国外韧性城市评价体系方式简析
2019-02-26全美艳QUANMeiyanCHENYi
■ 全美艳 QUAN Meiyan 陈 易 CHEN Yi
1 韧性城市概念简析
“韧性”(resilience)一词最早源于物理学和数学,用于表达材料或系统在移位后恢复平衡的能力[1]。Holling[2]把“韧性”的概念引入到自然生态系统,他把生态韧性定义为生态系统吸收状态变量、驱动变量和参数变化能力的度量。后来,韧性这一概念被广泛应用于材料科学、社会科学、经济学和城市规划等领域,今天仍在不断发展。
20世纪90年代末,国外有关学者开始研究与城市规划相关的韧性概念,重点多集中在对韧性的概念解析和城市基础设施的改进方面。近年来,来自气候变化、恐怖袭击、地震水灾的挑战变得更加严峻,越来越多的人意识到,仅仅用“抵抗”的思维难以应对城市未来可能面对的突发灾害和慢性灾害,“韧性”的概念为城市规划提供了更具前瞻性的思考方向。
对“什么是韧性城市”这一问题,不同的学者或研究机构给出了不同的定义,但是都强调城市系统对灾害的主动吸收,并及时恢复到新的状态的能力。洛克菲勒基金会(Rockefeller Foundation)将“城市韧性”定义为:“城市中的个人、社区、机构、企业和系统,在各种慢性压力和急性冲击下存续、适应、发展的能力”。联合国对“城市韧性”的定义是“受到危害的系统、社区或社会,以及时有效的方式抵抗、吸收、容纳和灾害恢复的能力,包括通过保护和恢复其基本结构和功能”[3]。
近年来国内越来越多的学者开始关注韧性城市的理论研究(图1),研究的关注点集中于解读韧性及韧性城市的内涵,对评价指标的研究较少。华中科技大学的刘江艳等学者,根据国外弹性城市(注:国内“韧性”有时也翻译为“弹性”)的理念和内涵,从生态韧性、经济韧性、工程韧性和社会韧性等四个方面构建了国内城市灾害韧性评价体系,并以武汉市为研究对象,具体评价了该城市的弹性程度[4];湖南大学的陈娜、向辉等人,以“社会、经济、城市体系与服务、城市管治”为框架,构建了弹性城市评价体系,利用德尔菲法(Delphi Method)和层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)构建了4个准则层、多个领域和因子层的三级层次结构,通过专家打分对指标之间的关系进行两两打分,最终得出各级指标的排序权重,为弹性城市的实证评价研究提供基础和参考[5]。
总之,建立一个具有广泛性、实用性和科学性基础的评价指标体系具有重要的价值,有利于将概念与实操性政策相联系,引导政策制定者制定弥补城市韧性弱项的政策。
2 韧性城市评价方式
城市可以概念化为由物理系统和社会系统组成,各个系统之间动态交互,形成复杂的城市网络,这是城市高效运转的前提。城市物理系统充当城市的主体、骨架、静脉和肌肉,社会系统作为城市的大脑,指导城市活动,回应城市需求并使城市保持竞争力[6]。
基于城市本身的复杂性,韧性城市涉及的领域十分宽泛,评价体系要考虑到城市整体复杂性和包括技术、组织、社会和经济多个方面的不同维度[7]。
基于城市本身的复杂性和各个系统之间的互相依赖性,“城市韧性”(urban resilience或 city resilience)的概念变得较为模糊和抽象,建立韧性评价体系成为一项庞杂而艰巨的任务。城市层面的评价一般有定性评价、定量评价和两者相结合的方法。定性评估城市韧性的方法基于评价者对城市的观察和实践经验的总结,描述某项指标可能达到的最好或最差的状态,便于评价者对指标的现实状况做出主观打分,在目前城市韧性评价体系尚未完善的时期,这一方法有利于快速评估某一地区、城市或社区的韧性水平,具有较强的实用性。与此同时,国外有些学者对如何量化城市韧性进行了研究,提出了定量评价城市韧性的通用度量公式,这对完善韧性城市的学科理论具有很大的帮助。本文尝试梳理介绍国外学者在城市韧性方面的研究成果,希望能对建立我国的韧性城市评价指标体系有所帮助。
图1 在CNKI上以“韧性城市”或“弹性城市”为主题进行检索获得的论文数量总体趋势示意图
2.1 定性的韧性城市评价方式
Simon Woolf等人在文章“迈向可衡量的复原力:评估贫民窟复原力水平的新型框架工具”中提出了一个定性衡量社区层面韧性的方法,成为学习定性评价城市韧性的范例之一。Woolf等人结合红十字会和洛克菲勒基金会的研究成果,提出了评估社区韧性的框架—— ASPIRE框架(表1),框架由四个部分组成:外部资源(external resources),资产(assets),能力(capacities)和质量(qualities),共有16个限定指标和47个具体指标[8]。
ASPIRE框架的评价操作手法是:在四大组成部分之下分别设限定指标和具体指标,描述每个具体指标的意义和评价标准。为了确保评估具有整体性和广泛性,所有指标都被认为具有相同的权重,这也消除了评价者看待不同指标的态度存在偏颇的可能性。
每个指标都给出了最佳和最坏情况的场景描述,并按“非常差、差、一般、良好和非常好”的5个评价等级和三个打分区间。例如,非常差=1分,非常好= 5分。如果得分在3.51和5.00之间,则指标归类于“非常好、好”区间;如果得分在2.51和3.50之间,则归类于“一般”区间;得分介于1.00和2.50之间,则归类于“差、非常差”区间。然后通过平均分得到16个限定指标的分数,生成雷达图(图2);平均分根据其区间以绿色、橙色或红色进行颜色编码,分配在三个不同的得分区间内[8](表2)。
Woolf通过实践尝试运用了这个评价指标框架,对肯尼亚(Kenya)贫民窟改造方案进行研究,由联合国人居署进行监测和评估。该案例位于洪泛平原上,建筑密集,交通便利,但供水和卫生设施不足。改造的主要措施是以社区为单位进行供水、卫生和废弃物管理的改造。
表1 评估社区韧性的 ASPIRE框架
研究者评估了改造前后索韦托东社区(Soweto East)的韧性,以了解此改造活动如何影响社区的韧性水平。收集数据的方法包括文献数据整理和访谈,被访谈者主要涉及三类群体:人居署成员、当地居民和贫民窟改造专家,通过Skype(即时通讯软件)和电话对受访者进行了访谈。然后将收集的信息输入原型框架进行打分,以评估改造计划的韧性。作者对评价框架的47个具体指标进行打分(本文省略,未详述)后生成16个限定指标的分数并记录在雷达图(图2)中,其中红色表示改造前,蓝色表示改造后[8]。可以看出,改造后的韧性状况大有改观。
图2 限定指标得分雷达图
表2 限定指标得分表
ASPIRE框架用于评估社区的基础设施状况,具有很强的通用性,当地社区、政府或机构可以快速评估社区的韧性水平,且比较适用于对亚洲国家的社区进行韧性评估。这种较为主观的打分方法操作简单方便,但适用的范围较窄,且根据评价主体的不同,评价结果也会有所差异,评价的客观性相对较弱。
2.2 定量的韧性城市评价方式
国外有些学者开展了“定量韧性城市评估”的研究,提出了量化城市韧性的通用度量公式,这对韧性城市的评估具有很大的帮助。城市韧性的量化研究有助于科学、客观地反映不同地区城市韧性的能力, 有助于将韧性理论内涵与实践相结合, 同时能够指导韧性提升政策的制定[9]。
Bruneau等学者在论文“一个定量评估和提高社区抗震能力的框架”中,提出了基于地震复原力的社区韧性定性量化评价的初步概念。研究人员认为:韧性概念起源于工程领域,类似于故障工程快速恢复正常功能的能力,Bruneau用4种特性定义这种韧性:系统在扰动后不会产生功能退化的能力, 即坚固性;各部分的可替代性, 即冗余性 (redundancy);发现问题并调动所需资源的能力, 即智慧性 (resourcefulness) ;系统及时恢复功能的能力, 即快速性 (rapidity)[10]。
社区地震韧性可以理解为发生灾害时,社区减缓灾害、灾害恢复并减轻破坏影响及应对未来灾害的能力。Bruneau等学者提出,社区地震韧性可以通过提升社区基础设施(例如生命线)应对地震灾害的能力来实现。基础设施面对灾害时所呈现的状态可以通过系统机能曲线的变化进行描述,笔者为系统建立了一个衡量韧性的概念:社区基础设施的质量随时间变化的度量用Q(t)表示,基础设施的质量可以从0%到100%,其中100%表示基础设施完好,0%表示基础设施不可用(图3)。基础设施的恢复将随着时间的推移而发生,直到完全修复(时间t1时质量100%表示)。因此,对于某次地震,社区地震的韧性损失R可以通过预期的质量下降(失效概率)的大小随着时间的推移(即恢复时间)来测量。数学上,它定义为:
Bruneau首次将概率函数、韧性和时间进行了关联,并把它们用于社区基础设施韧性的研究中。显然,社区地震恢复力必须根据威胁社区的全套地震来衡量,因此,必须包括各种地震发生的概率[10]。
随着研究的不断深入,继续有学者对Bruneau的函数模型进行改进与完善,提出了不同的城市基础设施韧性定量评估方法。但是,此种量化城市韧性的计算方法主要来源于地震工程领域,计算方法中较少考虑系统外部因素,如:政策、人力、资金等因素对基础设施韧性的影响[10]。虽然这种量化的方法为系统韧性的定量评估提供了思路,但是到目前为止,似乎并没有提出具体的用于整个城市的韧性评估指标体系。
2.3 定性与定量相结合的评价方式(表3)
洛克菲勒基金会在奥雅纳(ARUP,总部位于伦敦的一家英国工程顾问公司)团队的协助下,开发了城市韧性指数(city resilience index,CRI),用于评估城市的韧性。CRI主要适用于有能力收集相关数据的城市,目的是评估城市韧性的优劣势,协助制定未来城市规划的重点发展方向。CRI围绕4个维度、12个目标、52个指标和156个具体问题展开,根据7个关键品质,用定性与定量相结合的方式进行评估。
表3 洛克菲勒基金会制定的城市韧性指数框架表
图3 韧性损失与时间关系函数
构建这个庞大指标体系的过程相当复杂:①文献资料的研究与综述;②与当地合作伙伴进行访谈和研讨会,收集访谈数据;③城市现状调查;④制定全面的韧性城市指标评估体系;⑤选取城市进行试点。迄今为止,CRI已在印度的西姆拉(Shimla, India)、智利的康塞普西翁(Concepcion, Chile)、 坦 桑 尼亚的阿鲁沙(Arusha, Tanzania)、中国香港和英国利物浦(Liverpool,UK)等五个城市进行了尝试。
CRI指数为城市提供了较为全面可靠的手段,以评估和监测城市韧性。由于韧性是一种抽象的概念,只能在城市遭受真正冲击的时候才能评估其真实的韧性,因此CRI的每个指标表示的是城市目前的状态。CRI结合了定量指标和定性指标。对于定性的指标,通过描述该指标的最好和最糟状态,使评价者可以根据不同城市中单个指标的具体表现来主观打分。CRI定量评价的内容允许不同城市建立自己的基准线,以便城市内比较不同管辖区之间的韧性差异。
3 结语
当前,我国仍处于城镇化发展阶段,城市面临着巨大的压力,住宅紧张、交通拥挤、环境污染、经济减速、道德缺失以及失业、犯罪等问题挑战着城市的承载力。如果不能妥善解决城市不断出现的各种社会矛盾,城市可能会因为矛盾激化和问题累积而失去竞争力,甚至进入衰退。因此,城市在发展经济的同时,必须加大城市承载各类灾害的能力,强调城市的可持续发展能力。实现这一重要目标的关键之一就在于:全方位提高城市韧性,实现韧性城市的目标。
建立韧性城市评价指标体系是韧性城市研究的重要组成内容,是一项庞杂的工作,国内关于这方面的研究尚处于起步阶段。梳理并介绍发达国家的经验,有利于为我国的城市韧性评价提供借鉴,并有助于未来不同领域的学者进一步共同探索。在梳理国外学者成果的过程中可以体会到:①每一座城市都有自身的特点,在建构中国城市韧性评价指标体系的过程中,应该广泛、深入地考虑城市社会经济、人居环境、管治系统和民众意识,制定差异化的评价指标体系,以推动城市的未来发展;② 一定要基于科学的调研,获得多方面的数据,通过多专业、多部门的协同工作,建立具有广泛性和实用性的评价体系,优化城市环境;③ 可以充分利用现代信息和通讯技术,加速建立城市数据库,通过大数据分析,更快速、全面、持续地评价城市的韧性水平,推动城市的永续发展。