我国城市灾害韧性评估及其提升策略研究

Original 2017-10-26 李亚，翟国方 规划师杂志

主题：韧性城市理论与规划方法变革

【编者按】

城市作为最复杂的社会生态系统，自其形成以来便持续地遭受着来自外界和自身的各种冲击与扰动，为应对由此带来的城市危机、提升城市防灾减灾能力，国内外展开了韧性城市的相关理论研究与建设实践。2016年联合国公布的《新城市议程》提出城市的发展愿景：“可以在韧性和永续的城市和人类社区定居、生产，并提高所有人的生活质量促进繁荣”。在此愿如何引入韧性城市理论，提高城市系统面对灾害事件等不确定性因素的响应与适应能力，促进韧性城市规划方法的变革，增强城市韧性，成为规划界关注的热点与焦点问题。本期“规划师论坛”栏目以“韧性城市理论与规划方法变革”为主题，探讨韧性城市视角下的城市灾害韧性评估、城市防灾减灾规划策略、气候适应性规划技术及其流域、都市和社区韧性提升实践等，以飨读者。

【规划师论坛1】

我国城市灾害韧性评估及其提升策略研究

作者中国城市规划设计研究院村镇所李亚，南京大学建筑与城市规划学院副院长、教授、博士生导师翟国方在《规划师》2017年第8期撰文，构建韧性评价体系是韧性量化的基础，韧性的量化对韧性理论的实践运用有着重要的意义。文章以韧性基线模型(BRIC)为研究基础，结合专家咨询方法，从经济韧性、社会韧性、环境韧性、社区韧性、基础设施韧性及组织韧性6个方面构建我国的城市灾害韧性评价指标体系，并对全国288个地级市的灾害韧性进行评估，结果表明：国内城市总体处于较低韧性的状态，不同城市的韧性指数差异较大；城市韧性呈现出明显的空间分异现象；影响城市灾害韧性的因素主要包含经济发展水平、基础设施建设、组织管理与社会保障等方面。最后在研究结论的基础上提出城市灾害韧性的提升策略。

[关键词]灾害韧性；指标体系；韧性评估；提升策略

[文章编号]1006-0022(2017)08-0005-07　　

[中图分类号]TU984　

[文献标识码]A

[引文格式]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(8)：5-11

一

城市灾害韧性评价指标体系

（一）韧性评价体系研究概况

生态学家霍林最早将韧性的思想引入系统生态学领域。20 世纪 90 年代以来，学者对韧性的研究逐渐从自然生态学向其他学科延展，韧性被应用于工程、社会与经济等领域，其内涵不断得到丰富。进入 21 世纪以来，“韧性”这一概念在灾害管理中的应用不断扩展。2005 年国际减灾会议确认了韧性在防灾减灾工作中的重要性，并提出“灾害响应”的理念。联合国减灾署(UN/ISDR) 对“韧性”的定义为：“韧性是一个系统、社区或者社会暴露于危险中时能够通过及时有效的方式抵抗、吸收、适应并从其影响中恢复的能力，包括保护和恢复其必要基础设施和功能” 。韧性作为一个核心的概念，已经被应用到各种类型的人居环境 (如城市环境、乡村环境等 ) 与不同领域 ( 如气候变化、可持续发展等领域 )。目前，已有学者对特定城市或地区的某一灾害( 如地震、火灾和飓风等 ) 进行了韧性提升的研究。尽管还没有一个统一的定义，但从经济、社会、技术与组织等维度讨论韧性城市的内涵已经成为共识。

综观现有研究，韧性城市的内涵可以从3个方面解读：①城市各系统吸收灾害并维持城市基本运转的能力；②城市各系统能自我适应并抵御灾害的能力；③城市体系从灾害中恢复并提升抵御未来更严重灾害的能力。因此，本文认为城市灾害韧性是城市应对灾害的综合防灾减灾能力与灾害的冲击规模的相比程度。比较程度大，韧性就大，反之亦然。韧性评价模型与评价指标体系的构建是韧性从理论到实践的桥梁。现有的韧性评价体系主要包括工程型与综合型两大类。以 Bruneau 为代表的研究者从工程的角度，认为社区的地震韧性可以通过基础设施机能随时间的变化曲线进行计算，从而构建系统的韧性机能曲线评价模型；Cutter等学者认为韧性机能曲线模型缺少对社会经济等因素的考虑，提出从社会、经济、制度、基础设施、生态和社区能力六大方面构建韧性评价指标体系；Simpson认为韧性指标应该包括灾害风险、社会资本、社区资产、基础设施质量、社会服务和人口质量等，并用预备量(Preparedness)与脆弱性(Vulnerability)的比值作为韧性值。

国内现有研究以综合型为主，刘江艳等借鉴国外韧性城市的研究成果，从生态韧性、经济韧性、工程韧性和社会韧性4个方面构建了国内城市灾害韧性评价体系；孟令军等利用RATA韧性评价体系对天津市某社区进行韧性评价；郭小东等将社区可恢复力与社区灾害的易损性比值作为韧性衡量标准，构建社区韧性评价模型。

从现有研究看，国外学者从经验借鉴、理论演绎到指标体系的构建、测评模型及实证分析，构建了一个初步的理论分析框架与研究体系雏形，为进一步深化相关研究提供了良好基础。国内研究主要集中于韧性内涵的解读与指标体系的构架，对于指标体系的构建提出了众多研究思路，而在评测模型与实证分析方面的研究较少。由于各城市的灾害冲击规模的同口径数据难以采集齐全，因此本文以韧性基线模型(the Baseline Resilience Indicators for Communities，简称“BRIC”)作为研究基础，结合专家咨询的方法，从经济韧性、社会韧性、环境韧性、社区韧性、基础设施韧性及组织韧性6个方面构建我国的城市灾害韧性评价指标体系，并对全国288个地级市的灾害韧性及其空间差异进行初步研究。

（二）韧性评价指标选取

2014年Cutter等学者提出社区基线韧性评价指标体系(BRIC)，在已有韧性理论研究的基础上，将城市韧性划分为社会韧性、经济韧性和社区韧性等 6个部分；通过因子分析的方法，确定49个指标作为不同部分的单项评价因子，这些评价指标是从政府或研究机构公开的统计数据中搜集所得，并通过赋值完成对地区韧性的量化，得出不同地区韧性的大小。BRIC 计算结果为相对值，因此可用于不同地区、不同时间的对比。该模型实用性强、可复制性高，得到了较高的认可，并被众多学者与研究机构采用。

由于中国与西方国家之间存在着固有差异，对韧性的评价因子不能直接借鉴国外的评价框架，而 BRIC 所提出的某些因子也不适用于国内城市，需要进行本土化的指标筛选。因此，本文综合参考国内外既有文献研究成果，根据城市灾害韧性的含义，依照指标体系构建的原则，通过参考所选指标在已有文献中出现的频率，依据其在国内城市的发展状况与数据获取的难易程度，选取指标因子并建立定量研究和定性研究相结合的复合指标体系。

二

城市灾害韧性评价模型

（一）数据来源

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，也是目前国内全国层面的城市统计资料中所使用的基本单元。因此，本文以全国地级市为研究样本，其中少数民族地区17个、盟 3个、三沙市、拉萨市、香港特别行政区、澳门特别行政区及台湾省，由于相关统计数据的缺失，在本次研究中暂不考虑，最终选取全国 288个地级市作为本次研究的基础。城市灾害韧性定量评价模型中，采用的国内生产总值（GDP）、人均GDP为2014年现价数据，万元GDP综合能耗数据来源于各省市统计年鉴，部分城市能耗数据利用能源消耗总量除以当年GDP 总量得到；14 岁以下人口比重、65 岁以上人口比重由于统计资料的限制，该部分数据利用 2010 年第六次人口普查数据予以替代，个别城市数据缺失，则根据相邻年份或取平均值予以补齐；产业构成、失业率、规模以上企业的个数、城镇私营和个体从业人员占比、人口自然增长率和最低生活保障人口占比等其他数据来源于《中国城市统计年鉴》、各省市 2014 年经济与社会发展公报、中国统计局网站、中国民政部网站及中国林业局数据库等。

（二）数据处理

不同评价指标具有不同的量纲，为了消除由此带来的影响，需对各评价指标作标准化处理。综合考虑不同标准化方法的使用范围及研究目的，本文选取极值法 ( 即标准化的方法 ) 对原始矩阵进行线性变换，得到新标准化数据矩阵。对于原始标准越大越好的指标，即正向指标的处理公式为：

对于原始指标越小越好的指标，即负向指标的处理公式为：

其中，为评价指标原始数据，为标准化处理后数据。通过指标分析可知，本文所选指标存在正向指标与负向指标，其中负向指标有失业率、万元GDP能耗、65岁以上人口比重、人口密度、城市人均耗水量及每平方公里二氧化硫年均排放量，其余 26 个指标为正向指标。通过分别对不同的指标进行正向化或负向化处理，获得标准化数据。同时，利用克朗巴哈信度系数法对标准化的数据进行检验，得到韧性综合评价指标的信度系数为 0.826，说明各评价指标的信度较高，可以用于进一步的分析。

（三）指标权重

为提升指标权重赋值的科学性，有效弥补单一方法的局限，本文采用层次分析法与熵权法相结合的方式确定城市灾害韧性指标的权重。其中，层次分析法中评价指标之间的成对比较矩阵的构建，采用专家打分的方式，以确保权重结果的合理性(表1)。

（四）评价方法

综合评价法是目前最为普遍利用的计算评价指数的方法，本文各评价单元的综合评价指数采用此方法，综合评价指数等于指标数据的标准值与各评价指标的权重值的乘积之和。因此，城市灾害韧性综合评价指数的计算公式如下：

其中，表示三级指标对一级指标的综合权重，表示三级指标的标准值，表示城市灾害韧性综合指数。城市灾害韧性评价体系的二级指标由经济韧性、社会韧性、环境韧性、社区韧性、基础设施韧性和组织韧性六部分组成，各部分评价指数等于其对应的三级指标的标准值与三级指标对二级指标的权重的乘积之和，计算公式如下：

其中，表示三级指标对二级指标的综合权重，表示二级指标对应的三级指标的标准值，为二级指标对应的三级指标的个数，表示城市灾害韧性二级指标的评价指数。

（五）评价结果分级

本文参考综合评价指数的分类方法，依据城市灾害韧性指数计算结果，采用标准差分类方法进行分类。同时，为了较为清晰地展示分类结果，分类间隔选取1倍的标准差，对城市灾害韧性指数进行分级，从低到高分为五级，分别是低韧性、较低韧性、中等韧性、较高韧性和高韧性。

三

总体评价与空间特征

（一）城市灾害韧性的整体特征

依据城市灾害韧性评价指数的计算步骤，可以得出全国 288 个地级市的城市灾害韧性指数(图1)。全国地级市的城市灾害韧性指数平均值为 0.153，韧性最高的城市是深圳市，韧性指数为0.578；排名第二的是北京市，韧性指数为 0.563；排名第三的是广州市，韧性指数为 0.498；四川省广安市的城市灾害韧性指数最小，为 0.058。城市灾害韧性指数最大值是最小值的 10 倍，可见不同城市之间的韧性指数存在明显差异。根据标准值的分类方法，将城市灾害韧性指数分为5类，指标区间依次为0 ～ 0.11、0.11 ～ 0.20、0.20 ～ 0.28、0.28～0.36、0.36～0.58，其对应的城市灾害韧性强度分别为低韧性、较低韧性、中等韧性、较高韧性和高韧性。

韧性指数从低到高的5种类型城市的数量占比依次为 32%、50%、11%、4%、2%。其中，低韧性与较低韧性城市数量占总数的82%，较高韧性与高韧性城市数量占总量的 6%，因此可以看出，目前国内城市平均韧性指数较低，城市应对灾害并及时从灾害中恢复的能力较弱。

（二）城市灾害韧性的空间特征

从空间上看，按中部、东部、东北地区和西部地区四大区域对不同区位的城市分别进行统计，可以看出不同地区之间存在显著的差异。东部、东北地区、中部和西部地区城市的平均韧性指数分别为0.198、0.161、0.129、0.128，其中东部城市的平均韧性指数最高，西部城市的平均韧性指数最低。此外，各区域中经济韧性的空间分布与综合韧性的空间分布较为一致，社会韧性、环境韧性、社区韧性、基础设施韧性和组织韧性的空间分布存在较大差异(图2)。

全国城市灾害韧性指数在空间上呈现出的分异现象是多方面因素共同作用的结果。一方面，从城市灾害韧性评价指标体系看，二级因子中基础设施韧性、组织韧性和经济韧性三者对城市综合韧性指数的影响较大，基础设施韧性的大小取决于城市基础设施建设的投入力度，组织韧性的大小则由城市政府部门的政策与管理决定，两者都与城市经济的发展息息相关。位于东部、东北地区的城市由于经济较为发达，其基础设施的建设、政府组织管理均优于中、西部地区，因此在灾害来临时具有较强的应对能力，同时灾后能够得到有效恢复，因而城市具有较高的韧性。另一方面，中、西部地区自然环境脆弱、生态环境恶劣，尤其是西南地区，自然灾害发生频繁，加上教育、医疗等设施落后，容易受到灾害的影响，并且灾后恢复较为困难，城市灾害韧性较低。由此可见，自然环境本底的脆弱加上经济社会发展的落后，共同造成了城市灾害韧性在空间上的分异结果。

（三）韧性指数的空间集聚特征

为探讨城市灾害韧性指数的空间集聚特征，本文采用空间自相关分析的莫兰指数(Moran’s I)法进行分析。若Moran’s I指数为正，表示各指标之间存在空间正相关，相邻地区指标与属性相似；若Moran’s I指数为负，则各指标之间存在空间负相关，相邻指标与属性均不类似；若Moran’s I指数为零，则各指标的空间分布为随机状态，相邻指标与属性较为随机。其在统计学上是否有意，可以用 Z 值来判断。Z 值是某一特征值与均值之间标准偏差的数量，它是一个相对量。

本文通过对全国 288 个地级市的城市灾害韧性指数的空间自相关分析发现：Moran’s I指数计算结果是0.309，Z值大于显著水平0.05下的临界值1.96，表明全国城市灾害韧性指数存在正的空间自相关，各城市灾害韧性指数在空间分布上存在显著集聚的现象。全局空间自相关检验结果中 Z 值为 3.851，表明城市灾害韧性指数存在高/高集聚的模式。高 /高集聚主要存在于长三角、珠三角与沿渤海湾等东部沿海地区；低 /低集聚的现象主要分布在中部与西南地区，呈现集聚现象的城市数量占总数的44%( 图 3)。究其原因，主要是不同区域城市的经济社会及环境基础不同，随着经济的发展，各区域出现较大的发展差距，不同区域在各方面也出现差异。同时，地理上临近的地区，其发展易受到相邻城市的影响，呈现出区域内经济社会发展较为同质的现象。综上所述，地理位置对城市灾害韧性的空间分布有着重要影响。

四

城市灾害韧性的影响因素

城市灾害韧性指数的大小与评价指标权重的大小密切相关。从上文可知，二级指标权重中排序前三的依次是基础设施韧性、经济韧性与组织韧性；三级指标中排序前十的指标中，排序第一、第二、第九位的医疗保险覆盖率、失业保险覆盖率以及卫生、社会保障和社会福利业人员占比均属于组织韧性，第六、第七、第十位的互联网用户数、万人拥有病床数、学校数3个指标属于基础设施韧性，第四位的 GDP、第八位的人均 GDP 属于经济韧性，第三位的空气质量达到及好于二级的天数、第五位的自然保护区占辖区面积的比例两个指标属于环境韧性。通过上述对比分析可以看出，影响城市灾害韧性的主要因素可以归纳为3个方面：经济发展水平、基础设施建设、组织管理与社会保障。经济发展水平对灾害韧性指数的影响是多方面的。首先，经济发展水平是城市承灾能力的重要影响因素，贯穿城市防灾减灾的全过程，备灾、救灾与灾后恢复的每个环节都需要强有力的经济作为支撑。研究表明，经济发达地区抵御灾害的能力明显高于经济落后的地区，尽管经济发达地区面临灾害的绝对损失较大，但其拥有较强的灾害抵抗能力，使得相对损失较小。其次，经济发展水平是韧性系统建设的基础，直接影响城市基础设施的建设，也直接决定政府组织管理的水平与民众防灾减灾意识的强弱，同时还与社会发展的成熟度有着直接联系，因此经济系统通过影响其他系统而间接影响城市灾害韧性的大小。而上文分析的城市灾害韧性指数的东部高、中西部低的现象与地区经济水平的空间分布相吻合，韧性指数的区域分布也同样印证了韧性指数与经济发展的关系。

对城市系统来说，城市的主要承灾体是城市基础设施，其本身的作用就是抵御灾害破坏、救助灾害造成的损失及灾后的重建与发展。因此，基础设施系统是影响城市灾害韧性指数的重要因素。基础设施韧性从灾害抵御与灾后救助两个方面影响灾害韧性。其中，灾后救助主要包括提供公共应急避难场所，为灾民提供庇护与自救的必要支持；保障道路与通讯的畅通，与外界保持联系；及时恢复供水、供电等功能，为灾民提供基本的生活保障等。在纽约市颁布的《一个更加强大、更具韧性的纽约》计划中，基础设施的韧性建设作为主要内容之一，在其最新颁布的“一个纽约”的战略规划中，提出“提高交通、电信、水和能源等设施应对严重气候事件的能力；加强海岸线防御以应对洪水和海平面上升。降低不利事件的影响，促进灾后的快速恢复”。在日本的国土强韧化规划中，基础设施韧性的建设是强韧化计划的主要实施载体。由此可以看出，作为主要承灾体的城市基础设施对于城市灾害韧性的提升起着重要作用。

从指标权重得分可以看出，组织管理与社会保障在城市灾害韧性评价中占据首要地位。组织管理与社会保障作为防灾减灾的软件建设的重要组成部分，对于灾后人们正常生活的恢复、经济社会的发展起着重要作用。在德国的灾害应急体制中，法律制度的完善是其主要特征，《民众保护法》与《灾害救助法》等完善的法律法规有力保障了灾后恢复的顺利进行。法国是一个自然灾害频发的国家，为了给国民提供保障，建立了完善的自然灾害保障制度。可以看出，有序的组织管理与完善的保障制度，是防灾减灾的重要环节，同时灾后及时有效的恢复是城市灾害韧性重要的组成部分。目前，国内城市的组织韧性指数偏低，由于组织韧性指标权重最大，提升城市组织韧性对于国内城市灾害韧性的提升有着最高的效率。

五

城市灾害韧性的提升策略

综上所述，以指标权重的排序为依托，从经济发展、组织管理、社区及环境建设等多方面采取韧性提升措施，以提升城市应对灾害的潜能。具体措施包含以下方面：

(1) 提高经济实力，缩小不同地区的发展差异。提高经济实力是提升城市灾害韧性的基础。由上文分析可知，城市经济的发展直接影响社会发展的成熟度、对基础设施建设的投入、政府对防灾政策的管理与社会保障等方面，可以说经济实力不仅影响经济韧性的大小，还是其他分系统韧性提升的基础。韧性指数的空间差异同样与不同地区的经济发展差异息息相关。因此，缩小地区发展差距是缩小韧性指数空间差异的基础。综合来说，在保障东部沿海地区经济增长的同时，应加大对中西部地区的政策倾斜，因地制宜、发挥地域优势，推动产业结构调整，带动中西部地区经济的发展，以提升内陆地区防灾减灾的能力。对于经济落后的地区，及时恢复经济发展对于城市的灾后恢复尤其重要。

(2)加强防灾体系软性系统的建设。在城市灾害韧性系统中，软性体系的建设主要体现在组织韧性方面，包含政府管理与社会保障两个方面。受数据统计的限制，本文的评价指标体系并未涉及政府管理层面，主要从社会保障层面阐释。在自然灾害应对过程中，社会保障能够在灾害发生时为城市居民提供安全屏障，降低其灾害损失，并且提供在医疗、失业等方面的保障，能够有效帮助居民灾后有效的恢复。对于生态环境脆弱地区或灾害危险性高的地区，完善保障体系将大幅度提高地区韧性。因此，要逐步完善社会保障体系，并加强保障制度的创新，探索符合地域特征的保障制度，缩小地域差距，提高不同区域应对灾害的能力。

(3)提高社区在防灾减灾中的地位。首先，目前国内出台的应对灾害的文件多为引导性文件，对于灾害应对这一系统工程并未制订相应的法律规范，社区层面的减灾防灾建设缺少法律依据，因而法律法规的完善是社区防灾减灾建设的基础。其次，安全设施的建设是社区防灾建设的物质基础，社区安全设施主要包括建筑物、生命线系统和灾后救助设施等，合理规划安全设施并制定保障措施，为居民提供一道有效的防护墙。再次，健全社区救灾体系并强化居民的自救能力是社区防灾建设的有力保障，多次灾害事实证明，居民是灾后救援中的主体力量，健全的社区救助体系能够保障灾后救助工作迅速、有序的展开。最后，通过教育宣传等手段培养居民的危机意识，提高其灾害应对技能。

综上所述，社区层面的防灾减灾建设是一个综合系统，需要从制度、物质和意识等多方面共同配合建设，切实提高社区应对灾害的能力，从而提高城市灾害韧性。

(4)加强生态保护与环境建设。对自然保护区、河流湖泊和草原湿地等重要生态资源实施强制性的生态保护策略；将苗木产业、造林绿化等相结合，提高地区的森林覆盖率；将河流绿化、道路绿化、公园绿化和防护林建设等与城市绿化建设、城市绿色廊道建设相结合，提高建成区的绿化覆盖率；严格控制污染气体的排放、控制污水排放、提高固体废弃物的利用率，对不同区域实施针对性的环保政策，切实可行地提高环境对自然灾害的承载力，降低灾害的发生频率，减少灾害损失。

六

结语

城市韧性的引入为城市安全与风险管理提供了新的思路。不同于传统的城市防灾减灾理念，韧性不仅关注城市对灾害的抵御能力，同时强调城市自身的灾后恢复能力。研究结果表明，全国层面的城市灾害韧性指数普遍较低，但不同城市之间存在明显的差异。东部城市的灾害韧性指数明显高于中西部地区。进一步的分析显示，经济发展水平、基础设施建设、组织管理与社会保障是影响城市灾害韧性的重要因素，因此加强这几方面的建设，对于城市灾害韧性的提升及减轻城市灾害损失，具有重要的现实意义。但是城市韧性具有十分丰富的内涵，涉及较多的学科与研究领域，需要从生态学、灾害学和社会学等多角度进行深入讨论。本次研究也仅是对城市的综合防灾减灾能力进行了评价指标体系化的实证研究，由于灾害数据采集的困难，研究中并没有考虑城市灾害的冲击程度。因此，本次研究仅仅是初步的，还需进一步的深化与完善。