城市韧性概念、影响因素及其评估研究进展

在城市化快速进程中,不确定性的多元干扰对城市发展造成威胁,如何增强城市吸收、抵御、适应与学习能力是亟待解决的热点议题。韧性城市作为城市应对不确定性风险的新兴理念范式,对提高城市韧性水平与应变能力具备指导意义。对韧性概念进行辨析,阐述了城市韧性的概念,并提出多要素融合、多能力转变与多时空尺度的城市韧性概念见解。基于所提出的城市韧性概念,从过程化视角系统总结了多元干扰、城市系统状态、城市应对能力对城市韧性的影响。对单领域和多领域评估进行梳理,针对基于城市韧性要素、韧性特征、韧性实现过程的三种评估指标进行具体探讨,总结与比较了定性和定量的城市韧性评估方法。基于上述分析,提出当前存在缺乏城市如何实现韧性的研究、评估指标较少关注组织要素、多干扰和多主体、评估方法缺乏机理与动态模拟的应用、理论与落地实践脱轨等问题。最后提出未来展望,即注重城市韧性过程分析,设计更具完整性与针对性的指标体系,推动研究方法科学化与动态化改进,加强形成“机制-评估-管理”的可操作性闭环。     

中国城市森林研究现状及发展趋势

工业的发展与人口剧增使城市环境不断恶化 ,引起人们对生活空间质量日益关注与重视。城市森林作为解决城市环境问题的有效途径而得到广泛研究。为推进城市森林的进一步研究 ,本文阐明了城市森林的概念、性质、分类及范围 ,并从城市森林的研究方法、结构、功能、维护管理与规划建设等几方面 ,对我国城市森林的研究现状、存在的问题及发展趋势进行了探讨。     

韧性科学的回顾与展望:从生态理论到城市实践

城市韧性的概念在生态与环境领域正在兴起,如何将城市的结构复杂性和功能多样性与自然、经济和社会要科学地耦合尤为重要。实践方面,城市韧性在国际组织、政府机构和私人基金会等计划的支持下得到世界各地城市的日益重视。对此,回顾了韧性在生态系统科学中的概念起源及其在工程技术与社会学科的应用发展;整合了城市系统的科学知识,以进一步阐述城市韧性的概念及理论发展;举例了目前联合国、洛克菲勒基金会和跨国企业所构建的全球合作网络中韧性城市的实践。基于城市韧性理论的回顾和韧性城市实践,结合城市系统在生态、经济和社会维度的差异性,就我国城市以韧性为导向的转型发展过程中存在的机遇、挑战及解决途径提出了参考建议。     

城市生活垃圾综合管理决策研究进展

城市生活垃圾综合管理主要是指选择合适的方案、政策手段等来实现特定的管理目标。选择适宜的研究方法是开展城市生活垃圾管理科学决策的重要基础和保障。综述了近年来该领域常用的相关研究方法和研究进展，总结分析了以统计分析、多准则决策分析、全生命周期分析、费用效益分析等为代表的传统数学模型方法和以系统动力学、基于Agent的建模等为代表的复杂系统模拟方法两大类方法的适用场景、优缺点和研究进展，分析了未来该领域研究的趋势和需重点关注的方向。研究发现：传统的数学模型方法被广泛应用于生活垃圾管理决策领域，成为支撑决策的重要研究工具，但这类方法通常大多以单一主体为研究对象，难以解释各种因素对其它主体及整个生活垃圾管理系统的作用，且大多为静态的或对某个或某几个时间点进行分析，容易忽略系统性和系统中各主体间的非线性关系、行为的交互作用及随时空的动态变化等。未来研究需充分关注城市生活垃圾管理系统的复杂性和系统不同主体间的行为交互作用，加强系统模拟模型开发，开展系统性政策评估分析等，为城市生活垃圾精细化管理决策提供科学支撑。     

城市内涝与基于自然的解决方案研究综述

受全球变暖和快速城市化的影响,城市可持续发展面临重大挑战。近10年,基于自然的解决方案(Nature-based Solutions,NbS)受到广泛关注与认可,为解决城市所面临的生态环境问题、提升城市韧性和可持续性提供了新的思路和途径。本文首先回顾了NbS的提出背景与发展历程,剖析了其核心内涵与框架准则,进而以城市中日益突出的内涝问题为例,介绍了NbS在应对和解决城市典型生态环境问题中的应用;通过汇总现有实施案例、整合多方观点,对比分析了NbS与国内外城市内涝管理的常用方法在概念框架、理论内涵和应用实践等方面的区别与联系;综合论述了基于NbS开展城市内涝管理所采用的技术手段、计量方法、评价模型的发展现状;最后,对NbS在我国的应用进行了展望,认为其在适应气候变化、提高城市韧性等方面具有巨大的潜力,但大范围的推广也面临理论认知尚不深入、实践过程存在障碍、专业人才与本土研究不足等多项挑战。     

城市住宅建筑系统流量-存量动态模拟——以北京市为例

地面建筑物的累积与更新是城市化过程的结果与显性特征之一。城市建筑系统在不同层面上与外部环境系统进行着物质能量交换,对这种交互产生的资源压力与环境胁迫的关注,使其成为城市代谢研究领域中的热点问题。系统分析与模拟城市建筑物流量-存量的动态变化过程及其资源环境响应,对于揭示城市建筑系统代谢机理,提高城市总体规划精准性、强化资源系统韧性管理、提升废弃物处置效率等宏观战略具有重要意义。以北京市为例,基于Stella建模平台,构建了城市居民住宅建筑系统流量-存量的动态模拟模型,定量模拟了不同管理情景下钢材需求量与建筑拆除垃圾产生量的变化区间。结果表明:(1)基准情景下,北京住宅建筑新建流量前期增速较快,2005年达到峰值3024.1万m~2,而拆除流量约于2057年达到峰值,拆除面积为2073.14万m~2;城市住宅建筑存量最高值出现在2075年左右,面积为7.51亿m~2;(2)与基准情景相比,如果人均住宅建筑面积提高到45 m~2,从现在到模拟期结束(2019—2100)将增加钢铁需求量3251.65万t;而如果延长住宅建筑寿命至设计值,同期可减少钢铁需求量3022.9万t;(3)基准情景、大面积情景以及长寿命情景下,北京市城镇住宅建筑拆除垃圾峰值产生量分别为0.29亿t、0.39亿t、0.20亿t,政府管理部门应采取有针对性的应对措施,提前做出综合利用和处理处置方案。     

韧性城市社区规划设计的3个维度

在与韧性城市社区相关的研究文献中,适应性是经常使用的术语,它不仅描述了一个社区对于可能导致不良后果的扰动的抵抗或吸收能力,也包括一系列相应的变化能力,这些变化往往为社区带来成长、发展、创新与变革的机会。因此,适应性常被视为社区韧性的必要条件。然而在已有文献中,对于“什么是韧性城市社区适应性的本质”尚且没有清楚的阐述。旨在通过回答以下问题来补充这一理论的不足：韧性城市社区适应性的关键特征是什么？社区韧性应如何通过构建适应性来实现？从城市社区目前面临的挑战出发,基于对韧性城市社区本质及关键特征的分析,构建城市社区韧性与适应性概念模型。该模型以适应性为核心,以环境支撑、空间可变、以人为本作为解读城市社区适应性的3个维度,指出：遵循城市社区独特的地脉文脉特征;满足城市社区中变化的环境需求与空间的偏好;尊重居民的权利与建议的城市社区是体现适应性的韧性社区,并以此作为3个原则指导韧性城市社区的规划设计。     

基于能值分析方法的城市代谢过程——案例研究

城市代谢过程研究是实现城市生态规划和环境管理等实际工作优化与决策的关键理论问题之一。核算了1999-2006年北京代谢过程中能值通量和强度,并依照Eco-Indictor 99的划分标准,结合自然系统对污染物的自净化及污染对经济系统和生态系统的损害程度测度方法(DALY法和PDF法),从城市代谢生产过程和消费过程研究城市代谢对人群健康和自然生态系统的影响,结果表明:(1)北京城市代谢过程大部分依赖于外部购买的不可更新资源的消耗;(2)外部购买的不可更新资源主要依赖于它省的资源供给,对国外资源利用很少,说明北京是一个本国资源依赖性的城市,而且这种依赖程度在不断增长;(3)当前过快的城市代谢过程主要由固定资产建设所拉动,随着北京基础建设程度放缓,这种高依赖性的代谢模式会的到一定的改变;(4)在考虑生态损失的情况下其可持续发展水平有5%的下降。该研究克服传统外在预警式评价方法的局限,综合评价城市生态系统内在代谢过程及代谢水平,为城市生态规划和环境管理提供更为有效的优化与决策依据。     

城市可持续发展新型定量研究方法进展

城市体现了集约化的发展方式,以仅占陆地3%的面积承载了世界一多半的人口,因此城市是人类社会可持续发展的主阵地,城市可持续发展是区域可持续发展的重要实践。研究试图从可持续发展的基本内涵着手,聚焦于城市尺度的研究,梳理了相关理论和概念演变历程,着重对新型定量方法——评价指标体系法、复杂系统建模、资源环境可持续性探索等进行综述。研究发现指标体系法常用于传统的城市可持续发展评估,大多是针对表象的分析,隔离了系统内部的组织关联,对系统机理探索不够。资源环境对人类社会的发展起到基础支撑作用,从资源环境可持续性出发研究可持续发展诞生了一些较为创新的方法,但研究集中在描述人类对自然的压力和影响,而对于自然对人类的反馈以及人对自然的积极改造探索不足,也很难直接表达系统整体的可持续性。弹性思维和复杂系统科学近年来被多次用于解释城市运行的灰箱模型,但研究稍浅。研究提出可将弹性思维和复杂系统科学结合起来,借助数据科学和计算科学的新兴方法,分析城市的可持续发展,深入探索可持续性的科学表达和深层机理,为解决复杂的城市问题提供科学指导,为城市可持续发展提供理论依据。     

城市生态品质公众感知与现状的定量指标研究

随着国家对韧性城市和人居环境的重视，城市生态品质正在不断的提升和优化，如何对生态品质进行量化以及如何满足公众需求是当前迫切需要解决的重要问题。内蒙古自治区作为我国北方重要的生态安全屏障，各盟市的自然条件和社会经济差异巨大，城市生态品质公众感知与现状亟需系统研究。从生态资源的数量、质量和可获得性三个维度建立了评价体系，通过收集内蒙古自治区12个盟市612份满意度调查问卷、7项百度指数以及12项城市生态品质现状定量指标，系统分析了城市生态品质公众感知与现状间的差异。研究表明，问卷调查和现状结果均显示出可获得性>数量>质量，而百度指数则相反，表明当前内蒙古自治区各盟市在城市生态品质建设中更需要注重质量上的优化。研究提出了内蒙古自治区城市生态品质建设的发展方向，为公众获得感和幸福感的提升路径提供了参考。     

城市生态韧性时空变化及情景模拟研究——以杭州市为例

从韧性的特征角度研究城市生态韧性水平的变化机制,探究城市防范化解生态风险能力的时空差异,以此明确城市分区生态治理的重要任务,是实现韧性城市生态风险防控的有利途径。从抵抗力、适应力和恢复力3个方面构建了城市生态韧性评估模型,并以杭州为例,评估了其1995—2015年城市生态韧性时空变化格局,再者利用空间自相关模型对2015年杭州生态韧性分区管理模式进行了探究。最后,基于FLUS模型模拟了2035年基准和创新创业导向的两种情景下的城市土地利用空间格局,并评估了不同城市发展情景下的生态韧性水平空间分布情况。基于以上研究得到以下结论:(1)1995—2005年,生态韧性低值区域向东北和东南方向扩张,而生态韧性高值水平区域明显减少。2005—2015年,杭州西北部和西部原本存在的中等韧性水平区域也转为低等水平。(2)2015年,城市东北区域呈现低韧性水平-高排污企业密度的集聚分布,说明该区域环境生态风险防范化解能力比较低,需要加大环境监测和生态治理的资金投入,严防重大环境污染事件的发生。(3)创新创业导向的"创新天堂"城市发展情景比基准情景下2035年杭州整体生态韧性水平更高,主要影响因素在于前...     

From the urban metabolism to the urban immune system

Urban areas face mounting risks from many sources. Cities pursue myriad tactics to resist, recover from and adapt to shocks and stresses, but little is known about how these approaches relate across the scales of a city nor how cities compare in their abilities. Part of the challenge in addressing these gaps is that the risk to cities is typically studied with an emphasis on one or a few hazards or through the lens of a singular sector. This paper proposes a framework, dubbed the Urban Immune System (UIS) to coalesce and expand industrial ecology research on urban risk management. In the same way that Urban Metabolism (UM) is a unifying framework for urban environmental sustainability, UIS can be a unifying framework for urban resilience, especially related to climate change. Herein, UIS is defined, its many capabilities are dissected and linked to disparate studies; and opportunities for application of the concept are provided. The paper concludes by examining the relationship between UIS and climate change and by identifying those attributes of the UIS that are expected to be of increasing importance under climate change.     

生态韧性视角下绿色空间时空演变及优化研究进展

在快速城镇化以及全球气候变化的背景下,城市面临着严重的生态环境挑战。如何提升生态系统韧性,增强城市抵抗内外干扰的能力对区域可持续发展至关重要,已引起学界及社会各界的高度重视。绿色空间是协调生态环境与城乡发展的重要抓手,也是落实生态韧性提升的重要载体,结构完整、功能完善的绿色空间能够有效提升城市应对环境风险的能力。因此,在梳理多学科背景下绿色空间研究视角与研究内容的基础上,阐述绿色空间时空演变、驱动机制、情景模拟等方面的研究进展。此外,基于对生态韧性理论发展历程以及国内外相关研究的梳理,总结不同尺度下以生态韧性提升为导向的绿色空间优化路径,探讨各尺度绿色空间生态韧性分析及优化与现行绿地系统规划、国土空间规划体系的衔接。最后,对比国内外研究进展,提出国内未来研究应更加关注多层级生态韧性评价体系构建、社会-生态系统的整体分析以及阈值视角下不同生态韧性绿色空间的分区治理,以期扩展绿色空间规划与建设的思路,助力自然和社会空间的协调配合与共同发展。     

黄河流域城市生态韧性时空演变及其影响因素

城市作为最复杂的社会生态系统,在经历经济快速积累、城镇化加快推进的同时,面临着资源短缺、环境污染、生物多样性锐减等生态环境挑战,增强城市生态韧性对城市可持续发展至关重要。从韧性的内涵角度评估城市生态韧性水平,探究城市防范内外生态风险能力的时空特征,剖析城市生态韧性差异的影响机制,对实施城市生态文明建设与风险防控具有指导意义。基于"演化韧性"视角从"抵抗-响应-转型"三个能力构建城市生态韧性指标体系,以黄河流域七大城市群59个地级市2011-2020年面板数据为例,运用熵权-逼近理想解排序法(熵权-TOPSIS法)、传统和空间马尔可夫链,在对黄河流域城市生态韧性进行定量测算的基础上,分析其时空特征。最后利用面板分位数回归深入探索黄河流域城市生态韧性影响因素的分段效应,提高对城市生态韧性影响机制的认识。结果表明:(1)2011-2020年,城市生态韧性均值在(0.092,0.125)范围内,呈现缓慢增长态势;离散程度呈倒"U"型变化特征趋势;空间上,城市生态韧性表现为"下游强、上中游弱",城市群内部以省会城市为核心向外围地级市递减,"中心-外围"的分布格局明显。(2)城市生态韧性主要在相邻等级之间进行递次转移,仍未实现跨等级转移,具有"路径依赖"和"自身锁定"特征;地理空间背景在城市生态韧性动态演变过程中发挥着重要作用,表现为"强强联合、低低临近"的集聚效应。(3)影响因素方面,经济发展水平、科技创新对城市生态韧性具有显著促进作用;产业结构对城市生态韧性表现为显著抑制作用,人口密度和环境规制对城市生态韧性不同分位点的影响作用存在显著的异质性。研究结果可为黄河流域全面推进生态保护与建设"韧性城市"提供一定的科学参考和理论依据。     

基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势

在中国洪涝灾害频发的背景下,海绵城市等雨洪管理实践有助于灾害的缓解,提高城市应对雨洪的“韧性”。韧性城市作为应对灾害风险的城市规划理念,已被应用于一些国家的雨洪风险管理中。本文基于韧性理念,运用科学计量分析工具CiteSpace梳理中国雨洪研究现状,从生态、工程、社会雨洪韧性3方面分析了雨洪管理热点与相关技术,发现在跨领域的雨洪系统管理、区域到街区间不同空间尺度用地调蓄管理方面存在不足,提出未来应构建以“生态-工程-社会”为核心,涵盖“区域-城市-街区”尺度,多技术集成为支撑的自适应韧性雨洪管理体系。     

基于暴露度-恢复力-敏感度的城市适应气候变化能力评估与特征分析

城市是人口和社会经济活动最密集的地方,随着城市化进程和气候变化的发展,城市地区面临的气候风险和影响日益凸显。提升城市适应气候变化能力已成为城市应对气候变化挑战最重要的任务和途径。通过梳理和评价我国城市适应气候变化能力及其关键要素,以期为区域适应政策的制定和实施提供科学依据。基于IPCC适应能力评价框架,构建了基于暴露度-敏感度-恢复力的城市适应气候变化能力评估框架,进而筛选了19项指标,将指标划分为适应气候变化能力对应的5个等级,以熵权法赋权重;采用集对分析方法,评估我国286个地级市的适应气候变化能力水平,并分析了主要限制因素。结果显示,我国东部的适应能力整体高于西部地区,适应能力较低的区域主要集中在西北的甘肃陕西部分城市、华中的两湖和江西等城市以及西南的广西云南等城市;城市适应能力的各项限制要素主要表现为,适应能力高主要为暴露度-恢复力-敏感度的(低-高-低)的组合;适应能力低则分别包括暴露度-恢复力-敏感度(高-高-高)、(低-低-低)和(高-低-低)3种组合。提高城市适应气候变化能力,对西部西北的甘肃-陕西等城市,重点在于提升应对气候变化的恢复力,例如建立良好的灾后恢复与应急系统等;对于华中、西南等城市则以提高气候风险的防御能力为主。     

城市土壤碳循环与碳固持研究综述

城市化过程带来的土地利用变化和环境污染是全球变化的重要方面,城市为人们了解人类与自然复合生态系统对全球变化的影响及其对全球变化的响应过程提供一个独特的"天然实验室"。陆地生态系统碳循环是全球变化研究的热点领域之一,然而,人们对城市在全球碳循环中的作用和影响知之甚少,城市土壤碳循环研究处于起步阶段。介绍了城市土壤的主要特性和碳循环特征,指出强烈的人为作用是其最突出的特点;综述了城市土壤碳库、碳通量和碳固持研究方面取得的进展;探讨了城市化过程中土地利用变化、土壤中生物及土壤管护措施、城市小气候、大气污染沉降和土壤污染等对土壤碳循环的影响;提出未来城市碳循环研究需要开展长期系统监测、深化城市土壤碳循环机制研究、创新研究范式和研究方法、并将研究成果与城市景观规划与设计相结合,提升城市土壤碳管理能力。