城市韧性研究回顾与未来展望

South Architecture - - Landscape and Landscape Architecture - 1 2 李鑫 车生泉 Li Xin Che Shengquan

摘要 长期的气候变化和短期不可预测的极端气候事件对社会-生态系统影响日益加深。城市韧性概念正是为应对未来天气变化等不确定因素以及极端气候灾害而提出。因为城市韧性理念受时间、空间以及地域属性等因素影响,部分概念和相关定义无法进行定量和定性来进行评估和衡量,因此具有很强的外延性和包容性。但由于理论范围过于广泛和解读多义的特点,也由于我国韧性城市研究还处于起步阶段,造成相关概念混淆,有必要对韧性、城市韧性等相关研究,包括定义、理念和相关理论框架进行追溯,总结其规律和特点,期望对我国下一阶段的城市建设提出借鉴和参考意义。

关键词 气候变化;社会-生态系统;韧性;城市韧性abstract The long term climate change and unpredictable emergent events deeply impact on the structure and spatial pattern of socialecological system in China. As a response to the challenges caused by climate change and other disasters, the concept of resilience was proposed and developed. Because the research of resilience is often related to the issues of time, scale and geographical aspects, and has the high capacities of application and expansion, it can bring a positive influence on the changes of interior social-ecological system. However, the significance of the idea is reduced by low understanding of the background and this concept, and by unclearly the research scope as well. This article manages to review the significant research by introducing the relationship and definitions of resilience, ecological resilience, engineer resilience and urban resilience across different discourses; and introducing the current resilience framework and indicators, both of which might provide a high value example and reference for future urban resilience development in China.

Key WOrds climate change; social-ecological system; resilience; urban resilience

中图分类号 TU984文献标识码 A

DOI 10.3969/j.issn.1000-0232.2017.03.007 文章编号 1000-0232(2017)03-0007-06

作者简介 1 博士后;2 教授,通讯作者,电子邮箱:chsq@sjtu.edu.cn;1&2 上海交通大学农业与生物学院 1背景介绍

应对气候变化所带来的挑战是人类文明几次转向之后的必然结果,其中的博弈过程也对整个人类和整个社会带来深刻和长期的影响。据统计,我国从 2004 ~ 2013年由于气象灾害造成的年平均直接经济损失达 3055亿元;年平均死亡人数近2500人,由于气象灾害造成的年平均农业受灾面积达 380230ha[1]。IPCC 的预计,包括中国在内亚洲的大部分的地区,未来极端的气候的发生频率仍将提高。韧性的概念提出和研究目标是为应对社会- 生态系统(Social-Ecological System)未来可能面对的各种不确定挑战,以防止其崩溃和失灵。面对气候变化的压力和紧迫,近年所提出的绿色城市、生态城市以及海绵城市等 概念虽然从城乡建设提供政策依据和规划指导,都无法单独承担具有复合尺度和复杂层级的生态-社会系统中的变化。

2研究问题

[2]有关韧性的的定义和研究范围过于宽广和模糊,正如Klein 等人指出“韧性概念包含太多想法,但意味着也什么都没包括。”具体来说,有 3点问题,其一如何在实际规划中对特定区域进行衡量韧性度评价和评估效益预期;其二是如何完善基础理论界定,如韧性研究的研究范围和其创新性,即到底是一种范式还是一种叙述表达;其三是如何把理论基础以及评价指标与各国的城市发展现状结合并发挥指导作用。以我国

Progress and Prospect of Urban Resilience Research in Social-Ecological System

表 1韧性的定义

为例,现有的韧性研究对于其定义制定并未有效针对发展现状和未来挑战进行精准定位,“只有解决定义方面的歧义,并在成果和预测过程中开展更多系统性工作,韧性的价值才能最终得到体现[3]”。此篇文章回顾城市韧性研究成果,对相关定义,如韧性、生态韧性、工程韧性以及城市韧性概念和理论框架进行总结和分类,为国家长远发展战略的韧性城市定义和相关理论框架制定提供借鉴和参考。

3韧性概念的发展脉络以及其研究回顾

3.1 韧性概念背后的动因

韧性研究的提出如同可持续发展等概念一样具有深刻的时代背景,由于其宽泛包容的特点,能够快速整合众多学科,结合原有的研究成果形成新的研究方向,也能够把散落在各处的资源通过韧性这个纽带联结在一起形成新的力量。但另一方面,其标准并无准确的参考依据,定量和定性是韧性研究的难点之一。但更为重要的是核心理论的构建因地、因时都有不同,如何制定适合中国国情和发展现状的理论框架是未来工作的重点。此外由于部分国内文献的混淆和曲解,造成韧性研究无法进一步开展和深入,本文借对韧性、生态韧性、工程韧性等概念进行回顾的同时,对核心概念进行分析和总结,以期为国内相关文献提供参考。3.2 韧性研究的三个阶段

在 1970、1980年代生态学通常把人与自然看做相对独立的两套系统,把研究对象看做是可以预测、可控和线性发展的静态模型 [4]。May, Robert (1972) 指出现实当中的生态系统的平衡和稳定性是从应对来自于更外部变化的挑战的过程中得到,而非它自身。韧性研究正是为响应气候变化以及其他不可预判的压力和挑战而兴起,在气候变化研究领域,正逐渐消化和超越其他的概念,如“可持续性”和“精明增长”[5]。总的说来,韧性研究进展按照对韧性认识程度可以分成4个阶段。 3.2.1 第一阶段:韧性与生态学

3.2.1.1 韧性研究的生态学转向

韧性(Resilience)来自于拉丁文“Resilience”意为“重新恢复活力”。美国学者 Holling(1973)最早把韧性(Resilience)引入生态学视角,并把韧性(Resilience)与稳定性(stability)看作生态系统的两种属性,而韧性是保持系统持续性和功能的一种手段用来吸收扰动而保留系

[6]统内部群体或是系统变量之间的联系。 Holling 的研究脱离了传统的稳定范式(stability paradigm)对工程韧性(engineer Resilience)和生态韧性(ecological resilience)的角色进行区分。此后的相关研究

[7]大多在此基础上做出延伸,例如Walker 把韧性又细分成4个具体方面:1)自由度,因为干扰等因素的影响,系统在无法恢复其结构和功能之前所达到的变化程度;2)维持性,能够改变系统的难度;3)不稳定性,系统的当前状态离极限值的距离;4)共治(Panarchy),由于系统的变化是在多尺度上共同作用,任何特定尺度所受到的影响基本来自于其上下维度的状态的变化,其研究促成后来的韧性联盟(Resilience

[8]

Alliance)的形成,而 Gunderson 认为韧性应该分为自我修复、自

[4]我学习和自我适应三种能力。Carl Folke 认为这3种能力只有在社会 -生态系统中 (social-ecological system) 才会发挥出来,还需要借助结构性愿景(structured scenarios) 和积极的适应性管理(Active Adaptive management),以及一个兼具自由和开放性的具有深度和广度的决策系统。

3.2.1.2 韧性在社会-生态系统中的定义

由于社会-生态系统包含的层面较多,涉及众多领域,韧性概念也随之被多个领域所采用。表1中列举了从自 2010年以来引用度较高的相关文献,从中可以看到不同领域对韧性的理解和应用的异同点:

(1)由于研究领域不同,定义和内容不同,但其内在思想具一致性;

(2)每个领域都被看做功能复杂但相对独立的系统,当系统处于危机和压力之中,韧性的作用才会出现,而很少有定义对领域之间的韧性进行考量;

(3)定义大多使用可适用性(adaptation)、吸收 (Absorb)或维持(maintain)等词语模糊描述韧性理论的目标,并无明确的研究范围和量化标准以及清楚的技术路线;

(4)韧性具有空间、时间以及结构等需求,而且是动态地(dynamic)且是过程中(processing)实现目标的能力 (capacity)。

正如韧性具有时间和场地属性,因此一直处于变化之中,因此韧性的定义也一直随着社会的发展阶段、研究对象和功能的变化进行补充和调整,但同时这种变化也很大程度限制韧性的进一步应用和发展,因此对韧性进行细化,尤其对工程韧性和生态韧性的特点进行研究,找到韧性的应用范围和构建出具有适应性特点的研究路线是极为必要的。

3.2.2第二阶段:从生态韧性到城市韧性理论雏形

3.2.2.1 生态韧性与工程韧性

随着气候变化愈受关注,韧性的研究范围已经逐渐扩展到人文 -生态领域,但生态韧性和工程韧性在内的相关研究一直没有就关键核心问题达成共识,在国内和国外都缺乏一致和连续性[20],例如有些研究认为韧性是一种描述或是比喻 [3、10];是定义和可别量化评价的研究方向 [21、22];是两者受到压力时系统为抗拒复原以及接受抗拒后发生变化的前后两种能力 [23、24];Pimm[25] 认为韧性主要是系统恢复到原有状态的速度;而更多的学者则认为韧性的核心是可持续的生态功能管理以及提供稳定、多样性以及生态的功能 [26、27]。由于两者关系不清,导致我国两者使用混乱问题,如国内研究经常使用弹性城市替代韧性城市 [28-30];“韧性是刚性与弹性的辩证统一”[31];或生态韧性是弹性城市一部分等结论 [32];或认为系统的弹性是韧性系统的特征之一[3]。造成这种现象主要有两个方面,其一是两者定义不清,界限不明,其二是涵义较广,确有重叠,很难进行严格区分。

工程韧性定义的共同特征都是关注于量化的速度与强度。因此它和生态韧性不同的是,描述系统发生改变的定义较少,更多是如何能够满足系统“刚性”维持功能和结构,以及系统发生变化后如何尽快恢复到变化之前的量化指标。因此工程韧性要比生态韧性更加被物理学、工业、医学或是灾害管理等领域所接纳。由于篇幅所限,在此工程韧性不会展开讨论。

3.2.2.2 生态韧性定义与类型

从表2中,其定义大体分为4个类型,包括恢复之前的承受量值研究[6],系统在受到压力和侵袭时,韧性如何发挥作用使系统恢复之前的状态;系统在受到压力之后不会准确回到之前的状态,而是部分结构会改变和增强[33];生态韧性是社会韧性与生态韧性结合的产物,关注社会-生态系统的整体韧性能力[14];社会 -生态系统单独个体与个体之间的韧性变化研究,关注每个层级和嵌套式的韧性变化 [34]。这 4种定义类型可以覆盖大部分的生态韧性研究类型以 及涵义,它们的根本区别在于关注系统内部的时间和空间尺度的不同。根据研究领域的特点和作用尺度而选取合适的生态韧性定义类型是十分必要。

3.2.3 第三阶段:社会-生态系统中的韧性研究发展

3.2.3.1 韧性城市建设复杂性

韧性是否对所有城市和任何情况都是积极正面极为重要,正如Leichenko[35] 写到“韧性思想是否具有建设性的特点,关系到是否可以可持续的发展而被广泛接受”。随着研究案例的增多和深入,

[36]韧性的复杂性也逐渐暴露出来。Lorenzo Chelleri 等人 的研究认为“韧性可以消除特定领域的脆弱性和甚至扭转劣势应对未来挑战,但是也需要考虑其他例外的情况”,如韧性的增强有可能会导致脆弱性的转移[37]。不过在更多的研究中,城市韧性的解读是积极和正面,其主要目的是能够让系统回到正常或是稳定状态的能力[38]。总之,其核心问题是要清楚韧性城市为谁而建,理论的真正含义是什么 (what to what)[24、39],以及系统韧性的哪个领域建设具有优先权[40]。3.2.3.2 城市韧性的定义与理论框架

表3列出中西文献对于城市韧性的定义,从中可以看到其基本借鉴生态韧性相关涵义。从这些定义中可以看到几组内在矛盾隐含在城市韧性的定义之中,其中包括:

(1)平衡与不平衡的矛盾:系统的韧性越高内部的流动性(非平衡)越强,而流动性越弱则韧性越弱但稳定性较强,因此灾难过后的重建目标如何取舍,如稳定性还是流动性需要进一步的探讨;

(2)韧性的正面作用或是负面作用:正如上文所提到,韧性城市建设需要有步骤和选择性进行韧性提升;

(3)转变机制的建立:系统是恢复到扰动之前的状态还是对局部进行改变和革新;

(4)尺度和时间:由于系统的韧性一直处于变化之中,因此韧性的内涵和解读也需要服从不同尺度、不同的时间域以及不同的发展状况进行重新定义和补充。

从表3中可以看到,社会-生态系统研究更多的关注系统在受到压力和干扰之后的3个阶段的特点,其中包括持续(persistence)、转型(transition)和转变(transformation)。Leorenzo Cheller[45]提出城市韧性的理论框架应围绕在这3个方面,包括韧性(系统维持)、转变(系统逐渐变化)和转变(系统重新布局)上进行讨论。Sara Meerow[11] 等人在提出城市韧性的定义之后指出持续、转型和转变是达成城市韧性理论构建的的三个途径。Andreanne Doyon[49]则以韧性规划的视角对这个基础上又进一步进行补充,包括转变(transformation)、适应性 /弹性和自我管理(等同于 transition)和坚持(persistence)。表 4列举国外知名且较为成熟的理论框架系统,此外还有其他的理论框架和评价指标体系单没有在表中列出,如 Constas 和 Barrett[50、51] 主持对非洲国家的食物安全韧性评价的研究;美国政府支持的USAID为发展中国家所建立的城市韧性理论

[52]

框架 等 ,这些实践和研究必然能够对我国的城市韧性发展有借鉴意义。

表 2生态韧性的定义

表 3城市韧性的定义

表 4城市韧性理论框架实践案例

结语

城市是社会-生态的重要部分,是人类建造的最大的建造物,里面包含的大量的原理和规制,而这些严格遵守压力反应-回应线性模型的密集的原理和规制使得韧性远离城市,远离人类赖以生存的家园。传统应对策略以建设密集和高耗能的技术体系和需要大量空间的刚性建设物作为保障,各个决策机制以部门为单位,缺少应急机制和部门间协同体系,同时缺乏数据共享和大数据平台支持,另外由于理论研究基础不足和定义混乱等问题导致韧性研究还游走于问题表面,无法深入。因此本文认为中国的城市韧性理论框架需要在国外的研究和实际案例中,结合中国实际情况找到适合本国的韧性发展理论,同时需要严格区分生态韧性和工程韧性、城市韧性与城市弹性的区别和联系,并且需要在城市韧性理论中对动力机制、政策决策系统、物质流动而导致的城市代谢以及社会协同机制等几个方面进行考量,另外也需要对城市发展的不同时间和阶段,不同地理空间进行条理清晰的规划和预见。毫无疑问的是,我国的韧性城市建设有很长的路要走。

参考文献

[1] 赵珊珊, 高歌 ,黄大鹏,等 .2004 ~ 2013年中国气象灾害损失特征分析 [J]. 气象 ,2017(33):101-107.

[2] KLEIN R J,NICHOLLS R J,THOMALLA F.Resilience to natural hazards: How useful is this concept?[J].Global Environmental Change Part B: Environmental Hazards,2003 (5):35-45.

[3]张益章,刘海龙.韧性概念的重新审视[J].国际城市规划,2015 (30):13-21.

[4]FOLKE C,CARPENTER S,ELMQVIST T,et al.Resilience and sustainable development:building adaptive capacity in a world of transformations[J].AMBIO:A Journal of the Human Environment, 2002(31):437-440.

[5]彭翀,袁敏航,顾朝林,等.区域弹性的理论与实践研规展[J].城市规划学刊 ,2015(1):84-92.

[6]HOLLING C S.Engineering resilience versus ecological resilience[J].Engineering within ecological constraints,1996,31:32.

[7]WALKER B,HOLLING C S,CARPENTER S,et al.Resilience,adaptability and transformability in social–ecological systems:City.2004. (http://www.ecologyandsociety.org/vol9/iss2/art5/). [8]GUNDERSON L H,HOLLING C S.Panarchy:understanding transformations in human and natural systems[M].City:Island press,2001:536.

[9]FOLKE C.Resilience:The emergence of a perspective for social–ecological systems analyses[J].Global environmental change, 2006(16):253-267. [10]CARPENTER S,WALKER B,ANDERIES J M,et al.From metaphor to measurement: resilience of what to what?[J]. Ecosystems,2001(4):765-781.

[11]MEEROW S,NEWELL J P,STULTS M.Defining urban resilience:A review[J].Landscape and Urban Planning,2016 (147):38-49.

[12]THOMA K,SCHARTE B,HILLER D,et al.Resilience engineering as part of security research:definitions,concepts and science approaches[J].European Journal for Security Research,2016(1): 3-19.

[13]LUTHAR S S,CICCHETTI D,BECKER B.The construct of resilience: A critical evaluation and guidelines for future work[J].Child development,2000(71):543-562.

[14]ADGER W N.Social and ecological resilience:are they related?[J].Progress in Human Geography,2000(24):347-364. [15]NORRIS F H,STEVENS S P,PFEFFERBAUM B,et al.Community resilience as a metaphor,theory,set of capacities,and strategy for disaster readiness[J].American journal of community psychology,2008(41): 127-150.

[16]BONANNO G,A,WESTPHAL M,MANCINI A,D.Resilience to loss and potential trauma[J].Annual review of clinical psychology,2011(7): 511-535.

[17]HAMEL G,VALIKANGAS L.The quest for resilience[J]. Harvard business review,2003(81):52-65.

[18]CIMELLARO G P,REINHORN A M,BRUNEAU M.Seismic resilience of a hospital system[J].Structure and Infrastructure Engineering,2010(6):127-144.

[19]STERBENZ J P,HUTCHISON D,ÇETINKAYA E K,et al.Resilience and survivability in communication networks:Strategies,prin ciples,and survey of disciplines[J].Computer Networks,2010 (54):1245-1265.

[20] 徐江,邵亦文.韧性城市: 应对城市危机的新思路[J]. 国际城市规划, 2015(30): 1-6.

[21]GARBARINO S,HOLLAND J.Quantitative and qualitative methods in impact evaluation and measuring results[R]. City:DEVELOPMENT U D F I,2009:51.

[22] 李亚 ,翟国方,顾福妹.城市基础设施韧性的定量评估方法研究综述 [J]. 城市发展研究 ,2016(23):113-122.

[23]HOLLING C S.Resilience and stability of ecological systems[J].Annual review of ecology and systematics,1973(4):1-23.

[24]DAVOUDI S,SHAW K,HAIDER L J,et al.Resilience:A Bridging Concept or a Dead End?[J].Planning Theory & Practice,2012(13):299-333.

[25]PIMM S L.The complexity and stability of ecosystems[J]. Nature,1984(307):321-326.

[26]RISSER P G.Biodiversity and ecosystem function[J]. Conservation Biology,1995(9):742-746.

[27]ELMQVIST T.Urban resilience thinking[J]. Solutions,2014(5): 26-30.

[28] 徐振强,王亚男,郭佳星,等.我国推进弹性城市规划建设的战略思考 [J]. 城市发展研究 ,2014(21):79-84.

[29] 李彤玥,牛品一,顾朝林.弹性城市研究框架综述[J]. 城市规划学刊, 2014(218):23-31.

[30] 李潇 .德国“区域公园”战略实践及其启示——一种弹性区域管治工具 [J]. 规划师 ,2014(30):120-126.

[31] 刘堃 .社会主义市场经济背景下韧性规划思想的显现与理论建构——基于深圳市城市规划实践 (1979-2011)[J].城市规划,2014, (38):59-64.

[32] 刘堃 , 仝德,金珊,等.韧性规划• 区间控制• 动态组织——深圳市弹性规划经验总结与方法提炼[J]. 规划师 ,2012(28):36-41. [33]PETERSON G,ALLEN C R,HOLLING C S.Ecological resilience, biodiversity,and scale[J].Ecosystems,1998(1):6-18. [34]GUNDERSON L H.Ecological resilience—in theory and application[J].Annual review of ecology and systematics,2000(31): 425-439.

[35]LEICHENKO R.Climate change and urban resilience[J].Current opinion in environmental sustainability,2011(3):164-168. [36]CHELLERI L,WATERS J J,OLAZABAL M,et al.Resilience trade-offs:addressing multiple scales and temporal aspects of urban resilience[J].Environment and Urbanization,2015(27):181-198.

[37]SAPOUNTZAKI K.Social resilience to environmental risks:A mechanism of vulnerability transfer?[J]. Management of Environmental Quality:An International Journal,2007(18):274-297.

[38]CAMPANELLA T J.Urban resilience and the recovery of New Orleans[J].Journal of the American Planning Association,2006(72):141-146.

[39]VALE L J.The politics of resilient cities: whose resilience and whose city?[J].Building Research & Information,2014(42):191-201.

[40]COTE M,NIGHTINGALE A J.Resilience thinking meets social theory:situating social change in socioecological systems (SES) research[J].Progress in Human Geography,2012(36):475-489.

[41]ALBERTI M,MARZLUFF J M,SHULENBERGER E,et al.Integrating humans into ecology:opportunities and challenges for studying urban ecosystems[J].BioScience,2003(53):1169-1179. [42]GODSCHALK D R.Urban hazard mitigation:creating resilient cities[J].Natural hazards review,2003(4):136-143. [43]PICKETT S T,CADENASSO M L,GROVE J M.Resilient cities:meaning, models,and metaphor for integrating the ecological,socio-economic, and planning realms[J].Landscape and Urban Planning,2004(69): 369-384.

[44]ERNSTSON H,LEEUW S E V D,REDMAN C L,et al.Urban transitions: on urban resilience and humandominated ecosystems[J].AMBIO:A Journal of the Human Environment,2010(39):531-545.

[45]CHELLERI L.From the <Resilient City> to Urban Resilience. A review essay on understanding and integrating the resilience perspective for urban systems[J].Documents d'Anàlisi Geogràfica, 2012(58):287-306.

[46]GODSCHALK D R.城市减灾:创建韧性城市[J]. 国际城市规划, 2015(30):22-29.

[47] 郑艳 ,王文军,潘家华.低碳韧性城市:理念,途径与政策选择 [J]. 城市发展研究 ,2013(20):10-14.

[48]周利敏.韧性城市:风险治理及指标建构——兼论国际案例[J].北京行政学院学报,2016(2):13-20.

[49]DOYON A.An investigation into planning for urban resilience through niche interventions[D].City: University of Melbourne Institutional Repository of The University of Melbourne.2016.

[50]CONSTAS M,BARRETT C.Principles of Resilience Measurement for Food Insecurity:Metrics,Mechanisms,and Implementation Issues, City.2013.(http://www.fsnnetwork.org/sites/default/ files/Constas and Barrett FAO Draft Feb 2013.docx.) [51]CONSTAS M,FRANKENBERGER T,HODDINOTT J.Resilience measurement principles:Toward an agenda for measurement design[M].City.2014.

[52]FRANKENBERGER T,NELSON S.Background paper for the Expert Consultation on Resilience Measurement for Food Security[M].City,2013:40.

[53]TYLER S,REED S,MACCLUNE K,et al.Framework and Examples from the Asian Cities Climate Change Resilience Network. City,ISET.2010. (http://www.alnap.org/resource/7282. [54]SHARMA R,HASSAN M,FUCHS R.Assessments of Impacts and Adaptations to Climate Change (AIACC) in Multiple Regions and Sectors,City.2017.(http://www.start.org/Projects/AIACC_ Project/about/about.html.)

[55]AYERS J,ANDERSON S,PRADHAN S,et al.Participatory monitoring, evaluation,reflection and learning for community-based adaptation: A manual for local practitioners[M].City,CARE International.2012.

[56]SILVA J D,KETE N.City resilience index:Understanding and measuring city resilience,City:London.2017.(http://www. arup.com/city_resilience_index.)

[57]PROGRAMME U N D.Understanding Community Resilience:Findings from Community-Based Resilience Analysis (CoBRA) Assessments[R]. City: CENTRE U D D.2014.

Newspapers in Chinese (Simplified)

Newspapers from China

© PressReader. All rights reserved.