桂林市脆弱性综合评价与动态演变研究

梁保平， 梁诗婷

(广西师范大学 环境与资源学院，广西 桂林 541006)

城市是人类集聚活动的重要场所，是包含复杂的物质要素、社会关系、活动内容的综合体。城市系统具有非稳定性，当灾害或安全事故发生时，城市系统的稳定性下降，导致其结构和功能发生变化，从而体现出城市的脆弱性[1]。脆弱性一开始多用于描述自然灾害，随后，脆弱性的概念扩大到地理学、生态学、经济学等各个方面[2]。基于不同的研究视角，不同学者对城市脆弱性的定义理解各异，本文中的城市脆弱性是指城市在发展过程中抵抗生态环境等自然要素和人为要素干扰，当这种抗干扰的应对能力低于某一阈值时，城市系统表现为稳定性下降，呈现脆弱性状态[3]。

城市脆弱性研究始于20世纪70年代，近年来已取得较大的进展，研究领域不断拓宽[2]。早期国外学者对脆弱性的研究多为对自然灾害的风险评估，例如评估森林火灾对城市社会环境脆弱性的影响[4]，也有部分学者将研究领域拓宽到全球范围，如全球城市应对气候灾害时显示其脆弱性[5]。如今国外不仅关注城市暴露的脆弱性状态，更注重城市面对不利因素的应对及适应能力。I.M.Voskamp提出“蓝绿色措施”增强城市面临极端气候的抵御能力[6]；Phan Nhut Duy探究弹性交通系统以减缓新兴沿海城市脆弱性[7]。国内对城市脆弱性的研究相比国外较晚，但近些年来发展较快。通过检索相关研究文献可以看出，城市脆弱性的早期研究主要集中于生态脆弱性和灾害脆弱性领域。进入21世纪以来，脆弱性研究已经扩展到各个领域，研究重点向资源脆弱性和经济脆弱性倾斜[8]。国内对资源型城市的研究比较多，其脆弱性较容易暴露，再者，资源枯竭、环境破坏等问题严重制约城市的可持续发展[9]。王岩、方创琳运用系统分析法研究大庆市综合脆弱性[10]；张梅等学者探讨攀枝花城市脆弱性测度及动态演变特征，为城市转型提供依据[11]。

综上所述，国内外学者偏向研究资源型城市、沿海城市、灾害频发地区，研究成果对一般城市参考价值不明显。目前脆弱性研究侧重特征分析，缺乏对其驱动因素的深析。此外，研究普遍注重对现存现象进行分析，没有对其动态演变过程进行深度剖析。本文的研究对象是国际著名旅游城市——桂林市，区域内分布有典型的喀斯特地貌，城区被两江四湖环抱，周边地区还发育着峰丛、溶洞、瀑布等自然景观。桂林市的地貌特点决定其地质结构不稳定，旅游经济对自然环境质量依赖高，这些暴露出桂林市在城市发展过程中的脆弱性。本文在已有脆弱性评估的理论和方法基础上，从综合视角剖析旅游城市脆弱性的动态演变过程，为研究城市综合脆弱性提供参考依据。

一 研究方法与指标体系建设

(一)研究方法

城市脆弱性的评价方法首先明确科学合理的研究范式，基于特定模型计算得出脆弱性指数，从而评定该城市的脆弱性程度。国外对脆弱性的研究模型可分为：风险—灾害模型、压力—释放模型、全球变化背景下的脆弱性模型、区域脆弱性模型等[12]。国内的脆弱性研究模型有：以“生态环境—经济—资源—社会”四个子系统综合评价脆弱性[3，13]；“暴露性—敏感性—应对能力”的脆弱性评价模型[1]；熵权物元模型的城市脆弱性评价[14]；“压力—状态—响应”评估模型[15-16]。尽管研究范式尚未达成共识，但从国内的研究模型来看，不同模型运用的计算方法比较统一。大多采用定量方法，如层次分析法、灰色关联分析法、函数模型法和综合指数法等。

关于桂林市脆弱性综合评价方面的研究较少，大多是研究某一领域的脆弱性，如旅游经济系统的脆弱性[17]。因此，从生态环境、经济、资源、社会四个方面综合评价桂林城市脆弱性，运用层次分析法(AHP)构建评价指标体系，用综合指数法计算桂林市的脆弱性指数，从长时间序列详细分析其动态演变过程，旨在为桂林的城市建设和发展提供参考依据。

(二)评价指标选取

本文在参考其他学者的研究和综合考虑桂林市的实际情况后，选取了22个评价指标，具体数据来源于《广西统计年鉴》《桂林市国民经济和社会发展统计公报》《桂林市环境状况公报》等，时间跨度为2009—2018年。

1.生态环境脆弱性

城市生态环境脆弱性是生态敏感性和生态恢复力的有机统一[18]。研究桂林市的生态环境脆弱性，除了常规的绿化覆盖率、空气质量优良率等，需选取体现该市特点的指标。桂林属于亚热带季风气候，漓江流域降水量时空分布不均，易造成洪涝灾害，年降水量对桂林市而言属于正向脆弱性指标。全年接待国内外游客人次的增量促进旅游城市经济，但对当地的生态环境脆弱性是负向作用机制。

2.经济脆弱性

城市经济脆弱性体现城市经济发展质量，传统旅游城市经济体系脆弱性具有资源型城市经济系统脆弱性的一般特征[3，19]，经济对支柱产业依赖度高。在脆弱性评价指标的选取上参考了资源型城市的研究，同时结合桂林城市经济系统的特点，从经济的结构、效率和创新三方面入手。

3.社会脆弱性

社会脆弱性研究侧重于个人及社会暴露于不利事件或灾害冲击下潜在的抵抗力或恢复力[20]。城市系统中的社会系统与人类活动息息相关，因此从人类发展指数、基础设施指数、社会指数三方面进行分析。

4.资源脆弱性

土地、水域、植被等自然资源状况影响着城市当前及未来的生命力[19]。桂林自然资源丰富，但矿产资源储量优势不足。为研究资源的脆弱性，选取了地表水资源量、地下水资源量、常用耕地面积、规模以上工业综合能源消耗量这四个常规指标。

(三)数据处理

根据指标对城市系统的作用，其性质可分为正向指标和负向指标。其中，正向指标的计算公式为：

(1)

负向指标的计算公式为：

(2)

正向的评价指标值越大，脆弱性越大；负向指标的值越大，脆弱性越小[19]。

评价指标体系中的指标层权重采用层次分析法(AHP)计算。在构建评价指标的基础上，根据城市地理学和生态学专家的意见对收集的数据就其影响度进行赋值，构造判断矩阵B，再采用AHP的和积法计算各个指标的权重[21]，最终得出表1的指标层权重。

(四)脆弱性指数计算

城市脆弱性的综合评价涉及生态环境、经济、社会和资源四个子系统，每个子系统对应相应的指标。根据一般表示方法，生态环境脆弱性为UEnVI、经济脆弱性为UEcVI、社会脆弱性为USVI、资源脆弱性为URVI。每个子系统的脆弱性指数等于对应指标的权重乘以指标标准化的数值，再求和，据此依次算出每个子系统的脆弱性指数。最后，用综合指数法计算城市的综合脆弱性指数[10]。

(3)

查阅城市脆弱性评价研究的文献，目前普遍采用自然断裂点法划分脆弱性等级[1，3，13]，该方法适用不同城市于不同时期呈现的脆弱性状态。根据自然断裂点法可将城市脆弱性分为五个等级，划分结果如表2所示。

表1 桂林城市脆弱性评价指标体系

表2 桂林城市脆弱性综合评价等级划分

二 结果与分析

(一)生态环境脆弱性动态演变分析

从图1的生态环境脆弱性变化趋势可看出，桂林市在近十年内的生态环境脆弱性波动较大，作为依托自然山水景观的旅游胜地，生态环境的质量深刻影响城市的脆弱性。2009—2011年，桂林市生态环境脆弱性明显下降，这三年的年降水量比较稳定，空气质量优良，绿化覆盖率和人均绿地面积逐年增加，生态环境状况向好。2012—2015年，生态环境脆弱性指数大幅上升，最终达到顶峰。2015年桂林的年降水量为3 012 mm，远超过其他年份，漓江流域洪涝灾害频繁，加之人类活动对植被生态环境的破坏，造成了较为严重的水土流失现象[22]。2015年以后，区域生态环境脆弱性呈波动下降趋势，但整体脆弱度仍高于2013年前期。根据表2中脆弱性综合评价等级划分，可知桂林市的生态环境脆弱性近十年整体处于较低脆弱度。

通过分析《桂林市环境状况公报》[23]，2013—2015年的环境质量不容乐观。2014年桂林市的空气质量和生活垃圾无害化处理率均为近十年最低值，其他指标良好或略差。而后，桂林市环保局以改善环境为目标，实行最严格的环保制度，严厉打击各种破坏环境的违法行为，环境质量有了明显的改善，生态环境脆弱性于2016年大幅度降低。到2018年，桂林市在环境监测、环境保护、环境违法行为打击力度等各方面有了较大的改善。降低生态环境脆弱性仍是桂林市发展的重点之一。

图1 2009—2018年生态环境脆弱性变化趋势

(二)经济脆弱性动态演变分析

根据图2可看出，桂林市的经济脆弱性逐年降低，基本呈成比例下降。2009年、2010年、2011年经济系统处于高脆弱度状态，2016年、2017年、2018年经济系统为低脆弱性，其余年限经济系统处于较低和较高脆弱度之间。2009—2018年，经济脆弱性指数降低了87.84% ，桂林市的经济系统逐渐呈现出比较理想的稳定状态。

2009—2018年，桂林市的财政收入和全社会固定资产投资总额逐年稳定上升，经济发展优良。第三产业占GDP比重不断提高，至2018年其比重将近50% ，而工业企业利润总额以2015年为分水岭，2018年达到最低，与2015年相差125.02亿元，表明桂林市的产业结构已经发展成以第三产业为主。王垚等学者通过研究产业结构与城市最优规模的关系后认为，以服务业为主的城市其最优规模高于以工业为主的城市[24]，这也说明桂林市经济结构调整趋于合理化和科学化。

作为一个传统的旅游型城市，桂林市旅游商贸服务业发达的程度，关系到地区国民经济发展的质量和综合实力的提升。近些年来，电子商务的快速发展，给桂林旅游业的发展带来了新契机，六城区新增的13个大型高端旅游商业项目，给桂林旅游业注入新的活力。桂林市的经济创新不仅体现在旅游商务上，还体现在科技投入方面，政府对科学技术支出基本每年都在成倍增加[25]。

图2 2009—2018年经济脆弱性变化趋势

(三)社会脆弱性动态演变分析

通过图3可得知，桂林市社会系统的脆弱性在2009—2018年整体呈下降趋势，2009—2011年社会系统处于高脆弱度，2012年社会系统为较高脆弱度，其后的年份均在中脆弱度及以下。社会脆弱性主要通过人口和社会特征反映，社会系统的内部结构对其影响较大[26]，因此本文主要从人类指数、基础设施和社会指数三方面进行剖析。

图3 2009—2018年社会脆弱性变化趋势

桂林市统计公报的统计数据揭示，区域人均GDP在这十年里呈现快速增长趋势，这与经济系统相对应，有利于社会的繁荣发展。在基础设施指数中，以互联网用户数和卫生机构数为代表，有关数据显示，互联网用户数逐年增加；卫生机构数在2009—2011年变化不大，到2012年大幅度增加，这是导致社会脆弱性明显减低的主要原因。在研究社会指数时，选取了城镇登记失业率、社会保障和就业支出这两个指标，失业率呈逐年下降，在2017—2018年时失业率明显降低，桂林政府对社会保障和就业支出等民生工程很重视，对社会保障方面的投入几乎每年成倍增加。随着“法治桂林”“平安桂林”等社会工程的有效落实，桂林连续5次获评全国社会治安综合治理优秀市，也入选了全国宜居城市的名单。综合以上种种因素可以判断，桂林的社会系统越来越稳定。

(四)资源脆弱性动态演变分析

如图4所示，2009—2014年间桂林市资源脆弱性基本在较高脆弱度，2015年以后处于较低和低脆弱度，整体呈波动下降趋势。桂林不属于传统的资源型城市，尽管生产生活对矿产资源的依赖度不高，但土地资源、水资源等常规资源对维护城市稳定发展具有重要意义。

水资源指数包括地表水资源量、地下水资源量，水资源总量是逐年增加的，这对城市供水用水方面有利。土地资源指数用常用耕地面积来表示，该指数自2011年有明显增加后，基本保持不变。规模以上工业综合能源消耗量表示资源使用指数，2009—2013年的工业综合能耗增加了26.8% ，此后缓慢减少，2016年和2017年控制在较低的水平，这些都使得2013年资源脆弱性指数达到最大值。桂林市政府在保护漓江生态及产业结构调整等方面的行动，都将降低资源的不合理使用率。当然，目前仍存在资源损耗的情况，桂林每年都吸引大量的国内外游客，不文明的游客行为会破坏景区环境，从而污染水资源、土地资源，对自然资源造成损害。因此，减低资源脆弱性是一项长期任务，需要各方面做出不懈努力。

图4 2009—2018年资源脆弱性变化趋势

(五)城市综合脆弱性动态演变分析

城市脆弱性是生态环境脆弱性、经济脆弱性、社会脆弱性和资源脆弱性的综合反映。如图5所示，桂林城市综合脆弱性呈波动起伏状态，大体上呈下降趋势，表明城市对外界不利因素的抗干扰能力及应对能力在增强。2009—2018年，城市综合脆弱性指数降低了70% ，从较高脆弱度降到较低脆弱度。根据其波动状态可大致分为三个阶段：(1)2009—2011年的逐年下降阶段；(2)2012—2014年的缓和上升阶段；(3)2015—2018年的波动下降阶段。联系影响城市脆弱性的四个子系统，通过相关分析，可得知城市综合脆弱性与生态环境相关性较大，其次是资源脆弱性。城市综合脆弱性在2012—2014年缓和上升，与同时期的生态环境脆弱性、资源脆弱性升高有很大的关系，但经济系统和社会系统的持续性降低使得城市综合脆弱性上升速度减慢。

图5 2009—2018年城市脆弱性变化趋势

分析图6的子系统贡献率变化得知，2009—2012年，桂林市的社会脆弱性和经济脆弱性对城市综合脆弱性的贡献较大，基本占到60% 左右，两者均处于高和较高脆弱度。2015年之后，生态环境脆弱性的贡献率明显增加，到2017—2018年甚至达到50% ，而经济和社会脆弱性贡献率降低到15% 左右，资源脆弱性的贡献率保持在20% 左右，这些现象符合桂林的城市职能特点。综合以上分析，桂林市综合脆弱性由经济和社会主导转为生态环境主导。

图6 2009—2018年桂林城市子系统脆弱度贡献率变化趋势

三 结论

从生态环境脆弱性、经济脆弱性、社会脆弱性和资源脆弱性四个方面探讨桂林的城市综合脆弱性。在城市化快速发展阶段，关键是降低城市脆弱性、提高城市的发展质量，通过研究桂林市2009—2018年的脆弱性动态演变过程，可以得出以下结论：

桂林城市综合脆弱性整体呈下降趋势，城市发展质量有所提高，与经济脆弱性、社会脆弱性逐年下降有很大关系。桂林市在经济结构调整和经济创新方面取得不错的成效，经济脆弱性逐年下降。桂林市在经济发展的同时，注重社会保障方面的工作，特别是在2011年之后加大对民生工程的投入，社会脆弱性到2018年时已经处于很低的程度。

桂林城市综合脆弱性受生态环境、资源脆弱性影响较大，城市综合脆弱性由经济和社会主导转为生态环境主导。生态环境质量的优劣关系到桂林市的发展，在保障经济、社会稳定有序发展的同时，更应注重环境保护和资源合理利用。

在快速城镇化进程中，桂林市应规整旅游行业，提高服务效率和质量，促进产业升级，向生态化、科技化、可持续化方向发展。完善道路交通设施和城区排水系统，解决老城区问题和加快新城区建设，推动城镇化与城旅游业协同发展。

城市脆弱性是城市发展过程中形成的“慢性病”，需及时调理，防微杜渐[27]。今后，在研究城市脆弱性过程中，应结合实际情况进一步完善评价指标体系，总结城市脆弱性的动态演变规律，在规律中寻找问题，为城市治理和城市建设打下良好的基础。