任國平，劉黎明，李洪慶，尹 罡

(1.湖南城市學院管理學院，湖南 益陽 413000；2.湖南省新型城鎮(zhèn)化研究院，湖南 益陽 413000；3.中國農業(yè)大學土地科學與技術學院，北京 100193；4.河海大學公共管理學院，江蘇 南京 211100)

作為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的主題，脆弱性起源于自然災害學，后被廣泛應運用至生態(tài)學、土地利用變化、可持續(xù)發(fā)展等領域[1-2]，其內涵由自然脆弱性逐漸演變?yōu)楹w自然、社會、經濟、環(huán)境等多維度脆弱性[3]；其中，以人地關系為核心的社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性研究成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的熱點[4]。社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性是由暴露于擾動或外部壓力后，對擾動的敏感性及綜合能力構成的概念集合[5]，深刻影響著區(qū)域內農業(yè)、農村和農民的發(fā)展[6]。貧困是社會經濟發(fā)展緩慢與落后的綜合表現(xiàn)，與社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性緊密相關[3]。通過分析人類活動產生的壓力作用于長期處于低水平的封閉系統(tǒng)(貧困區(qū)域)，造成該系統(tǒng)偏離平衡狀態(tài)并遭受損害的可能性及程度[1,5]，形成“社會發(fā)展緩慢、經濟落后、生態(tài)脆弱導致系統(tǒng)脆弱”的較為成熟的研究范式和邏輯導向[3]。然而，貧困與發(fā)展是區(qū)域面臨的重要問題[7]，經濟發(fā)達區(qū)域的社會-生態(tài)系統(tǒng)在快速的變革壓力下作用于業(yè)已偏離平衡的系統(tǒng)，使其處于遠離平衡狀態(tài)，同樣可能造成系統(tǒng)損害，形成系統(tǒng)脆弱性。由此引入關注的問題：非貧困的發(fā)達區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性產生過程如何表達？壓力下該系統(tǒng)遭受損失的大小及程度如何？以及如何恢復系統(tǒng)平衡？

目前，脆弱性研究在國際全球環(huán)境變化人文因素計劃(IHDP)、政府間氣候變化專門委員會(IPCC)、國際地圈生物圈計劃(IGBP)等推動下集中于以下方面：(1)脆弱性主體內容集中于由概念及理論分析[5]轉為災害[7]、生態(tài)[8]、水資源[9]、社會[10]、經濟[11]等單一系統(tǒng)和人地耦合系統(tǒng)[4,12]研究，由系統(tǒng)暴露于壓力遭受損害及損害程度研究[13]轉為系統(tǒng)脆弱性恢復能力研究[14]；(2)脆弱性影響機理和案例區(qū)集中于由系統(tǒng)脆弱性驅動因素和機理的定性研究[15]轉為指標測評的定量研究[16]，由貧困山區(qū)、沿海區(qū)域[11]、生態(tài)湖區(qū)[17]等脆弱區(qū)轉為旅游地[3]、鄉(xiāng)村[18]等陸域。(3)脆弱性評價方法由綜合指數(shù)法[3]、誤差反向傳播神經網絡模型[11]、集對分析法[19]等內生性結構累積脆弱性綜合評價轉為以主成分分析-數(shù)據(jù)包絡分析(PCA-DEA)模型[20]、超數(shù)據(jù)包絡分析(超DEA)模型[21]、驅動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應-數(shù)據(jù)包絡分析(DPSIR-DEA)模型[22]、對抗交叉-數(shù)據(jù)包絡分析(ACE-DEA)模型[23]等外生性環(huán)境脅迫致脆效率評價。綜上，國內外學者對脆弱性研究取得了不少有價值的成果，但是仍存在不足，主要表現(xiàn)在：(1)采用多權重方法設置脆弱性評價指標權重，以確保評價的客觀性和準確性，導致參與系統(tǒng)脆弱性形成的外在干擾和壓力指標的致脆直接性被稀釋；(2)傳統(tǒng)的包絡分析(DEA)脆弱性效率評價模型受自評效率極端權重分配原則影響，蓄意割裂評價單元間關聯(lián)和無法區(qū)分有效單元大小，以至于難于在實踐中應用評價結果；(3)針對傳統(tǒng)DEA脆弱性效率評價模型，計算最優(yōu)解過程改進后產生的他評效率極端權重分配原則，往往造成評價單元間具有高度關聯(lián)性，導致評價值偏大的系統(tǒng)性弊端；(4)微觀尺度的脆弱性案例有待充實，特別是村域單元的系統(tǒng)脆弱性表達更加敏感。然而，基于距離熵改進的對抗交叉DEA模型，通過引入距離熵并采用線性加權方法整合自評效率和他評效率間的不確定性進行脆弱性評價，一方面解決了脆弱性評價指標權重設置產生的壓力指標致脆直接性和獨立性問題，另一方面克服了傳統(tǒng)DEA效率評價過程的極端權重分配問題。該方法被國內外學者廣泛運用于自然災害領域的脆弱性評價[23-24]，但利用該模型對鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)進行脆弱性評價卻鮮有報道。鑒于此，研究引入災害脆弱性理論，在分析區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性定義基礎上構建脆弱性效率評價指標體系，采用3種效率評價模型對青浦區(qū)184個行政村的社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性進行評價和比較，分析其空間分異特征，并將研究結果運用于國土綜合整治時空配置實踐中，為實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供科學借鑒。

1 鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性理論建構

社會-生態(tài)系統(tǒng)是人與自然相耦合的復雜適應性系統(tǒng)，不僅包括各類相互聯(lián)系的生物-地質-物理單元，還涵蓋了與其相關的社會-經濟-生態(tài)主體和制度[25]。鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)的開放性使得該系統(tǒng)具有高度的暴露性和敏感性，其對內外環(huán)境擾動的高敏感性和低抵抗力，導致該系統(tǒng)在內外環(huán)境的擾動下表現(xiàn)出波動且不穩(wěn)定的狀態(tài)[26]；其中，內外環(huán)境的干擾對社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性程度具有放大或縮小作用[27]；而系統(tǒng)通過自身結構的優(yōu)化或人為活動措施的調整，改變其脆弱性程度，并增加抵抗風險的能力，進而增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性；該系統(tǒng)過程符合壓力-狀態(tài)-響應(PSR)的分析框架[28]。因此，借鑒WISNER等[7]的災害脆弱性Risk-Hazards(R-H)理論和脆弱性PSR分析，結合鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)特征，研究將鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性定義為：在外在干擾對特定的地理空間社會-生態(tài)系統(tǒng)產生多種客觀壓力，并在不同承載體間傳導下，鄉(xiāng)村相關承載體根據(jù)自身資源、結構及管理方式等所表現(xiàn)出的綜合狀態(tài)和應對力，以降低擾動造成的社會-生態(tài)系統(tǒng)損失。

鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性與經濟社會發(fā)展緊密關聯(lián)。鄉(xiāng)村區(qū)域原有的傳統(tǒng)種植業(yè)農業(yè)社會-生態(tài)系統(tǒng)是一種長期處于低水平均衡狀態(tài)下相對穩(wěn)定的封閉系統(tǒng)，是一種不可持續(xù)的系統(tǒng)。城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和現(xiàn)代化的快速發(fā)展使得鄉(xiāng)村原有的系統(tǒng)逐漸變成一個遠離平衡狀態(tài)的開放的可持續(xù)社會-生態(tài)系統(tǒng)。城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和現(xiàn)代化的發(fā)展實質是對所依托的鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)的一種干擾和壓力，對鄉(xiāng)村系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境、社會經濟和文化風俗都會產生影響和沖擊。一方面，快速發(fā)展帶來了經濟增長、社會就業(yè)與生態(tài)改善等多維度的綜合效益；另一方面，長期以來的掠奪性開發(fā)導致人口、資源、環(huán)境、發(fā)展之間矛盾日益加劇，對鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性不斷形成壓力，筆者遵循脆弱性多維度的壓力-狀態(tài)-響應框架提出鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)致脆機理(圖1)。

鄉(xiāng)村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性是在區(qū)域城鎮(zhèn)化、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)化和農村現(xiàn)代化綜合壓力下，由社會系統(tǒng)脆弱性、經濟系統(tǒng)脆弱性和生態(tài)系統(tǒng)脆弱性共同作用的結果[3]。其中，區(qū)域城鎮(zhèn)化通過改變鄉(xiāng)村地域的土地類型和結構、人口遷移和就業(yè)、生態(tài)空間與環(huán)境，導致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)脆弱性風險；鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)化憑借其強大的經濟改造能力改變產業(yè)類型和效率、資本流動和配置、消費結構與方式，產生區(qū)域經濟系統(tǒng)脆弱性風險；農村現(xiàn)代化依靠村民生活方式和價值觀念、產權制度和政策、公共服務質量和人口素質的改變，產生區(qū)域社會系統(tǒng)脆弱性風險[29]。隨著大規(guī)模的產業(yè)調整、資本集聚、制度變遷、土地轉變、人口轉移以及集中化、組織化和規(guī)模化的推進，產業(yè)、資本、人口、土地之間的相互依賴程度不斷加深，不確定性呈指數(shù)化擴大，從而產生公共風險；在快速城鎮(zhèn)化、無序工業(yè)化和低等現(xiàn)代化作用下，各領域間公共風險相互影響、相互擴散、相互循環(huán)，最終產生社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性[29]。都市城郊作為城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和現(xiàn)代化的前沿陣地，在社會經濟變革中通過能流、物流和信息流促進相對封閉的鄉(xiāng)村系統(tǒng)快速解構成偏離或遠離平衡狀態(tài)的開放系統(tǒng)，其系統(tǒng)脆弱性的產生過程更具代表性。

2 研究區(qū)域、研究方法與研究數(shù)據(jù)

2.1 研究區(qū)域

青浦區(qū)處于30°59′～31°16′ N，120°53′～121°17′ E之間，位于上海市西南部，地處長江三角洲經濟圈的中心地帶，緊鄰江蘇省吳江區(qū)和浙江省嘉善縣，是長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)的橋頭堡，具有承東啟西、東聯(lián)西進的樞紐作用和對華東地區(qū)的輻射作用(圖2)。青浦區(qū)地勢平坦，平均海拔高度在2.8～3.5 m之間；全區(qū)共有河道1 817條，湖泊21個。該區(qū)總面積為668.54 km2，其中，農用地面積為303.58 km2，水面面積為145.07 km2。內轄淀山湖為上海市最大的淡水湖泊；交通與建設用地面積為218.61 km2。2018年青浦區(qū)實現(xiàn)地區(qū)生產總值839.57億元，農業(yè)總產值20.21億元，工業(yè)總產值528.68億元，三大產業(yè)比例為2.4∶62.9∶34.7。據(jù)統(tǒng)計，到2018年末青浦區(qū)總人口61.49萬人，其中非農業(yè)人口45.57萬人，占全區(qū)人口總數(shù)的74.11%。全區(qū)共有8個鎮(zhèn)、3個街道、184個行政村。

近10 a間，在快速城鎮(zhèn)化和工業(yè)化等外力驅動下，該區(qū)產生了較多的經濟、社會、生態(tài)環(huán)境問題，深刻影響著該區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，主要表現(xiàn)為：(1)城鎮(zhèn)擴張迅速和非農人口轉移規(guī)模較大。2008—2018年間，該區(qū)城鎮(zhèn)化率年均增長1.18%，人口總量增長2.24倍，戶籍人口年均增加2.32萬人，農村勞動力轉移25.28萬人次等。(2)經濟總量持續(xù)增長，農業(yè)產業(yè)下降明顯。GDP總量由2008年的574.29億元增加至2018年的839.57億元，年均增長26.58億元，然而農業(yè)產業(yè)比重10 a間下降6.48%。(3)土地利用類型變化幅度明顯，生態(tài)用地減少規(guī)模較大。農業(yè)土地利用總面積減少701.96 hm2，水域面積減少735.39 hm2，建設用地增加795.84 hm2[30]。該區(qū)針對上述問題采取各類整治措施，如以郊野公園規(guī)劃為代表的生態(tài)空間修復與功能重塑，以減量化為代表的城鄉(xiāng)建設用地格局重構等。但從全域和社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性視角開展國土空間綜合整治，合理安排整治時序，提高國土利用效率和效益、保障國土資源永續(xù)利用的研究較為缺乏。

2.2 研究方法

2.2.1脆弱性評價指標體系構建

區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性涵蓋多個維度，為有效評價其脆弱性，需在分析其復雜致脆機理基礎上，構建反映因果關聯(lián)的脆弱性因果鏈和適合的因果關聯(lián)模型[9]。借鑒已有相關成果[3,4,15,25-26]，結合脆弱性定義和形成機理以及國土綜合整治對象和目標，構建社會-經濟-環(huán)境(SEE)和壓力-狀態(tài)-響應(PSR)模型的多因子輸入-產出評價指標體系。依據(jù)SEE-PSR模型，從經濟-社會-環(huán)境3個方面選取9個輸入因子，表征區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性壓力；從山水林田湖草受壓力后呈現(xiàn)的狀態(tài)和各主體響應2個方面選擇21個輸出因子，表征區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)在壓力作用下呈現(xiàn)的資源經濟產能效率問題、城鄉(xiāng)社會融合問題、生態(tài)環(huán)境保護等問題(表1)。SEE-PSR模型包含社會、經濟、環(huán)境要素，能有效表征社會、經濟和人類活動對社會-生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力，也可通過狀態(tài)和響應指標表征人類擾動及其最終效應所帶來的環(huán)境對社會經濟的反饋。

表1 青浦區(qū)行政村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價指標體系Table 1 Assessment index system of social-ecological system vulnerability in Qingpu District

2.2.2脆弱性評價方法

社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性表達為其在外在壓力變化下導致致脆壓力和孕脆環(huán)境變動，造成承脆體狀態(tài)和綜合應對形成的脆弱性差異過程；該過程符合經濟學投入-產出效率理論。因此，采用數(shù)據(jù)包絡分析對區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性進行評價。該方法是系統(tǒng)投入-產出運行效率的經典模型，被廣泛運用于多個領域[31]。由于該模型的多樣性和模型固有的缺陷，研究采用數(shù)據(jù)包絡分析(CCR-DEA)、對抗交叉數(shù)據(jù)包絡分析(ACE-DEA)和熵權對抗交叉數(shù)據(jù)包絡分析(EW-ACE-DEA)3種模型對脆弱性進行評價和比較。

(1)CCR-DEA模型。假設有n個決策單元，每個樣本有m個輸入，s個輸出，記第j(j=1,2,…,n)個樣本的第i(i=1,2,…,m)個輸入xij和第r(r=1,2,…,s)個輸出yrj。假設第k個決策單元為被評價決策單元，vk和uk為相應的權重系數(shù)，其中vk=(v1k,v2k,…,vmk)T，uk=(u1k,u2k,…,usk)T，求解評價單元(DMUk)的有效值CCR模型為

(1)

式(1)中，Ekk為第k個評價單元的脆弱性效率。對模型(1)求解n次，得到n個決策單元的自評效率值。當效率值為1時，該決策單元有效；否則，該決策單元無效[32]。

(2)ACE-DEA模型。為克服基于自評效率的CCR-DEA模型無法區(qū)分同時存在多個有效決策單元的脆弱性排序問題，在相關研究基礎上，采用基于他評效率的ACE-DEA模型。采用CCR-DEA模型計算每個Ekk值，在保證評價單元得到最大的Ekk前提下，使其他的評價單元盡可能小的交叉評價值Eki。

(2)

式(2)中，Eki為采用第k個單元的最優(yōu)權重計算的第i個決策單元的效率值。

(3)EW-ACE-DEA模型。為克服ACE-DEA模型因高度關聯(lián)導致評價結果偏高問題，研究引入距離熵模型對其進行改進[31]。結合信息熵的定義提出第k個屬性下的第i個評價單元交叉效率Eki的熵值hki。

(3)

引入距離熵的概念，第k個評價單元他評效率和自評效率的距離熵函數(shù)為

dki=|hki-hkk|,k=1,2,…,n。

(4)

式(4)中，hki為DUMk的他評交叉效率；hkk為DUMk的自評交叉效率。

距離熵的實際意義為值越小，自評與他評間的不確定性越小，即一致性越好，集結權重越大。評價單元DUMk的他評效率集結權重的公式為

(5)

利用線性加權法確定最終脆弱性效率：

(6)

式(6)中，Ek*為第k個評價單元的綜合脆弱性效率；θ為評價系數(shù)，θ∈[0,1]，研究取值為0.5[24]。

2.2.3脆弱性評價結果檢驗方法

(1)空間相關性分析。為驗證ACE-DEA模型因關聯(lián)導致評價結果偏高問題，采用GeoDa095軟件的空間自相關分析法對該方法得到的脆弱性空間集聚特征進行研究[30]。

(2)脆弱性分異指數(shù)分析。為比較3種模型對社會-生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性評價結果，研究構建分異指數(shù)對社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性差異進行比較[29]。

(7)

2.2.4基于行政村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的國土綜合整治時空配置方法

國土綜合整治是針對區(qū)域資源利用效率低、空間結構失衡、生態(tài)環(huán)境破壞等問題所開展的整理、開發(fā)、修復、治理和保護等措施，以提高全域國土利用效率和效益[33]；作為國土綜合整治的重要環(huán)節(jié)，時空配置主要依據(jù)區(qū)域特征、發(fā)展定位、迫切程度等對區(qū)域進行集中連片整治和有步驟、有計劃的時空規(guī)劃[34]，具有空間集聚性和時間迫切性等特征。時間維度源于國土綜合整治工程的復雜性和長期性，脆弱性等級越高，迫切程度越大，整治規(guī)劃越靠前?？臻g維度源于國土綜合整治對象的差異性和區(qū)域性，強調實施的適宜性，脆弱性集聚性越大，整治規(guī)劃越優(yōu)先。然而，國土綜合整治實踐中形成的“整治適宜性高低-整治成本考量-整治可行性評價-整治由易到難時空配置”的成本型整治邏輯，忽視了整治空間客觀性和時間有序性的全域時空統(tǒng)籌，以至于難以發(fā)揮整治的集聚效應和協(xié)同效應。因此，研究在“整治成本”不作為國土綜合整治至關重要的考慮因素假設下，依據(jù)區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間差異，采用區(qū)域“脆弱性等級(時間性)-脆弱性集聚(空間性)”綜合配置法，構建時間上有序可依、空間上布局合理和目標組合系統(tǒng)化的國土綜合整治時空配置體系。具體方法：(1)以5 a為整治周期，將整治時序確定為近期、近中期、中期、中遠期和遠期；(2)采用ArcGIS的圖層疊加功能，將脆弱性等級和脆弱性空間集聚結果進行疊加，以確定各年度行政村配置時序；(3)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為統(tǒng)籌單位。

2.3 數(shù)據(jù)來源與處理

2.3.1數(shù)據(jù)來源

研究采用的地理空間數(shù)據(jù)來源于上海市規(guī)劃與國土資源局提供的2018年1∶5 000土地利用現(xiàn)狀圖，采用ArcGIS提取村級行政單元的行政界線和地類面積。社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于2019年的《青浦區(qū)統(tǒng)計年鑒》《青浦區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)計年鑒》《青浦區(qū)村域年度農業(yè)報告》《青浦區(qū)農業(yè)統(tǒng)計年鑒》《青浦區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)發(fā)展報告》《青浦區(qū)林業(yè)統(tǒng)計年鑒》《青浦區(qū)環(huán)境調查報告》《青浦區(qū)環(huán)境狀況公報》《青浦區(qū)建設用地減量化報告》《青浦區(qū)郊野公園規(guī)劃》等。

2.3.2數(shù)據(jù)處理

參照TD/1014—2007《第二次全國土地調查技術規(guī)程》進行地類轉換，分成耕地、園地、林地、草地、建設用地、交通用地、水域和未利用地8類；河流、道路、水系空間數(shù)據(jù)從土地矢量圖中提??；將矢量圖轉換成像元為5 m的柵格圖，使用Fragstats 3.3軟件提取閑置用地斑塊數(shù)、景觀分維數(shù)、土地斑塊密度。利用ArcGIS軟件的空間統(tǒng)計功能計算道路密度和水網密度；由于無法分割淀山湖邊界，故水域面積不包含淀山湖面積。根據(jù)《上海市青浦區(qū)土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》，夏陽、盈浦和香花橋為青中區(qū)域，金澤鎮(zhèn)、朱家角鎮(zhèn)和練塘鎮(zhèn)為青西區(qū)域，徐涇鎮(zhèn)、重固鎮(zhèn)、白鶴鎮(zhèn)、趙巷鎮(zhèn)、華新鎮(zhèn)為青東區(qū)域。

3 結果與分析

3.1 不同模型脆弱性評價結果分析

3.1.1不同模型脆弱性評價結果比較

(1)青浦區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性差異顯著。3種模型評價的青浦區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性(VS-E)結果顯示：EW-ACE-DEA模型的VS-E均值為0.595，取值范圍為[0.345,0.852]，其中最小值為金澤鎮(zhèn)的蔡浜村(0.345)，最大值為徐涇鎮(zhèn)的光聯(lián)村(0.852)；ACE-DEA模型的VS-E均值為0.677，取值范圍為[0.994,0.438]，其中最小值為練塘鎮(zhèn)的大新村(0.438)；CCR-DEA模型的VS-E均值為0.639，青浦區(qū)VS-E值最大(VS-E=1)的行政村為15個，最小值為金澤鎮(zhèn)的蔡浜村(0.406)。

(2)村域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性空間集聚性差異較大。為驗證ACE-DEA模型因關聯(lián)導致評價結果偏高問題，研究對3種模型的VS-E值進行空間自相關分析(表2)。在5%顯著水平下，EW-ACE-DEA、ACE-DEA和CCR-DEA模型的Z值分別為5.613、14.684和9.576，均高于臨界值1.96，通過顯著性檢驗；但ACE-DEA模型的Moran′sI值明顯高于其他2種模型。該結果客觀地驗證了何亞伯等[9]、李璐等[24]關于ACE-DEA模型評價結果偏大而導致其空間關聯(lián)性差異的結論。同時，根據(jù)3種模型VS-E值的局部空間自相關結果(表2)可知，由于CCR-DEA模型權重極端分配導致VS-E值的5種集聚類型分散于該區(qū)，其中非顯著區(qū)(NN區(qū))66個，高值集聚區(qū)(HH區(qū))24個，低值集聚區(qū)(LL區(qū))34個。然而，ACE-DEA模型VS-E值的5種集聚類型卻非常顯著，其中HH區(qū)53個，LL區(qū)51個，總面積為181.152 km2。相比而言，EW-ACE-DEA模型VS-E值的5種集聚類型分布較為均勻。

表2 不同模型行政村脆弱性自相關對比Table 2 Auto-correlation comparison of different models for assessment of rural vulnerability

HH區(qū)為高值集聚區(qū)，HL區(qū)為高低值集聚區(qū)，LH區(qū)為低高值集聚區(qū)，LL區(qū)為低值集聚區(qū)，NN區(qū)為非顯著區(qū)。

(3)村域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性差異顯著。由于篇幅原因，研究截取11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中VS-E值處于前3位的行政村，對3種模型的差異進行比較(表3)。ACE-DEA 模型評價值顯著高于其他2種模型；而CCR-DEA模型評價結果無法區(qū)分有效單元(光聯(lián)村、民主村、聯(lián)盟村等)；ACE-DEA模型評價值雖然克服了有效單元無法區(qū)分的問題，但由于關聯(lián)原因導致評價值偏大，造成采用VS-E值進行脆弱性等級劃分時特征不明顯。相比之下，EW-ACE-DEA模型評價值區(qū)分度明顯，既保證了CCR-DEA模型評價結果的分布趨勢，同時評價結果更加趨于平滑。

表3 2018年青浦區(qū)行政村脆弱性評價對比Table 3 The comparison of vulnerability assessment for administrative villages in Qingpu District for the year of 2018

3.1.2不同模型脆弱性評價結果檢驗

為進一步檢驗3種模型對2018年青浦區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價結果的差異性，研究構建脆弱性分異指數(shù)(式7)，對不同評價結果進行檢驗。

由表4可知，EW-ACE-DEA模型分異指數(shù)最大，為0.614，表明采用該方法的評價結果對于不同行政村的評價值具有較好的區(qū)分度；同時，EW-ACE-DEA模型下的4個檢驗指標均處于最小值。該驗證結果表明：(1)EW-ACE-DEA模型可以克服CCR-DEA 模型由于極端權重分配導致的評價值難以區(qū)分問題和ACE-DEA模型由于強關聯(lián)導致的評價值偏大和集聚問題；(2)EW-ACE-DEA模型評價值可以較好地區(qū)分多樣本的差異性。因此，EW-ACE-DEA模型的VS-E值更具可信度，故將其作為脆弱性等級劃分的依據(jù)。

表4 不同模型的行政村脆弱性評價結果檢驗Table 4 Evaluation results of administrative village vulnerability by different models

3.2 基于EW-ACE-DEA的脆弱性評價結果分析

(1)2018年青浦區(qū)社會、經濟和經濟子系統(tǒng)VS-E均值為社會子系統(tǒng)(0.612)>經濟子系統(tǒng)(0.589)>生態(tài)子系統(tǒng)(0.548)，社會子系統(tǒng)脆弱成為該區(qū)脆弱性的重要原因。由圖3可知，社會子系統(tǒng)脆弱性由中部向東西部遞增，中部區(qū)域成為社會脆弱性低值區(qū)，源于較為均衡的壓力下區(qū)域公共服務的投入大和覆蓋面廣，其從業(yè)人數(shù)、道路密度、家庭教育支出和醫(yī)療保險覆蓋度居于全區(qū)之首；而東部區(qū)域的脆弱性最大，源于過高的環(huán)境壓力下社會的應對能力相對低下造成。經濟子系統(tǒng)脆弱性沿該區(qū)中軸線向南北遞增，該區(qū)雙經濟中心的特殊經濟區(qū)位成為抵抗經濟脆弱性的重要原因。生態(tài)脆弱性由西部向東部遞增，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性呈現(xiàn)明顯的兩級分化格局。這主要源于多元規(guī)劃限制，青西區(qū)域在水源涵養(yǎng)地的規(guī)劃制約下嚴格限制開發(fā)程度，加之區(qū)域整理項目的大力推進，造成生態(tài)脆弱性低；而青東區(qū)域因生態(tài)稟賦較差及高度的經濟和環(huán)境壓力，導致生態(tài)脆弱性較高。

(2)由EW-ACE-DEA模型評價值可知，青東區(qū)域的VS-E均值為0.723，為高脆弱性區(qū)域；主要因為該區(qū)域緊鄰上海市中心商貿區(qū)，承擔著人口和產業(yè)轉移功能，在資源環(huán)境、社會和經濟壓力快速增加的背景下，雖然其抵抗力增強，但是適應力和恢復力遠低于該區(qū)其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)，特別是景觀分維數(shù)(1.18)、土地破碎度(5.52個·km-2)和三廢排放(209.57 t)遠高于全區(qū)指標均值，造成該區(qū)域45個行政村的脆弱性較高。青中區(qū)域的VS-E值高于青東區(qū)域，但VS-E均值小于青東區(qū)域,為0.659；主要原因為該區(qū)中心在壓力沖擊下，人均收入持續(xù)提升且始終貫徹土地集約利用政策，導致其抵抗力和恢復力高，脆弱性較低。青西區(qū)域3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的85個行政村VS-E值較小，為0.402，主要因為該區(qū)域為水源涵養(yǎng)地，經濟社會發(fā)展相對緩慢，導致其壓力輸入小，特別是建設用地面積、GDP、第二產業(yè)比例遠小于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)；該區(qū)域的委托經營模式導致其景觀分維數(shù)和斑塊密度較小，土地較為規(guī)整，區(qū)域適應力高；2007年以來該區(qū)推行環(huán)境改善措施，家禽養(yǎng)殖場整體搬遷，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)向園區(qū)集中和農村集體建設用地減量化，提升了區(qū)域恢復力。

(3)運用ArcGIS的自然斷點劃分方法對2018年青浦區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性等級進行劃分(表5和圖4)。根據(jù)劃分結果，該區(qū)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性等級可分成5個等級，空間上呈現(xiàn)由東向西逐漸降低的變化趨勢。脆弱性三等的個數(shù)和面積最大，分別為49個和193.43 km2，主要分布在青中區(qū)的朱家角鎮(zhèn)和白鶴鎮(zhèn)；脆弱性一等的區(qū)域面積為61.12 km2，占區(qū)域總面積的9.14%，主要分布在青東和青中區(qū)的徐涇鎮(zhèn)、夏陽鎮(zhèn)和香花橋鎮(zhèn)；脆弱性四等和五等的行政村集中分布在青西區(qū)的練塘鎮(zhèn)和金澤鎮(zhèn)，VS-E值范圍為[0.404,0.623]，包含75個行政村。

表5 2018年青浦區(qū)行政村脆弱性等級Table 5 The grades of vulnerability assessment for administrative villages in Qingpu District for the year of 2018

3.3 基于行政村的社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的國土綜合整治時空配置結果分析

依據(jù)區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱空間差異，采用ArcGIS進行圖示化，得到青浦區(qū)國土綜合整治時空配置方案(圖5和表6)。

表6 青浦區(qū)行政村整治時空配置Table 6 Spatial-temporal collocation of rural integrated territory consolidation of Qingpu District

(1)近期整治的行政村為33個，主要為排名前列、脆弱性等級高且處于HH區(qū)內的11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，VS-E均值為0.853，面積為135.84 km2，占區(qū)域總面積的20.32%，集中分布在青東和青中區(qū)域。該區(qū)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化水平較高，通過不斷完善基礎設施的整治方式提升區(qū)域經濟發(fā)展，增強抵抗力；針對產業(yè)粗放式整治，集中開展針對土地破碎和零亂的土地整理措施，提高適應力和恢復力，降低區(qū)域脆弱性。

(2)近中期整治的行政村數(shù)量為45個，占總量的24.46%，整治面積為164.57 hm2，主要為脆弱性一等和二等區(qū)域，VS-E均值為0.769，空間上呈現(xiàn)“S”型，分布在香花橋(5個)、白鶴鎮(zhèn)(5個)以及西部的朱家角鎮(zhèn)(6個)、練塘鎮(zhèn)(7個)和金澤鎮(zhèn)(8個)。該區(qū)主要開展以郊野公園為載體的土地綜合整治措施，通過改善區(qū)域生態(tài)質量、有機整合農田林網，繼續(xù)提升適應力，以達到降低脆弱性的目的。

(3)中期整治的行政村面積為139.89 km2，為HL集聚區(qū)，包含41個行政村，VS-E均值為0.651。由于該區(qū)域為高值凸地，整治成本較低，因此采取區(qū)域特色和生態(tài)環(huán)境友好的整治模式，建設可推廣的新農村示范點，以點串線形成土地、資源、生態(tài)要素集約高效利用的空間體系，提升承脆體的抵抗力和適應力。

(4)中遠期整治的行政村為38個，總面積為127.95 km2，為LL擴散區(qū)，VS-E均值為0.651。該區(qū)域整治重點為發(fā)揮低脆弱性行政村的協(xié)同優(yōu)勢，結合鄉(xiāng)村聚落的傳統(tǒng)特征，以環(huán)境影響小的鄉(xiāng)村旅游為產業(yè)優(yōu)化方向，提高產業(yè)整治效率，完善旅游服務公共性設施，以提高承脆體的抵抗力和恢復力。

(5)遠期整治的行政村為27個，脆弱性等級為五等，是該區(qū)脆弱性最低的區(qū)域，集中分布在金澤鎮(zhèn)、朱家角鎮(zhèn)、練塘鎮(zhèn)和白鶴鎮(zhèn)。由于該區(qū)域為農業(yè)生態(tài)區(qū)，有生態(tài)保護、控制、恢復以及發(fā)展農業(yè)產業(yè)的要求，整治的重點為對生態(tài)敏感區(qū)的聚落和人口、產業(yè)逐漸疏解，減少強人類活動對生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的干擾；加強生態(tài)環(huán)境綜合治理，錨固生態(tài)基地，后植生態(tài)優(yōu)勢，構建優(yōu)美和諧的生態(tài)空間，發(fā)展生態(tài)友好型模式，實現(xiàn)示范區(qū)生態(tài)優(yōu)勢轉型和提質；通過利益反哺的造血機制，將減量化產生的建設用地指標進行騰挪，保障和提高集體經濟組織的收入，減少因落后造成對生態(tài)系統(tǒng)的干擾行為，提升生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結論與討論

4.1 結論

(1)社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性是區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)在環(huán)境-社會-經濟壓力變化下導致致脆壓力和孕脆環(huán)境變動，造成承脆體狀態(tài)和響應差異的過程，該過程符合輸入-產出的致脆效率。

(2)基于熵權對抗交叉的EW-ACE-DEA效率評價模型，對區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性評價結果更具可信度和精確性。該模型能克服CCR-DEA模型極端權重分配導致的蓄意割裂評價單元間關聯(lián)和無法區(qū)分有效單元大小造成脆弱性排序困難問題和ACE-DEA模型“保大壓小”原則計算最優(yōu)解導致評價單元高度關聯(lián)性造成的評價結果偏大問題。EW-ACE-DEA評價結果顯示，青浦區(qū)村域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性差異顯著且空間集聚明顯。2018年該區(qū)行政村社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性均值為0.595，全區(qū)值域范圍為[0.404,0.787]，且空間上呈現(xiàn)由東向西逐漸降低的變化趨勢。

(3)作為區(qū)域人地關系再調適過程，國土綜合整治具有問題導向性、空間性、效率性、公平性等特征；作為國土綜合整治的重要環(huán)節(jié)，時空配置主要依據(jù)區(qū)域特征、發(fā)展定位、迫切程度等對區(qū)域進行集中連片整治和有步驟、有計劃的時空規(guī)劃，具有空間集聚性和時間迫切性等特征。時間維度源于國土綜合整治工程的復雜性和長期性，強調推進的階段性，體現(xiàn)整治合理有序原則，以整治時間迫切性為依據(jù)，脆弱性等級越高，迫切程度越大，整治規(guī)劃越靠前?？臻g維度源于國土綜合整治對象的差異性和區(qū)域性，強調實施的適宜性，體現(xiàn)整治因地制宜的原則，以整治區(qū)域的脆弱性集聚類型為依據(jù)，脆弱性集聚性越大，整治規(guī)劃越優(yōu)先。依據(jù)區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性的空間分異特性，采用區(qū)域“脆弱性等級-脆弱性空間集聚類型”結合的國土綜合整治配置作為區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性研究在實踐中的應用，體現(xiàn)了人地關系再調整的效率性、公平性和空間性；為處于遠離平衡狀態(tài)的經濟發(fā)達區(qū)域的社會-生態(tài)系統(tǒng)降低其脆弱性程度和增加其抵抗風險的能力，進而為增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供恢復系統(tǒng)平衡的方式和科學借鑒。

4.2 討論

(1)綜合抗脆應對能力(響應)產生的滯后性問題：區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)綜合抗脆應對能力產生具有時效性，即單次壓力沖擊和累積壓力沖擊造成的區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)損害。鑒于研究以脆弱性作為國土綜合整治對象，更多地關注長期資源-社會-經濟累積壓力在一個時間節(jié)點上對區(qū)域的沖擊而導致的承脆體抗脆應對能力的差異，可能造成壓力輸入和能力輸出的錯位問題。但依據(jù)災害脆弱性壓力-釋放理論，由抵抗力(瞬時)、適應力(中期)和恢復力(后期)構成的抗脆綜合應對力涵蓋了能力產生的多時效性。在后續(xù)的研究中應更多關注脆弱性動態(tài)變化，即不同時間段內壓力變化產生的能力變化問題。

(2)SEE-PSR脆弱性效率指標的完善性問題：考慮到數(shù)據(jù)獲取性和表征性難度，輸出指標中管理類指標(如管理能力、政策透明度等)較少，然而該類指標對于綜合能力大小具有一定的影響；由于效率模型的指標擴張性，研究在輸入-輸出指標相關性分析中剔除了較多可能對研究精度有較大影響的指標；鑒于研究并未考慮3種效率評價模型投產指標的冗余率和調整率，導致指標閾值研究較為欠缺。

(3)國土綜合整治配置應用的延展問題：研究基于區(qū)域社會-生態(tài)系統(tǒng)脆弱性效率，統(tǒng)籌行政村的整治時序，伴隨著整治時空配置產生的區(qū)域整治方式選擇、整治目標協(xié)同和一體化制度創(chuàng)新是提升抗脆綜合應對力，降低區(qū)域脆弱性的重要舉措和基本保障。青浦區(qū)國土綜合整治時空配置僅作為一種基礎設施項目，成為推動長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展的重要抓手，但從整個示范區(qū)而言，僅有整治項目及其時空配置，難以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色增長的定位和目標。從國際經驗看，共識性的政策和制度是生態(tài)綠色一體化推廣和發(fā)展的保障。因此，明確權責邊界并加強規(guī)劃協(xié)調，統(tǒng)一綜合整治項目監(jiān)管，統(tǒng)籌國土空間管理，破除制度障礙并促進要素流動等，是以后青浦區(qū)國土綜合整治時空配置應用和實踐的著力點。