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标题：Coupling dynamics of urban flood resilience in china from 2012 to 2022: A network-based approach
期刊：《Sustainable Cities and Society》
作者：Zhang Chen et al.
doi：https://doi.org/10.1016/j.scs.2024.105996
城市洪涝灾害是全球普遍面临的重大挑战之一，尤其在中国，快速的城市化和气候变化进一步加剧了洪涝风险。从1985年至2018年，中国城市扩张显著增加了人口对洪水风险的暴露程度，同时极端降水事件的频率和强度也有所提升。为应对这一问题，“城市洪涝韧性”概念应运而生，旨在评估城市系统在洪涝灾害不同阶段的应对能力，包括准备、吸收、恢复和适应能力。近年来，研究者开始关注多因素耦合作用对城市洪涝韧性的影响，这些耦合作用可以帮助政策制定者发现不同韧性因素之间的协同效应和权衡关系。然而，现有研究多集中于某些具体区域或单一时间段，对中国国家层面长期耦合作用的时序变化缺乏系统分析。为填补这一空白，本研究提出了环境-制度-基础设施-主体（EIFA）框架，利用相关网络分析方法，从2012年至2022年对中国639座城市的洪涝韧性耦合作用进行全面分析，探索其协同效应与权衡效应的时间变化规律，为优化全国洪涝韧性规划提供科学依据。本研究采用EIFA框架，分为环境、制度、基础设施和主体四大子系统，每个子系统由多个反映洪涝韧性强度的指标组成。数据来源包括《中国城市统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》和遥感数据集，最终筛选出55个指标，用以描述城市洪涝韧性的多维特征。通过构建耦合网络，将各指标视为节点，指标间的关联强度表示为连线权重，反映协同或权衡关系。研究采用Spearman相关分析确定每年指标间的关系，并构建了涵盖协同与权衡网络的耦合网络。随后，计算网络的连通性、传递性、模块性和耦合效率等关键指标，以量化耦合作用强度。此外，还分析了子网络内的属性变化及子网络间的耦合作用强度。时间序列分析则揭示了2012至2022年间中国城市洪涝韧性耦合作用的动态变化特征。整个分析流程通过Python中的NetworkX 3.3工具包实现，确保结果准确性和可视化效果。研究发现，从2012年至2022年，中国城市洪涝韧性耦合作用的协同效应总体呈下降趋势，而权衡效应有所上升。2012年的协同网络连接数为799条，到2022年减少至751条，网络连通性从2013年的0.091下降至2022年的0.075。此外，协同网络的传递性和耦合效率也呈逐年下降趋势，表明系统内协同效应的强度和传播速度有所减弱。然而，权衡网络的连通性相对稳定，从2012年的0.051略微下降到2019年的0.048，并在2022年回升至0.052，显示出权衡效应更稳定。子网络分析表明，主体子系统（Agent）在协同网络中的连通性最高，且其耦合效率显著高于其他子系统，表明以人为中心的韧性策略较为有效。基础设施和制度子系统在协同网络中的连通性相近，但均显著低于主体子系统，且表现出更高的模块化，说明资源分布较为不均。此外，子网络间的耦合效应显示，制度与主体子系统之间的连接最为紧密，但制度与环境、基础设施与环境之间的权衡关系逐年增加。这种变化可能归因于基础设施投资的边际效应减弱及过度竞争。本研究通过调整后的网络密度计算揭示，2018年后协同效应分布的均匀性有所降低，而权衡效应的作用范围逐步扩大，需引起政策制定者的关注。本研究通过构建EIFA框架及耦合网络，对2012年至2022年中国城市洪涝韧性的耦合作用进行了全面分析。结果表明，中国城市洪涝韧性的协同效应逐年减弱，而权衡效应逐渐显现。这一趋势反映了洪涝韧性系统中不同子系统间的复杂互动，特别是在制度与基础设施领域，竞争性投资及其边际效应对整体韧性构成了潜在威胁。主体子系统显示出较强的协同效应，进一步验证了以人为本的韧性策略的有效性。然而，研究也指出，随着自然植被因城市扩张而减少，社会与自然韧性间的匹配程度下降，可能引发新的韧性风险。研究建议，未来可通过优化主体相关的存款与保险政策，加强制度与环境子系统的协同关系，以提升整体韧性水平。本研究提出的网络分析方法不仅适用于城市洪涝韧性领域，还为其他类型的城市韧性研究提供了新的工具和视角，有助于为中国洪涝灾害的长期规划提供科学依据。
文章来源 ：
Chen, Z., Zhu, S., Feng, H., Zhang, H., & Li, D. (2024). Coupling Dynamics of Urban Flood Resilience in China from 2012 to 2022: A Network-Based Approach. Sustainable Cities and Society, 105996.
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