中国城市韧性发展水平测度、差异分解与动态演变及障碍因子识别

黄 琼，崔子怡

（安徽建筑大学 经济与管理学院，合肥 230049）

0 引言

随着人类社会进入“全球风险社会时代”，城市灾害在世界范围内普遍存在，韧性城市建设是抵御城市风险、恢复城市稳态并提升城市包容性与活力的重要路径。党的十九届五中全会从国家战略的高度首次提出“建设韧性城市”的目标，并将其纳入“十四五”规划。因此，合理评价城市韧性水平并探寻主要障碍因子具有重要的现实意义。

关于城市韧性涵义的界定，自韧性概念提出以来经历了工程韧性、生态韧性、演进韧性三个阶段的演变，而城市韧性在2002 年美国生态学年会被正式提出以后，学者们从灾害学[1]、社区网络[2]、城市规划[3]等角度进行了探讨。在韧性理论研究积累的基础上，对城市韧性评价的研究也持续增加。Joerin 等（2012）[4]从基础设施、社会、经济、机构、自然这五个层面构建城市社区韧性评价指标体系。Cutter等（2014）[5]从经济韧性、组织韧性、社区韧性这三个角度构建区域韧性评价指标体系。周利敏和原伟麒（2017）[6]从灾害防护、经济、社区、组织、基础设施等方面对城市韧性进行测度。孙阳等（2017）[7]基于韧性基线模型从经济、社会、环境、社区、基础设施及组织维度构建评价城市灾害韧性的指标体系。白立敏等（2019）[8]从经济、社会、生态、基础设施等维度构建城市韧性评价指标体系。刘彦平（2021）[9]从城市文化韧性、经济韧性、社会韧性、环境韧性这四个维度构建指标体系进行城市韧性评价。蔡咏梅等（2022）[10]基于正态云模型从抵抗力、恢复力、演化力三个层面选取20个指标构建西部地区经济韧性指标评价体系。

虽然国内外学者对于城市韧性及其评价进行了较多研究，但较少涉及地区差异和分布动态演变，特别是基于城市高质量发展以及加快城市应急管理体系和能力现代化建设要求下的城市韧性测算，因此，本文系统构建了城市韧性测算指标体系，运用2011—2019年240个地级及以上城市的数据进行测算，并进一步剖析各地区差异、动态演变及主要障碍因子，以期为中国城市韧性建设提出决策参考。

1 城市韧性指标体系构建

本文结合城市发展现状与未来趋势，在系统梳理现有文献的基础上，对城市韧性评价指标进行筛选与完善，从经济韧性、生态韧性、基础设施韧性、社会韧性四个层面构建城市韧性评价指标体系。

1.1 经济韧性指标选择

经济韧性是城市韧性的核心要素，反映的是面对各种环境的变化时，城市能及时调整政策将经济损失降到最小的能力。本文选取了13个具体指标来衡量城市经济韧性水平，见下页表1。

表1 城市经济韧性指标

1.2 生态韧性指标选择

生态韧性是城市应对气候变化、城市化等问题的可持续发展的能力，较高的生态韧性可以成为城市抵御灾害的天然屏障。本文选取了8 个具体指标来衡量城市生态韧性水平，见下页表2。

表2 城市生态韧性指标

1.3 基础设施韧性指标选择

基础设施是现代城市生存和发展的基石，对于保障城市运转和居民生活有着不可替代的作用，基础设施韧性能够有效抵御灾害冲击，并有在灾后迅速恢复正常运转的能力。本文选取了8 个具体指标来衡量城市基础设施韧性水平。见表3。

表3 城市基础设施韧性指标

1.4 社会韧性指标选择。

社会韧性体现社会结构遇到冲击或风险时维持社会整合、确保社会治理、保持社会有效运行的能力，强调社会共同体意识，社会韧性水平越高，城市凝聚力越强。本文选取了6个具体指标来衡量城市社会韧性水平。见表4。

表4 城市社会韧性指标

2 城市韧性测度方法与数据说明

2.1 城市韧性测度方法

在多指标综合评价时，作为客观赋权法的一种，熵权法因在一定程度上可以避免主观性而被广泛应用，本文运用熵权法进行测度。具体赋值如下：

（1）构建样本矩阵

（2）对各项指标进行标准化处理并进行平移处理

（3）计算各指标熵值

（4）计算差异性系数

（5）确定权重

其中，xij为样本的指标值，m为样本量，n为指标个数。

2.2 数据来源与处理

根据数据的可得性，选取2011—2019年我国240个地级及以上城市为样本，数据来自历年《中国城市统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》，部分数据来源于中国经济社会大数据研究平台、国家统计局及各省份统计局，少数缺失数据用插值法补齐。

3 城市韧性水平测度

3.1 城市韧性各子维度测算结果

下页表5报告了2011—2019年城市韧性各子维度得分情况。可以看出，城市生态韧性和基础设施韧性得分相对较高，均值分别为0.0128和0.0124，随后是经济韧性，社会韧性最低。社会韧性成为城市韧性发展的短板，反映在公共管理、医疗服务、社会保障和教育等领域的不足。

表5 2011—2019年城市韧性各子维度得分

图1显示了城市韧性各子维度的变化趋势。总体来看，除生态韧性外，经济韧性、基础设施韧性和社会韧性均呈上升趋势，尤其是基础设施韧性上升最快，反映出在各种突发风险事故后注重基础设施建设的必要性。加强以抗灾防灾为主、保障城市正常运行的基础设施建设使得基础设施韧性显著提高。随着各城市调整经济产业结构，促进经济高质量转型，经济水平显著提升，加大医疗卫生、教育、社会保障等方面的投资，生活水平大幅提升，促进了社会韧性的提升；而生态韧性总体呈现下降趋势，这可能是由于过去一段时间以牺牲生态环境作为代价追求经济社会发展，说明各城市应遵循“可持续发展”理念，注重生态发展与经济社会发展并重，实现城市绿色可持续发展。

图1 城市韧性各子维度指标得分变化趋势

3.2 城市韧性水平综合测度结果

表6 报告了主要年份城市韧性综合评价结果前30 名城市的得分。可以看出，城市韧性水平总体呈逐渐上升趋势，均值上升幅度为23%。根据测度结果，240个城市中只有54 个城市韧性水平得分高于平均值，占全部样本的22.5%，其余城市得分低于平均值，表明大部分城市韧性水平偏低，还有较大提升空间。

表6 主要年份前30名城市韧性综合评价结果

图2 显示了全国及东、中、西部地区城市韧性水平的变动趋势。可以看出，总体呈现从东到西依次递减的阶梯式分布格局。东部地区城市韧性水平高于中西部地区，处于全国平均水平以上，中部和西部地区城市韧性低于全国平均水平，西部地区略低于中部地区。这可能是因为城市韧性水平与该地区经济发展水平、资源禀赋呈正相关关系，东部地区由于经济发展水平较高，投入城市韧性建设各类要素较多，使得城市韧性水平显著高于中西部地区。因此，在保持东部地区韧性优势的基础上，应加快中西部地区城市韧性建设，逐步缩小区域间城市韧性水平差异。

图2 全国及三大地区韧性水平变动趋势

4 城市韧性水平差异及来源分解

4.1 城市韧性水平的地区差异及其分解

采用Dagum 基尼系数及其分解方法[11]分析城市韧性水平的区域差异及其来源，结果如表7 所示。同时，为了更加直观地把握城市韧性水平总体及区域差异，下页图3描绘了样本期内城市韧性水平的区域差异演变趋势。

城市韧性水平总体地区差异呈现小幅波浪式变化。具体来看，在样本观测期内，城市韧性水平的基尼系数经历“下降—上升—下降”的过程，说明各城市韧性水平的地区差异小幅波浪式变化，虽然2019年比2011年略高，但未来可能会延续下降趋势。根据Dagum 基尼系数及其分解法，将城市韧性水平的总体差异分解为地区内、地区间以及超变密度贡献的差异三个部分。样本期内，地区间差异贡献率逐渐下降，地区内差异贡献基本不变，超变密度差异上升。从贡献率来看，2019年地区内、地区间及超变密度差异的平均贡献率分别为33.95%、34.11%、31.94%。由此可知，总体差异来源依次为地区间、地区内以及超变密度的差异贡献。因此，降低城市韧性空间总体差异需从降低地区间、地区内和区域间交叉重叠差异共同着手。

东、中、西部地区城市韧性的组内差异变化趋势呈地区异质性。三大地区组内差异变化如图3（c）所示。东部地区的组内差异从2011 年缓慢上升至2018 年达到最高，2019 年开始下降，降幅为11.7%；中部地区组内差异在2011—2016年相对平稳，从2016年开始逐年上升；西部地区组内差异基本维持不变，呈现平衡发展态势。此外，东部地区组内差异始终高于中西部地区城市，说明东部地区各城市韧性水平不均衡程度较高。

东部-中部、中部-西部组间差异呈波浪式上升趋势，东部-西部组间差异呈现波浪式下降趋势。观察图3（d）可知，中部-东部、中部-西部之间的差异小幅度波动上升，东部-西部之间差异有所下降。东部-西部间城市韧性水平差异一直较大，东部-中部间差异次之，中部-西部间差异最小，因此，缩小三大地区组间差异应重点提升中西部地区城市韧性，消弭三大地区间的“韧性鸿沟”。

4.2 城市韧性水平的结构差异及其分解

为探究四个维度对城市韧性水平差异的贡献程度，本文采用陈明华等（2020）[12]的做法，运用方差分解法对其进行分析，结果如表8和图4所示。

图4 全国及三大地区城市韧性水平的结构差异和分解结果

表8 2011—2019年城市韧性的结构差异和分解结果 （单位：%）

表8和图4（a）展示了城市韧性的结构差异和分解结果。基础设施韧性是城市韧性水平差异的主要来源，且影响程度小幅上升，说明城市韧性水平提升离不开基础设施系统，提升基础设施韧性水平是提高城市韧性水平的重要抓手。经济韧性和社会韧性两个维度对城市韧性差异影响小于基础设施韧性的影响，生态韧性对城市韧性差异影响最小。

图4（b）至图4（d）分别为东、中、西部地区城市韧性差异的结构分解结果。三大地区城市韧性水平差异的主要来源存在区域异质性。其中，东部地区城市韧性差异的主要来源是基础设施韧性，虽然在2013年有轻微变化，但一直是主导地位，且观测期内贡献提升了18.75%；中部和西部地区城市韧性差异的主要来源是社会韧性、经济韧性和基础设施韧性，并随时间不断更替，中部地区在2016年以后基础设施韧性居主导地位，西部地区在2018 年以后基础设施韧性居主导地位。

5 城市韧性的动态演进趋势

5.1 Kernel密度估计

为了进一步探究中国城市韧性水平发展的动态演变特征，本文使用Kernel密度估计[13]分析全国和三大地区城市韧性的分布位置、分布形态、分布延展性、极化现象等特征，结果如图5所示。

图5 全国和三大地区城市韧性水平的分布动态

城市韧性水平的动态演变趋势如图5（a）所示。整体分布曲线的中心位置逐渐右移，但幅度较小，说明中国整体韧性水平总体提升但增速较缓；分布曲线主峰高度表现出“小幅上升—小幅下降—大幅上升—小幅下降”的“M”型变动，主峰宽度先小幅扩大再小幅收缩，说明城市韧性水平的地区间差异先小幅增加再逐渐缩小；分布曲线不存在明显拖尾现象且仅存在一个主峰，说明不同地区内韧性水平不存在明显差距，也没有显著极化现象。

图5（b）至图5（d）分别描述了三大地区城市韧性水平的动态演进趋势。首先，从分布位置来看，东部和中部地区分布曲线中心位置整体小幅右移，西部地区则呈“右移—左移—右移”变化过程，说明东部和中部地区城市韧性水平缓慢提升，西部地区则波动式上升。其次，从分布形态看，东部地区城市韧性水平分布曲线的主峰高度“小幅上升—小幅下降—小幅上升—小幅下降”，整体略微上升，中部地区主峰高度“平稳—小幅下降—上升—小幅下降”，整体略微上升，西部地区主峰高度在波浪中上升；东部和中部地区主峰宽度基本不变，西部地区主峰宽度先小幅扩大再略微收缩，说明东部和中部地区城市韧性水平绝对差异变化甚微，而西部地区波动式缩小。再次，从分布延展性来看，三大地区城市韧性分布曲线均不存在明显拖尾现象，说明城市韧性水平不存在显著差距。最后，从极化现象来看，东、中、西部地区的分布曲线均只存在一个主峰，不存在区域极化现象。

5.2 马尔科夫链分析

为了进一步观察城市韧性水平的内部流动方向及位置转移特征，本文引入马尔科夫转移概率矩阵进行分析，结果如表9所示。在概率转移矩阵中，位于对角线上元素始终大于非对角线上元素，观察对角线上元素可知，低、较低、中等、较高和高韧性城市在1 年以后保持原等级的概率依次为97.62%、90.64%、89.16%、82.05%、100%，说明城市韧性水平不同层级之间较为稳定，呈“俱乐部趋同”效应。此外，位于对角线两端的元素大于对角线中间的元素，说明高韧性和低韧性城市维持原等级的概率更高，尤其是高韧性水平城市的概率为100%，存在低水平和高水平趋同现象。进一步观察对角线两端的元素，不同等级之间的转移并不局限于相邻等级之间，偶尔也会出现“跳跃式”转移，但概率较小，说明城市韧性水平整体表现循序渐进特征。另外，低、较低、中等和较高水平在1年后向上转移一级的概率分别为1.71%、0.25%、2.52%和1.52%，说明城市韧性水平提升是一个缓慢波动过程；另外，较低、中等、较高和高水平在1 年后向下转移一级的概率分别为7.32%、1.92%、1.54%和0，可知城市韧性水平有下降风险，且等级越低向下转移的风险越大，因此，韧性水平低的城市要注意稳固已有水平，防止等级下移。

表9 城市韧性水平的马尔科夫转移概率矩阵

6 城市韧性水平的障碍因子识别

为对影响城市韧性水平的障碍因子进行识别，本文参考赵宏波等（2021）[14]的做法，采用障碍因子诊断模型进行探究。按照各指标占总体比例大小的顺序绘制了障碍因子分析表，下页表10 报告了2011—2019 年前5 个障碍因子及其障碍度。可以看出，各年份总体障碍因子的前5位均相同，分别为每万人在校大学生数（x10）、轨道交通线路长度（x27）、公共图书馆图书总藏量（x31）、一般公共预算收入（x12）和当年实际使用外资金额（x7），这表明在城市韧性发展中应注重人力资本和社会文化领域投入、轨道交通建设、财政收入和对外开放。具体来看，人力资本始终是第一障碍因子，且障碍度远高于其他障碍因子并呈上升趋势，因此，加大教育投入、培养高素质人才应是提升城市韧性的重要着力点；轨道交通是第二障碍因子，并且相较于第三、四、五位的障碍因子，障碍度偏高，也是未来应需重点关注的因素。

表10 城市韧性水平的主要障碍因子

7 结论与启示

本文构建了城市韧性评价指标体系，利用2011—2019 年240 个地级及以上城市的数据对城市韧性发展水平进行测算，进一步剖析其地区差异、动态演变及主要障碍因子。结果表明：（1）从城市韧性水平测度总体结果来看，城市韧性水平逐渐提高，但城市韧性水平得分总体偏低，且中低韧性水平的城市所占比重较高。（2）从子维度韧性看，城市生态韧性和基础设施韧性得分相对较高，经济韧性次之，社会韧性最低；经济韧性、基础设施韧性和社会韧性呈上升趋势，且基础设施韧性显著上升，而生态韧性则下降。（3）城市韧性水平总体差异呈小幅波浪式变化，主要来源于地区间差异。东、中、西部地区城市韧性组内差异变化呈地区异质性。基础设施韧性是城市韧性水平差异的主要来源。（4）城市韧性水平增速较缓，分布曲线主峰高度呈现“小幅上升—小幅下降—大幅上升—小幅下降”的“M”型变动，且无显著极化现象。东、中、西部地区的城市韧性水平动态演进存在差异，但均没有显著的极化。（5）人力资本、社会文化、轨道交通、财政收入和对外开放是影响城市韧性水平提升的主要障碍因子。