證據(jù)整合揭示城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的功能耦合性

文章來(lái)源:城市環(huán)境研究所  |  發(fā)布時(shí)間:2023-12-12  |  【打印】 【關(guān)閉

  

  綠色基礎(chǔ)設(shè)施(Green Infrastructure)是城市更新中實(shí)施基于自然解決方案的關(guān)鍵載體。自上世紀(jì)90年代提出以來(lái),這一概念引起了廣泛關(guān)注,并在實(shí)踐中逐漸成為城市應(yīng)對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等多重性和關(guān)聯(lián)性挑戰(zhàn)的一類新基建。特別是,歐盟地平線2020計(jì)劃從新基建的范疇把綠色基礎(chǔ)設(shè)施列為城市環(huán)境前沿交叉研究領(lǐng)域給予重點(diǎn)資助。由此,來(lái)自城市規(guī)劃學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等諸多學(xué)科的科研人員,掀起了這一主題的研究浪潮。這一研究浪潮產(chǎn)生了大量的研究論文,為深入解析城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的功能耦合性提供了豐富的科學(xué)證據(jù)。 

  證據(jù)整合(Evidence Synthesis)是一種源自系統(tǒng)綜述的新方法,能夠有效地對(duì)某個(gè)領(lǐng)域大量而分散的證據(jù)進(jìn)行分類和統(tǒng)計(jì),從而形成更具結(jié)構(gòu)化的科學(xué)知識(shí)體系。該方法的基本思路是采用案例分流方法對(duì)證據(jù)進(jìn)行分類和賦值,由此構(gòu)建形成具有矩陣結(jié)構(gòu)的證據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù),并選擇適合的多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)該矩陣進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析和可視化表達(dá)。例如,城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施多學(xué)科交叉研究證據(jù)具有地理分布不均、半定量或定性的描述等特征,如對(duì)類別、屬性、狀態(tài)和觀測(cè)結(jié)果的定性描述。因此,證據(jù)整合可以幫助研究人員更好地掌握城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究動(dòng)態(tài),識(shí)別研究偏見和知識(shí)差距,使得研究更具透明性和嚴(yán)謹(jǐn)性。 

  當(dāng)前,城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究聚焦于基本范式的轉(zhuǎn)變,以促使其功能提升和耦合,即把由市政部門主導(dǎo)的范式轉(zhuǎn)變?yōu)橛墒姓块T、行業(yè)企業(yè)和社會(huì)團(tuán)體共同參與的新范式。盡管該主題領(lǐng)域已有大量的科學(xué)論文,但仍然缺乏對(duì)諸多分散證據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性整合。于此,中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所聯(lián)合英國(guó)生態(tài)與水文中心、意大利國(guó)家研究委員會(huì)陸地生態(tài)系統(tǒng)研究所和美國(guó)新墨西哥州立大學(xué),在研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)分析的基礎(chǔ)上建立了綠色基礎(chǔ)設(shè)施及其功能的案例分流路徑并形成相應(yīng)的證據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)。這一證據(jù)整合結(jié)果以Green infrastructure sustains the food-energy-water-habitat nexus為題發(fā)表在《Sustainable Cities and Society》。 

  從研究熱點(diǎn)來(lái)看,綠色基礎(chǔ)設(shè)施不僅能夠應(yīng)對(duì)城市面臨的諸多挑戰(zhàn),同時(shí)具有多功能性和耦合性,為城市提供各種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(圖1)。從案例分流來(lái)看,不同類型的綠色基礎(chǔ)設(shè)施與食物、能源、水和棲息地有著明顯不同的關(guān)聯(lián)研究(圖2)。例如,都市農(nóng)業(yè)設(shè)施主要與食物供給關(guān)聯(lián),湖泊、池塘和水庫(kù)與水、食物和能源關(guān)聯(lián),而綠色屋頂/墻壁、花園/公園則與熱緩解和生物多樣性保護(hù)關(guān)聯(lián)??傮w而言,綠色基礎(chǔ)設(shè)施與食物(10.0%)和能源(21.6%)方面的關(guān)聯(lián)研究占比相對(duì)較少,與水(36.1%)和棲息地(32.3%)方面的關(guān)聯(lián)研究占比較高。此外,綠色基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)節(jié)服務(wù)(52.4%)研究占比大于供給(15.3%)和支持服務(wù)(32.3%)。 

  綠色基礎(chǔ)設(shè)施在固碳、保護(hù)生物多樣性、調(diào)節(jié)水質(zhì)和降溫方面存在明顯的協(xié)同作用,其中林地、保護(hù)區(qū)和濕地對(duì)這四種服務(wù)類型的貢獻(xiàn)率較高(圖3)。從這個(gè)結(jié)果可以看出,以自然為主的綠色基礎(chǔ)設(shè)施具有明顯的多功能性,而以人工為主的綠色基礎(chǔ)設(shè)施往往局限于特定的設(shè)計(jì)目標(biāo)而功能單一。若在規(guī)范層面協(xié)調(diào)和優(yōu)化食物-能源-水-棲息地之間的關(guān)系,兩者相結(jié)合則可以更好耦合綠色基礎(chǔ)設(shè)施的多重功能(圖4)?;诖耍喙δ芫G色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃在理論層面應(yīng)重視利益攸關(guān)方的協(xié)同設(shè)計(jì),在方法層面應(yīng)注重機(jī)器學(xué)習(xí)等在決策支持系統(tǒng)中的應(yīng)用。 

  論文鏈接

圖1 證據(jù)整合揭示城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的功能耦合性

 

圖2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施與食物-能源-水-棲息地的知識(shí)流(圖中數(shù)字表示出版物數(shù)量)

圖3 城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的主成分(a)和相關(guān)性(b)分析

圖4 多功能綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的概念框架