基于熵权-TOPSIS模型的内蒙古城市韧性评价研究

王世亮 那仁满都拉 郭恩亮 布仁吉日嘎拉 特力格尔 程桢钰

摘 要：为提升城市应对自然灾害冲击、污染等慢性压力的能力和城市对抗不确定风险的韧性程度， 本文以内蒙古11个盟市为研究區，采用熵权法和TOPSIS方法，探讨内蒙古城市韧性水平差异和内蒙古城市韧性空间特征以及其原因。结果表明：（1）高度韧性城市为呼和浩特、包头市等区域核心城市，中度韧性城市为鄂尔多斯、乌兰察布、呼伦贝尔为首的7个资源型城市。（2）空间上多为内蒙古中部地区城市韧性表现良好，内蒙古西部地区城市韧性略好于内蒙古东部地区。（3）原因分析，由于内蒙古各城市在资源禀赋、区位条件、交通状况、发展基础等方面存在着很大的差异，影响了城市韧性水平，丰富基础设施建设、加强政府干预、大力扶持特色产业、完善教育资源是针对内蒙古地区提升城市韧性的手段。

关键词：城市韧性;韧性评价;韧性水平;内蒙古

中图分类号：TU984  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2022）01-0017-05

近年来，地质灾害、特大暴雨、持续高温、雾霾天气等自然灾害的频发以及环境污染、交通拥堵等“大城市病”的慢性压力，使城市安全受到众多因素的影响[1]。此外，随着城市空间和人口分布越来越密集，社会组织和矛盾越来越复合，经济结构越来越多元，城市发展面临的不确定和未知风险空前复杂，潜在影响和造成的灾难性后果也越发显著[2]。根据《2020世界风险报告》[3]，除环境灾害外，网络攻击、资产泡沫等来自技术、经济、社会和地理政治维度的各类风险也在不断影响经济的稳定和发展[4]，因此，面对城市化进程中的压力和冲击，提高城市其各方面韧性已成为城市建设的重难点。自“韧性理念”[5]由加拿大生态学家Holling首次提出后，不仅受到各界关注，也得到了相关部门的重视，各行“韧性”已成为新兴话题，2013年，美国洛克菲勒基金会[6]启动“全球100韧性城市”项目，浙江义乌、四川德阳、浙江海盐、湖北黄石4座城市成功入选[7]。2015年中国城市规划年会[8]关于韧性城市发展展开全面研讨，各国进行智慧韧性城市的建设。城市韧性化的目标涵盖最大限度保障人民生命财产安全，维持国家及社会的重要机能，实现公共设施系统网络功能不丧失，迅速地恢复及振兴[9]。韧性城市被定义为城市面临各种自然灾害和人为冲击时，作为一个有机体能够保障居民基本生活的需求并迅速恢复其功能的城市[10，11]。城市韧性评价也从多尺度多视角多方法进行测算，但评价方法和标准未能统一。Cutter等[12]认为城市韧性不仅仅由基础设施单个维度体现，还应考虑社会、经济、组织制度、基础设施、生态等多方面韧性影响要素，构建全面的城市韧性评价指标体系。李亚等[13]通过韧性基线模型并运用城市灾害韧性评价体系对我国城市灾害韧性进行评估，孙阳等[14]以长三角地区16个地级市为例，从城市社会生态系统的视角，构建城市韧性评价指标体系并进行实证分析，具有明显的空间分异特征。张明斗等[1]对用熵值法从经济、社会、生态环境、基础设施方面对东北地区34个地级城市的韧性水平进行测算，实证分析了城市韧性的作用机理。周倩和刘德林[15]从城市韧性与城镇化水平两系统角度出发，利用熵权法模型测算了长三角城市群26个城市的韧性变化趋势和空间自相关模型。虽然目前我国对城市韧性十分关注，并随着新型城镇化进程的推进日趋凸显，但是对城市韧性的研究仍处于研究初步阶段[16]，与城市布局规划的关系尚不直接[17]，目前尚无成熟的理论体系和规范的实践经验[18]，而内蒙古城市韧性研究更是少之又少。

内蒙古自治区地处中国北部，近年来城市化速度加快，经济实力有所增强。目前已构建现代能源、装备制造、大数据为主导的七大战略性新兴产业集群。但在城市活动高度集中与落后的体制机制影响下，城市发展面临严重问题，各种灾害和人为冲击加重。内蒙古自治区横跨面积大，各地区在资源、道路、区位条件、发展基础等方面也存在着巨大差异。地级市是中国行政相对独立、综合性和地域性较为完整的基本区域单元，也是目前全国层面的城市统计资料中所使用的基本单元。因此，本文以内蒙古11个盟市为研究区，采用熵权法和TOPSIS方法，通过经济、社会、生态和基础设施等维度分析城市韧性水平差异，城市韧性空间特征及其原因，为优化城市空间格局，应对城市灾害提供理论依据。

1 数据与方法

1.1 研究区概况

内蒙古自治区地处中国北部（北纬37°24′-53°23′，东经97°12′-126°04′），全区占地面积118.3万平方公里，是中国第三大省区。内蒙古自治区地势由东北向西南斜伸，呈狭长形，属高原地貌区，气候以温带大陆性气候为主。自治区辖12个地级行政区，其中包括9个地级市、3个盟，常住人口2405万人（2020年）。常出现干旱、暴雨、洪涝、冰雹、大风等气象灾害，各种灾害相互影响，有时叠加发生，每年致65万人受灾，成灾面积15万公顷，增加了防灾减灾的难度。

1.2 数据来源

本研究主要数据来源为2018年的《内蒙古统计年鉴》（http：//tj.nmg.gov.cn/files_pub/content/PAGE PACK/66d2e078c7714ed0a5a378ec901b5c56/indexch. htm）、《中经网统计数据库》《城市发展公报》等。文中以内蒙古自治区地级市为研究样本，由于阿拉善盟数据缺乏，本文中暂不考虑，因此，选取内蒙古地区9个地级市和2个盟进行研究。

1.3 研究方法

1.3.1 熵值法

本文应用熵值法对韧性指标进行评价，熵值法是将物理学中热力学熵的方法运用于社会系统中，依据熵的特性计算熵值来判断某指标的离散程度，指标离散程度越大，对综合评价的影响就越大，反之亦然。

根据王明涛[19]、欧向军等[20]研究，熵值法步骤如下：选取n个国家，m个指标，则xij为第i个国家的第j个指标的数值（i=1，2，…，n;j=1，2，…，m）。

2 构建城市韧性指标体系

2.1 选定韧性指标

城市是一个复杂的巨系统，基于国内外城市韧性评估研究综述，在已有研究[2，13-15]的基础上，结合系统性、科学性、代表性和可获得性，从经济、社会、基础设施和生态环境4个维度，识别了16个指标，如表1所示。

（1）经济韧性：产业结构指国民经济发展中，各产业部门之间以及各产业部门内部的组成结构，反映了城市目前的经济发展阶段和发展水平。经济结构越良好，其抵御经济领域扰动的能力就越高。

（2）社会韧性：居民用于支付个人医疗保健、教育、文化娱乐的能力就越强，一方面，灾害发生前，居民掌握防灾知识和技能的可能性就越大。

（3）生态环境韧性：建成区绿化覆盖率是从城市绿地系统总量的度对城市生态系统的重要载体进行评估。城市公园绿地除具有保持水土平衡功能外，对适应环境变化和应对自然灾害等方面也有重要作用。

（4）基础设施韧性：供水量、供气量建城范围内市政设施的主要影响因素。

2.2 制定韧性指标权重

为提升指标权重赋值的科学性，本文使用基于熵权—TOPSIS的评价方法，TOPSIS法是一种常用的组内综合评价方法，能充分利用原始数据的信息，其结果能精确地反映各评价方案之间的差距。基本过程为基于归一化后的原始数据矩阵，采用余弦法找出有限方案中的最优方案和最劣方案，然后分别计算各评价对象与最优方案和最劣方案间的距离，获得各评价对象与最优方案的相对接近程度，以此作为评价优劣的依据。从整体上看内蒙古城市韧性水平是明显趋于三个层级的，通过权重计算得出，城市基础设施韧性（B3）在四个准则层指标中权重占比最大，其次是城市社会韧性（B2）、城市生态环境韧性（B4），占比最小的是城市经济韧性（B1），这表明在内蒙古地区城市韧性中城市基础设施是影响韧性水平的最大的一点。

3 内蒙古城市韧性水平评价

3.1 内蒙古城市韧性水平差异分析

通过对数据进行标准化，利用熵权法和TOPSIS权重测算内蒙古11个盟市的城市韧性水平得分，结果如图2所示。

通过上述评价结果，采用标准差分类方法将内蒙古城市韧性水平的综合得分分为三个等级：得分R>0.5为高度韧性，得分为0.2<R<0.5中度韧性，得分为R<0.2低度韧性，如表2所示。

根据城市韧性水平得分可知，各城市间整体上具有明显差异，其中城市韧性最高的是首府呼和浩特市（0.826），巴彦淖尔市为最低（0.133），说明内蒙古自治区韧性水平发展不均衡且不同城市间差异较大。其水平差异存在以下几种特征：

（1）高度韧性以省会城市及经济发展水平高、文化、经济、政治中心为主，以呼包鄂经济带最为突出，呼和浩特市和包头市为较优，说明这些城市社会生态系统更为健康、抵御风险的能力、自我防护的能力较强。（2）中等韧性城市多以鄂尔多斯为首的资源禀赋性城市为主，或以工业较为发达的城市，如赤峰市、通辽市，这些城市具备一定的各种风险的能力，但一旦出现城市灾害，将面临较大的风险。（3）低等韧性以资源枯竭性城市为主，锡林郭勒盟、兴安盟、巴彦淖尔市等三个盟市韧性指数低于0.2。伴随着大量人口流失和资源型城市资源枯竭的趋势，产业结构不合理，难以吸引高学历高层次人才、教育资源不平衡，城市抵御风险的能力下降，城市韧性水平无法有效提升，自然城市韧性水平偏低。

可知，由于内蒙古各城市在资源禀赋、区位条件、交通状况、发展基础等方面存在着很大差异，影响了城市韧性水平，认为评价结果基本符合内蒙古城市韧性发展的整体状况。

3.2 内蒙古城市韧性空间特征分析

通过韧性等级划分得到的内蒙古各盟市城市韧性等级空间分布如图3所示，从整体上看，内蒙古空间跨度大，地区存在较大的文化差異。中度韧性区域大多集中在内蒙古中部地区，内蒙古西部地区韧性得分明显高于内蒙古东部地区。

4 讨论

城市是一个复杂的环境，城市规模越大，承受的压力就越大，城市人口越多，面临的挑战就越大。每个城市都需要一个完整的机制体制去应对紧急和突发情况，以保持正常的秩序和在最短时间反映出解决问题的应对方案。在城市建设中，经济、生态、基础设施、社会因素等都是构建一个韧性城市的必要因素，每一个因素都步步紧扣、息息相关。在城市灾害发生后，有一个长效的运行机制去修复、去完善。对城市自身优势，比如人口、规模、生态、基础设施、管理等层面去入手提高其城市韧性。如图4所示，从经济、社会、环境、基础设施韧性4个权重因子入手，针对此次结果按照三个等级划分探究其形成原因，并提出相应对策建议。

（1）呈现低度韧性的有巴彦淖尔市、兴安盟和锡林郭勒盟，在分领域韧性来说，这三个地区经济产量落后、特色产业少、城镇常住居民人均可支配收入相对较低，市场竞争力不足和生态建设相对落后是造成城市韧性结果一般的主要原因。提高城市韧性需要加强政府政策干预，在“一带一路”的影响和带动下，在少数民族边疆地区政策下，对区域分散的地区从生态和旅游层面先入手带动周边发展，从政策方面支持特色产业和创新产业，加强城市空间合理规划，优化基础设施占财政支出的合理比例，根据居民现实情况，丰富基础设施建设，实现一体式发展，提高城市韧性。

（2）呈现中度韧性城市有鄂尔多斯市、赤峰市、乌兰察布市、呼伦贝尔市、通辽市、乌海市，这些城市大多人口多，面积也大，造成城市内发展不平衡，基础设施建设不及时，对相关政策实施时间缓慢，在韧性提升上需要加强基础设施建设才是最为关键的，从图4上看，鄂尔多斯市经济韧性在所有城市中最高，但其社会韧性只在均值中，提升医疗和教育是至关重要的，对于乌海市来说，社会韧性是内蒙古地区中最低的，反映了乌海市医疗、教育和面积等问题。

（3）呈现高度韧性的城市有呼和浩特市、包头市，除了经济政策倾斜外，不乏在经济发达地区周边的原因和矿产资源禀赋的原因，且这两个城市区位因素较好，紧邻大城市，城市之间交往密切，互相带动下城市韧性相对较高，从图4上看，呼和浩特市基础设施韧性明显低于包头市，需要针对性提升。

5 结论

本文以内蒙古11个盟市为研究区，采用熵权法和TOPSIS方法，结合系统性、科学性、导向性和可操作性，从经济、社会、基础设施和生态环境四个维度对内蒙古地区划分等级，评价城市韧性水平。主要结论如下：

（1）呈现高度韧性的城市为区域核心城市，为呼和浩特市和包头市，中度韧性的城市多是以鄂尔多斯市为首的资源型城市，低度韧性的城市为经济落后和地处偏远的巴彦淖尔市、锡林郭勒盟和兴安盟。

（2）空间分布特征上，多为内蒙古中部地区城市韧性表现良好，内蒙古西部地区城市韧性略好于内蒙古东部地区。

（3）通过分析，由于内蒙古各城市在资源禀赋、区位条件、交通状况、发展基础等方面存在着很大的差异，影响了城市韧性水平，丰富基础设施建设、加强政府干预、大力扶持特色产业、完善教育资源是针对内蒙古地区提升城市韧性的手段。

本文数据与城市韧性评价结果总体研究上成果可靠，评价结果基本符合内蒙古城市韧性发展的整体状况。希望为内蒙古地区的空间规划、应急管理和政府决策等方面提供科学依据与理论参考。

参考文献：

〔1〕白立敏，修春亮，冯兴华，等.中国城市韧性综合评估及其时空分异特征[J].世界地理研究，2019，28（06）：77-87.

〔2〕张明斗，李维露.东北地区城市韧性水平的空间差异与收敛性研究[J].工业技术经济，2020，39（05）：3-12.

〔3〕FRANCO E G. The global risks report 2020[R]. World Economic Forum， 2020.

〔4〕毕玮，汤育春，冒婷婷，等.城市基础设施系统韧性管理综述[J].中国安全科学学报，2021，31（06）：14-28.

〔5〕Holling C S. Resilience and stability of ecological systems[J]. Annual review of ecology and systematics， 1973，4（01）：1-23.

〔6〕Silva J D， Morera B E. City Resilience Framework： City Resilience Index[J]. Rockefeller Foundation and Arup International Development： London， UK， 2014.

〔7〕徐耀阳，李刚，崔胜辉，等.韧性科学的回顾与展望：从生态理论到城市实践[J].生态学报，2018，38（15）：5297-5304.

〔8〕新常态：传承与变革——2015中国城市规划年会在贵阳成功举办[J].城市规划，2015，39（10）：5-7.

〔9〕翟国方，邹亮，马东辉，等.城市如何韧性[J].城市规划，2018，42（02）：42-46.

〔10〕缪惠全，王乃玉，汪英俊，等.基于灾后恢复过程解析的城市韧性评价体系[J].自然灾害学报，2021， 30（01）：10-27.

〔11〕王少剑，崔子恬，林靖杰，等.珠三角地区城镇化与生态韧性的耦合协调研究[J].地理学报，2021， 76（04）：973-991.

〔12〕Cutter S L， Barnes L， Berry M， et al. A place-based model for understanding community resilience to natural disasters[J]. Global environmental change， 2008，18（04）：598-606.

〔13〕李亚，翟国方.我国城市灾害韧性评估及其提升策略研究[J].规划师，2017，33（08）：5-11.

〔14〕孙阳，张落成，姚士谋.基于社会生态系统视角的长三角地级城市韧性度评价[J].中国人口·资源与环境，2017，27（08）：151-158.

〔15〕周倩，刘德林.长三角城市群城市韧性与城镇化水平耦合協调发展研究[J].水土保持研究，2020， 27（04）：286-292.

〔16〕修春亮，魏冶，王绮.基于“规模—密度—形态”的大连市城市韧性评估[J].地理学报，2018，73（12）：2315-2328.

〔17〕彭翀，袁敏航，顾朝林，等.区域弹性的理论与实践研究进展[J].城市规划学刊，2015，49（01）：84-92.

〔18〕刘严萍，王慧飞，钱洪伟，等.城市韧性：内涵与评价体系研究[J].灾害学，2019，34（01）：8-12.

〔19〕王明涛.多指标综合评价中权系数确定的一种综合分析方法[J].系统工程，1999，17（02）：56-61.

〔20〕欧向军，甄峰，秦永东，等.区域城市化水平综合测度及其理想动力分析——以江苏省为例[J].地理研究，2008，27（05）：993-1002.