对城市群脆弱性、实现可持续发展提供一些参考。

一、概念界定

“脆弱性”这一概念的提出得益于20世纪70年代自然灾害学的研究，随着研究的不断深入，其概念逐渐演变为包含“风险”“敏感性”“适应性”“恢复力”在内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础上衍生而来的，基于对脆弱性概念的不同理解，学者们对城市脆弱性的理解也存在差异。方创琳等(2015)认为城市脆弱性是指城市在发展过程中内外部自然要素和人为要素干扰的应对能力；王岩等(2013)认为城市脆弱性是对城市发展水平的一种综合度量；王松华等(2014)从暴露程度、敏感程度、应对能力及缺乏应对能力四个方面解释脆弱性；还有学者从自然灾害、经济、社会、生态环境、人地关系等领域分析了城市脆弱性。然而大多数学者仅从经济、社会、自然灾害等单一视角研究，研究对象多偏重于特大城市、沿海城市、资源型城市等，鲜有学者对城市脆弱性作综合评价研究，对城市群脆弱性综合评价研究则更少。

二、评价体系和评估模型

1.范围界定

环长株潭城市群是国家“十二五”规划和全国主体功能区规划确定的重点发展区域，以长沙、株洲、湘潭三市为核心，辐射周边岳阳、常德、益阳、衡阳、娄底五市的区域，总面积9.68万平方公里，人口4073万，分别占全省的45.8%和60%。

2.评价指标体系

本文选取环长株潭城市群的8个城市为研究对象，遵循指标选取的全面性、科学性和定性与定量相结合等原则，建立包括城市资源、生态环境、经济、社会的4个一级指标，以及与之对应的38个二级指标，具体的脆弱性综合测度指标体系如附表1所示。

3.数据标准化处理

为消除数据量纲及大小悬殊不同对计算结果的影响，需对原始数据进行标准化处理，本文按照从优隶属度的原则进行极差标准化处理。为了更充分地反映指标的相对性，采用如下形式来计算从优隶属度μxj:

（1）正向评价指标：

（2）负向评价指标：

4.指标权重的确定

目标层的权重采用德尔菲法得出权重系数，表现层的权重则采取熵权法得出权重。用熵权法给指标赋权可以避免各评价指标权重的人为因素干扰，使评价结果更符合实际，通过对各指标熵值的计算，可以衡量出指标信息量的大小，从而确保所建立的指标能反映绝大部分的原始信息。用熵权法确定指标权重的步骤如下：

构建原始指标数据矩阵：有m个待评项目，n项评价指标，形成原始指标数据矩阵R=(rxj)mxn(0≤i≤m,0≤j≤n)，其中rxj为第j个指标下第i个项目的评价值。

（1）计算第j个指标下第i个项目的指标值的比重

（2）计算第 j项指标的熵值ej：

其中，k=1/1nm

（3）计算第j个指标的熵权ωji：

5.评估模型

本文从资源脆弱性E1、生态环境脆弱性E2、经济脆弱性E3和社会脆弱性E4四个方面入手，采用综合指数法来计算城市脆弱性指数。城市脆弱性是城市敏感性和应对能力相互作用形成的，它表现为当敏感性大于应对能力时城市进入脆弱状态，当应对能力大于敏感性，城市显示为良好状态，因此城市脆弱性模型的建立可用敏感性指数(S)和应对能力指数(R)的函数合成，即V=f(S,R)=S/R。通过构建各子系统的脆弱性评估模型，采用加权求和的方法得到整个系统的综合脆弱性指数。

其中 Si=Σωsjμsij，Ri=Σωrjμrij，ωsj与 ωrj为敏感性指标和应对能力指标权重，μsij与μrij为敏感性指标和应对能力指标进行数据标准化之后的值。

最终确定综合脆弱性指数为：

V=α E1+β E2+γ E3+δ E4。

6.脆弱性等级分类

运用城市脆弱性评估模型可以算出环长株潭城市群各城市脆弱性指数，参考有关资料并咨询专家，最终以资源、生态环境、经济、社会脆弱性的平均值(M)和标准差(Std)作为评价标准，将脆弱性分为四类，如表1所示：

表1 脆弱性评价等级

三、结果分析

本文选取2014年《湖南省统计年鉴》、2013-2014年各市环境质量状况公报、2012-2014年各市水资源公报、2013-2014年各市国民经济和社会发展统计公报等统计数据，个别缺失数据根据相邻年份值差值补齐，通过计算得到各城市的综合脆弱性指数，取平均值为M=1.616，标准差为Std=1.094，最后得出各城市的脆弱性等级（如表2）。

表2 环长株潭城市群综合脆弱性指数

（一）脆弱性分类评价

1.资源脆弱性城市

资源脆弱性方面，湘潭、衡阳、娄底三市为高脆弱性城市，例如，娄底市是湖南省重要新型能源原材料产业基地，属于资源型城市。株洲、岳阳、常德、益阳四市在资源方面表现为中等脆弱性，例如，株洲市的水资源拥有量和森林覆盖率均居湖南省首位，但是株洲市为工业城市，第二产业占比重大，工业污染严重，环境应对能力相对较差。长沙市则资源丰富，能源消耗低，在资源脆弱性方面表现为低敏感性、高应对能力的低脆弱性特征。

2.生态环境脆弱性城市

生态脆弱性方面，衡阳市为高脆弱性城市，长沙、株洲、湘潭、岳阳、常德、益阳生态环境脆弱性指数均在中等脆弱性指数范围内。例如，衡阳市为典型的重工业城市，高能耗行业比重较高，工业排放污染严重，节能减排和环境治理效果不显著，致使资源、生态环境脆弱性指数高；娄底市生态环境脆弱性指数表征为较高脆弱性城市，娄底市产业层次较低，工业二氧化硫、烟粉尘排放量高，污染严重，生态环境状态亟需整顿。

3.经济脆弱性城市

经济脆弱性方面，益阳、娄底属于高脆弱性城市，长沙、株洲、衡阳、岳阳、常德属于中等脆弱性城市，湘潭市属于低脆弱性城市。例如，益阳市第一产业比重较高，而第二、三产业总量偏小，占GDP比重偏低，产业层次低，地方财政自给率低，财政赤字占GDP比重过大，致使经济脆弱性敏感性较高、应对能力较差；娄底市企业对传统经济增长方式依赖性仍较强，缺乏核心技术和自主创新能力，综合能源消耗量偏高，经济脆弱性指数高。

4.社会脆弱性城市

社会脆弱性方面，娄底为高脆弱性城市，湘潭、益阳为较高脆弱性城市，长沙、株洲、衡阳、岳阳、常德在社会脆弱性指数中表征为中等脆弱性城市。例如，娄底市社弱性表现为敏感性高、应对能力差；湘潭、益阳市社会保障体系和医疗卫生等领域的问题突出，亟待解决。

（二）综合脆弱性评价

长沙市为湖南省省会城市，经过历史的沉淀和发展，经济总体水平较高，城市发展和竞争力在不断增强，经济结构、产业结构不断优化；财政自给率高，基础设施不断完善，保障能力不断提高；环境污染不断得到改善，生态环境、经济、社会脆弱性指数较低，属于低脆弱性城市。

株洲、岳阳、常德经济发展快，但工业基础薄弱，产业结构不合理，高新技术产业增加值低，基础设施完善程度不够。综合脆弱性指数表征为中等脆弱性城市。

湘潭、益阳产业结构布局不优，经济发展方式比较粗放，经济发展过于依赖投资，新兴轻型产业支撑作用不强，综合脆弱性指数表征为较高脆弱性城市。

衡阳、娄底市为工业城市，能源消耗高，高能耗、高污染行业投资比重依然偏高。其中，衡阳市城镇居民家庭恩格尔系数居城市群中8大城市之首，交通事故死亡率高，城镇登记失业率高等都反映了衡阳市的综合脆弱性指数高，应对能力差。

四、结论

本文根据影响城市脆弱性的主要因素，从城市的敏感性、应对能力两个方面对城市群脆弱性作综合评价研究。研究发现：城市脆弱性跟城市的经济水平有一定的关系，经济水平高的城市脆弱性相对较小；综合型城市比资源型城市脆弱性小，各方面职能综合性强的城市应对能力强；脆弱性等级相同的城市在脆弱性表现方面大同小异。

根据以上结论，不同的脆弱度的城市应该根据自身条件，有差异性地拟定城市发展战略，如较低脆弱性城市的发展，应该在原有基础上进行优化升级，辐射并带动周边城市发展，实现区域一体化发展；中等脆弱性城市的发展，应该依托产业基础和比较优势进行优化，健全高新技术产业发展机制，增强核心竞争力；较高脆弱性城市的发展，应该调整产业结构，转变经济发展方式，完善社会保障制度；高脆弱性城市的发展，应该淘汰三高产业，加强节能减排，提高自主创新能力。

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附表1 环长株潭城市群评价指标体系