韧性城市研究的进程与展望

2018-09-14林沛毅

中国园林 2018年8期

林沛毅

王小璘*

联合国指出，到2050年，城市人口将增加至世界人口的66%[1]。人们对环境做出各种改造，导致气体排放量增加及生态栖息地破坏；加上极端气候变迁带来不可预期的冲击，造成在城市中无可避免的生存压力。城市决策者需要新的方法和工具来了解城市系统的复杂性，以更有效地改善城市居民生活的品质。在气候变化的挑战下，规划者和决策者逐渐认识到，单靠缓解措施难以面对灾难。城市环境需要新的方法，以及适应性及灵活性的韧性策略[2]。梅罗[3]等倡议，城市是复杂的系统，城市韧性不可避免地涉及不同利益相关者的争议过程，因此需要多学科和利益相关者的专业知识。本研究希望通过文献比较，了解韧性城市领域的研究趋势、研究理论及方法，为后续研究和方向提出建议。

1 韧性概念

1.1 韧性概念的界定

生态学家霍林关于生态系统的韧性创新论文经常被认为是现代韧性理论的起源。韧性的概念自提出以来，被广泛应用于各个领域。在心理学领域，韧性是指心理适应压力和逆境的能力。在管理学领域，韧性被视为解决传统的职业健康和安全方法缺乏有效性的一个方案[4]。在工程领域，设计大型系统建立在以韧性进化为目标的基础上，较能承受可能的冲击[5]。胡赛尼[6]等研究指出，韧性应用最大的集群是心理学领域，其次是环境、社会与生态领域。而在工程领域，与韧性相关的研究比例较小。各领域所指的韧性，多侧重于系统“吸收”和“适应”破坏性事件的能力，而“恢复”则被认为是韧性的关键部分。丸山[7]建立了一个韧性循环模型(图1)，其不同阶段的周期采用不同的韧性策略：该系统首先设计一些韧性策略，例如内置的冗余度，然后投入运行，根据冲击的时间尺度，进入检测冲击波、应急响应阶段及恢复阶段。某些情况下，冲击对该系统提供了独特的创新机会，进而导致了下一个周期的新系统设计。

1.2 韧性城市的起源及定义

韧性城市(resilient city)研究自20世纪80年代开始发展。2000年之后，韧性概念从社会-生态系统研究扩展至社会-经济系统，并得到广泛应用[8]。洛克菲勒基金会采用以下城市韧性定义：韧性是无论城市中的个人、社区、机关、企业和系统，遭遇何种长期压力和急性震荡，都能生存、适应及增长的能力。梅罗梳理了自1973年之后的文献，提出新的韧性城市定义：“韧性城市是指城市系统及其所有组成的社会-生态和社会技术网络跨时空尺度的能力，在面对干扰的情况下，保持或迅速恢复到期望的功能，以适应变化及快速转换当前限制或未来适应能力的系统。[3]”

1.3 韧性城市文献的阶段性时序变化以及研究领域

1.3.1 研究数据源

本研究采用网络检索数据的方法，结合内容分类分析法来检索韧性城市的相关文献并加以归纳。中文文献以“韧性城市”或“弹性城市”限定主题，从中国知网(CNKI)数据检索库检索1973—2016年相关文献共171篇；外文文献鉴于英文拼写，以“resilient city”限定主题，从WOS(ISI Web of Science)数据库检索1973—2016年相关文献共2892篇，总计3063篇文献作为研究对象。本研究限制为仅对“韧性城市”一个关键词进行统计分析，并聚焦于分析“韧性城市”相关研究的文献领域分布及时序变化的趋势。

1.3.2 分析和比较

1)论文研究数量变化。

在中文文献方面，从2012年开始有较多研究出现(图2)。直到2014年之后，研究的数量大幅增加，并在2016年达到高峰，占中文文献总数量的48.5%。英文文献在2007年之前的数量偏低，各年度论文数量皆为总量的3%以下。2008年后文献数量开始逐渐提升，而自2014年开始，相关研究数量大幅上涨，并在2016年达到高峰，占英文文献总数的24.1%。

图1 韧性循环图[7]

图2 中文文献1973—2016年数量变化图(引自http://kns.cnki.net/kns/Visualization/VisualCenter.aspx)

2)相关研究学科或领域归纳分析。

中文文献数量最多的学科前10名，分别分布在建筑科学与工程、宏观经济管理与可持续发展、水利水电工程、环境科学与资源利用、行政学及国家行政管理、气象学、工业经济、社会学及统计学、农业经济、信息经济与邮政经济以及经济体制改革等领域。其中，建筑科学与工程占53.6%。英文文献数量最多的学科前10名分别分布在环境研究与生态、地理学、心理学、工程学、城市研究、商业经济、公共行政、气象科学、社会学以及公共环境职业保健等领域。其中，环境研究与生态及地理学等总计57.1%。

分析发现，中外韧性城市的研究应用方向不同，除了在学科专业分类方式上各异外，国外更重视韧性心理学领域的研究。而由中外文献数量呈现出的研究趋势来看，建筑科学与工程、宏观经济管理与可持续发展、水利水电工程、环境科学与资源利用、行政学及国家行政管理相对投入较大的关注。

2 韧性城市相关研究进展

2.1 城市体系和复杂性

在城市研究领域，韧性城市逐渐从新兴研究课题转向主流方向。例如，倡导地方可持续发展国际理事会(ICLEI)主办了“第一届全球城市韧性与适应性论坛”。更多参与韧性城市研究的学术机构(如韧性联盟、韧性城市组织)在全球陆续成立。学者认为将城市视为复杂的适应系统，必须考虑和评估空间异质性，并且，从社会生态学的角度来看，城市治理往往忽视了城市体系耦合的事实。如莫里斯[9]等认为，城市绩效必须从长远角度进行衡量，在以韧性为因子的空间异质评估方法中，提高韧性并不会降低性能；相反，这是一种提高长期绩效的形式。王昕晧[10]认为，提高韧性首要就是城市建设要适宜适度，且要加强应变的能力及持续满足所有使用者的需求，通过生态智慧追求人与自然和谐。李彤玥认为，不均匀的韧性分布威胁着城市作为一个整体运行的经济、社会和政治功能。目前，韧性研究往往忽略了这一维度，没有明确地将韧性与提升弱势群体的生活质量关联起来，没有回答为谁塑造韧性等问题[11]。王祥荣[12]等从自然条件、社会结构、经济体系、环境和行政管治等方面提出说明，强调中国应发展出与自身相适应的韧性城市。

2.2 韧性城市的研究框架

2.2.1 概念性的韧性城市框架

2005年“兵库行动框架”(HFA)发布以来，许多重大国际发展组织都采用了韧性模式。然而实际上，将韧性研究概念纳入实际的城市发展战略中的尝试相对较少[13]。洛克菲勒基金会和联合国国际减灾战略办公室(UNISDR)提供了广泛的框架，包括建设韧性城市的特点和优先事项，旨在提高脆弱小区对气候变化影响的抵御能力。亚洲城市气候变化弹性网络(ACCCRN)倡议，加强了孟加拉国、印度、印度尼西亚、菲律宾及泰国等国家内的50多个城市的生存、适应和转型能力。面对目前世界上频发的极端气候事件、天灾等问题，关于风险管理框架也更加重要，沙里菲亚[14]等认为韧性思维是一种管理社会-生态系统的方法，目的是建立一个灾害风险管理的综合框架，并且整理了近年的韧性城市评估框架工具。而如前述，目前韧性城市研究更加多元，许多研究框架缺乏量化指标之间的关系和相互依存关系的尝试，指标间的存在反馈被忽略，导致结果不准确[15]。因此，在韧性城市的框架研究上宜以多学科交叉为研究方向。

2.2.2 韧性城市框架的系统性

德苏扎[16]等认为，考虑城市边界内外发生的众多组成部分、过程和相互作用时，建立恢复力可能是一项艰巨的任务。为了解城市脆弱网络及其如何促进某些互动，提出韧性城市框架，亦即将城市概念转化为复杂的适应性系统，通过城市系统设计、规划和管理，能够更好地提升“韧性”的功能。在这个韧性城市系统框架中，物理和社会过程都可被理解为跨网络的空间和时间的相互作用。流入、流出城市的流动，描绘了城市需要适应自然、技术、经济和人类的四大类压力源。增强和抑制也是框架内必须加以考虑的部分。阿布德拉博[17]等提出了一个城市韧性综合框架(图3)，建议城市的韧性不能被视为一个真空，也不能被视为一个城市体系。其需要从4个高度相互关联的层面来看待：城市、城郊、城市网络和周边农村。吉梅内斯[18]等认为，现有研究大多考虑了多方利益相关者参与城市韧性建设过程的重要性，提出促进协作和联网、意识和承诺、学习及培训和准备4项原则，以指导地方政府如何让不同的城市利益相关者参与城市复原力的建设过程。

图3 城市韧性综合框架图[17]

2.2.3 韧性城市研究方法

截至目前，韧性城市的研究方法已经有相当多的成果。诸如许耿铭[19]针对气候变迁采用德菲法、专家咨询与层级分析等研究方法，最终汇整出城市气候风险治理评估指标体系。巴利察[20]、罗森茨魏希[21]、穆穆[22]及钮曼[23]等，都提出了雨洪预测模型。在城市管理方面，申佳可[24]构建居住区韧性模型，通过分析具有韧性特征的典型小区案例，提出基于韧性特征的居住区规划设计原则以及策略。赵冬月[25]等采用理论分析与数值模拟的方法，研究了城市韧性的结构特点及不同协同管理模式如何增强城市韧性的机理。李亚[26]等梳理总结了城市基础设施韧性研究的框架与定量评估方法，借此了解基础设施评估对于韧性城市之意义。科茨[27]等使用主成分分析法(PCA)进行综合指标评估，以衡量洪水恢复力的社会生态指标。李[28]等计算了景观指标，以加强沿海快速城市化的韧性管理。康托科斯塔[29]等建构“紧急情况和灾害指数”(REDI)，其应用大数据来衡量和验证邻里抵御能力，以一个新框架来全面量化邻里层面的城市抗灾能力。

尽管构建复合指标已经被提及并作为衡量灾害恢复能力的关键步骤，但在文献中还没有商定一个衡量的标准程序，权重是构建脆弱性和韧性分析综合指标的最重要障碍之一[30]。复合指数可能无法捕捉到指标的相互关联，而忽略了难以衡量的重要因素，并且隐藏了一些组成部分的缺点。阿萨德[15]等提出了F'ANP模型(图4)，构建了一套新的灾难恢复能力指标，还提出了一个新的网络过程来计算灾难恢复能力指标的权重：1)将层次与采用因子结合的归纳分析方法；2)应用不等权重法，而不是考虑所有指标之间相互依赖关系和反馈的加权方法。

2.3 本学科与韧性城市的相关研究

景观在目前极端气候的环境下，对于洪涝及风灾等常能起到积极的作用。此外，面对震灾或海啸等突发天灾的冲击，王小璘等认为，公园绿地除可避难、防止和减轻灾害、提高避难空间的安全性之外，尚有信息的收集和传达、消防救援、医疗救护工作的支持、避难和临时避难生活上的支持、心灵疗伤、防疫和复旧活动的支持，以及支持各种运输工作等功能[31]，即绿色基础设施可提供吸收、适应、减缓与复原能力，对于提升城市韧性有所帮助。

2.3.1 以景观提升韧性的研究类型

托皮[32]等就水资源的绿色发展策略提出案例说明。奥伊奇[33]等对学校绿色区在城市绿色基础设施中发挥的作用进行研究，基于问卷调查，了解如何策略性扩大城市绿化面积连通性和多功能性。洪[34]等用GIS评估生态脆弱性，由城市化角度认识生态环境脆弱区域的指标建构模式。乔伊斯[35]等通过在极端天气事件下的沿海“绿色-灰色-蓝色”排水系统的联合分析来耦合基础设施韧性和洪水风险评估，将洪水风险与基础设施复原力结合起来，提出洪泛区管理策略。王小璘等认为，必须保障区域层面生态格局的连续性，并于基地层面建构完整的生态网络，提升城市韧性[36]。由相关研究可以发现，从景观层面探讨韧性城市研究的类型，多以绿色基础设施为研究主体，并提供协助提升城市韧性的战略或做法。

2.3.2 评估景观韧性的研究方法

徐杰[37]以城市新区作为实证基地，通过绿色基础设施的水文计算，以PCSWM软件平台建构了一个动态可观察、可评估的景观与雨洪韧性观察模型。李[28]等以GIS及软件重新分类土地类型，并使用景观格局指数(RAGSTATS)计算了景观指标，以加强沿海快速城市化的韧性管理。拉斐尔[38]等探讨城市绿地面积的增加和白色屋顶的应用，使用WRF-SUEWS建模系统评估了不同的城市恢复力措施。梅罗[39]等人介绍了绿色基础设施空间规划(GISP)模型，结合了基于GIS的6个效益标准(雨水管理、社会脆弱性、绿色空间、空气质量、城市热岛及景观连通性)的多标准评估和专家利益相关者的权重，用于评估特定景观中竞争和互补的生态系统服务优先事项。

图4 构建综合指标所提出的混合F'ANP模型流程图[15]

3 结论与建议

3.1 讨论

本研究限制为仅对“韧性城市”一个关键词进行统计分析，可能无法辨明资料中研究主题“城市”与“单科”的差异，而主要聚焦于分析“韧性城市”相关研究的文献领域分布及时序变化趋势。各类学科或领域在韧性城市领域已有相当多的研究成果，然而，探讨“城市整体”或“多项整合”新进展的研究相对较少。韧性城市发展至今，面对越来越复杂的环境、灾害以及各类相异的城市属性，城市的复杂性成为必须加以考虑的要素。而城市承受灾害的风险管理也同时受到相当程度的关注。

3.2 结论

3.2.1 韧性城市的定位

1)无论从研究主体、研究客体还是研究载体作探讨，韧性城市的耦合特性在研究过程中必须给予特别关注。因此，研究对象与可能发生交互作用的因子，宜充分考虑其耦合的方式，通过系统归纳，梳理复杂的各种韧性城市研究因子。

2)如前述的韧性城市耦合特性，相关研究的空间载体不应只是单一空间，宜将研究城市周边的相邻区域(郊区、城市、自然环境等)一并纳入考虑。

3)面对复杂、极端以及突发事件的各种冲击，韧性城市研究代表的是一种风险分析的思维，从战略角度出发，预测可能的结果。该系统实际操作后得到的经验，宜作为回馈修正韧性城市框架的重要依据。

3.2.2 韧性城市的相关研究

1)由中外相关研究的时序变化及研究内容可以发现，关于韧性城市研究的议题由早期的理论探讨、框架设计逐渐转向模拟预测，并逐渐发展为在系统的概念下，探讨城市所有组成在面对干扰的情况时，保持、恢复、适应及快速转换的能力，且政治和经济制度、管理和城市体系、生态和基础设施及社会公平与健康等都是韧性城市关注的重点。

2)由于城市系统的高度复杂性，研究方法强调研究框架与指标的可操作性，研究对象从单一地区或国家逐渐发展到全球尺度。

3)由于2007—2010年为韧性城市研究开始大幅成长的转折点，且近10年间的相关论文研究数量始终为正增长，结合目前愈发严重的极端气候造成的频繁天灾的现状，可以合理预测，未来韧性城市的相关研究将持续受到关注。