高質量視域下長三角城市韌性特征及影響機制

包廣宇，孫云堂，李俊峰

（安徽師范大學 地理與旅游學院，安徽 蕪湖 241002）

0 引言

城市是一個巨大的自然—社會—經濟復合系統，在其快速發展進程中形成了復雜和開放的人地關系［1］。近年來，隨著城鎮化和工業化的發展為人類帶來福祉的同時，也衍生出各種問題，如隨之而來的交通擁擠、環境變化、資源短缺等“城市病”問題，制約了社會、經濟和環境的持續發展，進而阻礙了城市高質量發展發展［2，3］。在應對“城市病”問題的同時，國內外學術界許多學者相繼提出了“綠色生態城市”“海綿城市”“可持續發展”等一系列理論概念［4］。在面對外部環境更趨復雜嚴峻和重大不確定性公共事件因素的同時，傳統的安全理念已無法滿足當前及未來城市的發展需求，提升城市韌性作為一種新的城市治理理念，為新時代城市發展提供了新的思路［5］。《國家中長期經濟社會發展戰略若干重大問題》中強調要打造韌性城市、建立高質量的城市安全系統［6］。在此背景下，提升城市自身韌性是實現城市抵御重大風險以及推動城市高質量可持續發展的重要途徑。

“韌性”最早由生態學家Holling 于1973 年提出，并將其應用于生態學中研究系統恢復力與吸收狀態變量以維持系統穩定的能力，其含義更多地是反映在風險影響下反彈的能力，尤其是當外部力量作用于城市當前系統所承受的能力，以及對極端災害的預防、響應與恢復的能力［7，8］。后繼，國內外學者對城市韌性從不同視角展開了研究，且獲取了不同的進展。Holling、Rose 等又分別將韌性概念引入到人類社區、經濟與之相結合進行實證研究［9，10］。之后也有學者從經濟、社會、社區管理3 個角度構建城市韌性指標體系進行分析斯洛伐克應對外部金融危機［11］。結合國內相關研究來看，在方法上，一些學者從層次分析法、TOPSIS評估模型以及定量評估方法對城市韌性進行研究［12－14］。也有一些學者從城市面臨的單一問題進行對城市韌性分析，如城市霧霾、城市網絡、暴雨天氣等［15－17］。另外，在研究尺度上，部分學者從多視域對全國、城市群、經濟區等不同尺度對城市經濟韌性、生態韌性、基礎設施韌性方面做了研究［18－21］。

已有國內外相關研究主要從經濟、社會、生態等單一或多視角進行研究，而高質量視域下更加強調創新發展對于城市韌性的推動作用。如何在高質量發展背景下構建城市韌性指標體系及探究影響機制是建設韌性城市亟待解決的問題。基于此，本研究在前人研究成果基礎上，以長三角為例，以韌性理論為基礎，以實現韌性城市可持續發展為理念，基于高質量協同發展為出發點，基于“城市創新指數—城市發展指數”兩個維度進行構建城市韌性指標體系。借助于韌性城市綜合指數—熵值法、泰爾指數、隨機森林等多方法對長三角地區城市韌性進行研究分析，為提高該區域城市韌性、推動該地區高質量協同發展提供參考。

1 理論框架與指標體系

1.1 理論框架

根據以往研究，城市韌性被視為復合概念，主要體現在城市的多能力轉變、城市環境的多要素融合［1］。而現有研究主要從城市經濟、生態、社會和基礎設施等某一維度或多維度研究城市韌性發展水平［13，19，20］，進而忽視了高質量階段下對城市韌性轉變發展方式的研究。鑒于此，本研究認為高質量視域下城市韌性是城市韌性發展水平（主要包括經濟發展、生態資源環境發展、基礎設施建設發展和社會發展）與城市韌性創新水平（主要包括技術水平和創新人才）多維度融合的過程（圖1）。由于城市在發展過程中會遇到內外部多重不確定因素干擾，使得城市韌性在擾動與適應關系中驅動并體現［22］。因此，通過高質量城市韌性指標體系對城市韌性進行診斷，并暢通城市韌性與指標體系之間的反饋治理能力進行調節，從而達到高質量韌性區域可持續協調發展。

圖1 高質量城市韌性理論框架Figure 1 Framework of high－quality urban resilience theory

1.2 城市韌性評價指標體系

基于上述高質量城市韌性理論框架的指引，并在前人研究的支撐下［23］。本研究緊扣“高質量”與“韌性”兩大關鍵特征構建高質量城市韌性指標體系（表1）。其中高質量城市韌性主要體現在城市韌性創新的轉變，即依托人才、技術等創新要素對于城市韌性提高轉變過程，如經濟的創新型綠色轉變，以創新為核心動力推動經濟綠色增長，實現高質量發展以及協調人與城市環境可持續發展，對提高經濟波動等外界沖擊的影響以及調控和保障城市經濟系統平穩運行的能力［24］。因此，本研究擬從城市韌性創新和城市韌性發展兩大維度對高質量視域下長三角地區城市韌性進行衡量，其中城市韌性創新從技術水平和創新人才進行評價，主要選取R＆D經費支出／GDP、申請專利授權數等指標［20］；城市韌性發展從經濟、環境、基礎建設、社會4 個方面選取第三產業占比、人均GDP、單位GDP 工業二氧化硫排放量等指標［19，21］。

表1 長三角地區高質量城市韌性綜合評價指標體系Table 1 Comprehensive evaluation index system of high－quality urban resilience in the Yangtze River Delta region

2 研究區概況、數據來源與研究方法

2.1 研究區概況及數據來源

2019 年頒布的《長江三角洲區域一體化發展規劃綱要》明確了長三角的戰略定位，長三角地區涵蓋上海市、江蘇省、浙江省、安徽省區域內共計41 個城市（圖2）。本研究將長江三角洲41 個地級以上城市劃分為中心區（上海、南京、蘇州、杭州、寧波、合肥、宣城等27 個城市）和非中心區（其余14 個城市）。長三角地區總面積約35.8 萬km2，2020 年區域GDP約占全國的24.8%，2020 年末常駐人口達2.35億人，是中國經濟實力雄厚、創新驅動發展的重要核心區之一。

研究區數據主要來源于2011—2021 年《中國城市建設統計年鑒》《中國城市統計年鑒》以及各省市統計年鑒、統計公報等。

2.2 研究方法

城市韌性綜合指數—熵值法。在城市韌性綜合指數測度中，由于不同指標在度量單位、性質等具有差異性，需要對其進行數據標準化處理并賦以相應權重系數［25］。在計算過程中，也將時間納入為變量，從而在城市韌性綜合指數評價中，能夠更全面、綜合反映出城市韌性變化水平。因此，本研究選取城市韌性綜合指數來對城市韌性進行評價，具體計算公式步驟參見有關文獻［25］。

泰爾（Theil）指數。通過該方法將長三角分為不同的空間層次進行分析該區域韌性差異，利用該法優勢可以衡量一個地區的區域內部差異和區域間差異［26］。具體公式詳見有關文獻［26］。

隨機森林模型（Random Forest）是一種基于決策樹的集成式機器學習算法，該法可用于聚類與回歸，也可用于影響因素分析［27］。根據影響因素分析各個自變量對因變量的影響程度。本研究以“城市創新指數和城市發展指數”中的15 個指標為自變量，以長三角城市韌性綜合指數值為因變量進行構建隨機森林回歸模型，測度不同指標對于長三角城市韌性的影響度。

3 結果及分析

3.1 長三角城市韌性整體特征

通過城市韌性綜合指數—熵值法計算2010—2020 年長三角地區城市韌性綜合指數，并選取2010年、2015 年、2020 年3 個時間節點（圖3）。

圖3 長三角地區城市韌性綜合指數變化Figure 3 Changes of resilience composite index in the Yangtze River Delta region

2010—2020 年城市韌性綜合指數、城市發展指數和城市創新指數分別由0.149 9、0.109 1、0.040 7分別增至0.317 7、0.197 2、0.120 5，其增長速率分別為112%、90.57%、196%，反映出長三角區域城市整體韌性呈上升趨勢，并且在這三者中，創新指數增長最快，更說明了在高質量發展背景下長三角創新發展增速之快。2010 年提出到2020 年國內生產總值比2010 年翻一番等規劃目標，2020 年作為“十三五”收官之年，其城市韌性創新指數的增速，說明在“十三五”期間，長三角上升為國家戰略緊扣“高質量”和“一體化”取得重大成果。

3.2 長三角城市韌性差異性特征

通過利用Theil 指數和Gini 系數測算2010—2020 年長三角城市韌性區域差異（圖4）。

圖4 2010—2020 年長三角城市韌性空間區域差異Figure 4 Regional differences of urban resilience in the Yangtze River Delta region，2010－2020

從圖4 可見，研究期內，長三角地區城市韌性Theil指數在0.172 4—0.106 9 之間波動，Gini系數在0.060 3—0.033 9 之間波動。長三角城市韌性水平差異呈現“擴大—縮小—再擴大”的態勢特征。不難發現，2010 年和2020 年長三角城市韌性整體差異呈縮小態勢，而在2012 年Theil指數和Gini 系數達到最大，說明長三角城市韌性區域差異達到最大。自2012 年黨的十八大召開后，長三角地區經濟在全國領先，科技創新優勢明顯，開放合作協同高效，高質量發展的成效初顯，該地區實施區域一體化協調發展戰略，Theil 指數和Gini 系數呈現下降趨勢，該區域城市韌性差異呈縮小特征。在分區域上，2010—2020 年，長三角城市韌性區域內差異貢獻度始終高于區域間差異，說明區域內差異是導致長三角城市韌性區域差異的原因，是制約長三角地區城市韌性高質量區域協同發展的關鍵。就該區域內部而言，區域內城市韌性差異“極化現象”突出，如在2020 年城市韌性綜合指數中，中心區的上海市和蘇州市分別為0.831 和0.675，而非中心區的宿州市和亳州市分別為0.176 和0.165，說明長三角區域內有著很大的“兩極分化”現象。就該區域整體而言，黨的十八大以來取得矚目成就，該區城市韌性整體呈縮小趨勢。究其原因：一方面，長三角地區27個中心區城市在經濟發展、生態環境、社會治理、交通網絡和全產業鏈等整體發展程度遠高于非中心區，在“十二五”規劃綱要指出要“形成以大城市為依托，中小城市為重點，逐步形成輻射作用大的城市群，促進大中小城市和小城鎮協調發展”等重大政策，使其內部差異逐步縮小，而后略有上升，在2019年的“十三五”規劃綱要中又提出中心區輻射帶動周圍區域，形成高質量一體化發展，促使該地區城市韌性差異進一步縮小。

3.3 長三角城市韌性時空演進特征

通過運用ArcGIS10.8 軟件，將長三角地區市城市韌性的空間演進可視化，將長三角地區41 個地級市的城市韌性分為低等韌性指數水平區、中等韌性指數水平區、較高韌性指數水平區、高等韌性指數水平區（圖5）。

從整體空間演變分布看，長三角地區城市韌性呈現出“高值分離、低值集聚”。2010 年，長三角地區城市韌性以低等韌性指數水平區和中等韌性指數水平區為主，分別占據39.02%、46.34%。其中，處于高等韌性指數水平區僅有上海1 個市，處于較高韌性指數水平區的城市僅有4 個，分別是蘇州、杭州、無錫、寧波，且均為蘇浙，而安徽省僅有合肥、蕪湖處于中等韌性指數水平區，其余城市韌性均處于低等韌性指數水平區。其原因可能是2008 年全球經歷過金融危機，對長三角地區各城市韌性造成了不同的影響。2015 年是“十二五”收官之年，長三角地區整體取得了不菲的成績，處于低等韌性指數水平區的城市減至0 個，處于高等韌性指數水平區的城市增加至6 個，城市韌性整體有所提升。但出現了“兩極分化”現象，并且以中等韌性指數水平區為主，占據58.54%，主要集聚于安徽省及蘇北地區，處于高等韌性指數水平區和較高韌性指數水平區的城市分布在上海周圍及沿江地帶，而安徽僅有合肥處于較高韌性指數水平區。這也得益于2014 年9月《關于依托黃金水道推動長江經濟帶發展的指導意見》確認合肥成為長三角城市群副中心，使合肥得到了快速發展。到了2020 年，長三角地區城市韌性以較高韌性指數為主，占據41.46%，主要位于蘇北地區；處于高等韌性指數水平的城市增至11 個，主要集中于上海及其周圍以及還杭州灣城市群和省會城市；而處于中等韌性指數的城市從2015 年的24 個城市縮減至2020 年的13 個城市，且大多位于安徽，這些城市多數位于皖北地區，說明2015 年—2020 年長三角地區安徽省發展較為緩慢。綜上，2010—2020 年長三角地區城市韌性整體有所提升，得益于十八大之后，經濟發展步入高質量階段，區域協同進一步加強。

為了進一步研究長三角城市韌性空間分異特征，通過ArcGIS 10.8 與GeoDa 軟件計算得到2010年、2015 年、2020 年的Global Moran′s I指數分別為0.264、0.265、0.229，均大于0，說明長三角地區城市韌性均為正相關且較為穩定。進一步反映出長三角城市韌性各單元之間的局部特征，得到長三角地區城市韌性LISA 集聚圖（圖6）。從圖6 可見，2010—2020 年長三角地區城市韌性的東部地區與西北部地區城市韌性均存在高度的“極化現象”。其中，在2010—2020 年時，LL主要集聚于安徽北部以及蘇北地區，說明該地區發展一直較為緩慢，六安市在2015—2020 年由LL 特征變為不顯著，說明六安市在近幾年發展較快，池州市由不顯著特征在2020 年時變為LL 特征，則該地區在近幾年發展較為緩慢。2010—2020 年中，合肥一直處于HL特征，說明合肥市發展速度始終遠高于安徽省其它地區，因此，側面反映出安徽省內發展出現“不均衡”現象。上海、蘇州、湖州、南通始終處于HH集聚特征，而嘉興在2010 年呈LH 特征，此后快速發展為HH特征，另外，泰州市由2015 年的LH 特征發展為之后的不顯著，反映出上海作為核心增長極帶動周邊地區發展較為明顯。在此，借助“邊緣—核心”理論，由核心區向邊緣區其影響范圍逐步減弱，也進一步說明長三角內部中心區發展速度高于非中心區，因此要加強中心區建設發展，增強其輻射力度，以帶動非中心區發展，從而推動長三角高質量協同發展。

4 長三角城市韌性影響機制

4.1 長三角城市韌性影響因素

利用隨機森林模型法分析2020 年長三角地區城市韌性區域差異不同指標對于城市韌性影響因素重要排序，結果如圖7 所示。

圖7 2020 年長三角地區城市韌性影響因素圖Figure 7 Urban resilience of the Yangtze River Delta region in 2020

經過10 000 次訓練，其中心區和非中心區Var explained分別為74.62%和40.23%，具有較強的說服力。縱軸X1—X15對應表1 中指標含義，橫軸為不同指標對于城市韌性的影響度。結果表明，不同區域其影響因素不同。其中X2（申請專利授權數）、X3（萬人R＆D人員數）、X4（第三產業占比）、X5（人均GDP）對長三角城市韌性存在較強的影響。不難發現，X2、X3屬于創新維度，X4、X5屬于經濟維度，也從側面反映出創新技術發展新型經濟對于城市韌性有著較強的影響。

科技創新是加快高質量城市韌性轉變的重要核心動力。據《長三角區域協同創新指數2021》發布顯示，長三角地區2020 年萬人中擁有R＆D 人員數為67.97 人，約為全國水平3 倍，2016—2020 年間長三角地區“三省一市”科技人才流動量達165 萬次。其人才集聚為推動長三角高質量城市韌性協同發展奠定了基礎。

經濟作為城市的物質基礎和保障，對于提高城市韌性的作用不言而喻。長三角地區作為我國最重要的增長極之一，2020 年GDP 占比約1／4，其強大的經濟支撐，為該地區城市韌性提供了強有力的保障。第三產業作為服務型產業是現代化經濟的一個顯著標志，也是衡量該地區發展狀況，2020 年新冠病毒沖擊下，長三角第一季度GDP 同比大幅度下滑，到了第二季度GDP 增速由負轉正，第三產起著關鍵動力。在疫情的沖擊下，展現出了長三角強大的經濟韌性。

4.2 長三角城市韌性影響機制

基于上述因素結果，高質量城市韌性的提升主要得益于政府政策、創新科技、區域經濟發展的共同作用，這也是解析高質量視域下城市韌性影響機制的重要視角（圖8）。本研究將從政府政策、創新科技、區域經濟發展這3 個方面著重分析長三角高質量城市韌性的影響機制，以揭示高質量視域下長三角地區城市韌性創新發展的新特征與新趨勢。在高質量城市韌性發展過程中，創新技術既提升了地方政府的治理能力，也推動了區域經濟動力的轉變，政府和當地經濟發展在創新科技發展和創新人才集聚方面發揮重要作用，進而共同推動高質量城市韌性的提升。

圖8 高質量城市韌性影響機制Figure 8 Impact mechanism of high－quality urban resilience

地方政府·中國地震局在2017 年提出實施《國家地震科技創新工程》，其建設“韌性城鄉”計劃是其中之一，這也是我國提出的第一個國家層面上的韌性城市建設［28］。之后新冠肺炎疫情爆發使韌性城市建設受到廣泛關注。十九屆五中全會會議上明確提出不僅要提高城市治理水平，對特大城市的風險防控進行治理加強，還要建設海綿城市、韌性城市。有學者在中國韌性城市建設5 個著力點基礎上提出要加快構建區域協同應急機制，有效提高聯防聯控聯治突發重大公共安全事件能力。在2021 年國家發改委在《滬蘇浙城市結對合作幫扶皖北城市實施方案》提出江浙滬三區一市對安徽省淮南、六安、阜陽、宿州、蚌埠、亳州、滁州、淮北8 市進行幫扶政策，聚焦增強長三角欠發達區域高質量發展動能，推動皖北等欠發達地區跟上長三角一體化高質量發展步伐。

區域經濟發展。當前中國經濟發展正處于轉變發展方式、優化產業結構、轉換增長動力的攻關期，全面推動經濟高質量發展客觀上需要構建一個強韌性［29］。2021 年，長三角地區GDP 超27 萬億元，約占全國24%，以上海、蘇州、杭州等8 市實力最強且GDP均破萬億。企業是地區經濟發展的主體，其中龍頭企業最為代表，而2021 年長三角地區有23 家世界500 強企業，其中包含上海市中國寶武鋼鐵、上汽集團、上海醫藥等9 家，浙江省阿里巴巴、吉利控股、海亮集團等7 家，江蘇省恒力集團、盛虹控股、蘇寧易購、沙鋼4 家，安徽省海螺集團、銅陵有色兩家。對于向周邊擴散產業集聚起著重要的作用，大型企業向外圍發展輻射的同時，對周邊城市經濟集聚區帶動作用明顯，并進一步形成相對完善的強大產業集聚體系。

科技創新。高質量發展是創新驅動的發展。早在2010 年，《長江三角洲地區區域規劃》指出建立長三角江浙滬“兩省一市”促進區域共同發展的戰略，并將上海作為龍頭，南京、杭州為兩翼，增強高端要素集聚和綜合服務功能，提高自主創新能力和城市核心競爭力，協同推進產業升級、技術創新和集約發展。近些年，長三角的日益發展使得各大城市人才不斷集聚。據國家統計局第七次人口普查顯示，長三角2020 年城鎮人口比重達70.8%，較2010 年提升11.9 個百分點。在三省一市中，而核心區域人口規模大，增幅也較大，非中心區域人口規模相對偏小，而增幅也相對偏小，其中鹽城、淮南、淮安、安慶、銅陵、六安、淮北、臺州、池州、馬鞍山、宣城、宿州、黃山13 個城市在這十年中為負增長，且大多位于長三角非中心區。近幾年，各大城市爭先“搶人大戰”，在2020 年最具人才吸引力城市百強中，長三角地區就有27 個，中心區城市更是達到23 個。其中，上海、杭州、南京、蘇州、寧波更是躋身于前十強，杭州市作為新一線城市，近幾年的快速發展使其人才吸引指數達99.2 分，躋身于第2 位，上海則以人才吸引指數98.6 分，位于第3 位。

人口的大量集聚以及人才的大量集聚，有利于促進長三角地區新興產業技術開發。根據《長三角產業創新發展報告：分布與協同》研究報告顯示，2020年長三角高新企業增至7 萬多家，數量是2013年的20 多倍。同時，在創新人才的大量集聚下，三省一市實行了不同的分工。如安徽打造具有重要影響力的科技創新策源地、新興產業集聚地和綠色發展樣板區，江蘇打造具有全球影響力的產業創新中心和具有國際競爭力的先進制造業，上海圍繞國際經濟、金融、貿易、航運和科技創新“五個中心”建設，浙江打造全國數字經濟創新高地、對外開放重要樞紐和綠色新標桿［30］，這些舉措有效促進了長三角地區高質量城市韌性發展。

5 結論與建議

5.1 結論

基于高質量視域下城市韌性分析框架，對2010—2020 年長三角地區41 個城市的韌性進行了測度，并對其差異性特征、時空演變分布及影響機制展開了研究。主要結論如下：①研究期內，長三角地區城市韌性綜合指數、發展指數和創新指數均呈上升趨勢，并且創新指數增長速率＞綜合指數增長速率＞發展指數增長速率。②長三角城市韌性差異性特征表現為“擴大—縮小—再擴大”的態勢特征，且區域內部城市韌性差異“極化現象”突出。③空間分布上，2020 年各市韌性以較高韌性指數分布為主，且在分布特征上呈現明顯的“低值集聚”和“高值集聚”特征，沿江和杭州灣城市群呈高等韌性指數水平特征，皖北及皖南地區呈中等韌性指數水平特征，在滬、蘇、皖省會城市間存在明顯的韌性洼地，并形成以上海和蘇州等市為HH 集聚區，以皖北和蘇北地區為LL 特征。④在影響因素上，申請專利授權數、萬人R＆D 人員數、第三產業占比、人均GDP等是長三角城市韌性主要影響因素，且在影響機制中得出政府政策、創新科技及地區經濟發展對高質量城市韌性具有重要的推動作用，政府對于城市、和地區經濟發展有著重要的支持和引導作用，而城市發展對于外來人才具有強大的吸引力。

5.2 建議

本研究以具有發展重大戰略意義的長三角地區為研究區，著重測度該地區城市韌性及影響因素，能夠為增強城市抗擾性、提升城市韌性以及高質量一體化協同發展提供科學參考，同時也是實現可持續發展的必然選擇。基于以上分析，提出以下建議：

在高質量區域協同背景下，對該地區城市韌性水平進行測度，也是城市在未來發展中可能面臨各種阻礙城市發展的風險以及解決城市內部“城市病”的必然選擇。長三角地區作為國家發展戰略的重點，其區域一體化在政策的支持下不斷增強。近些年，滬寧合杭甬等核心城市經濟發展不斷外溢，輻射強度及區域一體化的發展，以上海、南京、杭州、合肥、蘇州等核心城市各種功能不斷的增強，其資金、產業以及各種資源要素的流動也大大推動外圍區域城市的發展，從而進一步增強了長三角地區區域一體化的發展，使該地區城市韌性整體得到提高。就皖北地區而言，由于自身處于長三角外圍區域，遠離長三角核心區域，其產業支柱經濟以及交通等各種基礎資源相對落后，各市應結合自身產業發展、基礎設施要素等，破除各市發展不平衡，打破各市之間壁壘，進行“補短板、統籌一盤棋、推進一條鏈”，促進其城市各要素流通，推動長三角內部市與市、都市圈與都市圈之間協調發展，從加快推動長三角地區一體化發展，進而提升城市韌性。

創新發展作為城市發展轉型的核心動力，不僅可以升級轉型當地產業結構，還能夠提高勞動力素質。而隨著新型城鎮化的發展，也伴隨著人口向城市集聚的過程，會帶來大量的創新性人才，從而吸引更多的資金和專業知識技術，從而能夠有效地促進城市韌性的提升。而長三角中心區城市發展更快，各種創新要素集聚所帶來的優勢，其城市發展革新速度遠超長三角外圍區。對于外圍區來說，應發揮當地政府主導作用，政府要不斷發掘現有優勢特色，吸引人才，加強創新驅動，開發創新型產業，加強基礎建設，增強城市抗擾性。對長三角核心城市來說，要進一步增強對外圍城市經濟的深度合作，推動向外圍城市功能溢出，是促進未來長三角地區高質量一體化建設的重要手段。

未來對高質量視域下城市韌性的研究應落實到具體城市，更加充分考慮政策的變化來充實對指標體系的構建，以提高測度的精度。此外，在演進過程中忽視了外界風險對于城市韌性的影響，后繼將進一步深化研究。