极端高温胁迫下中国城市脆弱性格局与影响因素

以中国280个城市市辖区为研究对象,从暴露度、敏感性、适应能力3个维度构建城市高温脆弱性评价指标体系,利用气象观测数据、人口普查数据、社会经济统计数据等,量化城市高温脆弱性指数,揭示1990、2000和2010年中国城市高温脆弱性格局,并探讨其影响因素。结果显示：1）在时间维度上,1990－2010年中国城市高温暴露度呈升高趋势,敏感性先升高后降低,而适应能力呈缓慢降低趋势;空间维度上,暴露度整体呈南高北低的集聚态势,敏感性与适应能力分布则较分散。2）1990－2000年,中国城市高温脆弱性格局变化较小,2010年中国城市高温暴露度和敏感度均升高,适应能力却有所下降,导致高脆弱性城市数量骤增,分布范围呈由南向北扩大趋势,1990、2000、2010年高脆弱性城市占比依次为24%、28%、62%。3）区域气候条件、自然环境和城市发展水平的差异是影响城市高温脆弱性的重要因素,夏季月平均气温、热岛强度对城市高温脆弱性具有显著正向影响,人均地方财政收入、夏季月平均降水量、第二产业产值占GDP比重、高程、最大风速和人均固定资产投资额对城市高温脆弱性具有显著负向影响。气温对于城市高温脆弱性正向效应远大于城市社会经济条件的负向效应,城市高温脆弱性主要受区域温度环境的影响。     

高温影响下西安市人口脆弱性评估及其空间分异

高温给城市人口健康和社会发展带来的脆弱性后果愈发严重,如何科学量化与评估城市高温人口脆弱性,为制定更具针对性的高温适应对策提供科学依据成为当前国际研究热点。在城市高温人口脆弱性分析框架基础上,以西安市为例,整合遥感影像、手机信令、POI、社会经济等多源数据,从高温暴露、敏感性、适应能力3个维度构建高温影响下人口脆弱性评估指标体系和脆弱性测度模型,揭示高温人口脆弱性等级分布特征和空间异质性,识别人口脆弱性空间地域及其致脆因子类型。结果表明：① 西安市高温暴露、敏感性和适应能力都表现出显著的空间集聚特征,且总体上均呈现出“中心-边缘”结构,即城市中心地区形成“高暴露、高敏感、高适应”,城市边缘表现为“低暴露、低敏感、低适应”。② 西安市人口脆弱性以低值和较低水平为主,脆弱性也具有显著的空间集聚性,脆弱性较高地区主要集中在城市三环以内,形成断续的“岛状”分布形态,脆弱性低值和较低值地区分布在城市边缘。③ 不同致脆类型的面积占比依次为综合主导型（37.3%）>高温暴露主导型（33.3%）>适应能力不足主导型（23.6%）>人口敏感主导型（5.8%）;高温暴露主导型广泛分布在城市中心、北部和西部等地,人口敏感主导型相对集中在城市中心偏南地区,适应能力不足主导型主要分布在城市边缘,综合主导型主要集中在城市南部,北部也有大量分散式分布。本研究可在城市高温人口脆弱性评估方法,城市高温人口脆弱性的减缓与治理等方面提供借鉴和启示。     

基于居民健康的城市高温热浪灾害脆弱性评价——研究进展与框架

随着全球气候变化和城市热岛效应增强,近年来城市高温热浪灾害在世界各地频繁发生,给城市居民健康和社会经济带来了极大的负面影响。目前,国内已有的高温热浪灾害研究大多关注热浪强度、发生频率、持续时间等灾害特征,以城市居民健康作为承灾体的城市高温热浪灾害脆弱性研究尚不多见,相关的评价框架和方法亟待梳理和完善。本文从高温热浪灾害脆弱性的研究主题、脆弱性框架和定量化方法三个方面系统梳理了高温热浪灾害脆弱性国内外研究进展;在广义脆弱性概念框架的基础上完善了基于"暴露—敏感—适应能力"的高温热浪灾害脆弱性评价概念框架,并梳理了相应的指标体系;强调通过自然环境、社会经济、居民感知等多角度的定性、定量数据综合表征城市居民高温热浪灾害脆弱性,以期为高温热浪灾害脆弱性评价提供理论与方法支持,并为规避高温热浪灾害风险、响应高温热浪紧急事件及适应气候变化等提供科学指引。     

近20年福建省沿海与内陆城市高温热浪脆弱性比较

高温热浪作为一种常见的气象灾害,对人们的生产、生活、健康产生很大的影响。为探索福建省沿海与内陆城市高温热浪脆弱差异性及其形成机制,本文构建了包含暴露性、敏感性、适应性3个维度的高温热浪脆弱性评估模型(Vulnerability Scoping Diagram, VSD)。利用1994-2013年逐日极端高温数据和经济社会统计数据,分别对处于沿海和内陆的福州和南平市辖区进行高温热浪脆弱性及其3个维度(暴露性、敏感性、适应性)的评估与比较,并试图解释分析福州市辖区与南平市辖区高温热浪脆弱性的差异及其原因。结果显示：由于地理环境与社会经济系统的显著差异,近20年来,沿海地区高温热浪的脆弱性低于内陆地区,但随着经济发展导致的敏感性增加,前者不断攀升的脆弱性可能会超越后者;内陆地区的人类活动对环境的干扰程度相对较弱,其敏感性不断降低而适应性有所上升,使得其高温热浪的脆弱性不断降低。降低高温热浪脆弱性的关键在于同时增强区域适应性与降低敏感性,这对制定适应性措施具有积极的现实意义。     

耦合适应力的福州市高温脆弱性评估

全球气候变化导致极端高温发生区域不断增加,高温给自然环境和人类社会带来的负面效应不断扩大,严重影响了城市复合人地系统的脆弱性。适应是应对极端高温的重要行动,耦合适应力因素的城市高温脆弱性研究已成为国际热点和研究前沿。本文以中国代表性高温城市福州为例,利用专家评估、AHP法、地理空间分析技术,结合实地问卷调查和有序多分类Logistic回归分析等方法,重构耦合适应力的城市高温脆弱性空间评价指标体系,通过对福州市高温脆弱性和适应力的影响因素、空间分异特征、热点地区和尺度间依赖进行研究,系统评估了福州市高温脆弱性。结果表明：① 年龄、住房面积、外出纳凉频率、健康状况、医疗便利程度和政府缓解高温力度等6个指标对福州市居民高温适应力水平具有显著影响;② 福州市高温脆弱性、暴露性和适应力的空间分布均呈现“核心—外围”空间结构,高温脆弱性呈现“半包围式”的“外高内低”的空间特征;③ 在城市区域高温暴露性和易损性相同的背景下,从个体人到社区和城市层面的主动适应高温的能力,将显著改变城市高温脆弱性的空间分布。研究结果以期推动城市高温脆弱性研究的理论发展,并为福州市及同类型高温城市的高温脆弱性评估、调控和适应提供决策参考。     

西安快速城市化边缘区社会脆弱性评价与影响因素

脆弱性理论是分析人地相互作用程度、机理与过程的重要工具,为可持续性评估研究提供了新的视角。将社会脆弱性工具应用到城市边缘区研究中,视快速城市化为主要干扰,选取西安城市边缘区所辖街道为基本单元,从暴露度、敏感性、适应能力3方面构建社会脆弱性评价框架与指标体系,综合运用熵值法、函数模型法以及遥感与地理信息系统技术对社会脆弱性程度进行评价,揭示社会脆弱性空间分异格局,探究社会脆弱性关键影响因素及其影响机制。结果表明：① 西安城市边缘区的暴露度格局呈现出自中心向外围渐趋减缓的特征;敏感性程度的高、低分布与暴露度的低、高分布在空间上具有相似性;适应能力的空间规律性不明显;② 社会脆弱性空间分布不均衡,以中、低等级为主,低等级街道分布在城市内边缘区,中等级街道分散在城市外边缘区;③ 建设用地面积比重等8个因子对社会脆弱性有重要影响,土地利用方式与景观格局的变化以及物质与社会发展的不平衡是城市边缘区社会脆弱性形成的主要原因,社会系统体制转换阶段的差异进一步加剧了社会脆弱性;④ 城市边缘区应通过优化系统内部结构和功能以适应城市化的扰动,包括制定适应性管理政策和加强城市边缘区社会适应能力建设。     

中国天山冰川变化脆弱性研究

冰川是重要的淡水资源,对社会经济发展和生态环境影响显著,而其变化的脆弱性也关乎区域生态服务和经济可持续发展。本文以中国天山为例,基于脆弱性的暴露度、敏感性、适应能力构建涵盖自然地理特征、人口状况、社会经济水平、农业发展和社会服务等因素的冰川变化脆弱性框架,并以此针对性构建评价指标体系,探析天山冰川变化脆弱性的空间特征,采用地理探测器模型探讨自然、社会、经济和人口等因素对冰川变化适应能力的影响及交互作用。结果表明：① 脆弱性等级由西部地区向东部地区呈降低趋势,且水平差异显著。天山东部地区脆弱性最低、中部地区次之、西部地区较高。② 暴露度、敏感性和适应能力在空间上分别存在明显正相关与负相关,表明区域范围内冰川变化具有高暴露、高敏感地区往往适应能力较低,进而导致脆弱性较高;反之,脆弱性较低。③ 天山应对冰川变化能力的空间异质性是自然、社会、经济和人口因素共同作用的结果。其中,第二、三产业产值、城镇人口数、城镇固定资产投资与年末单位从业人员等因素具有主导作用。     

快速空间扩张下西安市边缘区社会脆弱性多尺度评估

社会脆弱性评估是解析社会脆弱性要素关系、量化社会脆弱性程度、识别脆弱空间单元或社会群体的重要途径,是实现社会脆弱性精准治理的重要依据。本文从外部扰动、内在结构、构成维度、尺度层级4个方面阐释了社会脆弱性概念内涵,并建立起社会脆弱性评估框架（SVAF）,明确了社会脆弱性评价流程、评价目标、评价要素和数据方法,提出从暴露度、敏感性和适应能力3个维度构建社会脆弱性评价指标体系。在此基础上,以西安城市边缘区为例,视快速空间扩张为城市边缘区社会系统的主要扰动因子,开展多尺度社会脆弱性评价,得出街道、社区和农户3个尺度上的社会脆弱性空间（类型）分异结果。街道尺度上,低社会脆弱性街道占主体（48%）,且多邻近市中心;社区尺度上,居住开发型社区社会脆弱性最高,教育功能型最低;农户尺度上,社会脆弱性以中等为主（52.7%）,高社会脆弱性农户（17.5%）少于低社会脆弱性农户（29.9%）。随着街道-社区-农户尺度的下降,社会脆弱性指数的低值化集中趋势愈发显著,在农户-社区尺度之间,社会脆弱性指数等级对应关系相对明显,而其他两个尺度间并不显著。本研究可在社会脆弱性评价流程、评价指标体系、数据方法组织以及多尺度评价等方面为社会脆弱性评估理论研究与实践应用提供有益的探索。     

水资源约束下的河西走廊城市经济脆弱性时空演变及其影响因素

城市经济脆弱性作为当前脆弱性研究中的重要领域，为人-地系统耦合研究提供了新的视角，并为城市可持续健康发展提供有益的决策支持和管理方法。依据城市经济脆弱性内涵，基于暴露度、敏感性、适应能力构建了城市经济脆弱性评价指标体系，运用熵权TOPSIS法评价河西走廊地区及区域内五市的城市经济脆弱性，并采用障碍度模型识别影响区域城市经济脆弱性变化的因素。结果显示：（1）2006—2015年，河西走廊地区城市经济脆弱性呈现出先曲折下降（2006—2011年）再波动上升趋势（2012—2015年）；（2）河西走廊地区的城市经济脆弱性具有明显的空间特征，经历了东西高、中部低到整体较高的演变过程；（3）阻碍河西走廊地区城市经济脆弱性降低的障碍因子由适应能力逐步转变为暴露度。针对河西走廊地区各市主要障碍因子，提出针对性优化措施。     

重庆市乡村生产空间系统脆弱性时空分异与差异化调控

脆弱性作为乡村生产空间系统的重要属性,是探讨系统易受负面影响或损害程度的有效度量、解析系统可持续发展趋势的有效途径。以重庆市为研究区,以2007—2017年为研究时段,建立乡村生产空间系统脆弱性评价指标体系和评价模型,以定量测度乡村生产空间系统脆弱性,揭示其时空分异特征,进而划分脆弱性类型并提出差异化调控策略。结果表明:① 乡村生产空间系统脆弱性是系统运行状态的综合度量,包含暴露度、敏感性和适应能力3个要素,其体现了以“人”为核心的乡村多元主体与以“地”为核心的乡村生产空间之间相互影响、相互作用的互动制衡关系。② 乡村生产空间系统暴露度总体呈上升趋势及“局部突出、北高南低”的空间格局特征;敏感性总体呈波动下降趋势及“东高西低”的空间格局特征;适应能力总体呈快速上升趋势及“西高东低”的空间格局特征;脆弱性总体呈下降趋势及“东高西低”的空间格局特征。③ 将重庆市乡村生产空间系统脆弱性划分为适应能力脆弱型、暴露—敏感脆弱型、敏感—适应脆弱型和强综合脆弱型4种类型,并按照“生态优先—分类调控—重点突出—因地施策”原则针对不同类型提出差异化“降脆”策略,以引导乡村生产空间系统可持续发展。     

Policy-relevant indicators for mapping the vulnerability of urban populations to extreme heat events: A case study of Philadelphia

The recent global increase in extreme heat events linked to climate change is projected to continue. The additive effect of urban heat islands from impervious surfaces and urban heat emissions (e.g., from transportation and building cooling) exacerbates extreme heat events in urban areas, exposing dense populations to extreme heat with implications for human health. Ground- and satellite-based data on urban and suburban temperatures and vegetation over a historical period can help identify temporal and geospatial trends in heat exposure. A set of indicators has been developed to map the exposure, social sensitivity, and vulnerability of urban populations to heat wave health impacts. Guided by an Advisory Group of local planners in the pilot city of Philadelphia, localized trends of increasing urban extreme heat events using MODIS Land Surface Temperature (LST) data, confirmed with urban and non-urban temperature monitor data were identified. For the Philadelphia study area, the number of heat-event days in the urban setting has increased from approximately 4 days in 1980 to almost 12 days in 2013, while the non-urban setting has consistently experienced 5 days of heat events per year across the time period. Warmer micro-climates with limited vegetative cooling and elevated LSTs were also identified. The exposure indicator was combined with areas of high social sensitivity (e.g., low-income and elderly) to create a vulnerability indicator, showing significant overlap between highly exposed and highly sensitive populations. As a measure of the adaptive capacity of local governments to reduce the urban heat island, evidence of targeted vegetation increases or reduced localized temperatures linked to urban greening and cooling programs were sought, though none were of a scale to be identified by the 1 km satellite data utilized. The indicators have helped local decision makers to understand patterns of vulnerability, and may be used in the future to target adaptation actions and measure results (LST reduction or vegetation increase) from existing adaptation actions.     

城市化对极端高温事件影响研究进展

目前有关城市热岛效应的时空分布特征及其对气温变化趋势的影响已有大量研究,但对于极端高温—热岛效应相互作用、城市化对高温热胁迫及其健康后果的影响等研究还不够深入,在进行未来气候变化预估时也很少考虑城市的影响。在气候变化、中国城市化快速发展和人口老龄化的背景下,这将严重低估城市未来的变暖幅度以及城市极端高温的健康风险。随着近年来气候变暖所导致的高温热浪事件频发,城市化对极端高温事件的影响引起了广泛关注。本文对国内外陆续开展的城市热岛效应影响极端高温及其长期趋势的观测事实、城市极端高温数值模拟、城市高温期间超额死亡率的流行病学研究等方面所取得的成果进行了系统性的总结和评述。大部分观测和数值模拟研究都发现,城市热岛效应加剧了城市极端高温发生的范围和强度,增加了城市居民的高温健康风险,对城市极端高温的长期上升趋势也有重要贡献;流行病学研究表明,城市化引起的热岛效应对极端高温期间的死亡率有着重要影响。最后,对城市化影响极端高温未来的研究方向进行了探讨。     

中国城市脆弱性的综合测度与空间分异特征（英文）

The urban vulnerability poses a serious challenge to achieving sustainable development. With the concentration of the population and the economy,cities must manage the higher frequencies and risks of various hazards and are becoming more vulnerable. Research on the assessment and regulatory control of urban vulnerability is of great significance for both urbanization quality improvement and sustainable development in China or other countries in the world. Because of the complexity of cities and vulnerability concepts,existing studies have focused on different aspects of urban vulnerability. And the research content of urban vulnerability is scattered and relatively independent,leading to a lack of comparability among the research data and resulting in tremendous difficulties in summarizing the conclusions through comparison of independent research data. Therefore the goal of this study was to construct urban vulnerability index(UVI) from the perspective of sustainable development that could assess urban vulnerability comprehensively. In this study,we selected 10 subindexes involving 36 specific parameters from four aspects(resources,eco-environmental systems,economics,and social development) to construct a comprehensive index system. We also established the standard values of measurements. Then we take 288 prefecture-level cities in China as a study area and evaluate its overall urban vulnerability and its spatial differentiation. Results indicate that urban vulnerability of China has a remarkable spatial differentiation of both "gradient distribution" and "clustered distribution"; the extent of urban vulnerability corresponds to city size,the bigger the city,the lower its vulnerability; resource-based cities are more vulnerable than comprehensive cities; a city's economic growth rate does not reflect the extent of its urban vulnerability. Further,we offer a few suggestions to cope with urban vulnerability in China.     

The socio-spatial dynamics of extreme urban heat events: The case of heat-related deaths in Philadelphia

Heat is the number one weather-related cause of mortality in the United States; typically punctuated by extreme heat waves. This study examines the relationship between the spatial distribution of vulnerable populations, satellite-detected urban heat island (UHI) and heat-related mortality distributions during a 1993 extreme heat event in Philadelphia, PA. Geostatistical methods are used to compare spatial distributions of vulnerability and to determine concentration of mortality within surface UHI intensity levels. The results suggest the spatial distribution of urban poor is congruent with heat-related death. Additionally, deaths are concentrated in higher order surface UHI intensity levels. The findings suggest that surface UHI measures and population in poverty are important variables in spatially measuring risk from extreme heat events. Coupling surface UHI measures with socioeconomic indicators of vulnerability may enable creation of risk models with improved spatial specificity to assist public health professionals. This approach is demonstrated by developing a linear regression model of potential risk in Philadelphia for the 1993 extreme heat event.     

A comprehensive assessment of urban vulnerability and its spatial differentiation in China

The urban vulnerability poses a serious challenge to achieving sustainable development. With the concentration of the population and the economy, cities must manage the higher frequencies and risks of various hazards and are becoming more vulnerable. Research on the assessment and regulatory control of urban vulnerability is of great significance for both urbanization quality improvement and sustainable development in China or other countries in the world. Because of the complexity of cities and vulnerability concepts, existing studies have focused on different aspects of urban vulnerability. And the research content of urban vulnerability is scattered and relatively independent, leading to a lack of comparability among the research data and resulting in tremendous difficulties in summarizing the conclusions through comparison of independent research data. Therefore the goal of this study was to construct urban vulnerability index (UVI) from the perspective of sustainable development that could assess urban vulnerability comprehensively. In this study, we selected 10 subindexes involving 36 specific parameters from four aspects (resources, eco-environmental systems, economics, and social development) to construct a comprehensive index system. We also established the standard values of measurements. Then we take 288 prefecture-level cities in China as a study area and evaluate its overall urban vulnerability and its spatial differentiation. Results indicate that urban vulnerability of China has a remarkable spatial differentiation of both “gradient distribution” and “clustered distribution”; the extent of urban vulnerability corresponds to city size, the bigger the city, the lower its vulnerability; resource-based cities are more vulnerable than comprehensive cities; a city’s economic growth rate does not reflect the extent of its urban vulnerability. Further, we offer a few suggestions to cope with urban vulnerability in China.     

基于社会脆弱性的中国高温灾害人群健康风险评价

本研究通过综合考虑高温胁迫、社会脆弱性和人口暴露,提出基于社会脆弱性的高温灾害风险评价框架,结合气象数据、遥感数据、社会经济数据构建多元数据融合的评价指标体系,开展全国分县高温灾害风险评价。研究结果表明,高温灾害脆弱性热点区域主要集中在中国新疆西部、豫西皖北交界处、四川盆地、洞庭湖流域、广西境内珠江流域;而华中地区湖北江汉平原和湖南洞庭湖流域、西南地区四川省和重庆市交界处的四川盆地、华东地区江浙沪一带、华南珠江流域,则是中国突出的高温灾害风险热点区。高温灾害脆弱性热点区和高温灾害风险热点区的分布出现比较明显的差异,高温灾害脆弱性热点区主要分布于高温胁迫较高或社会经济较差的不发达地区,区域人群由于经济上的适应能力较差而受到高温威胁的概率较大;而高温灾害风险则强调灾害一旦发生时的可能损失,其热点区域主要分布于人口聚集、经济较为发达的大城市区域。就主导因子分区来说,高温胁迫主导区域主要为平原、盆地以及大江大河流域,社会脆弱性主导区域主要位于经济欠发达地区以及脆弱性人群聚集区;人口暴露主导区域则主要集中在人口密集的中心城市和沿海地区。