内蒙古区县城市韧性评价与分析.pdf

第46卷第7期2023年7月ARIDLANDGEOGRAPHYVol.46No.7Jul.2023doi：10.12118/j.issn.10006060.2022.537内蒙古区县城市韧性评价与分析宁静，朱冉，张馨元，陈凯（东北农业大学公共管理与法学院，黑龙江 哈尔滨150006）摘要：基于经济、社会和生态多维视角，利用熵权法、综合指数法、全局Moran s I指数，揭示20002019年内蒙古区县城市韧性的时空演变特征，并利用地理加权回归模型分析人类活动强度对区县城市韧性变化的影响。结果表明：（1）由于社会经济发展水平不断提高，20002019年内蒙古区县城市韧性水平持续增长。（2）内蒙古区县城市韧性水平空间分布差异明显，东部地区和中部地区县城市韧性水平明显高于其他盟市所在的区县。（3）人口密度、建设用地和夜间灯光数据等人类活动强度变化对内蒙古区县城市韧性水平变化具有显著影响。研究结果可为内蒙古区县的可持续发展提供参考，对丰富中国城市韧性领域研究具有重要实践和理论意义。关 键 词：区县尺度；城市韧性；人类活动强度；内蒙古文章编号：10006060（2023）07121710（12171226）城市作为较复杂的社会-生态系统之一，其可持续发展对实现中国经济社会的高质量发展具有重要的战略意义。伴随着社会经济的发展，中国各地城市化水平迅速提高，在高速的城市化发展过程中，城市面临的不确定性扰动越来越多1，在面临这些风险和未知时，有的城市能够及时应对，并寻求到更好的发展，然而有的城市却造成惨重的损失，导致这一现象的本质原因是城市韧性的内在差异2。城市韧性作为一种解决城市面临潜在风险的新路径3，不同学者对城市韧性的定义大不相同。生态学家Holling4认为生态韧性是生态系统在应对自然或者人为因素变化时所产生的持续应对性；Alberti等5认为城市韧性是城市在面临重组和新结构变化前，所能够承受的干扰最大值；Pickett等6认为城市韧性是系统在变化时进行调整的能力；Brown7认为城市韧性是指能够有效应对气候变化以及在遇到灾难性事件时的承受能力。综上，本文认为城市韧性是指城市系统在面临干扰时适应、维持和恢复的能力8。目前，中国学者已从不同角度对中国城市的韧性进行评价，研究尺度主要集中在省域、市域以及各城市群水平上，如王光辉等9以风险矩阵为主要理论，从经济韧性、社会韧性、生态韧性、生活韧性以及灾害韧性等角度对中国城市韧性进行评价；冯洁瑶等10从城市韧性中的经济韧性、社会韧性、生态韧性和基础设施韧性4个维度探讨经济发展水平和环境压力对山西省11个地级市的城市韧性的影响；修春亮等11从规模韧性、密度韧性和形态韧性角度对大连市城市韧性进行评估；孙久文等12对黄河流域城市群的经济韧性进行评价。从区县尺度对少数民族地区城市韧性评价研究相对较少，而2022年中央1号文件指出要加强县城商业体系建设和县城基本公共服务统筹，所以要充分利用区县城市在统筹城乡发展的纽带作用13，促进区县城市发展。近年来，内蒙古整体发展水平不断提高，作为重要的少数民族聚集区，内蒙古的科学教育和医疗卫生水平稳步提高、交通发展走向完善、就业等社会保障逐步走向均衡。虽然近20 a内蒙古城市综合发展水平越来越完善，但是如何加强产业升级，吸引高层次人才就业，改善生态环境等问题是未来内蒙古区县城市发展的关键，因此对内蒙古区县水平的城市韧性进行测度并分析影响因素，可为内蒙古收稿日期：2022-10-18；修订日期：2022-11-23基金项目：国家自然科学基金项目（41971217）资助作者简介：宁静（1978-），女，博士，副教授，主要从事土地生态与3S技术应用研究.E-mail:通讯作者：朱冉（1996-），女，硕士研究生，主要从事土地生态与城市韧性研究.E-mail:46卷区县的可持续发展提供参考，对丰富中国城市韧性领域研究具有重要实践意义和理论意义。1研究区概况内蒙古地处中国北部，呈东西狭长型走向，横跨中国东、中、西部（37245323N、971212604E），2019年全区城镇化率已经达到63.4%，中国北方典型的农牧交错生态脆弱区14、东北林草交错生态脆弱区15和西北荒漠绿洲交错生态脆弱区16在内蒙古均有分布，地区生态环境脆弱问题凸显。内蒙古占地面积为118.3104km2，但是截至2019年末，全区人口总量仅为2400104人，属于地广人稀典型地区。根据政府网站可知内蒙古共12个地级市，103个县级行政单位，其中鄂尔多斯市康巴什区和呼伦贝尔市满洲里市扎赉诺尔区为2010年后建立的县级行政单位，为保证评价结果的连续性与稳定性，不将其放入评价范围内。鉴于此，从经济、社会和生态韧性3个角度对内蒙古101个区县城市韧性进行评价，探讨内蒙古20002019年区县城市韧性水平及其演变特征并分析人类活动强度对区县城市韧性演变产生的影响。2数据与方法2.1 数据来源社会经济数据来源于2001、2011年和2020年内蒙古统计年鉴；造林面积数据来源于 2001、2011 年和 2020 年 中国林业和草原统计年鉴；20002019年土地利用数据下载自中国科学院资源环境科学数据中心（http:/）；20002019年PM2.5数据下载自华盛顿大学（圣路易斯分校）的数据平台（https:/sites.wustl.edu/acag/datasets/surface-pm2-5/）；20002019年植被净初级生产力（NPP）数据为 MODIS17Q3 产品，归一化植被指数（NDVI）数据为MODIS13Q1产品（https:/lpdaac.usgs.gov）；夜间灯光数据为基于DMSP/OLS和NPP/VIIR数据结合修正得到的20002019年的连续夜光数据（https:/dataverse.harvard.edu/）。2.2 指标选择基于内蒙古经济、社会及生态发展特点并结合相关学者研究，一共选取21个指标（表1）对内蒙古区县城市韧性进行评价。其中，经济韧性维度选择地方GDP、第三产业GDP占地方GDP比重、社会消费品零售总额、粮食产量、肉类产量、油料产量、规模以上工业企业总产值、规模以上工业企业个数8个指标17-21；社会韧性维度选取中小学学校数、公路里程、医疗卫生机构床位数、医疗卫生机构技术人员、在岗职工数、公共财政支出和公共财政收入7个指标1,22-24；生态韧性维度选取造林面积、生态系统服务价值、植被NPP、NDVI和PM2.5浓度和绿色空间面积6个指标25-29。2.3 研究方法2.3.1 标准化处理 因原始数据具有不同的计量单位以及量纲尺度，为了消除量纲和数值间的差异，因此要对原数据进行标准化处理：正向指标标准化处理：Yij=Xij-XminXmax-Xmin（1）负向指标标准化处理：Yij=Xmax-XijXmax-Xmin（2）式中：Yij为原始数据进行标准化处理后的数值；Xij为指标的实际值；Xmin为该指标序列的最小值；Xmax为该指标序列的最大值。2.3.2熵权法在进行区县城市韧性评价时，需要确定所选评价指标的权重，采取熵权法来计算指标权重：Pij=Yiji=1nYij（3）Ej=-i=1nPijlnPijln()n（4）Dj=1-Ej（5）Wj=Djj=1mDj（6）式中：Pij为第j项指标下第i个城市指标值所在的比重；n为内蒙古区县总数；Ej为第j项指标的熵值；Dj为第j项指标的冗余度；Wj为j项指标的权重；m为指标数。2.3.3城市韧性评价城市韧性是城市经济系统、生态系统和社会系统3个维度相互作用，面对不确定风险时的应对能力，计算公式如下：RES=j=1mWjYij（7）式中：RES为区县城市韧性指数。12187期宁静等：内蒙古区县城市韧性评价与分析2.3.4 全局Moran s I指数I=i=1nj=1nWij()xi-x S2i=1nj=1nWij（8）式中：xi为区县城市韧性综合指数；S2为城市韧性综合指数所对应的方差；x 为区县城市韧性指数的平均值；Wij为区县之间的空间权重；I为全局Moran s I指数，指的是某属性在空间分布上呈现出的整体相关性。I的取值范围为-1,1，I值越趋近于1表示空间正相关性越强；I值越趋近于-1表示空间负相关性越弱；I值为0，表示某属性在空间不具有相关性。采用Z值对Moran s I进行统计性检验；Z()I=I-E()IVar()I（9）式中：Z()I 为Z值；E(I)为数学期望；Var(I)为变异系数。2.3.5 地理加权回归 人类活动强度是指人类活动对区域发展变化产生作用程度的指标，能够客观地指出人类活动对陆地表层的利用、改造和开发程度。随着社会经济的发展以及人们生产生活方式的转变，人类改造自然的程度不断扩大，对城市结构产生深刻影响。因此，依据陈泓瑾等30提出的能够代表人类活动强度的指标，选取人口密度、夜间灯光数据以及建设用地面积3个指标，运用地理加权回归（GWR）模型分析人类活动强度对内蒙古20002019年区县城市韧性水平变化产生的影响，公式为：yi=0()mi,ni+j=1nj(mi,ni)xij+i（10）式中：yi为区县的因变量解释值；(mi,ni)为第i个区县的中心地理坐标；j(mi,ni)为变量xij连续函数j(m,n)在第i个区县的单元的值；i为随机误差项。3结果与分析3.1 区县城市韧性水平时空演变特征根据所建立的区县城市韧性评价指标体系和评价方法，对内蒙古101个区县城市韧性水平进行表1 内蒙古区县城市韧性评估指标体系Tab.1 Index system for urban resilience assessment of districts and counties in Inner Mongolia一级指标城市韧性二级指标经济韧性社会韧性生态韧性三级指标地方GDP/104元第三产业GDP占地方GDP比重/%社会消费品零售总额/104元粮食产量/t肉类产量/t油料产量/t规模以上工业总产值/104元规模以上工业企业个数/个中小学学校数/所公路里程/km医疗卫生机构床位数/张医疗卫生机构技术人员/人在岗职工数/人公共财政支出/104元公共财政收入/104元造林面积/hm2生态系统服务价值/108元植被净初级生产力（NPP）/g Cm-2a-1归一化植被指数（NDVI）PM2.5浓度/gm-3绿色空间面积/km2指标含义地方综合发展水平产业发展结构居民消费水平农业发展水平（粮食作物）牧业发展水平农业发展水平（经济作物）工业发展水平第二产业发展规模义务教育保障情况交通基础医疗保障情况医疗技术水平存在劳动关系的从业人员财政对社会的保障程度政府社会保障能力生态环境改善程度生态质量水平生态系统健康情况植被覆盖水平空气污染程度生态系统供给能力权重0.056990.015700.066070.069360.062290.085960.067580.062430.034490.023770.050290.048010.052040.033370.038590.055950.058790.062030.010940.010590.03390121946卷评价，分别得到 2000、2010 年和 2019 年区县城市韧性评价指数，运用ArcGIS 10.7中的自然断点法对城市综合韧性进行分等定级，将内蒙古区县城市韧性水平主要分为以下 4 类：I 类（0.1039），II类（0.10400.1685），III 类（0.16860.2573），IV 类（0.25740.5192）。3.1.1 时间演变规律 20002019年内蒙古区县城市韧性水平整体得到优化和提升，区县城市韧性综合指数平均值由0.1331提升为0.1685，城市韧性综合水平增长40%，具有较高韧性水平的区县同时具有较强的抗干扰性。101个区县提升速度最快的是准格尔旗，城市韧性水平由0.1377增加为0.4199，而东河区城市韧性水平虽然一直处于III类，但20 a间城市韧性水平一直呈现递减的趋势，2000、2010年和 2019 年东河区城市韧性水平分别为 0.2462、0.2441和0.2018。通过桑基图（图1）可以看出，2000年I类区县的城市韧性水平在2019年大部分优化到II类和III类城市韧性水平，很难跃迁到IV类城市韧性水平。20002010年I类和II类区县数由77个减少至 58 个，III 类和 IV 类区县数由 24 个增加到 43个；20102019年I类区县数由28个变为15个，II类和III类区县数量变化比较平稳，IV类区县数由12个增加至21个。这一变化产生的原因主要是20 a间内蒙古区县经济环境、社会环境和生态环境逐步变好，经济上，20002009年101个区县地方GDP总值由1741108元增加到16860108元，工业企业生产总值由413.2108元增长为6192108元，同时内蒙古作为中国重要的农牧业产地，粮食和肉类产量随着科学技术水平不断完善提升明显；社会上，地方财政支出由108.5108元提高至3007108元，医疗卫生机构、学校和交通道路等公共基础设施建设水平逐步完善；生态上，生态系统服务价值总量、植被NPP和NDVI在20 a间不断提高，但是造林面积和绿色空间面积逐步递减，区县PM2.5浓度呈波动变化，20002010 年 PM2.5浓度增加，20102019 年 PM2.5浓度减少，因此未来内蒙古区县城市的发展可从保护和改善生态环境角度进一步提高。3.1.2 空间演变规律（1）区县城市韧性全局自相关分析利用Geoda软件中的空间分析工具，得出内蒙古区县2000、2010年和2019年的城市韧性水平的Moran s I指数（表2），从表中可以看出，20002019图1 内蒙古101个区县城市韧性等级变化桑基图Fig.1 Sankey map of urban resilience grade change in 101 districts and counties of Inner Mongolia12207期宁静等：内蒙古区县城市韧性评价与分析年Z2.5831，且P0.01，内蒙古区县城市韧性全局Moran s I指数显著的通过了Z统计量检验，从而可以得知区县城市韧性之间呈现出显著的空间相关性；并且3个年份的全局Moran s I指数均为正数，说明内蒙古区县城市韧性在空间上呈现正相关关系，即区县城市韧性指数不论高低，在空间上都呈现出集聚的特征。从时间上看，20002019年全局Moran s I指数呈现波动变化的趋势，20002010年全局Moran s I指数呈现下降的趋势，表明区县城市韧性在空间上的集聚趋势有所下降；20102019年全局Moran s I指数逐步增长，说明在这10 a间城市韧性在空间上的集聚趋势愈加明显。（2）城市韧性水平空间区域差异明显2000、2010年和2019年区县城市韧性水平空间分布差异明显，城市韧性水平为III类和IV类的区县主要集中分布于东部地区的通辽市、赤峰市、兴安盟和呼伦贝尔市以及中部地区的呼和浩特市、包头市和鄂尔多斯市，其他区县城市韧性类别虽有所提升，但与上述区域存在一定差异（图2）。产生这种现象的主要原因可以概括为：经济、生态基础加持下的政策倾斜。其中在“全面振兴东北老工业基地”和东北地区振兴计划 的规划范围中都将内蒙古东部地区4个盟市划入，4个盟市中呼伦贝尔市区县受生态韧性的影响大于其他韧性，产生这一现象的原因是呼伦贝尔市拥有中国最大的草原呼伦贝尔草原，同时还是中国最大的林区东北林区的三大腹地之一；中部地区的3个盟市不仅是呼（和浩特）包（头）鄂（尔多斯）榆（林）城市群的核心城市，还分别是内蒙古对外经济联系的重要支点、最大的工业城市和内蒙古发展最快的城市。因此，以上2个地区区县城市韧性水平高于内蒙古其他区县。表2 2000、2010年和2019年内蒙古区县城市韧性全局Moran s I指数Tab.2 Global Moran s I index of urban resilience indistricts and counties of Inner Mongoliain 2000,2010 and 2019年份200020102019全局Moran s I指数0.32010.23250.2587Z5.37223.92344.2957P0.00000.00010.0000注：该图基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2019)1822号的标准地图制作，底图边界无修改。下同。图2 2000、2010年和2019年内蒙古城市韧性Fig.2 Urban resilience of Inner mongolia in 2000,2010 and 2019122146卷3.2 人类活动强度对内蒙古区县城市综合韧性的影响2000、2010年和2019年GWR模型分析结果显示（表3），校正决定系数（Adjusted R2）分布在0.650.75 之间，均大于 0.50，表明所选模型能在 65%75%的程度上解释人类活动强度对内蒙古区县城市韧性综合水平的影响。3.2.1 人口密度对区县城市韧性的影响 人口密度作为衡量人口分布地区的差异的重要指标，是地区发展重要的属性和特征。从人口密度回归系数来看（图3ac），2000年和2010年区县人口密度对城市韧性的影响西部高于东部，影响较高的地区人口密度普遍偏低，产生这一影响的原因主要是西部地区区县面积较大，交通不便，难以产生人口集聚从而推动城市发展水平提升。2019年较2010年人口密度对城市韧性水平影响较高的地区逐步转移到中部地区区县，并且区县城市韧性均处于III类和IV类，这表明10 a间人口密度对城市韧性水平较高的区县的影响程度增强。这表明人口密度的不断提升可以提高地区人力资本与劳动生产率，使得该地区区县的经济、社会和生态建设与人口密度的变化相匹配，促进城市韧性水平的不断提高。3.2.2 夜间灯光指数对区县城市韧性的影响 从夜间灯光指数的回归系数来看（图3df），夜间灯光指数对区县城市韧性的影响强度低于人口密度和建设用地对其所产生的影响，20002019年夜间灯光表3 2000、2010年和2019年地理加权回归（GWR）模型结果Tab.3 GWR model results in 2000,2010 and 2019年份200020102019R20.800.660.80Adjusted R20.750.650.75AICc-379.22-311.52-320.99注：R2为多重决定系数；Adjusted R2为校正决定系数；AICc为赤池信息标准。图3 内蒙古区县人类活动强度对区县城市韧性影响Fig.3 Impact of human activity intensity on the urban resilience of districts and counties in Inner Mongolia12227期宁静等：内蒙古区县城市韧性评价与分析指数对城市韧性水平产生影响的区县数量缩小，并向东部地区转移。夜间灯光数据在一定程度上可以反应区县人类活动的范围。2000年夜间灯光指数对区县城市韧性水平均为负向影响，西部地区受影响程度最强，这表明西部地区区县人类活动范围对城市韧性水平的提升产生重要影响；2010年和2019年夜间灯光指数对区县城市韧性水平均为正向影响，东部地区通辽市和赤峰市区县城市韧性水平受夜间灯光指数的影响高于其他地区，由此可知东部地区通辽市和赤峰市区县人类活动范围的不断扩大促进了区县城市韧性水平的提高。3.2.3 建设用地面积对区县城市韧性的影响 从建设用地的回归系数来看（图3gi），建设用地面积对区县城市韧性综合水平具有正向促进作用。随着时间的演变，建设用地对区县城市韧性水平的影响区域逐渐变少，但是影响强度逐渐提高。2000年和2010年建设用地面积对东部地区区县城市水平的影响较大，主要原因是内蒙古东部地区区县土地面积较大，但是开发强度不高，因此在这一时期建设用地面积是影响其城市韧性水平的重要原因。与2010年相比，2019年建设用地面积对内蒙古区县城市韧性综合水平影响的区县数量大幅度减少，在2019年建设用地面积影响最大的区域城市韧性水平相对较低，主要是由于城市韧性水平较高的地区其建设用地面积的扩张已经趋于饱和，因此对其影响较小，但是城市韧性水平较低的城市，开发水平往往处于落后状态，因此在此时城市的建设发展对其具有重要的影响。4讨 论总体来看，内蒙古区县20 a间城市韧性水平不断提高，但是空间分异仍然较为明显，这与区县发展基础及现状基本吻合，经济韧性对内蒙古区县城市韧性水平提高的决定性高于社会韧性和生态韧性。2000年和2019年区县城市韧性水平受人类活动强度的影响高于2010年。本文与以往研究9-12相比，从区县尺度对内蒙古城市韧性进行评价与分析，丰富了城市韧性的研究体系。人类活动强度多用于分析生态系统与气候变化30，但是随着社会经济的发展与人们思想方式的转变，人类活动强度已经对城市结构产生重要影响，本研究表明：人类活动强度对城市韧性水平的变化具有显著影响。为规避突发公共卫生事件对区县城市韧性产生的不良影响，将研究时间定为新冠疫情之前，未来研究中可将后疫情时代区县城市韧性进行评价，对比分析突发公共卫生事件对区县城市韧性所产生的影响。同时由于指标获取的局限性，指标体系构建的全面性应该进一步加强，未来研究会一步结合组织韧性和制度韧性对内蒙古区县城市韧性进行评价。5结论与建议5.1 结论本文以内蒙古全域101个区县为研究单元，利用统计数据和遥感数据，从经济、社会和生态3个角度建立评价指标体系，利用ArcGIS 10.7软件从区县单元角度对城市韧性时空演变特征进行评价与分析，并运用GWR模型分析人类活动强度对城市韧性水平的影响，主要得出以下结论：（1）时间尺度上，随着“山水林田湖草一体化”的发展观日益完善落地，西部开发政策的不断倾斜，内蒙古在短短20 a间社会经济快速发展，生态环境逐步改善，内蒙古区县城市韧性水平也随之不断提升，I类城市韧性水平的区县数量明显减少，III类和IV类区县数量逐步增多；20 a间经济韧性水平提升幅度最大，社会韧性和生态韧性次之，但跨越式的韧性跃迁尚不明显，说明城市韧性的阈值特征明显，因此，科学推进不断积累是城市韧性稳步发展的合理化路径。（2）空间分布上，内蒙古区县城市韧性之间呈现出显著的空间正相关性，说明城市韧性具有明显的区域辐射性，分区发展是整体提高内蒙古城市韧性水平的有效手段。内蒙古东中西部经度跨度较大，使得区域间呈现出城镇联系碎片化和发展水平非均衡性等特点32，城市韧性水平空间差异明显，东部地区的通辽市、赤峰市、兴安盟和呼伦贝尔市以及中部地区的呼和浩特市、鄂尔多斯市和包头市所在的区县城市韧性水平相对较高，各时间结点均表现为中心韧性高、外围韧性低的特征。（3）选取人口密度、夜间灯光指数以及建设用地面积3个指标对区县城市韧性水平的变化均具有显著影响，其中人口密度和建设用地面积对城市韧122346卷性影响程度大于夜间灯光指数。5.2 建议（1）内蒙古东西狭长，经度跨度大，区县间城市发展带动作用有限，未来应该加强基础设施建设，完善交通道路网络体系，提升县城综合服务能力，完善区县产业体系和增强县城辐射带动作用，推动构建区县间经济、社会以及生态的一体化发展并促进韧性城市的建设。（2）内蒙古作为中国重要的少数民族聚集区，人口构成复杂，语言多样，因此在城市发展的过程中要尊重不同文化差异，针对区县发展特点，从经济、社会和生态等方向制定符合民族地区发展的相应政策。（3）研究表明人类活动强度是影响区县城市韧性发展的重要因素，未来内蒙古区县韧性城市的建设应该考虑人类活动的变化，促进城市可持续发展。参考文献（References）1张明斗,冯晓青.中国城市韧性度综合评价J.城市问题,2018(10):27-36.Zhang Mingdou,Feng Xiaoqing.Research on evaluation of urban resilience of ChinaJ.Urban Problems,2018(10):27-36.2邵亦文,徐江.城市韧性:基于国际文献综述的概念解析J.国际城市规划,2015,30(2):48-54.Shao Yiwen,Xu Jiang.Understanding urban resilience:A conceptual analysis based on integrated international 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