礦產(chǎn)資源型城市脆弱性綜合測度與評價

劉艷中，宋改鳳，陳勇，張祚，朱曉南

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430081；2.冶金礦產(chǎn)資源高效利用與造塊湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430081；3.華中師范大學(xué)公共管理學(xué)院，湖北武漢 430079)

脆弱性分析起源于對自然災(zāi)害的研究[1]，20世紀(jì)70年代，“脆弱性”概念內(nèi)被引入自然災(zāi)害領(lǐng)域[2]，隨后逐漸延伸到社會科學(xué)領(lǐng)域，并廣泛應(yīng)用于生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)、工程學(xué)、工程學(xué)、管理學(xué)、地理學(xué)等多個學(xué)科，其內(nèi)涵、概念和理論方法不斷深入完善，并對旅游城市[3]、綠洲城市[4]和沿海城市[5]等特殊城市開展了研究，取得了相應(yīng)成果，為資源型城市脆弱性研究提供了重要的借鑒和參考。

資源型城市根據(jù)資源保障能力和可持續(xù)發(fā)展能力差異，將其劃分為成長型、成熟型、衰退型和再生型四種類型。目前，學(xué)者們對資源型城市的研究集中于城市轉(zhuǎn)型[6-7]、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整[8]、可持續(xù)發(fā)展[9]等方面。近年來，國內(nèi)學(xué)者對資源型城市脆弱性研究的成果日益增加，大多是通過建立評價指標(biāo)體系，主要采用狀態(tài)空間法[10]、綜合指數(shù)法[11]、集對分析法[12]等評價方法測度資源型城市脆弱性。具有代表性的有：韓剛等[13]和李彤玥[14]分別從生態(tài)環(huán)境-經(jīng)濟-社會和“暴露—敏感—適應(yīng)”角度建立評價指標(biāo)體系，研究了蘭州市的城市脆弱性；孫平軍等[15-16]通過構(gòu)建評價指標(biāo)，對阜新市生態(tài)脆弱性和人地耦合系統(tǒng)的耦合度進行了評價；王士君等[17]以大慶市為例，探討了石油城市經(jīng)濟系統(tǒng)脆弱性發(fā)生的過程、機理和特征，而王巖等[18]綜合評價了大慶市的城市脆弱性；張梅等[19]選取典型資源型城市攀枝花市研究其脆弱性及動態(tài)。從已發(fā)表的相關(guān)文獻來看，學(xué)者們關(guān)于資源型城市脆弱性研究目前還處于初級階段；從研究角度來看，學(xué)者們僅對某個資源型城市縱向動態(tài)演化過程或僅對多個城市的靜態(tài)橫向?qū)Ρ容^多，同時對不同時期多個資源型城市脆弱性的靜態(tài)橫向比較和動態(tài)變化研究偏少；從研究對象來看，大多集中在西部和東北地區(qū)處于成熟期或衰退期的資源型城市，對于處于其他時期的資源型城市較少涉及，內(nèi)容相對獨立，成果缺乏可比性，實踐指導(dǎo)作用欠缺。因此，有必要開展處于不同時期的資源型城市脆弱性研究，為我國其他類似城市降低脆弱性提供依據(jù)。

資源型城市為保障國家能源供給、促進經(jīng)濟發(fā)展做出重大貢獻?！鞍倌昝旱V”淮南市、“新中國第一銅工業(yè)基地”銅陵市和“鋼城”馬鞍山市分別作為我國典型的成熟型、衰退型和再生型資源型城市，其可持續(xù)發(fā)展對國家經(jīng)濟發(fā)展和能源安全至關(guān)重要。本文從資源-生態(tài)環(huán)境-經(jīng)濟-社會視角，構(gòu)建資源型城市脆弱性評價指標(biāo)體系，對2007～2017年淮南-銅陵-馬鞍山市脆弱性進行測度，比較其綜合脆弱性及各子系統(tǒng)脆弱性特征，為處于不同時期的資源型城市轉(zhuǎn)型提供理論基礎(chǔ)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 礦產(chǎn)資源型城市綜合脆弱性評價指標(biāo)體系與測度模型

1.1.1 指標(biāo)體系及權(quán)重確定

以3個不同時期的地級以上礦產(chǎn)資源型城市為研究對象，在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上[11,20]，結(jié)合城市實際情況，從資源、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟和社會4個方面，選取了相對應(yīng)的35個指標(biāo)，構(gòu)建礦產(chǎn)資源型城市脆弱性綜合測度指標(biāo)體系（表1）。

表1 礦產(chǎn)資源型城市脆弱性測度指標(biāo)體系Table 1 Vulnerability measurement index system of mineral resource-based cities

1.1.2 礦產(chǎn)資源型城市脆弱性測度模型

（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

為消除指標(biāo)量綱差異和正負效應(yīng)差異，需要對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理。指標(biāo)可分為正向指標(biāo)、負向指標(biāo)和適度指標(biāo)三大類，根據(jù)各指標(biāo)對城市脆弱性特征的反應(yīng)情況，選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)化公式進行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。

正向評價指標(biāo)：其值越大，表示脆弱性越大

負向評價指標(biāo)：其值越大，表示脆弱性越小

適度評價指標(biāo)：表示指標(biāo)數(shù)值處于某一適度值時較好，不宜過大或過小

式中：Xij為標(biāo)準(zhǔn)化后的值，xij為原始數(shù)據(jù)，i為第i個指標(biāo)。

（2）指標(biāo)權(quán)重確定

為避免主觀人為因素對指標(biāo)權(quán)重的影響，本研究采用能反映指標(biāo)效用價值、度量系統(tǒng)無序程度的熵值法確定指標(biāo)權(quán)重。熵值法是一種較為客觀的賦權(quán)方法，其本質(zhì)是利用指標(biāo)信息的價值系數(shù)來表示指標(biāo)的重要程度。熵值越大，表明信息越混亂，攜帶的有用信息越少，系統(tǒng)的無序程度越高、效用度越低，權(quán)重越小。反之，熵值越小，權(quán)重越大。其計算公式如下：

（3）綜合脆弱性測度

各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值與權(quán)重相乘加權(quán)求和即為綜合脆弱性

1.1.3 礦產(chǎn)資源型城市脆弱性評價等級劃分

通過礦產(chǎn)資源型城市綜合脆弱性計算結(jié)果并依據(jù)已有研究結(jié)果[21]，將礦產(chǎn)資源型城市脆弱性依次劃分為低脆弱度、較低脆弱度、中脆弱度、較高脆弱度、高脆弱度5級（表2）。其表征狀態(tài)分別為極好狀態(tài)、良好狀態(tài)、一般狀態(tài)、警戒狀態(tài)、危機狀態(tài)。

表2 礦產(chǎn)資源型城市脆弱性綜合評價分級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Multipurpose assessment and classification standards for vulnerability of mineral resource-based cities

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于《安徽統(tǒng)計年鑒》、《淮南統(tǒng)計年鑒》、《銅陵統(tǒng)計年鑒》、《馬鞍山統(tǒng)計年鑒》及各市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報；人居日生活用水量、供水綜合生產(chǎn)能力、建成區(qū)排水管道密度、人均城市道路面積由《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》得到；銅陵市部分年份萬元GDP電耗數(shù)據(jù)由全社會用電總量除以GDP得到，萬元GDP水耗由用水總量除以GDP得到，GDP換算為可比價，用水總量來源于安徽省水資源公報，個別數(shù)據(jù)根據(jù)相鄰年份值補齊。

2 結(jié)果分析

采用綜合指數(shù)評價法分別測度淮南市、銅陵市、和馬鞍山市近11年城市各子系統(tǒng)脆弱性指數(shù)以及綜合脆弱性指數(shù)。

2.1 分系統(tǒng)脆弱性

（1）資源脆弱性指數(shù)對比分析

從淮南-銅陵-馬鞍山市2007-2017年的資源脆弱性指數(shù)變化趨勢對比圖（見圖1）來看，三個城市的資源脆弱性指數(shù)在2007 ～ 2017年間均呈波動下降趨勢：淮南市2017年的資源脆弱性指數(shù)較2007年下降了0.09，銅陵市下降了0.09，馬鞍山市下降了0.12，可見3個城市中馬鞍山市資源脆弱性指數(shù)的下降幅度最大，淮南市與銅陵市基本相同。此外，就樣本期間三個城市的資源脆弱性指數(shù)平均值來看，淮南市為0.07，銅陵市為0.08，馬鞍山市為0.06，銅陵市＞淮南市＞馬鞍山市。

圖1 資源脆弱性Fig.1 Resource vulnerability

（2）生態(tài)環(huán)境脆弱性對比分析

從淮南-銅陵-馬鞍山市2007-2017年的生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)變化趨勢對比圖（見圖2）來看，研究期間均呈波動下降趨勢，淮南市2017年的資源脆弱性指數(shù)較2007年下降了0.10，銅陵市下降了0.06，馬鞍山市下降了0.09，銅陵市下降幅度最小。各市生態(tài)環(huán)境脆弱性指數(shù)平均值基本相同，分別為0.12、0.11和0.12，馬鞍山市=淮南市＞銅陵市。

圖2 生態(tài)環(huán)境脆弱性Fig.2 Vulnerability of ecological environment

（3）經(jīng)濟脆弱性對比分析

從淮南-銅陵-馬鞍山市2007-2017年的經(jīng)濟脆弱性指數(shù)變化趨勢對比圖（見圖3）可以看出，淮南市和銅陵市整體呈波動下降狀態(tài)，馬鞍山市2007 ～ 2011年呈波動變化狀態(tài)，2012 ～ 2017年呈下降趨勢，其下降幅度分別為0.04，0.02，0.07，銅陵市下降幅度最小。總體來說，三個城市的經(jīng)濟脆弱性變化趨勢較平緩，均值也基本相同，分別為0.12、0.13和0.13，銅陵市=馬鞍山市＞淮南市。

圖3 經(jīng)濟脆弱性Fig.3 Economic vulnerability

（4）社會脆弱性對比分析

從淮南-銅陵-馬鞍山市2007-2017年的社會脆弱性指數(shù)變化趨勢對比圖（見圖4）來看，樣本研究期間均呈下降趨勢，淮南市2017年的社會脆弱性指數(shù)較2007年下降了0.20，銅陵市下降了0.18，馬鞍山市下降了0.20，銅陵市下降幅度最小。均值分別為0.15，0.16，0.13，呈銅陵市＞淮南市＞馬鞍山市。

圖4 社會脆弱性Fig.4 Social vulnerability

2.2 綜合脆弱性

（1）綜合脆弱性指數(shù)分析

由表3和圖5可知，淮南市城市綜合脆弱性指數(shù)從2007年的0.68下降到2017年的0.26，銅陵市城市綜合脆弱性指數(shù)從2007年的0.63下降到2017年的0.28，馬鞍山市城市綜合脆弱性指數(shù)從2007年的0.69下降到2017年的0.21。從綜合脆弱性指數(shù)平均值來看，淮南市為0.47，銅陵市為0.48，馬鞍山市為0.45，銅陵市＞淮南市＞馬鞍山市。

表3 2007-2017年淮南-銅陵-馬鞍山市綜合脆弱性指數(shù)動態(tài)變化情況Table 3 Dynamic changes of multipurpose vulnerability index of Huainan-Tongling-Ma'anshan from 2007 to 2017

（2）綜合脆弱性等級評價

由表4和圖5可知，淮南市、銅陵市和馬鞍山市綜合脆弱性指數(shù)均呈下降趨勢，其脆弱性等級都經(jīng)歷了從較高脆弱度-中脆弱度-較低脆弱度的過程，總體表明，這三個資源型城市已由較高脆弱度向較低脆弱度過渡。

表4 2007-2017年淮南-銅陵-馬鞍山綜合脆弱性等級動態(tài)變化情況Table 4 Dynamic change of multipurpose vulnerability level of Huainan-Tongling-Ma'anshan from 2007 to 2017

圖5 綜合脆弱性圖Fig.5 Multipurpose vulnerability

（3）綜合脆弱性和各子系統(tǒng)占比分析

由圖6～8可知，淮南市、銅陵市和馬鞍山市2007～2017年社會脆弱性指數(shù)平均值均最大，其次為經(jīng)濟脆弱性和生態(tài)環(huán)境脆弱性，兩者之間較為接近，資源脆弱性最小。2014～2017年，淮南市經(jīng)濟脆弱性和生態(tài)環(huán)境脆弱性逐漸凸顯，2013～2017年銅陵市經(jīng)濟脆弱性逐漸凸顯，而馬鞍山市從2011年開始其經(jīng)濟脆弱性和生態(tài)環(huán)境脆弱性就已經(jīng)凸顯?？傮w而言，社會脆弱性在三個城市脆弱性指數(shù)中均占主導(dǎo)地位。

圖6 淮南市各子系統(tǒng)脆弱性占比Fig.6 Vulnerability ratio of each subsystem in Huainan City

圖7 銅陵市各子系統(tǒng)脆弱性占比Fig.7 Vulnerability ratio of subsystems in Tongling City

圖8 馬鞍山市各子系統(tǒng)脆弱性占比Fig.8 Vulnerability ratio of subsystems in Ma'anshan City

3 結(jié) 論

（1）淮南市、銅陵市和馬鞍山市城市綜合脆弱性指數(shù)均呈下降趨勢，由較高脆弱度向較低脆弱度過渡。各市子系統(tǒng)脆弱性也呈波動下降趨勢，其中，生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟脆弱性下降幅度緩慢。

（2）從綜合脆弱性指數(shù)平均值來看，銅陵市作為典型的衰退型資源城市，其平均指數(shù)最大，而作為再生型的馬鞍山市脆弱性指數(shù)最??；從下降幅度來看，馬鞍山綜合脆弱性指數(shù)下降幅度最大，銅陵市最小。

（3）從各子系統(tǒng)脆弱性指數(shù)平均值來看，不同類型的礦產(chǎn)資源型城市其子系統(tǒng)脆弱性指數(shù)均呈社會脆弱性＞經(jīng)濟脆弱性＞生態(tài)環(huán)境脆弱性＞資源脆弱性；從各子系統(tǒng)脆弱性指數(shù)下降幅度來看，社會脆弱性下降幅度最大，經(jīng)濟脆弱性下降幅度最小。

（4）科學(xué)測度資源型城市綜合脆弱性，探究礦產(chǎn)資源型城市脆弱性演變規(guī)律與特征，一定程度上克服了研究成果之間缺乏對比性的問題。但由于相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的限制，只進行了三個資源型城市的研究分析，未來將加大研究樣本的數(shù)量，總結(jié)礦產(chǎn)資源型城市脆弱性的發(fā)展過程與變化特征，為礦產(chǎn)資源型城市可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。