基于熵權法的環長株潭城市群脆弱性的綜合評價研究

熊 靜，王光偉，鄧超男

（湖南師范大學資源與環境科學學院，湖南 長沙 410081）

2015年4月國務院批復同意《長江中游城市群發展規劃》，環長株潭城市群被納入長江中游城市群發展規劃中，這對于環長株潭城市群的發展是一個重要的機遇，也是一個巨大的挑戰。環長株潭城市群經過長時間的發展和磨合，日益成為湖南產業、城市最為密集的區域，是湖南經濟發展的龍頭，集中了湖南大部分的人口和經濟活動，但是由于各城市之間經濟發展水平、資源稟賦基礎的差異巨大，優勢產業鏈尚未形成，城市群協調發展的體制機制不夠完善，綜合競爭力不強，同時也反映出一些脆弱性特征，如資源消耗嚴重、生態環境破壞、城市機體遭到破壞、城市管理成本升高等，這都制約著城市群的發展。本文力圖從資源、生態環境、經濟、社會四個角度系統地對環長株潭城市群的脆弱性進行分析，為應對城市群脆弱性、實現可持續發展提供一些參考。

一、概念界定

“脆弱性”這一概念的提出得益于20世紀70年代自然災害學的研究，隨著研究的不斷深入，其概念逐漸演變為包含“風險”“敏感性”“適應性”“恢復力”在內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礎上衍生而來的，基于對脆弱性概念的不同理解，學者們對城市脆弱性的理解也存在差異。方創琳等(2015)認為城市脆弱性是指城市在發展過程中內外部自然要素和人為要素干擾的應對能力；王巖等(2013)認為城市脆弱性是對城市發展水平的一種綜合度量；王松華等(2014)從暴露程度、敏感程度、應對能力及缺乏應對能力四個方面解釋脆弱性；還有學者從自然災害、經濟、社會、生態環境、人地關系等領域分析了城市脆弱性。然而大多數學者僅從經濟、社會、自然災害等單一視角研究，研究對象多偏重于特大城市、沿海城市、資源型城市等，鮮有學者對城市脆弱性作綜合評價研究，對城市群脆弱性綜合評價研究則更少。

二、評價體系和評估模型

1.范圍界定

環長株潭城市群是國家“十二五”規劃和全國主體功能區規劃確定的重點發展區域，以長沙、株洲、湘潭三市為核心，輻射周邊岳陽、常德、益陽、衡陽、婁底五市的區域，總面積9.68萬平方公里，人口4073萬，分別占全省的45.8%和60%。

2.評價指標體系

本文選取環長株潭城市群的8個城市為研究對象，遵循指標選取的全面性、科學性和定性與定量相結合等原則，建立包括城市資源、生態環境、經濟、社會的4個一級指標，以及與之對應的38個二級指標，具體的脆弱性綜合測度指標體系如附表1所示。

3.數據標準化處理

為消除數據量綱及大小懸殊不同對計算結果的影響，需對原始數據進行標準化處理，本文按照從優隸屬度的原則進行極差標準化處理。為了更充分地反映指標的相對性，采用如下形式來計算從優隸屬度μxj:

（1）正向評價指標：

（2）負向評價指標：

4.指標權重的確定

目標層的權重采用德爾菲法得出權重系數，表現層的權重則采取熵權法得出權重。用熵權法給指標賦權可以避免各評價指標權重的人為因素干擾，使評價結果更符合實際，通過對各指標熵值的計算，可以衡量出指標信息量的大小，從而確保所建立的指標能反映絕大部分的原始信息。用熵權法確定指標權重的步驟如下：

構建原始指標數據矩陣：有m個待評項目，n項評價指標，形成原始指標數據矩陣R=(rxj)mxn(0≤i≤m,0≤j≤n)，其中rxj為第j個指標下第i個項目的評價值。

（1）計算第j個指標下第i個項目的指標值的比重

（2）計算第 j項指標的熵值ej：

其中，k=1/1nm

（3）計算第j個指標的熵權ωji：

5.評估模型

本文從資源脆弱性E1、生態環境脆弱性E2、經濟脆弱性E3和社會脆弱性E4四個方面入手，采用綜合指數法來計算城市脆弱性指數。城市脆弱性是城市敏感性和應對能力相互作用形成的，它表現為當敏感性大于應對能力時城市進入脆弱狀態，當應對能力大于敏感性，城市顯示為良好狀態，因此城市脆弱性模型的建立可用敏感性指數(S)和應對能力指數(R)的函數合成，即V=f(S,R)=S/R。通過構建各子系統的脆弱性評估模型，采用加權求和的方法得到整個系統的綜合脆弱性指數。

其中 Si=Σωsjμsij，Ri=Σωrjμrij，ωsj與 ωrj為敏感性指標和應對能力指標權重，μsij與μrij為敏感性指標和應對能力指標進行數據標準化之后的值。

最終確定綜合脆弱性指數為：

V=α E1+β E2+γ E3+δ E4。

6.脆弱性等級分類

運用城市脆弱性評估模型可以算出環長株潭城市群各城市脆弱性指數，參考有關資料并咨詢專家，最終以資源、生態環境、經濟、社會脆弱性的平均值(M)和標準差(Std)作為評價標準，將脆弱性分為四類，如表1所示：

表1 脆弱性評價等級

三、結果分析

本文選取2014年《湖南省統計年鑒》、2013-2014年各市環境質量狀況公報、2012-2014年各市水資源公報、2013-2014年各市國民經濟和社會發展統計公報等統計數據，個別缺失數據根據相鄰年份值差值補齊，通過計算得到各城市的綜合脆弱性指數，取平均值為M=1.616，標準差為Std=1.094，最后得出各城市的脆弱性等級（如表2）。

表2 環長株潭城市群綜合脆弱性指數

（一）脆弱性分類評價

1.資源脆弱性城市

資源脆弱性方面，湘潭、衡陽、婁底三市為高脆弱性城市，例如，婁底市是湖南省重要新型能源原材料產業基地，屬于資源型城市。株洲、岳陽、常德、益陽四市在資源方面表現為中等脆弱性，例如，株洲市的水資源擁有量和森林覆蓋率均居湖南省首位，但是株洲市為工業城市，第二產業占比重大，工業污染嚴重，環境應對能力相對較差。長沙市則資源豐富，能源消耗低，在資源脆弱性方面表現為低敏感性、高應對能力的低脆弱性特征。

2.生態環境脆弱性城市

生態脆弱性方面，衡陽市為高脆弱性城市，長沙、株洲、湘潭、岳陽、常德、益陽生態環境脆弱性指數均在中等脆弱性指數范圍內。例如，衡陽市為典型的重工業城市，高能耗行業比重較高，工業排放污染嚴重，節能減排和環境治理效果不顯著，致使資源、生態環境脆弱性指數高；婁底市生態環境脆弱性指數表征為較高脆弱性城市，婁底市產業層次較低，工業二氧化硫、煙粉塵排放量高，污染嚴重，生態環境狀態亟需整頓。

3.經濟脆弱性城市

經濟脆弱性方面，益陽、婁底屬于高脆弱性城市，長沙、株洲、衡陽、岳陽、常德屬于中等脆弱性城市，湘潭市屬于低脆弱性城市。例如，益陽市第一產業比重較高，而第二、三產業總量偏小，占GDP比重偏低，產業層次低，地方財政自給率低，財政赤字占GDP比重過大，致使經濟脆弱性敏感性較高、應對能力較差；婁底市企業對傳統經濟增長方式依賴性仍較強，缺乏核心技術和自主創新能力，綜合能源消耗量偏高，經濟脆弱性指數高。

4.社會脆弱性城市

社會脆弱性方面，婁底為高脆弱性城市，湘潭、益陽為較高脆弱性城市，長沙、株洲、衡陽、岳陽、常德在社會脆弱性指數中表征為中等脆弱性城市。例如，婁底市社弱性表現為敏感性高、應對能力差；湘潭、益陽市社會保障體系和醫療衛生等領域的問題突出，亟待解決。

（二）綜合脆弱性評價

長沙市為湖南省省會城市，經過歷史的沉淀和發展，經濟總體水平較高，城市發展和競爭力在不斷增強，經濟結構、產業結構不斷優化；財政自給率高，基礎設施不斷完善，保障能力不斷提高；環境污染不斷得到改善，生態環境、經濟、社會脆弱性指數較低，屬于低脆弱性城市。

株洲、岳陽、常德經濟發展快，但工業基礎薄弱，產業結構不合理，高新技術產業增加值低，基礎設施完善程度不夠。綜合脆弱性指數表征為中等脆弱性城市。

湘潭、益陽產業結構布局不優，經濟發展方式比較粗放，經濟發展過于依賴投資，新興輕型產業支撐作用不強，綜合脆弱性指數表征為較高脆弱性城市。

衡陽、婁底市為工業城市，能源消耗高，高能耗、高污染行業投資比重依然偏高。其中，衡陽市城鎮居民家庭恩格爾系數居城市群中8大城市之首，交通事故死亡率高，城鎮登記失業率高等都反映了衡陽市的綜合脆弱性指數高，應對能力差。

四、結論

本文根據影響城市脆弱性的主要因素，從城市的敏感性、應對能力兩個方面對城市群脆弱性作綜合評價研究。研究發現：城市脆弱性跟城市的經濟水平有一定的關系，經濟水平高的城市脆弱性相對較小；綜合型城市比資源型城市脆弱性小，各方面職能綜合性強的城市應對能力強；脆弱性等級相同的城市在脆弱性表現方面大同小異。

根據以上結論，不同的脆弱度的城市應該根據自身條件，有差異性地擬定城市發展戰略，如較低脆弱性城市的發展，應該在原有基礎上進行優化升級，輻射并帶動周邊城市發展，實現區域一體化發展；中等脆弱性城市的發展，應該依托產業基礎和比較優勢進行優化，健全高新技術產業發展機制，增強核心競爭力；較高脆弱性城市的發展，應該調整產業結構，轉變經濟發展方式，完善社會保障制度；高脆弱性城市的發展，應該淘汰三高產業，加強節能減排，提高自主創新能力。

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附表1 環長株潭城市群評價指標體系