《表1 地质环境脆弱性评价指标体系与数据预处理》

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《煤炭资源型城市地质环境的脆弱性与适应力研究——以淮北市为例》

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注:（1）30 m分辨率的DEM数字高清数据和GDEM数据来自国际科学数据服务平台提供的SRTM影像；（2）中国地质调查数据服务中心下载2015年淮北市地质调查数据；（3）中国气象数据服务中心下载淮北市三个气象站点年平均降雨量，利用Arc GIS进行空间插值分析；（4）土壤数据库中心下载的

基于人地耦合系统的脆弱性综合分析是当前脆弱性研究的热点。综合不同学者对脆弱性概念的理解，就人地耦合系统而言，脆弱性是指由于系统对系统内外扰动的暴露、敏感，以及因缺乏应对能力使得系统的结构和功能容易发生改变的一种重要属性，本质上是一种系统的潜在风险[16-18]。脆弱性实际上是针对某种特定的扰动而言，一个系统并不是对所有扰动都是脆弱的，对于煤炭型城市而言，只有在受到采煤活动以及由此产生的地质灾害的扰动和压力下地质环境的脆弱性才会显现出来，即与地质环境灾害风险类似。在以往的风险评估中，较多地是将脆弱性看成是导致风险的原因，即脆弱性与风险性两者为因果关系。然而，也有部分学者将系统的潜在风险作为脆弱性的组成部分来进行分析，即基于系统历史灾害风险情况，反映未来人地耦合系统面对地质灾害风险的脆弱属性[19]。与此同时，城市系统内针对扰动的人类适应力（如生态恢复工程、基础设施建设）能够有效地影响人地耦合系统的脆弱性，即通过大规模生态恢复工程与基础设施建设减少城市灾害风险，进而降低城市人地耦合系统的脆弱属性，并且随着脆弱性内涵的不断丰富，适应能力已经成为脆弱性评价框架下不可或缺的因素[20-21]。基于此，研究认为脆弱性是由于人地系统在受到某种特定扰动作用下所面临的潜在风险与系统适应能力二者构成的函数，同时耦合了自然因素和人文因素[22-23]。在参考孙军平[24-25]、Metzger M.J.[26]、Cutter S L[27]等提出的脆弱性评价模型基础上，构建耦合适应力的地质环境脆弱性评价框架。借鉴前人研究中关于耦合自然因素与人文因素的脆弱性评价指标[18，28-32]，遵循事实性、科学性、系统性和可操作性的原则，构建耦合适应力的煤炭资源型城市地质环境脆弱性评价指标体系（表1），其中自然因素的选取主要考虑决定城市地质环境构造的地形地貌因子，如坡度、岩性、断层等；而人文因素的选取主要考虑人类的采煤活动、配套设施以及塌陷地的复垦活动，如人为塌陷、交通设施、土地复垦等。该指标体系包括2个因子:地质环境风险性和适应力。风险性因子包含采空塌陷、洪涝、崩塌、地层断裂和土壤流失5个指标，其中采空塌陷主要由塌陷深度来衡量；洪涝主要由至河流距离与高程来衡量；崩塌又包含坡度、高程和地层岩性；地层断裂主要由地层裂度来衡量；土壤流失主要由土壤侵蚀强度来衡量。适应力因子包含市镇中心、交通廊道、塌陷区复垦能力、土壤活力4个指标，其中塌陷区复垦能力主要由土地复垦类型来衡量；市镇中心和交通廊道主要由与市镇中心距离和与交通要道距离来衡量；土壤活力主要由土地利用类型来衡量。在因子的权重确定上，研究采用等权重和专家评估的方法确定各因子权重值，总共5名专家参与评估过程，涉及环境学、地理学及规划学领域，结合淮北市地质条件与地质环境现状，对各评价因子的重要性进行评判。经过评判确定威胁淮北市地质环境的主要因子为采空塌陷和崩塌，权重为0.21；主要的适应力因子为土地复垦能力和土壤活力，权重为0.26。