季小妹,聶智磊,梁洪艷
(齊魯工業(yè)大學(山東省科學院)山東省科技發(fā)展戰(zhàn)略研究所,山東 濟南 250014)
當前隨著綠色城市、智慧城市的逐步發(fā)展與成熟,韌性城市、彈性城市已成為城市規(guī)劃學、城市地理學新的研究熱點。韌性(resilience)思想由加拿大生態(tài)學家霍林(Holling)從工程學引入并首次應用到系統(tǒng)生態(tài)學領(lǐng)域,他認為韌性是系統(tǒng)能較快恢復到原有狀態(tài),并保持其結(jié)構(gòu)和功能的能力。自20世紀90年代以來,韌性的內(nèi)涵逐漸豐富,學者對韌性的研究逐漸從自然生態(tài)學向人類生態(tài)學(human ecology)延展,并經(jīng)歷了兩次轉(zhuǎn)型,從最初的工程韌性(engineering resilience)到生態(tài)韌性(ecological resilience),再到演進韌性(evolutionary resilience),而演進韌性事實上是城市韌性在經(jīng)濟、社會維度的拓展和應用,又被稱為社會-經(jīng)濟韌性。21世紀以來,城市韌性的研究逐漸從理論層面向?qū)嵺`層面過渡,研究成果日益豐富,側(cè)重于城市韌性的特征、發(fā)展過程以及推廣案例研究。如韌性聯(lián)盟 (resilience alliance)將管治網(wǎng)絡構(gòu)建(governance networks)、代謝流(metabolic flows)、建成環(huán)境 (built environment)和社會動力機制 (social dynamics)四個方面作為韌性城市研究的主體框架,進行了城市韌性評價;修春亮等依據(jù)地理學和景觀生態(tài)思想方法,構(gòu)建基于“規(guī)模-密度-形態(tài)”的三維城市韌性研究框架,評估大連市城市韌性的動態(tài)變化;錢少華等基于經(jīng)驗分析與案例分析,分析上海韌性城市的目標和策略,從宏觀的城鄉(xiāng)空間格局、中觀的基礎(chǔ)設(shè)施體系、微觀的韌性社區(qū)層面開展韌性城市建設(shè);趙民等利用ArcGIS方法從城市災害綜合風險的角度對濟南市城市韌性進行評估;王文瑞等基于規(guī)模-密度-形態(tài)的三維韌性分析框架分析了1990—2017年蘭州市的城市韌性時空特征,并討論了區(qū)縣尺度的韌性變化。
綜合來看,對于城市韌性的內(nèi)涵認識逐步深入和提升,尤其是對于單一城市的研究,韌性內(nèi)涵的廣度和深度在不斷拓展。然而,目前國內(nèi)對于單一城市的韌性研究與區(qū)域?qū)用娴难芯肯啾冗€較少,缺乏從綜合層面深入分析城市韌性的動態(tài)變化。研究從單一城市視角出發(fā),構(gòu)建城市韌性綜合評價指標體系,分析山東省濟南市2001年以來基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性以及社會經(jīng)濟韌性的動態(tài)變化,并利用時間序列分析模型預測未來城市韌性的變化,進而構(gòu)建耦合度指數(shù)模型分析人力、資本、科技因素對濟南市城市韌性的影響,整體從時間縱向尺度將濟南城市韌性的動態(tài)變化與影響因素分析條塊結(jié)合,找出提升城市韌性的著力點,為城市建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。
城市韌性即城市或城市系統(tǒng)能夠消化并吸收外界干擾,并保持原有主要特征、結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵功能的能力,具體體現(xiàn)在以下方面:
即 工 程 韌 性, 根 據(jù) Wildavsky、 Holling、Bruneau、MCEER、邵亦文等學者的理解,指應對不可預期的災難能恢復到正常水準的能力,反映系統(tǒng)受到擾動偏離既定穩(wěn)態(tài)后,恢復到初始狀態(tài)的速度。包括城市系統(tǒng)受到干擾或災害后的適應力、恢復力,系統(tǒng)的效率、穩(wěn)定性,基礎(chǔ)設(shè)施的強度、堅固性和冗余能力。受可獲取的統(tǒng)計數(shù)據(jù)限制,分別從城市基礎(chǔ)設(shè)施保障上選擇供水、排水、供熱以及城市交通相應指標,衡量基礎(chǔ)設(shè)施韌性特征。
指城市生態(tài)系統(tǒng)在重新組織且形成新的結(jié)構(gòu)和過程之前,所能化解變化的程度,可提升城市系統(tǒng)應對不確定性、非線性的外來沖擊的能力。從生態(tài)韌性和環(huán)境韌性兩個方面看,生態(tài)空間水平可反映城市生態(tài)系統(tǒng)的抵抗能力,城市對環(huán)境的影響與改善程度反映環(huán)境韌性的高低。
城市社會經(jīng)濟韌性指城市經(jīng)濟系統(tǒng)受到外來沖擊的響應與適應能力,城市社會韌性指城市社會系統(tǒng)應對由社會、政治和環(huán)境變化帶來的外來壓力的能力,一般從教育、醫(yī)療、財政、收入、社會安全等方面綜合衡量。
基于城市韌性的內(nèi)涵,國內(nèi)學者一般從經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境、工程等幾個方面加以測度,例如王光輝等從經(jīng)濟條件、社會發(fā)展、生活水平、生態(tài)環(huán)境和自然災害5個方面評價城市韌性,朱金鶴等對中國三大城市群的城市韌性進行評價,該評價體系反映了韌性城市的基本構(gòu)成要素,可以刻畫城市發(fā)展的動態(tài)過程,數(shù)據(jù)易獲取,可縱向比較,研究沿襲此思路建立指標體系如表1所示。
(1)以2001—2019年為行向量,以16項指標為列向量,建立濟南市城市韌性評價矩陣。對正、負向指標按照下面公式分別進行標準化,得到各項指標的標準化得分。
(2)利用熵權(quán)法計算城市韌性各項指標權(quán)重。熵權(quán)法是客觀評價法中比較常用的方法,它能夠根據(jù)各項指標所含信息量的多寡以及在不同年份的分布情況確定指標相應的權(quán)重,彌補主觀評價存在的不足。計算結(jié)果具有較強的客觀性,不受評判者偏好的影響。
(3)將各年份各項指標標準化得分與指標權(quán)重相乘,得到指標加權(quán)后的得分。并基于下述公式計算不同條件組合下基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性、社會經(jīng)濟韌性所構(gòu)成的矢量模型||,依次為||,||,||。
(4)根據(jù)上述結(jié)果,從時間縱向上分析濟南市基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性、社會經(jīng)濟韌性矢量模的動態(tài)變化情況,并利用時間序列分析模型、多元回歸分析模型預測城市韌性的變化趨勢。
熵權(quán)法計算得到濟南市基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性、社會經(jīng)濟韌性三者權(quán)重分別為0.45、0.15、0.40(見表1),研究結(jié)果顯示(圖1),生態(tài)環(huán)境韌性在不同年份的分布差異相對較小,導致指標綜合權(quán)重低于其他兩項韌性,這也反映出:基礎(chǔ)設(shè)施韌性和社會經(jīng)濟韌性對濟南市城市韌性作用顯著,生態(tài)環(huán)境韌性在城市韌性中的作用還需要提升和加強。
圖1 2001—2019年濟南市城市韌性變化
表1 濟南市城市韌性綜合評價指標體系及權(quán)重
將不同類型韌性得分與權(quán)重相乘,得到城市韌性綜合得分,各類韌性在“十五”至“十三五”不同時期增長率變化如表2所示。
表2 不同時期濟南市城市韌性增長率(%)
(1)城市韌性整體上除“十五”時期有略微下降外,整體呈現(xiàn)變速增長的態(tài)勢,在“十一五”時期增速最快,之后增速下降,由33%下降為11.5%左右,趨于緩慢增長,總體平均增速14%。濟南城市韌性由高速增長轉(zhuǎn)為平穩(wěn)增長,總體上是濟南市社會經(jīng)濟發(fā)展水平、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平和生態(tài)質(zhì)量環(huán)境提升水平的綜合反映,其中與社會經(jīng)濟韌性的變化趨勢最為相似,反映出社會經(jīng)濟發(fā)展對于城市韌性的突出作用。
(2)基礎(chǔ)設(shè)施韌性得分在“十五”時期下降,降速為-16%,在“十一五”時期快速反彈增速最快,高達53.5%,之后趨于平緩;生態(tài)環(huán)境韌性總體保持正增長,在“十五”時期增速最快,但之后增速下降;社會經(jīng)濟韌性也一直處于增長態(tài)勢,在“十一五”和“十二五”時期增速最快,達到20%以上,“十三五”時期增速下降。
(3)總體上,三類韌性在不同階段增速差異較大?;A(chǔ)設(shè)施韌性增速保持上升態(tài)勢,在“十三五”時期仍然高于其他兩類韌性,是濟南市城市韌性的優(yōu)勢所在。然而,生態(tài)環(huán)境韌性和社會經(jīng)濟韌性的增速卻有下降趨勢,尤其是社會經(jīng)濟韌性下降趨勢明顯。
濟南市城市韌性優(yōu)勢主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施韌性“十一五”時期以來的高增長性,但生態(tài)環(huán)境韌性在經(jīng)歷了一次高增長以后, “十二五”以來增速一直不高,社會經(jīng)濟韌性增速的下降趨勢更是明顯。其中,(1)基礎(chǔ)設(shè)施韌性在“十一五”時期的迅速增長得益于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平的提升與網(wǎng)絡的完善,在此期間濟南市形成了“六橫六縱”的供水格局,城市道路設(shè)施建設(shè)投資不斷增加,交通路網(wǎng)日益完善,實施供熱設(shè)施改造,發(fā)展集中供熱。(2)社會經(jīng)濟韌性的提升與山東省大力發(fā)展省會城市、提升省會城市首位度緊密相關(guān)?!笆濉逼陂g,濟南加快省會城市群經(jīng)濟圈建設(shè),推進省會經(jīng)濟戰(zhàn)略構(gòu)想,向現(xiàn)代經(jīng)濟中心城市推進。“十三五”期間,受復雜的國內(nèi)外經(jīng)濟形勢影響,濟南市社會經(jīng)濟韌性增速有所減緩。(3)生態(tài)環(huán)境水平上,濟南市2019年P(guān)M年均濃度較2015年下降約39%,整體得到改善,但近年來變化不大,生態(tài)環(huán)境韌性增長速度有待提升。整體上,濟南市應著重發(fā)力生態(tài)環(huán)境保護與社會經(jīng)濟發(fā)展的投入與產(chǎn)出,提高城市綜合韌性及競爭力。
基于SPSS20.0數(shù)據(jù)分析軟件,根據(jù)濟南市不同類型韌性數(shù)值創(chuàng)建時間序列模型,首先對基礎(chǔ)設(shè)施韌性進行基于多函數(shù)疊加的曲線估計(curve estimate),見圖2,以線性函數(shù)和對數(shù)函數(shù)相關(guān)性最高,見表3。以此類推,分別對三類韌性和城市韌性做時間序列預測,預測方法基于指數(shù)平滑方法和ARIMA模型(差分自回歸移動平均模型),得到預測值置信區(qū)間的下限(LCL)和上限(UCL)。增長趨勢除社會經(jīng)濟韌性下限有降低的可能(圖3),基礎(chǔ)設(shè)施韌性與生態(tài)環(huán)境韌性上限、下限均呈現(xiàn)正增長。
圖3 2001—2030年濟南市城市韌性預測值趨勢變化
表3 濟南市基礎(chǔ)設(shè)施韌性曲線估計相關(guān)參數(shù)
圖2 濟南市基礎(chǔ)設(shè)施韌性多函數(shù)疊加的曲線估計
根據(jù)預測值顯示(表4):濟南市城市韌性增速“十五五”時期將低于“十四五”時期,即城市韌性的增速按照現(xiàn)行發(fā)展條件未來將趨緩,社會經(jīng)濟韌性的預測值增速最快,而與此同時其預測值減速也是最快的,基礎(chǔ)設(shè)施韌性和生態(tài)環(huán)境韌性的預測值增速相似,“十四五”時期增速在4.3%左右,“十五五”時期增速在3.5%左右。預測結(jié)果表明:
表4 基于時間序列模型的濟南市城市韌性預測
(1)為推進濟南市城市韌性的穩(wěn)定、持續(xù)、快速增長,社會經(jīng)濟韌性是其中關(guān)注的重點,社會經(jīng)濟韌性的提高可提升居民幸福指數(shù),可預防突發(fā)事件對社會經(jīng)濟發(fā)展帶來嚴重沖擊,應努力避免其下行的趨勢。(2)未來基礎(chǔ)設(shè)施韌性和生態(tài)環(huán)境韌性將按一定速率增長,與濟南市城市發(fā)展戰(zhàn)略相吻合。2025年,濟南市將結(jié)合新一代信息技術(shù)深度提升城市基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境設(shè)施運行效率和服務能力, “十四五”時期基本建成生態(tài)濟南,繼續(xù)深化污染防治攻堅戰(zhàn),推動綠色低碳發(fā)展。只有將基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性以及社會經(jīng)濟韌性協(xié)同增強,才能使?jié)铣鞘许g性強度更加穩(wěn)健。
借鑒經(jīng)濟學投入產(chǎn)出分析方法,城市韌性的動態(tài)變化事實上是城市綜合系統(tǒng)的外在產(chǎn)出,其影響因素來自于城市的內(nèi)在投入,包括人力投入、資本投入和科技投入,根據(jù)衡量指標的內(nèi)涵和數(shù)據(jù)的可獲得性,采用表5中的指標來測度城市韌性的影響因素。
表5 濟南城市韌性的影響因素指標
對各項影響因素二級指標標準化后,進行平均加權(quán),得到城市韌性投入得分,與城市韌性進行相關(guān)性散點分析得到:二者呈現(xiàn)線性相關(guān),相關(guān)性系數(shù)達到0.98(圖4),并且在0.01水平(雙側(cè))上極顯著,說明濟南市一定程度的人力、資本與科技投入能獲得一定的城市韌性正反饋,然而這種反饋的收效并非保持正向增長。將城市韌性得分與投入得分相除,作為城市韌性投入效益,2001—2008年效益高于投入,2008年之后投入快速增長遠高于效益,二者之間的差距越來越大,而效益整體保持較穩(wěn)定的狀態(tài)(圖5)。因此濟南市在保持城市韌性投入不斷提升的基礎(chǔ)上,要關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境以及社會經(jīng)濟韌性的綜合產(chǎn)出,從關(guān)注投入向關(guān)注投入對于產(chǎn)出的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)變,重視產(chǎn)出效益的提升。
圖4 濟南市城市韌性與其投入相關(guān)性散點分析
圖5 濟南市城市韌性、投入及效益趨勢變化
2003—2019年各類韌性與投入的耦合度均值如表6所示,基礎(chǔ)設(shè)施韌性與科技投入的增速耦合度更加接近于1,二者的趨同性比較顯著;生態(tài)環(huán)境韌性與各類投入的耦合度相對比較平均,與科技、人力投入的趨同性更強,與資本投入的趨同性更弱;社會經(jīng)濟韌性與科技投入、資本投入的增速耦合度更加接近于1,科技與資本對濟南社會經(jīng)濟韌性的影響更加顯著。綜合得到:科技投入與基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性、社會經(jīng)濟韌性的耦合度均較高,顯示出科技要素對于濟南市城市韌性提升的顯著作用,應持續(xù)深入實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略,提升濟南市城市競爭能力。
表6 城市韌性與投入增速耦合度分析
城市韌性可解譯為:基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性、社會經(jīng)濟韌性,三者共同支撐城市綜合系統(tǒng)的運行。根據(jù)城市韌性綜合評價指標體系與熵權(quán)法分析結(jié)果,濟南市城市韌性主要體現(xiàn)出基礎(chǔ)設(shè)施韌性和社會經(jīng)濟韌性的顯著作用,生態(tài)環(huán)境韌性的作用稍弱,在城市系統(tǒng)中的作用還需要加強。
從城市韌性不同時期的增長態(tài)勢來分析,濟南市體現(xiàn)出基礎(chǔ)設(shè)施韌性從“十一五”時期以來的高增長性,但生態(tài)環(huán)境韌性與社會經(jīng)濟韌性卻體現(xiàn)出增速下降的趨勢,對于一個城市特別是省會城市,若要提升其在區(qū)域中的地位與作用,生態(tài)環(huán)境韌性與社會經(jīng)濟韌性需要加強。
從城市韌性的發(fā)展趨勢預測來看,濟南市社會經(jīng)濟韌性有下行的可能,而基礎(chǔ)設(shè)施韌性與生態(tài)環(huán)境韌性盡管預測不會下行,但增速也可能會放緩,未來需要關(guān)注城市韌性的穩(wěn)定性與可持續(xù)性。
從城市韌性變化的影響因素看,城市韌性投入與效益的差距越來越大,不能只關(guān)注加大投入,還應關(guān)注投入對于產(chǎn)出的轉(zhuǎn)化效率,提升產(chǎn)出效益。同時,科技投入表現(xiàn)出與各類韌性的趨同性,加大科技投入對于提升城市韌性有顯著作用;資本與人力投入的影響次之。
總體上,為提升濟南市城市韌性,防止出現(xiàn)城市韌性下行的態(tài)勢,從城市韌性的內(nèi)涵出發(fā),應注意:一是始終從提升城市經(jīng)濟系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境對于外界的響應與適應能力出發(fā),從促進社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)的角度出發(fā),促進城市可持續(xù)發(fā)展;二是始終從提升城市在區(qū)域中的競爭力視角出發(fā),找準城市定位,立足城市功能,抓住城市優(yōu)勢,逐步實現(xiàn)濟南市建設(shè)國家中心城市目標;三是始終從發(fā)展效益的視角開展城市韌性投入,注重產(chǎn)出效率,科學制定城市發(fā)展規(guī)劃,有的放矢,找準城市著力點。分別從基礎(chǔ)設(shè)施韌性、生態(tài)環(huán)境韌性、社會經(jīng)濟韌性三個方面提出具體措施。
統(tǒng)籌推進全市交通、能源、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),促進資源優(yōu)化配置、功能兼容、合理共享。進一步完善“米字型”全國路網(wǎng)性鐵路綜合樞紐,提升全國性綜合交通樞紐功能。加快軌道交通、綠色交通、智慧交通等市內(nèi)關(guān)鍵交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),完善跨黃河兩岸交通網(wǎng)絡體系,更好地發(fā)揮交通運輸對動能要素流動的支撐引領(lǐng)作用。優(yōu)化全市地下綜合管廊網(wǎng)絡,優(yōu)化街區(qū)路網(wǎng)結(jié)構(gòu),優(yōu)先發(fā)展公共交通,健全服務設(shè)施。推進海綿城市建設(shè),推進污水大氣治理,加強廢棄物回收利用,助力我國碳達峰碳中和目標實現(xiàn)。
以公共服務設(shè)施引導新區(qū)建設(shè),促進城區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)公共服務設(shè)施均衡,更加有效聚集人才、資本、技術(shù)等各種要素資源。堅持綜合配套、適度超前的原則,形成布局合理、功能完善、高效便捷的現(xiàn)代公共服務設(shè)施體系。完善居住、商業(yè)、娛樂、休閑等配套設(shè)施,提升宜居宜業(yè)宜游水平。加強城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè),推動水電路氣網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施城鄉(xiāng)聯(lián)網(wǎng)、共建共享。統(tǒng)籌教育和文體、醫(yī)療衛(wèi)生、就業(yè)和社會保障、科技創(chuàng)新、社會治理等公共服務資源在新區(qū)城鄉(xiāng)之間、區(qū)域之間的合理配置,促進基本公共服務均等化。
堅持保護優(yōu)先、自然恢復為主,實施生態(tài)保護和修復工程,全面提升全市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)服務功能。采用生態(tài)景觀環(huán)境引導建設(shè)(EOD)開發(fā)模式,保護現(xiàn)狀水體、濕地、山體、林園地及生態(tài)綠地,充分發(fā)揮黃河、小清河生態(tài)廊道和景觀廊道功能,建立全域生態(tài)空間基底,保護生態(tài)空間連續(xù)性。
堅持生態(tài)為先、藍綠引領(lǐng)。充分考慮生態(tài)資源承載力和國土開發(fā)適宜性,在更高層次上統(tǒng)籌安排生態(tài)、生活、生產(chǎn)“三生”空間,黃河以北地區(qū)建設(shè)用地比例控制在25%以內(nèi)。以永久性基本農(nóng)田為基底,構(gòu)建綠色生態(tài)屏障,形成多層次網(wǎng)絡化的綠色脈絡;堅持以水定城、水城交融,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、觀光旅游與生態(tài)保護交織串聯(lián),打造藍綠引領(lǐng)的“攜河發(fā)展”新模式。
以建設(shè)濟南新舊動能轉(zhuǎn)換先行區(qū)為契機,結(jié)合濟南的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)與區(qū)域、文化特點,借助科技創(chuàng)新力量,突出顛覆性創(chuàng)新或自主創(chuàng)新能力。構(gòu)建以大數(shù)據(jù)、云計算、大健康為主導的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系,按照政府主導、政企共建、聯(lián)合運營的模式,超前規(guī)劃,穩(wěn)步實施,實施智慧城市建設(shè)工程,優(yōu)化提升信息基礎(chǔ)設(shè)施,積極穩(wěn)妥推進信息資源開發(fā)共享,建成智慧的城市基礎(chǔ)設(shè)施,形成智慧的產(chǎn)業(yè)體系,構(gòu)建智慧的服務型政府,打造智慧的民生保障體系,建設(shè)綠色生態(tài)宜居的國際化智慧先行區(qū)。推進文化休閑旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展,聚集更多人氣,提升區(qū)域形象,形成區(qū)域品牌吸引力,實現(xiàn)一二三產(chǎn)業(yè)的有效融合。
促進產(chǎn)城融合,推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生活配套和生態(tài)建設(shè)同步規(guī)劃、同步實施和同步發(fā)展,增強城市發(fā)展動力,提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力。促進城鄉(xiāng)融合發(fā)展,根據(jù)《濟南市國家城鄉(xiāng)融合發(fā)展試驗區(qū)實施方案》,縮小城鄉(xiāng)發(fā)展差距,構(gòu)建城鄉(xiāng)統(tǒng)一的要素流動市場。實施泉城產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才支撐計劃,聚焦“四新”經(jīng)濟發(fā)展,以“高精尖缺”為導向,培養(yǎng)先行區(qū)重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才和團隊。創(chuàng)新人才流動機制、科技成果轉(zhuǎn)化機制,探索建立高等院校、科研機構(gòu)與企業(yè)間技術(shù)轉(zhuǎn)移及人才雙向流動模式,深化“政產(chǎn)學研”合作。聚集高層次人才,建設(shè)高端智庫集群,促進產(chǎn)業(yè)新舊動能轉(zhuǎn)換。