弹性城市评价指标研究评述

粟立帆

广东博意建筑设计院有限公司 广东 佛山 528311

1 前言

“弹性城市”是当今城市规划领域中的热点问题，其评价指标体系更是该领域研究的核心之一[1]。为了使弹性城市更具有系统性，建设弹性城市，必须有一套完整、成熟的标准或指标体系来指引[2]。国外弹性城市的评估国外弹性城市评价研究开展较早，2001年由岗德森和霍林（Gunderson and Holling，2001）提出的通过定性的指标来评估系统在面对外来压力保存并更新自己以保持发展的能力。其后，弹性城市的评估迅速扩展到城市的各个领域。国内弹性城市的研究处于起步阶段，相关的评价指标体系仍未构建。为弥补国内研究的空白，将国外弹性城市指标类型进行梳理，以期进一步认识弹性城市指标体系，分析现有问题与不足，预测弹性城市指标发展的趋势，为我国制定弹性城市评价指标体系的构建提供借鉴。

2 弹性城市与弹性城市指标

2.1 弹性城市

“弹性”（resilience）的概念最早来源于物理学，之后由美国学者霍林（Holling）提出应用于生态学而引起了广泛的关注。弹性最基本的概念是指简单系统在被干扰后恢复到原有平衡状态的能力。后弹性概念被运用于复杂系统并强调其系统内部的自组织和适应能力，如弹性联盟（2010）认为：弹性城市为城市系统能够吸收消化外界干扰，并能保持原有主要特征、结构和主要功能的能力；科瓦连科和斯诺特（Kovalenko and Sornette, 2013）认为弹性城市分为四个等级，其中工程弹性是弹性城市研究的初级阶段，其后依次是生态弹性，活力弹性，动态弹性[3]；福尔克（Folke，2013）总结出国外弹性城市研究发展脉络，发现弹性城市的研究经历了由工程弹性扩散到生态弹性、社会弹性，再到生态社会弹性的发展过程。

2.2 弹性城市指标

依据弹性城市评价指标的评价对象和弹性概念内涵，可以将现有相关研究分为弹性城市专项指标和综合指标两类。

专项指标的评价对象常选用具有代表性的单一的物理组件（如基础设施），考察单一系统由平衡状态到受压状态到恢复平衡状态的变化[4-5]。基础设施系统，特别是电、水、路网、医疗等服务部门，是该类重要的研究范畴。

综合指标评价对象涵盖了城市各个子系统（社会、经济、生态、工程），考察复杂系统在收到外在冲击时的适应性变化[6]。该类指标综合考虑城市内部系统与外部系统的关系，将社会、生态、经济、人文等系统结合考虑，全面系统分析影响城市弹性的内在驱动力，从而评估城市应对发展所面临的不确定性的能力。

3 弹性城市专项指标

依据指标的复杂程度，可将弹性城市专项指标分为函数模型指标，复杂网络指标，模糊物元指标。

3.1 函数模型指标

该方法基于对弹性城市理论的解读，首先筛选城市工程弹性的构成要素，然后从工程弹性系统要素之间的关系出发，建立弹性评价函数模型。随着人们对基础设施系统研究的不断深入，开始有学者发现评估弹性的吸收恢复能力应以时间作为主要函数。欧阳和莱昂纳多（Ouyang and Leonardo Duen～as-Osorio，2014）利用时间弹性评估模型来分析系统演化的方式和不同灾难影响的内在联系。他们认为许多基础设施系统都是在不断进化的，一些危险出现的频率、强度和系统的恢复性、反应性、鲁棒性都是随着时间而变化的。在这一思想下，提出了变化中的动态弹性指标模型，其数学表达式为曲线P（t）和TP（t）可用被用来测量不同性能指标的水平。至此，弹性评价函数模型由静态指标向动态指标迈进。

3.2 复杂网络指标

复杂网络系统通过运用图形理论法高度概括了复杂系统的重要特征。图论中的图是由若干点及连接两点的线所构成的图形，该图像用点代表事物,用连接两点的线代表相应的两个事物间具有关联性，以此来描述事物的相互作用关系。复杂网络理论已被证明是一个鲁棒性的理论框架来研究网络系统的拓扑结构和各种现象发生时在系统中产生相互关联的单位，被应用于生物、技术和社会网络。最近更是延伸至的多层次、相互依存的网络案例研究。

3.3 模糊物元指标

模糊数物元法是处理现实世界中客观存在模糊现象的一种数学方法，模糊集合中的指标不具备普通数学集合非此即彼的特点，而是无需明确认定某一元素是属于或不属于该集合，具有亦此亦彼的特点。基于模糊理论的量化技术允许相互依赖的系统元素构建模型，评估的变量不需要准确或过多的数据。

美国西北国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory；2012）对于城市整体的基础设施的弹性进行评估，制定了城市基础设施系统指标（Key Performance Indicator；KPI）在明确城市主要基础设施要素的基础上，将鲁棒性、响应时间、恢复时间、性能描述、恢复水平、性能损失、适应能力、亢余能力、敏捷性等作为主要的评价指标；具体的评估方法有，首先通过评估现有的基础设施系统的属性来确定用于改善系统弹性需求的要素；其次评估替代要素对增加系统弹性的影响力，最后利用模糊规则法来评估这些替代要素的主要性能。模糊物元法能够客观的描述评价对象，解决不同指标评价单位不相容的问题。

4 弹性城市综合指标

弹性城市综合指标，根据评价目的，可以将其分为系统型弹性指标和策略型弹性指标两大类。

4.1 系统型弹性指标

系统型弹性指标力求提高城市作为一个整体系统的弹性性能，强调弹性能力水平高低的评价（表1）。

表1 城市系统型弹性指标一览表

4.2 策略型弹性指标

策略型弹性指标将“弹性”作为过程，侧重于行动，即通过解决脆弱性而增加城市弹性，强调指标体系对弹性策略制定的直接指导作用。2009年，洛克菲勒基金会（Rockefeller Foundation）以亚洲的12个城市背景开展了名为亚洲城市气候变化适应能力网络联盟（ACCCRN）活动。该活动希望通过城市的弹性策略，改善穷人和弱势群体的生活。ACCCRN的开发和实施主要分为四个阶段:

第一阶段：选择城市范围，确定城市的合作伙伴；

被选中的城市必须具备经历快速城市化过程，且容易受到气候变化的影响，同时有能力与ACCCRN进行合作来识别关键利益相关者、弱势群体。经过筛选后最终选择了印度、 印度尼西亚、 泰国和越南的12个“二线城市”。

第二阶段：分析城市水平和脆弱性，共享学习并与关键的利益相关者对话；

该阶段首先理解各个城市的脆弱性，尤其是弱势群体水平；识别潜在的气候变化的影响；分析气候变化对关键行业的影响。城市系统、气候变化、脆弱群体的相互关系如。

第三阶段：制定统一的弹性框架并付诸实践；

为了使市级规划者和专业人员慎重对待城市的气候弹性，需要确定一个统一的框架来指导弹性实践。该阶段明确了城市气候弹性的重要组成部分包括：生态系统、代理社会团体、基础设施、气候灾难。根据以上四部分，可以帮助：理解气候变化的潜在影响；确定哪些系统是受到气候变化的影响，以及如何对这些系统产生影响；确定谁是最具弱势的群体、地区、部门及其影响；识别组织产生脆弱的不同因素；评估至关重要的生态服务和功能是如何应对气候变化压力的；评估关键的组织和群体的适应能力；制定弹性的发展策略。在这一框架的统一指导下，各国的研究小组开始制定应对当地气候灾害的弹性城市指标。

第四阶段复制- ACCCRN将其不断扩大。

5 弹性指标综合评价与展望

5.1 综合指标的评价客观性有待提高

客观性是对任何评价指标体系的基本要求，城市是一个巨大的综合体，任何一点错误都会造成不可预测的损失，因此对弹性城市的评估指标设置必须具有较高的客观性。

专项指标因其系统相对单一，发展时间比较早，当今的研究成果显著，经过了从静态到动态、从单一到网络、从具体到模糊的转变过程；评价所针对的自然灾害扰动也从单一向多尺度的多重扰动发展。专项指标因其数据来源相对单一便于指标的量化，可以用相对精确的数据分析结果评价城市弹性。但综合指标是针对复杂系统制定的，指标内容繁杂，不同类别的数据换算困难，目前多采用主观评分的方式，极易造成评价结果的主观化，容易进入“有量无实”的维谷，给评价工作的客观性造成阻碍。

由此可见，为了使弹性城市评价结果更具有客观性，在今后的研究中应该着重探讨综合指标的量化方法，使不同类别的指标之间进行科学的统一。

5.2 综合指标的可操作性应加强

建立弹性城市指标体系的目的是对城市的综合弹性能力进行具体的评价，以达到增强城市抵御外在压力的应变或者适应能力的目的，所以，评估指标体系应具有较强的可操作性。

专项指标评价系统稍显成熟，现在已经在多领域广泛应用，具有很强的操作性。而综合指标中的系统型指标从城市系统（或城市子系统）的角度预测城市弹性，以期实现在世界（或某特定地区）范围内城市弹性水平的比较及实践方法的交流。但现实中，不同国家或地区的区域条件不一样，受到的外在冲击类型及级别并不一样，运用同一指标体系对不同地区的城市弹性水平进行比较存在障碍，容易导致不同城市的实际弹性能力水平评价不客观。应因地制宜地进一步制定不同城市的评价指标，确定相应指标阈值和综合评价方法。

因此可基于已有的系统型弹性指标，探讨不同地域条件下的弹性指标体系，保证指标体系对城市弹性政策的有效影响，使之可操作性加强。

5.3 评价视角的综合化应进一步强化

作为复杂系统，城市内部各子系统的结构纷繁复杂，各子系统间相互影响，只有从综合视角来衡量城市发展水平，才能准确反映其弹性发展状态。

弹性城市专项指标这种“以点带面”的形式很难全面地去评价一个复杂的综合体，具有一定的片面性。从综合指标的实践中可以看出，当下各国的弹性机构组织尤为关注指标的系统性，尽管已经开展了多方面的实践研究活动，但究竟哪些指标能够较为准确且全面的反映城市综合弹性系统，暂时并未达成统一的共识，该类研究仍处于起步阶段。

弹性城市的评价指标虽然已经从专项指标开始向综合指标转型，其综合性已经在逐步加强，但仍有不足。从综合化视角展开指标体系的研究将是未来弹性指标研究的重要趋势。