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为解决全球气候变化下城市洪水韧性评估及障碍因素识别问题,研究人员基于 EEISI 框架,运用 CRITIC-TOPSIS、CCD、SDE 等模型,对中国三大城市群展开研究。发现珠三角韧性最优,子系统协调待提升,财政与制度是主障碍,为城市群韧性建设提供理论参考。
在全球气候变暖的背景下,极端天气事件频发,城市洪水成为阻碍城市可持续发展的重大威胁。尤其是城市群,作为人口和经济活动高度集中的区域,面临着更为严峻的洪水风险。城市化进程的加快导致不透水地表面积增加,削弱了自然滞水能力,同时沿海城市群还受到海平面上升和风暴潮的双重威胁。然而,目前针对城市群尺度的城市洪水韧性(Urban Flood Resilience, UFR)进行全面系统对比分析的研究相对匮乏,难以满足城市群应对洪水灾害的实际需求。为填补这一研究空白,深入了解城市群的洪水韧性状况及影响因素,国内研究人员开展了相关研究。
该研究以中国京津冀(BTH)、长三角(YRD)和珠三角(PRD)三大城市群为研究对象,旨在评估其城市洪水韧性并识别障碍因素。研究成果发表在《Ecological Indicators》上,为城市群的洪水管理和韧性城市建设提供了重要的理论支持和实践指导。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,构建了包含经济、生态、基础设施、社会和制度韧性的多维评估框架(EEISI);其次,采用 CRITIC-TOPSIS 加权评估模型对城市洪水韧性进行量化评估;然后,利用耦合协调度(CCD)模型分析韧性子系统之间的相互作用;接着,运用标准差椭圆(SDE)模型探讨空间 - 时间演变模式;最后,通过障碍度模型识别影响韧性提升的关键制约因素。研究数据来源于 2011-2022 年的城市统计年鉴等,涵盖了三大城市群的 48 个城市。
5.1 城市洪水韧性子系统分析
通过 CRITIC-TOPSIS 方法计算发现,三大城市群的子系统韧性呈现相对稳定或波动上升趋势。珠三角的子系统综合表现最为突出,长三角次之,京津冀虽整体水平较低,但制度韧性(ISR)和生态韧性(ER)处于相对领先地位。社会韧性(SR)在三大城市群中均呈现稳定增长,反映了中国特色现代化对城市社会结构优化的积极影响。经济韧性(ECR)方面,珠三角保持高水平,长三角和京津冀增速较快,区域差距逐渐缩小。制度韧性方面,京津冀和珠三角较为接近,长三角因内部行政碎片化和政策协调挑战稍显滞后。
5.2 城市洪水韧性分析
CRITIC-TOPSIS 评估结果显示,三大城市群的 UFR 水平显著提升,表明相关地区在建设韧性可持续城市方面取得阶段性进展。珠三角的 UFR 评估结果最优,呈波动上升趋势,防洪减灾能力较强;长三角的 UFR 增长势头和时间稳定性较强,核心城市的辐射带动作用显著,区域差距逐渐缩小;京津冀的 UFR 呈波动上升,但多数城市表现不理想,核心城市与周边地区差距明显。
5.3 耦合协调分析
CCD 模型分析表明,三大城市群的耦合协调度整体呈波动上升趋势,系统协同效应显著改善。珠三角的耦合协调水平最高,始终处于 “初级协调” 阶段;长三角和京津冀在后期逐步接近或达到该阶段。空间分析显示,京津冀和珠三角存在核心 - 边缘分化现象,长三角则形成了以上海、南京等为中心的多中心网络空间格局,协调发展机制成效显著。
5.4 SDE 模型分析
SDE 模型分析显示,UFR 和 CCD 的空间分布中心在同一区域具有显著空间一致性,集中在城市群的核心和次核心城市,空间稳定性强。京津冀的 SDE 形态比最小,呈东北 - 西南轴向;长三角的 SDE 形态比接近 1,呈西北 - 东南走向;珠三角呈东西轴向分布,高值区集中在核心城市,外围覆盖不足。
5.5 障碍因素分析
障碍度模型分析表明,城市建设和维护资金(X28)和人均防洪投资(X17)是制约 UFR 提升的普遍因素,反映出中国城市洪水管理中财政投资与城市化不匹配及防灾资源配置空间失衡的问题。不同城市群障碍因素存在差异,珠三角面临显著生态约束,京津冀非核心城市多为工程相关障碍。制度因素如政府治理能力(X27)是跨层级障碍,低韧性城市存在部门协调碎片化、政策响应滞后等问题。
研究结论表明,三大城市群的 UFR 存在显著空间异质性,珠三角因制度创新与生态基础设施协同表现最优,长三角通过多中心网络实现快速增长,京津冀受核心 - 边缘差距和政策协调不足制约。子系统耦合协调度虽有提升,但受财政结构失衡和制度碎片化限制。生态韧性与其他子系统的非线性相互作用凸显多目标治理的复杂性。该研究深化了对城市群多尺度韧性交互机制的理论认识,为制定差异化治理策略提供了科学依据。研究提出的优化韧性资源配置、加强跨区域协调、推广海绵城市理念、完善制度框架等政策路径,有助于提升城市群的洪水韧性,推动城市可持续发展,对全球城市群应对洪水灾害具有重要的参考价值。