【城市结构韧性测度体系分析11000字（论文）】

城市结构韧性测度体系分析目录TOC\o"1-3"\h\u7640城市结构韧性测度体系分析 [59]。其中，引力模型的计算公式定义为：3-（10）其中，、代表不同城市在不同维度下的韧性水平；为两城市之间的“距离”，文章采用最短公路交通里程距离进行测算。表示为地区和地区之间的引力，越大，表明两城市的引力越强，城市联系越紧密。上式中的表征两城市之间的空间关联强度，由构成的关联强度矩阵可以刻画出城市的空间关联水平。网络中节点代表城市，连边代表城市之间的关联强度，节点和连边共同构成城市关联网络。为防止相对微弱的关联关系影响网络整体分布，需对关联强度进行二值化处理。将完全网络转化为非均匀网络，二值化准则为：3-（11）其中，为设置的阈值，对网络结构进行简化得到邻接矩阵，从而构建经济、社会、生态三个维度的城市关联网络。城市结构韧性测度分析为明确我国各地区结构韧性的分项特征、综合水平以及空间差异，文章将我国31个省会城市作为样本，测度在经济、社会、生态三个维度下城市结构韧性的空间特征及演变趋势。样本期确定为2011-2018年，研究采用年度数据。各指标数据均取自于2012-2019年的《中国城市统计年鉴》、各省会城市统计年鉴及国民经济发展统计公报，个别数据缺失采用插值法补齐，由于拉萨市部分指标数据缺失，缺失指标予以剔除。属性指标权重用熵值法计算得到经济、社会、生态环境三个维度下各属性指标权重如表3.2。表3.22011-2018年省会城市属性指标权重二级指标城市属性指标指标权重ECO经济韧性综合指标(0.3562)人均地区生产总值（元）0.05836第三产业占比（%）0.05750人均储蓄存款余额（元）0.05738公共财政预算支出（亿元）0.06041当年实际外商直接投资额（万美元）0.06135城市货运总量（万吨）0.06122SOC社会韧性综合指标(0.3559)非农业就业比重（城镇单位）（%）0.05881固定互联网用户数（户）0.06110普通高等院校在校生人数（万人）0.06111每万人拥有医生数（人）0.05653医院卫生床位数（万）0.06108市辖区万人拥有公共汽车数量（辆）0.05726ENV生态韧性综合指标(0.2879)建成区绿化覆盖率（%）0.05818市辖区人均绿地面积（平方米）0.05562工业废水排放量（万吨）0.05696工业二氧化硫排放量（吨）0.05734工业固体废物综合利用率（%）0.05979由表3.2计算得出，经济韧性占城市韧性总比重的35.62%，社会韧性权重占比为35.59%，生态韧性占比28.79%。经济保障能力和社会发展潜能占城市总体韧性比重较高，由于生态环境属性指标选取数量较少，使得生态韧性所占权重略低于经济韧性和社会韧性。从表3.2可以看出，就属性指标而言，公共财政预算支出、当年实际外商直接投资额、城市货运总量、固定互联网用户数、普通高等院校在校生人数和医院卫生床位数6个指标所占权重相对较大，对于综合评价城市韧性的影响较大。基于上述属性指标权重，计算我国省会城市不同年份的城市韧性，得到2011-2018年省会城市韧性变化趋势及综合排名（表3.3）。表3.32011-2018年省会城市韧性综合测算城市20112012201320142015201620172018均值上海1.551.641.721.771.771.841.882.021.77北京1.391.491.601.621.721.782.001.991.70广州1.411.491.661.631.541.611.651.711.59重庆1.411.251.291.331.411.531.541.691.43天津1.071.161.271.521.581.571.281.241.34成都1.001.101.231.181.221.251.401.461.23武汉0.971.041.111.171.211.291.271.381.18南京1.021.041.071.081.071.141.191.231.11杭州0.910.951.031.031.111.191.261.311.10西安0.860.920.991.091.071.051.061.101.02长沙0.830.870.930.971.011.091.181.251.02郑州0.770.820.890.921.011.091.161.230.99乌鲁木齐0.830.790.820.851.310.900.991.040.94济南0.810.850.880.900.950.980.991.040.92合肥0.780.810.860.900.920.941.041.070.92沈阳0.870.920.940.890.880.880.910.950.90昆明0.720.860.840.880.890.900.950.990.88南宁0.820.900.860.880.870.880.900.940.88福州0.730.770.840.850.870.900.930.940.86哈尔滨0.820.760.800.820.870.890.910.950.85长春0.710.790.790.850.850.890.940.890.84石家庄0.710.710.800.760.820.880.961.010.83太原0.720.760.790.790.820.840.870.920.81南昌0.710.740.770.800.800.820.890.930.81贵阳0.630.660.730.770.820.850.910.950.79呼和浩特0.630.690.770.760.800.840.860.910.78兰州0.610.660.680.710.750.800.830.850.74银川0.640.670.720.720.740.760.770.780.73海口0.630.650.700.710.730.730.870.770.72西宁0.630.700.610.670.720.730.740.750.69拉萨0.640.560.560.660.670.650.700.700.64由表3.3可以看出，总体而言，2011-2018年间我国省会城市韧性呈波浪式上升趋势，全部城市在期末年份韧性水平均高于期初年份韧性水平，表明我国省会城市韧性水平逐步提升，城市应对不确定性外部风险的保障能力有所升高。具体来看，上海、北京、广州等一线城市韧性最强，与其经济增速较高、高新技术产业优势凸显、基础设施完善密不可分；重庆、武汉、成都等中西部地区韧性水平紧随其后，主要因为该部分区域高等院校及科研院所数量较多，人才引进政策加速推进，促进地区经济转型升级，使得城市在面对外部环境扰动时其强大的资源禀赋能够较快实现自我修复并拓展新的增长路径。然而，西北部地区如西宁、拉萨等城市韧性较差，由于其经济基础薄弱、政策干预滞后性以及不适度性明显，导致该地区抵御外部风险的能力较弱，其经济实力不足以支撑城市快速从冲击中脱离，或将陷入停滞状态。以上为经济、社会、生态三个维度下各属性指标所占权重以及各年末城市韧性的综合指标值。由于观察期时间跨度较大，各年份的城市韧性指标值及综合排名均有变化，为探究不同时期内省会城市在不同维度下结构韧性变化情况及空间差异，文章基于“十二五”规划和“十三五”规划执行时间将2011-2015年及2016-2018年作为观察期的两个时间切片，分别构造经济、社会、生态空间关联网络。多维城市网络构建结果基于引力模型公式，分别根据经济韧性综合指标（ECO）、社会韧性综合指标（SOC）及生态韧性综合指标（ENV），计算城市间的经济引力、社会引力及生态引力值。其中，两城市之间的“距离”采用最短公路交通里程距离进行测算；临界值则根据城市经济关联矩阵、社会关联矩阵和生态关联矩阵中元素的均值作为阈值。从而构建两时间切片的城市经济关联网络（见图3.1）、城市社会关联网络（见图3.2）及城市生态关联网络（见图3.3）。其中，节点颜色按度值排序，颜色越亮代表度值越大。聚集系数0.567节点数量31网络集中化程度0.447网络密度0.215孤立节点数量5网络异质性0.871a.2011-2005年聚集系数0.769节点数量31网络集中化程度0.507网络密度0.359孤立节点数量2网络异质性0.642b.2016-2018年图3.12011-2018年省会城市经济关联网络演化由图3.1可以看出，2011-2015年，经济关联网络聚集系数为0.567，进入“十三五”规划期后，整体网络的聚集系数上升至0.769，表征节点的邻接点之间相互连接程度呈上升趋势，且网络整体具有明显的聚类效应。网络密度由0.215上升至0.359，其变化趋势与聚集系数的变化趋势相同，表示网络实际存在连边数量上升。网络集中化程度(Networkcentalization)由“十二五”时期0.447上升至0.507。整体网络结构参数提高的主要原因是由于“十三五”时期发展目标较前期不同，尽管经济增速有所放缓，但产业结构调整力度加大，技术研发、商业模式不断创新，经济发展平衡性、包容性及协同性明显提高，使得网络中城市节点间经济关联强度明显提升。值得关注的是，2011-2015年经济关联网络中存在五个孤立节点，分别为兰州、银川、西宁、乌鲁木齐和拉萨；2016年后，经济关联网络中仅存在2个孤立节点：乌鲁木齐和拉萨，其余孤立节点与其他城市建立了经济关联关系。聚集系数0.735节点数量31网络集中化程度0.395网络密度0.297孤立节点数量2网络异质性0.638a.2011-2005年聚集系数0.773节点数量31网络集中化程度0.399网络密度0.394孤立节点数量2网络异质性0.583b.2016-2018年图3.22011-2018年省会城市社会关联网络演化由图3.2可以看出，观察期内我国省会城市社会关联网络的聚集系数从0.735上升至0.773，这表明城市节点的邻居节点间相互关联程度均处于较高水平，远超完全随机网络的聚类系数水平，表明社会关联网络存在较强聚类效应。网络密度和网络集中化程度均有不同程度的提升，表征城市的社会保障能力和发展潜能有所升高，节点间的相互关联程度密切，能够有效保障城市社会系统有效运转。网络异质性与其余结构参数变化趋势不同，2011-2015年，社会关联网络的异质性水平为0.638，进入“十三五”时期后，网络中任意两节点的度值之差有所下降，网络异质性水平降低。由此可见，“十三五”时期一系列政策红利促进城市网络社会结构韧性水平提升，网络中城市节点间相互关联强度升高。通过分析网络中孤立节点可知，观察期内社会关联网络的孤立节点均为乌鲁木齐和拉萨，表明二者的社会保障能力较差，游离于社会关联网络结构之外。聚集系数0.693节点数量31网络集中化程度0.3网络密度0.286孤立节点数量0网络异质性0.480a.2011-2005年聚集系数0.689节点数量31网络集中化程度0.269网络密度0.348孤立节点数量0网络异质性0.434b.2016-2018年图3.32011-2018年省会城市生态关联网络演化由图3.3可以得知，观察期内我国省会城市的生态关联网络聚集系数总体稳定。尽管生态关联网络的聚集效应较强，但与社会关联网络以及“十三五”时期的经济关联网络仍存在一定差距。网络密度有所升高，异质性水平回落，表明节点间相互关联强度上升，节点度值的差异性下降。这表明进入“十三五”规划期后，以改善环境质量为核心的生态环保发展目标取得阶段性进展，城市绿地覆盖率有所升高，污废、固废等排放量减少，生态关联网络结构更加紧密，网络中不存在孤立节点。以上为观察期内三个不同维度的城市关联网络及结构参数。就结构参数而言，三个网络在不同时期内的聚集系数均较高，网络中节点的邻接点相互关联的可能性较大，闭三点组数量较多，表征经济、社会和生态关联网络均存在较强的聚类效应。进入“十三五”时期后，城市关联网络的结构紧密性有所提升，表现为网络密度增强，孤立节点数量下降。就整体网络结构而言，经济、社会、生态关联网络在不同时间切片下的总体结构均呈现以核心城市为主导的“核心—边缘”式结构特征，不同关联网络的核心节点有所不同。具体来看，在经济关联网络中，北京、上海等一线城市在网络中处于核心地位，其经济发展水平和经济关联强度远超其余城市；在社会关联网络中，重庆和武汉社会保障能力较强，与其余城市关联强度更加紧密；在生态关联网络中，南京处于核心节点地位，与其余省会城市的生态关联性最强。城市结构韧性综合特征基于第一节选取的结构韧性参数指标，从经济、社会、生态三个维度测算2011-2018年各省会结构韧性水平及城市排名，得到表3.4-3.9。表3.4城市经济结构韧性测算结果2011-2015年2016-2018年城市经济传递性经济多样性经济中心性经济传递性经济多样性经济中心性北京0.780.7269180.881.271024天津0.780.7269180.801.146321石家庄0.500.286150.640.733412太原0.510.348460.610.638710呼和浩特0.490.223740.560.40226沈阳0.500.232340.520.39575长春0.480.283940.520.39575哈尔滨0.330.094710.520.39575上海0.780.7656190.851.215123南京0.610.4474100.670.804314杭州0.630.5119110.700.875316合肥0.510.296860.640.694612福州0.490.165630.600.55279南昌0.510.273250.620.658111济南0.510.324860.620.671011郑州0.570.432390.680.830115武汉0.660.5441130.740.963518长沙0.580.374280.680.845215广州0.680.6710140.741.038718南宁0.410.060310.550.39575海口0.410.060310.500.24093重庆0.660.5721130.901.348425成都0.600.458190.650.800013贵阳0.450.182830.600.61299昆明0.410.131220.510.30754西安0.540.337770.670.843014兰州0000.550.39145西宁0000.490.17212银川0000.540.26454乌鲁木齐000000拉萨000000表3.5经济结构韧性城市排名经济传递性经济多样性经济中心性排名前五位2011-2015年2016-2018年2011-2015年2016-2018年2011-2015年2016-2018年北京重庆上海重庆上海重庆上海北京北京北京北京北京天津上海天津上海天津上海广州天津广州天津广州天津武汉武汉重庆广州武汉武汉经济传递性经济多样性经济中心性排名后五位兰州昆明兰州银川兰州银川西宁海口西宁海口西宁海口银川西宁银川西宁银川西宁乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐拉萨拉萨拉萨拉萨拉萨拉萨根据表3.4分析可知，进入“十三五”规划期后，我国省会城市的经济传递性均有所上升，节点平均路径长度缩短，表征城市节点在经济关联网络中进行要素流的扩散能力增强，资金、信息等要素互换速度提高，当城市面对不确定性外部冲击的干扰时，城市抵御冲击、适应冲击并从中恢复其结构路径的能力增强，即城市经济结构韧性水平提升。经济多样性随时间变化的上升态势与传递性相同，节点平均独立路径数量增多，抗毁性增强，当节点间某条路径遭受攻击时，其中一节点可以通过其余路径到达另一节点，表征面临危机时城市能够重新进行资源配置以拓展新的经济增长路径的能力增强。经济中心性的变化趋势与前两者相同，节点重要程度增强，网络结构更加紧密。进一步分析，由表3.5可知，经济结构韧性的城市排名随时间变化差异不大。在“十二五”规划期内，北京和上海经济结构韧性最强，无论是传递性、多样性还是中心性均处于领先地位。进入“十三五”时期后，重庆经济结构韧性跃居第一，与其余城市进行要素传输的速度加快，节点重要程度和抵御外部冲击的抗毁能力均有所上升，这是由于重庆人均地区生产总值增长较快及公共财政预算支出体量较大所致。通过观察发现，武汉经济结构韧性总体实力较强，排名仅次于北京、上海、广州等一线城市，表征武汉能够积极应对不断变化的外部环境，促进与其余城市的资源互换，加速城市间学习创新，增强对外部冲击的抵御力。西部地区如银川、拉萨等地经济发展起步较晚，尽管近年来政策倾斜使其发展向好，但协同性与联动性仍较差，经济结构韧性始终处于低位。表3.6城市社会结构韧性测算结果2011-2015年2016-2018年城市社会传递性社会多样性社会中心性社会传递性社会多样性社会中心性北京0.740.9549180.781.206520天津0.650.7936140.670.941915石家庄0.540.569990.650.864514太原0.580.561390.650.881714呼和浩特0.450.309740.530.51837沈阳0.450.348440.500.51836长春0.440.281730.460.29253哈尔滨0.440.281730.460.29253上海0.680.7764150.741.058118南京0.640.7075130.720.993617杭州0.640.7075130.700.941916合肥0.620.6538120.720.993617福州0.490.400060.580.662410南昌0.540.554990.600.698911济南0.620.6667120.721.021517郑州0.680.7656150.781.163520武汉0.720.8409170.761.107519长沙0.570.6301110.721.038717广州0.720.9333170.741.111818南宁0.490.419450.530.56997海口0.430.172120.440.18282重庆0.780.9936200.851.298923成都0.620.7075110.821.264522贵阳0.490.389350.530.52267昆明0.490.389350.530.52267西安0.670.8043140.761.141919兰州0.490.425850.520.45386西宁0.470.249530.500.29684银川0.420.180720.560.48827乌鲁木齐000000拉萨000000表3.7社会结构韧性城市排名社会传递性社会多样性社会中心性排名前五位2011-2015年2016-2018年2011-2015年2016-2018年2011-2015年2016-2018年重庆重庆重庆重庆重庆重庆北京成都北京成都北京成都武汉北京广州北京武汉北京广州郑州武汉郑州广州郑州上海武汉西安西安上海武汉社会传递性社会多样性社会中心性排名后五位哈尔滨长春西宁长春西宁长春海口哈尔滨银川哈尔滨海口哈尔滨银川海口海口海口银川海口乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐乌鲁木齐拉萨拉萨拉萨拉萨拉萨拉萨由表3.6分析可知，我国省会城市社会传递性随时间变化均呈上升态势，节点平均路径长度缩短，表征城市节点在社会关联网络中要素流的扩散能力和传输速度提升，知识、信息等要素互换能力提高，迅速响应能力增强，在面对不稳定的外部因素扰动时，城市能够及时进行自我修复，逐步完善社会保障能力，恢复原有的社会结构韧性水平。社会多样性和社会中心性的变化趋势与社会传递性一致，均随时间变化呈上升态势，表现为城市节点在社会关联网络中的抗毁能力和重要程度有所提升，节点能够有效抵御外部冲击带来的影响，拓展新的增长路径，有效缓解灾害所导致的网络结构的脆弱性。通过分析表3.7得知，重庆在观察期内社会结构韧性位于榜首，无论是社会传递性、社会多样性还是社会中心性均排名第一，节点在社会关联网络中的要素扩散能力、抗毁性和重要程度最高。这是由于重庆人口规模远超过其余城市节点，高等院校在校生人数、医院卫生床位数等社会属性指标较大。此外，武汉社会结构韧性排名居前且总体稳定，社会传递性及中心性始终保持前5。由于武汉科研机构和高等院校集中、科技智力资源密集，加之“百万大学生留汉”政策持续加码，进一步助力武汉人才流入，使得武汉市社会结构韧性增强，在遭遇冲击时其保障能力和发展潜能较高。通过观察可知，乌鲁木齐、拉萨等西部地区社会结构韧性较差，基础设施和社会保障能力与其余省会城市差距明显，始终在社会关联网络中处于游离状态。

表3.8城市生态结构韧性测算结果2011-2015年2016-2018年城市生态传递性生态多样性生态中心性生态传递性生态多样性生态中心性北京0.570.7850120.600.905313天津0.500.623790.540.752610石家庄0.540.6409100.590.810712太原0.540.6409100.580.810712呼和浩特0.500.651690.630.984914沈阳0.460.514060.520.69038长春0.380.307530.400.41724哈尔滨0.320.232320.350.23442上海0.450.503270.560.746211南京0.640.8817170.701.019318杭州0.480.507570.540.688110合肥0.610.8366160.650.941916福州0.490.630190.510.66459南昌0.530.7075110.580.849413济南0.580.7871130.630.948315郑州0.580.7462130.670.978417武汉0.560.7269120.600.931115长沙0.550.6387100.601.017215广州0.580.8409120.601.068815南宁0.570.7871110.560.903211海口0.380.262430.400.3483