城市韧性与城市网络关联性理论研究进展及展望

季小妹，聂智磊，朱运海，赵西君

引言

生存与发展是人类社会永恒的主题，城市亦是如此，在面临不确定扰动时，城市的安全和发展问题往往得不到保障。城市韧性可以作为面对突发状况的“缓冲剂”。党的十九届五中全会首次提出“建设‘韧性城市’”；“建设宜居、创新、智慧、绿色、人文、韧性城市”成为《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中重要战略；党的二十大报告指出将打造韧性城市作为新时代的重大战略部署，提出一系列城市工作的新理念、新思想、新战略，强调城市发展必须要把生态与安全放在重要位置，建立城市安全系统，提高城市环境质量、风险防控能力和城市竞争力。随着气候变化、自然灾害、恐怖袭击、疫情传播等的频发，单一城市的韧性已经不能完全抵御干扰，需要上升到区域间的结构和功能韧性，从而将城市韧性与城市网络相互联系并结合。从城市间的关联出发，形成城市网络，由单一城市的韧性转向区域网络化的城市韧性，是当下研究需要关注的重点。

本文基于区域韧性的视角，先后对城市韧性和城市网络的内涵和演进过程进行分析，利用CiteSpace软件绘制图谱并讨论其相关领域的研究热点及前沿；再将城市韧性与城市网络相结合形成城市网络韧性和城市韧性网络，分析并比较城市网络韧性与城市韧性网络的内涵、区别与联系，总结现有研究尺度、研究方法和研究不足，深入认识城市韧性网络存在的问题，为后续研究提供新思路与参考。

1 城市韧性研究

1.1 城市韧性内涵及演进过程

韧性研究始于20世纪70年代，1973年霍林[1]将韧性的概念引入生态学领域，目前最为认可的韧性演进过程为：由工程韧性[2]到生态韧性[3]再到社会-生态韧性，即演进韧性[4]。城市韧性的研究在20世纪90年代正式兴起，城市韧性一般指城市系统面对外界变化和冲击时做出的一种适应、恢复和可持续发展的能力[5]。城市韧性联盟（Resilience Alliance）[6]基于生态学视角，认为城市韧性是城市系统面对外来冲击时，能够抵御、吸收并维持自身结构与关键功能的能力。美国洛克菲勒基金会（Rockefeller Foundation）将城市韧性定义为一个城市内个人、社区、机构、行业及其所组成的系统，在经历突变性扰动或是缓慢性压力时所具备的生存、适应和发展的能力[7]。我国学者赵瑞东[8]注重多主体参与和合作，将城市韧性定义为由城市经济、社会、制度、生态、基础设施等组成的系统，应对自然和人为灾害干扰时的适应、恢复和学习的能力。可见城市韧性是城市具备的一种抵御风险和冲击，并恢复、维持城市系统功能的能力，不仅具有灾后恢复性，还具有灾前预测性和灾害发生时应对性，体现在结构韧性、过程韧性和系统韧性等3个层面[9]。

国内对城市韧性的研究起步较晚，初期多为理论研究，集中于城市韧性概念解析、定义评述、案例探析、政策启示等方面，之后向实证研究转变。相关的研究内容包括城市韧性水平的评估测算、评价体系的构建、时空演变趋势、中国特色的韧性城市策略[10]等。近年来多以定性与定量相结合研究为主，侧重于城市韧性与其他组成要素的耦合关系，如城市韧性与科技创新的协调[11]、与城市土地利用效率的协调[12]、与城市经济发展水平的协调[13]等。

当前城市韧性的研究以评价为主，对于城市韧性如何形成网络体系，及其应对扰动的反应机制鲜有提及，一般只考虑城市本身，忽视了区域层面的研究，对于城市之间的相互影响关注较少。

1.2 城市韧性相关研究领域

国外对于城市韧性研究涉及学科较为广泛，本文以Web of Science核心数据集为例，选择SSCI和SCI-Expanded引文索引数据，利用“urban resilience”OR“urban elasticity”OR“urban toughness”为主题进行主题词检索，设置时间跨度为2007—2021年，选取论文、综述论文和在线发表等作为目标文献类型，经过人工筛选和CiteSpace 5.8.R3软件除重后得到740篇文献数据，利用该数据对国外城市韧性的研究做聚类视图（图1）和时间线图谱（图2）分析。

图1 城市韧性研究聚类视图（WOS数据）

图2 城市韧性研究关键词时间线图谱（WOS数据）

由聚类视图可知国外对城市韧性的研究集中于城市热岛效应、社区韧性、城市规划、绿色基础设施建设、城市扰动、城市生态系统以及城市设计等7个领域，根据发文量划分为3个阶段：萌芽期（2007—2011年）、缓慢成长期（2012—2016年）和快速发展期（2017—2021年）。时间线图谱的本质是将聚类中的关键词按照时间的顺序展开，可反映具有该关键词的文章首次出现在此领域的时间节点，随着时间的推移可以显示该领域研究的趋势。

结合时间线图谱和划分阶段具体分析可得：（1）由图谱直观观察到，研究初期的主题较为单一，主题词分布较稀疏，但是其研究具有开创性意义，为后续研究奠定了基础。气候变化（climate change）、城市（city）和影响（impact）等关键词首次出现在城市韧性研究的萌芽阶段，并成为城市韧性研究的延续性主题，2008—2009年是该领域新关键词的空白期，直至2010年城市韧性结合管理学（management）、城市规划学（urban planning）等学科进行交叉融合研究，2011年社区韧性（community resilience）的提出丰富了该领域的研究，脆弱性（vulnerability）、适应性（adaptation）和复杂性（complexity）等特性成为城市韧性的特征要素，从应对气候变化的适应性与灾害发生时的脆弱性出发，形成应对城市发展的“韧性思维”。（2）缓慢成长期阶段学者主要对城市韧性的特征及能力进行研究，研究城市复杂系统（complex system）应对风险管理的适应性（adaptability），吸收洪涝灾害风险（flood risk management）的教训，关注城市的适应性（adaptability）和适应能力（adaptive capacity）以及可持续性（sustainability）等。由气候韧性转移到社区韧性以及政府政策应对冲击的缓解策略研究，使城市韧性研究形成网络体系。（3）快速发展期城市韧性结合的学科和领域范围扩大，研究内容更加丰富。结合地理学（geography）、政治经济学（political economy）、城市发展（urban development）等，研究内容有所拓展，涉及社会韧性（s o c i a l resilience）、经济韧性（economic resilience）、气候韧性（climate resilience）、基础设施韧性（infrastructure resilience）、地震韧性（seismic resilience）、洪水韧性（flood resilience）以及区域韧性（regional resilience）等。对城市韧性的评估（assessment）、政策实施（policy implementation）、解决方案（solution）的研究由传统的城市生态韧性转向信息化的智能城市韧性建设，以“流数据”形式对城市规划精准测算，提高城市韧性，促进城市健康快速发展。

借鉴国外已有研究成果，国内城市韧性的研究领域分布于城市规划、城市灾害防治、城市发展与城市管理、生态环境等。国内学者将韧性思想较先应用于城市规划领域，刘丹[14]解析了弹性城市与城市规划领域的研究进展，阐明建设韧性城市对城市发展规划的必要性。随着全球气候问题越来越严重，地震、洪水等频繁发生，城市韧性与城市灾害防治学相结合的研究成为主流，冲击了传统的应对灾害时抵御的定向思维，转向灾前预防及灾后恢复的思想，使得城市面对灾害时更具弹性。安全和发展是现代城市建设的基本保障和重要目标，除了自然灾害之外，恐怖袭击、社会动荡和金融危机等社会灾害同样影响着城市的发展，城市韧性与管理学、规划学的应用为城市基础设施建设和社会智能化管理提供了基础支撑。徐耀阳[15]从生态和环境领域出发，对我国城市韧性的转型发展提出建议。

总结国内外城市韧性的研究进展，城市韧性成为当下研究的热点，其研究对城市管理、城市问题和城市可持续发展具有积极作用，研究涉及领域呈现多样化、丰富化特点，研究进程呈现快速化特点。对于城市韧性的研究，不再是单一专注某一领域或学科，而是从不同的学科、领域进行对比研究，创新性地借鉴多学科、领域交叉融合的研究方法，提升城市韧性研究深度。

2 城市网络研究

2.1 城市网络内涵及演进过程

城市网络是具有不同或者互补功能的城市之间形成的联系，依靠实际交通路网和虚拟信息技术，以及人、物、资金和信息等要素相互连接，通过“流”来实现城市经济、社会、政治和文化等功能的体系[16]。由于不稳定因素的增多，单个、孤立的城市已无法长久存在，以相互联系的形式形成的城市网络成为空间运转的主流[17]。西方城市网络的研究出现在世界城市网络研究之后。随着通信技术和信息时代发展，Castells提出的流动空间取代了地方空间的理念，成为信息时代主导性的空间组织形式[18]。形态特征与功能联系一度成为城市网络研究的热点，Camagni在1993年提出城市网络化的概念，对后续城市网络的研究产生重要影响[19]。

城市网络研究理论范式的演进由中心地理论[20]转向“流”空间[21]。现有城市网络研究不仅仅限于对城市空间等级范式中垂直结构的研究，而是上升到网络范式，同时关注空间组织结构中互动的水平结构[22]，研究重心由等级范式[23]转向网络范式，研究数据由属性数据转向关系数据，更重视相互之间的联系；城市空间形态由单中心向多中心，最终向网络城市范式转型[24]；研究内容从基础设施、交通流转向对知识、信息流的研究，表明研究方式由“硬网络”向“软网络”转变[25]。

2.2 城市网络相关领域研究

国外城市网络研究所涉及的领域较为丰富，本文采用与城市韧性相同的检索数据库类型和检索时间段，输入“urban network”OR“city network”进行主题词检索，筛选除重后共得到857条数据。通过CiteSpace 5.8.R3软件制得城市网络关键词突现表（表1），对国外相关领域的研究热点与前沿进行分析。关键词突现表显示的是在不同时间段内词频共现度骤增的关键词，表示该研究最新动态及发展趋势。根据年发文量统计分析，国外对城市网络的研究呈现波动增长趋势，可将研究数据划分两个时间段，2007—2016年为波动期，2017—2021年为快速增长期。关键词聚类图谱（图3）显示，国外对于城市网络的研究主题集中在高级生产服务业、世界城市网络、自动驾驶领域、航空数据、城市形态、城市群和智慧城市等领域。

图3 城市网络研究关键词聚类视图（WOS数据）

表1 关键词突现

关键词突现表显示，研究数据的使用从有形向无形转变，由航空数据（airline data）转向交通流数据（traffic flow），再到知识流数据（knowledge）。GaWC研究小组[26]提出先进生产服务业（advanced producer service）的数据从企业内部联系衍生为企业之间联系，从而构建相关网络，推动城市网络研究的发展。研究范式由等级转向网络。在未出现城市网络范式之前，城市等级化（hierarchy）的研究延续相当长的一段时间，2017年前是研究的热点，现研究热度已有所降低；世界城市网络（world city network）的词频共现度在2007—2013年突增，持续7年得到学术界的关注。研究新动态为智慧城市管理，利用知识（knowledge）、创新构建新型城市网络的研究正在兴起，未来城市网络的研究将更加侧重于智慧城市（smart city）网络特征、智慧城市作用机制等。

城市网络亦是国内学者研究的热点主题，我国城市网络的研究兴起于2010年[16]，国内学者对城市网络的研究侧重城市功能联系，构建多样化的联系类型，如交通流联系[27]、信息流联系[28]、企业联系[29]、创新联系[30]、知识流联系[31]、经济联系[32]和人口联系[33]等。

城市网络的研究使得孤立、静态的单一城市转向复杂互动的城市网络体系。城市网络并非城市自身的直接相连，而是依赖于多种实体或虚体的联系，打破了规模与空间距离的限制，实现了城市内部结构的紧密联系，多领域结合研究使得城市网络体系走向多元化。网络给城市韧性的研究提供新的视角，未来研究应将韧性作为城市网络联系的一种形式，从网络的视角反映出不同城市韧性之间的关系，为城市更好抵御扰动提供新的视角。

3 城市韧性与城市网络关联性研究

部分是整体研究的基础，要对城市网络韧性或城市韧性网络进行研究，首先要研究城市韧性和城市网络。将区域韧性与城市网络相结合，形成的城市网络韧性或城市韧性网络，两者相互联系又有区别。城市网络韧性侧重城市网络的结构韧性，对网络结构韧性的相关特性进行研究；城市韧性网络不再将单一城市韧性视为研究对象，侧重不同城市间的韧性网络，基于韧性的视角，将不同城市韧性构成网络、形成联系，并对其研究。城市韧性与城市网络的组合研究有其共同目的，即提高城市稳定性和城市抵御外部冲击后的恢复性。

3.1 城市网络韧性分析

城市网络韧性是城市系统通过城市间各领域的相互协同作用，共同抵御、预防和适应外部急性冲击和慢性压力的影响，并从中恢复和转换的能力[34]。城市网络结构是区域空间状态特征的重要体现，城市网络功能则体现城市网络在区域当中的作用。城市网络韧性研究是由单一的城市韧性转向网络化的城市韧性，将地域上相近或相邻的地区城市功能或结构形成网络体系，再研究该体系面对突发灾害时应对的能力。

通过中国知网检索结果可见，城市网络韧性现有研究较少，且大部分学者集中在城市网络结构韧性的探究上。基于网络结构视角评估城市韧性能力，考虑的影响因素涉及节点与网络系统层面，其以促进区域内部结构协调发展为重点。研究过程中，一般先构建城市功能关联网络，选取相应评价指标体系，对城市网络结构韧性进行测度。表2为城市功能网络构建及其结构韧性评价指标体系汇总，由此可得，城市网络的构建以实体网络与虚拟网络相结合，构建信息、交通、经济和创新等网络联系，评价指标主要体现网络的结构特征。对城市网络结构属性的测度与演变的分析方法进行归纳，网络结构测度可细分为对个体结构，即节点信息的测度和对整体网络的测度，通常有社会网络分析法、复杂社会网络分析法等。对网络格局的影响因素探究的方法有因子探测法。对网络结构韧性或是韧性网络进行指标体系构建，可利用熵值法计算各指标的权重，运用社会网络分析法构建城市韧性的空间关联结构。

表2 城市网络构建方式及评价指标体系

3.2 城市韧性网络分析

城市韧性网络的内涵目前尚未明确定义，为填补研究空缺，本文在已有的研究基础上，对城市韧性网络的定义做初步探索，认为城市韧性网络是城市网络与区域韧性的结合，将不同类型的韧性作为网络构建的基础，形成网络体系的城市韧性能更有效地抵御风险、降低灾害带来损失并从干扰中迅速恢复。城市韧性网络基于韧性的视角，使不同城市之间的韧性形成韧性网络，不再将城市韧性看成是单一的，而是面向区域、综合的韧性。城市韧性网络研究追本溯源仍是对城市韧性的研究，只是在此基础上进行网络化。就目前城市韧性的研究内容而言，构建韧性网络的方式可分为基于城市构成要素与功能、基于韧性过程和基于韧性要素特征的城市韧性研究[41]。基于城市要素的韧性网络构建包括生态韧性网络、社会韧性网络、经济韧性网络、基础设施韧性网络和创新韧性网络等；基于韧性过程的研究是依据灾害发生前、发生时和发生后，即过程状态，对城市韧性进行定性或定量分析，例如缪惠全[42]基于灾害发生后，分别从社区与人口、政府与管理、住房与设施、经济与发展、环境与文化等5个维度构建城市的恢复韧性评价指标体系；基于城市韧性要素的特征方面[43-45]，已有相关学者做过梳理，本文结合灾害过程，将韧性特征分3个阶段，分别对不同阶段特征的含义进行解释，如表3所示。

表3 基于过程的韧性特征

对于城市韧性网络影响因素的分析，国内外学者有不同的关注点。国外学者多关注干扰对城市社会、经济的影响，Cainelli等[46]比较了技术导向和市场导向的经济结构在面对金融危机时的抵抗力与恢复力差异；Rocchetta[47]分析了技术因素对于城市韧性的影响，得出具有技术一致性的区域在面对干扰时有更好表现。国内学者大多从区域或城市自身的角度分析城市韧性网络的影响因素。石龙宇[48]总结多方参与、响应能力和创新能力等城市应对能力对城市韧性的影响；Shi[49]基于城市自身视角，分析城市系统构成要素对韧性的影响，主要对生态、基础设施等物质要素和经济、组织、社会等非物质要素进行探究；季小妹[50]从人力投入、资本投入、科技投入3方面对济南市城市韧性的影响因素进行分析。

城市韧性网络的建设是实现城市安全和可持续发展的必然选择。目前学者对城市韧性网络的研究较少且以实证研究为主。孙亚南[51]以江苏省为例探究城市韧性水平空间演化规律，构建了韧性联系强度空间网络；路兰[52]基于多维关联网络的视角，构建城市社会、经济和生态韧性网络，并选取相关韧性结构指标对城市韧性网络的结构进行分析。城市韧性网络区别于城市网络韧性的重要一点在于：城市韧性网络研究是由城市单一韧性转向城市区域网络化韧性的研究，将城市单一的功能或结构形成网络体系，再研究该体系面对突发灾害时应对的能力，其强调不同城市要素功能与结构之间的互补或合作关系。

3.3 关联性分析

城市网络韧性与城市韧性网络是相互作用又有区别的两个概念，就现有研究而言，不能将这两个概念完全割裂。城市网络韧性将城市韧性不再看作单独的个体，而是由城市转向城市群网络共同形成的韧性。城市韧性网络是城市群系统间的韧性相互关联而形成韧性网络（图4）。

图4 城市网络韧性与城市韧性网络分析示意

研究视角与立足点方面，现有城市网络韧性的研究多为基于网络结构的视角，侧重研究城市节点、节点间关系的韧性空间结构特征；而城市韧性网络侧重于韧性的联系，城市内部的功能或者结构韧性形成网络，共同应对外部冲击。城市网络韧性强调城市网络的韧性特征，立足于区域网络层面的韧性，区别于单一的城市韧性；而城市韧性网络则强调城市网络，与以往的经济网络、社会关系网络、生态网络不同，强调基于韧性的网络，相对综合性更强，与城市恢复力、抵抗力更加紧密相关。

研究内容方面，二者研究都以实证为主，城市网络韧性的研究内容有城市网络的构建方式、网络属性的测度以及网络结构特征与网络格局影响因素的分析；城市韧性网络多为构建评价模型，分析时空演化规律特征。

研究方法方面，两者大部分都为构建指标体系，量化城市韧性评价和韧性网络关联度的测算。近年来对于城市韧性的研究方法，国内外大多采用定性与定量相结合。城市韧性水平的综合评价运用熵值法、综合指数法等；与城市其他功能的耦合关系运用耦合协调度模型；探究韧性时空分布特征有冷热点分析方法、全局或局部自相关指数、核密度估计法、GIS空间叠加分析法；对城市韧性水平预测方法有回归预测、BP神经网络预测等；研究城市韧性水平影响因素的方法及模型包括障碍度模型、面板回归分析法、地理探测器法等。

4 总结与展望

4.1 研究总结

本文对城市韧性、城市网络以及二者关联性进行梳理，国内外研究总体呈现的主要特点如下。

（1）关于城市韧性的研究尺度具有全面性特征，包含国家层面、区域层面、城市群层面和地级市层面等。城市网络的研究尺度大致分为3个层次，涉及全球层面、国家层面以及区域层面。全球层面的发展是由世界城市到世界城市网络，再到全球城市网络的研究演变而来。二者关联性的研究尺度目前较为单一，多为区域城市群或者地级市及以上城市群的尺度。

（2）研究方法趋于多元化特征。随着不同学科的交叉融合，借鉴不同领域的研究方法，丰富了研究体系。其中城市韧性网络的强度测算可以借用物理学上的引力模型；韧性水平的预测可结合生物学中神经元、神经网络，构建神经网络预测模型；对于韧性影响因素的探究可利用地理学中的地理探测器方法等。研究视角呈现丰富化特征。最初的理论视角，即对城市韧性进行单一学科的视角转化为多学科交叉的研究视角；对城市韧性构建的视角，不再是单一城市的韧性和城市的单一韧性，而转向相互关联的角度。

（3）城市韧性与城市网络相结合的研究目前较缺乏。城市网络韧性的研究中对于城市网络结构韧性的研究较多，其强调的是城市的空间特性。城市功能网络是城市之间的功能互补，有助于实现多功能城市系统。但现有研究缺乏对城市网络功能韧性的研究，功能与结构的关系是辩证统一、不可分割的，结构决定功能，功能反作用于结构，不能完全独立地看待这两个要素。城市韧性网络现有研究整体较为欠缺，大部分学者对城市单一的韧性有较为深入的研究，但将城市间不同的韧性形成联系并构建韧性网络的研究较少。基于韧性要素特征的城市韧性形成的韧性网络的相关研究较为缺乏，后期研究可以将城市韧性的要素特征作为衡量城市韧性网络的因素，试图构建综合、动态、关联的韧性网络。

4.2 研究展望

随着工业化的发展，城市问题聚焦于城市人口、资源、环境等方面。城市气候危机、疾病、自然灾害、城市生态环境、社会经济发展以及城市建设等问题的相互作用、累加，对城市的可持续发展造成巨大威胁。城市韧性是实现可持续发展目标的创新途径，韧性思想的提出以及与城市结合的相关应用，表明研究者对城市可持续发展的意义和模式有了新的认知和理解。

韧性城市建设是各国推动城市可持续发展的重要命题。面对城市发展过程中的问题，应积极落实城市韧性建设，结合城市安全、可持续发展要求，突出预防理念，运用科学的方法更好地应对风险和挑战，提高城市对风险扰动的抵御、恢复及学习的能力。以韧性城市建设推动可持续发展，构建城市韧性是城市可持续和安全发展的新模式，在保证城市正常运行中发挥重要作用，是城市经济、社会、人口、资源及环境在时空尺度上进行结构优化，维持经济稳定发展、保障居民生命和财产安全、增强应对重大灾害和冲击的能力，并满足当代及未来城市发展的现实需要。韧性城市建设应将韧性城市和数字城市、智慧城市、创新型城市、低碳城市等紧密结合，完善城市大数据平台，以技术手段提高城市管理水平；提高自主创新能力和经济核心竞争力，为实现碳达峰、碳中和的目标积极制定方案。

城市网络系统对城市韧性的研究起到深化作用，城市中的各领域相互作用，从单一城市的韧性提升到区域或城市群之间的韧性，让城市应对危害冲击时，形成网络协同效应，共同预防、抵御灾害。对城市韧性的研究应由单一网络扩展到多要素网络韧性，使网络与韧性的结合具备综合性，不是仅仅构建经济、交通等网络，而是对应不同维度和功能之间的韧性，形成多样化的网络，发挥各种网络韧性之间的协同、互补作用。城市网络与韧性的结合强调的不单单是面对灾害时的抵御和有效响应，更要将抵御转换成对灾害的预防及灾前的准备工作。目前研究多集中于城市网络结构韧性特性的研究，缺乏城市网络功能韧性的研究，可将研究重心适当转移，做到结构与功能相结合。未来仍需关注城市韧性及城市网络研究最新动态，量化城市网络韧性，提出评估网络韧性的标准，找出可能出现的热点，并加强二者的关联性研究，进一步完善城市韧性研究体系。