韌性城市的研究進(jìn)展和韌性城鄉(xiāng)建設(shè)的建議

薄景山，王玉婷，薄 濤，陳亞男

（1.中國地震局工程力學(xué)研究所中國地震局地震工程與工程震動重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150080；2.防災(zāi)科技學(xué)院中國地震局建筑物破壞機(jī)理與防御重點實驗室，河北三河 065201；3.北京市地震局，北京 100080）

引言

城市是人類社會發(fā)展的產(chǎn)物、人類活動的重要空間和人類文明的重要載體，也是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的核心支柱和社會集體成就的最終體現(xiàn)。城市具有人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)以及基礎(chǔ)設(shè)施集中的特點，城市的安全穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展、繁榮昌盛和美麗宜居是人類對城市建設(shè)的美好追求，從古至今，城市安全和可持續(xù)發(fā)展歷來都是世界各國的城市管理者和廣大市民最為關(guān)切的問題。中國古籍《吳越春秋》中曾記載到“筑城以衛(wèi)君，造廓以守民”，是指我國春秋戰(zhàn)國時期，各列國為抗御外敵入侵而普遍采用了城廓布局模式。城市自形成以來就不斷受到自然災(zāi)害和人為災(zāi)難的襲擾，以及經(jīng)濟(jì)危機(jī)和社會穩(wěn)定等問題的沖擊。歷史表明：城市發(fā)展史就是人類同自然災(zāi)害和人為災(zāi)難抗?fàn)幍臍v史。在城市建設(shè)和發(fā)展波瀾壯闊的歷史長河中，誕生了若干保障城市安全和持續(xù)發(fā)展的理念、行動和措施，韌性城市建設(shè)的理念就是其中之一。本文總結(jié)、歸納和梳理了中外學(xué)者和有關(guān)國際組織關(guān)于韌性城市的起源、定義、內(nèi)涵、評價指標(biāo)和方法等方面的研究成果；評述了韌性城市研究領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展；提出了今后開展韌性城鄉(xiāng)建設(shè)和研究的若干建議。

1 韌性城市的起源和發(fā)展

1973 年，加拿大生物學(xué)家HOLLING［1］對生態(tài)系統(tǒng)的韌性進(jìn)行了總結(jié)和歸納，首次將韌性（Resilience）的概念應(yīng)用到生態(tài)領(lǐng)域，用以描述生態(tài)系統(tǒng)在受到干擾后維持或恢復(fù)原有功能的能力。自此，韌性被廣泛應(yīng)用于其它各學(xué)科領(lǐng)域。韌性應(yīng)用于城市形成了韌性城市的理念，其源于聯(lián)合國倡導(dǎo)的國際減災(zāi)行動計劃，是全球政治、經(jīng)濟(jì)、社會、防災(zāi)減災(zāi)以及城市規(guī)劃發(fā)展的產(chǎn)物。其產(chǎn)生的背景主要有全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會變化的挑戰(zhàn)，氣候變化、地震災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害和生態(tài)惡化導(dǎo)致城市突發(fā)事件增多等因素的影響。城市發(fā)展的不確定性突出已成為世界各國普遍關(guān)注的問題，由這種不確定引發(fā)的城市問題迫切需要通過科學(xué)的城市規(guī)劃和建設(shè)來規(guī)避。韌性城市理念的孕育和產(chǎn)生是城市在漫長的發(fā)展歷史中逐步產(chǎn)生和形成的城市公共安全治理的重要途徑和全新的理念。韌性城市的理念形成于21 世紀(jì)初期，中國韌性城市研究起步較晚，進(jìn)入21世紀(jì)中國學(xué)術(shù)界才開始關(guān)注韌性和韌性城市的研究。許嬋等［2］根據(jù)對國內(nèi)文獻(xiàn)的檢索將中國的韌性和韌性城市研究劃分為萌發(fā)階段（2006～2012 年）、成長階段（2013～2016 年）和繁榮階段（2017～2019年）三個階段。本文按照時間順序?qū)㈨g性城市的起源和發(fā)展過程列于表1。

表1 韌性城市起源和發(fā)展過程列表Table 1 Beginning and progress of resilient city

可見：韌性城市已成為城市可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新模式之一，韌性城市的理念已被世界各國廣泛接受，并被納入城市規(guī)劃、城市建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)和城市治理等領(lǐng)域。需要強(qiáng)調(diào)的是：美國等西方發(fā)達(dá)國家已將韌性城市研究拓展到國家層面［7－9］，提出了國家地震韌性和災(zāi)害韌性的概念，已經(jīng)開始了國家韌性研究和建設(shè)工作，本文僅涉及韌性城市方面的研究工作，未涉及國家韌性研究的總結(jié)。目前，盡管國內(nèi)有關(guān)城市規(guī)劃、城市建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)、城市和建筑抗震等方面的學(xué)術(shù)會議幾乎都開設(shè)有韌性城市主題，但必須承認(rèn)，我國在韌性城市研究方面基本處于學(xué)習(xí)、吸收、消化和探索階段。

2 韌性城市的定義和內(nèi)涵

表3 部分外國學(xué)者對韌性城市的定義Table 3 Definitions of resilient city by some foreign scholars

“韌性城市”的概念出現(xiàn)后，在中外各種文獻(xiàn)中又出現(xiàn)了“城市韌性”一詞，從“韌性”和“城市”的修飾關(guān)系不難理解其含義，韌性城市是指達(dá)到了一定韌性標(biāo)準(zhǔn)的城市，是具備抗干擾能力的城市；城市韌性是指城市具有韌性的程度，是城市韌性的一種度量，也表示城市的一種抗干擾能力。實際上“韌性城市”和“城市韌性”有著極為密切的關(guān)系，是一個對象的不同表述方式，表達(dá)的都是城市的一種抗干擾能力。因此，本文對“韌性城市”和“城市韌性”不加以區(qū)分。

為了建設(shè)韌性城市和評估城市的韌性，有關(guān)國際組織和中外學(xué)者給出了韌性城市或城市韌性的定義，并對其內(nèi)涵給出了相應(yīng)解釋。本文在收集閱讀大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，梳理和總結(jié)了有關(guān)國際組織和中外學(xué)者關(guān)于韌性城市的定義和內(nèi)涵的解釋，分別列于表2－表4。

表2 有關(guān)國際組織對韌性城市的定義Table 2 Definitions of resilient city by International organizations

表4 部分中國學(xué)者對韌性城市的定義Table 4 Definitions of resilient city by some Chinese scholars

從表2－表4可見：韌性城市是指城市的一種抗御干擾和干擾后的恢復(fù)原有功能并適應(yīng)新條件的一種能力。在有關(guān)國際組織和中外學(xué)者對韌性城市的定義中，“抵抗、恢復(fù)、吸收、適應(yīng)和提高”這幾個詞匯出現(xiàn)的頻率較高。綜合上述定義，本文給出韌性城市定義：韌性城市是指城市中的個人、社區(qū)、機(jī)構(gòu)、企業(yè)和城市系統(tǒng)在受到干擾時具有抵抗和吸收干擾的能力，并能夠通過自身的恢復(fù)調(diào)整適應(yīng)新的狀態(tài)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的城市。必須指出：建設(shè)韌性城市是城市可持續(xù)發(fā)展的需要，也是城市可持續(xù)發(fā)展的保障。

3 韌性城市的主要特征

從現(xiàn)有的文獻(xiàn)上看：中外學(xué)者對韌性城市的刻畫和理解主要基于演進(jìn)韌性的概念，他們把城市看成一個系統(tǒng)，借用韌性系統(tǒng)的概念對韌性城市的特征進(jìn)行分析、描述和設(shè)想。早在韌性城市概念出現(xiàn)之前，WILDAVSKY［39］于1988 年就對韌性系統(tǒng)的特征進(jìn)行了描述，其認(rèn)為韌性系統(tǒng)應(yīng)該具有六個方面的基本特征：一是動態(tài)平衡性（Homeostasis），指組成系統(tǒng)的各要素之間具有強(qiáng)有力的聯(lián)系和反饋作用；二是兼容性（Compatibility），指外部擾動可以被多元的系統(tǒng)組成要素的選擇性所削減；三是高效流動性（High flux），指通過系統(tǒng)內(nèi)資源的及時調(diào)動和補(bǔ)充，填補(bǔ)最需要的缺口；四是扁平性（Flatness），意味著等級比較嚴(yán)格的系統(tǒng)要更具有靈活性和適應(yīng)能力；五是緩沖性（Buffering），要求系統(tǒng)具備一定的超過自身需求的能力，具有一定的能力儲備；六是冗余度（Redundancy），指系統(tǒng)通過一定程度的功能重疊和富余程度來適應(yīng)外部的干擾和變化，以防系統(tǒng)全面失效。韌性城市是韌性系統(tǒng)理論在城市這一龐雜的社會－生態(tài)系統(tǒng)中的實踐與應(yīng)用，因此，韌性城市的特征很大程度上與韌性系統(tǒng)的特征基本相似。本文將中外研究者關(guān)于韌性城市的特征及要素的研究成果進(jìn)行了梳理和總結(jié)，并列于表5。

表5 部分中外學(xué)者關(guān)于韌性城市特征及要素的描述Table 5 Descriptions of characteristics and elements of resilient city by some Chinese and foreign scholars

分析表5 可以看出：用來描述韌性城市特征出現(xiàn)頻率較高的詞匯依次是冗余性，魯棒性、多樣性、高效性、包容性、適應(yīng)性、緩沖性、學(xué)習(xí)性、自治性、恢復(fù)力和可持續(xù)發(fā)展。綜合國內(nèi)外已有的研究成果，本文認(rèn)為韌性城市應(yīng)該至少具備四個方面的特征：一是在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上應(yīng)有魯棒性、冗余性和多樣性，要有足以抵抗不同強(qiáng)度的外界干擾和沖擊能力；二是在城市管理方面要具有高效性、包容性和自治性，保證城市的個人、社區(qū)、企業(yè)、政府等主體能有效的應(yīng)對干擾和沖擊；三是在各種干擾發(fā)生時，城市應(yīng)該具有適應(yīng)性和緩沖性，能夠保證城市在各種干擾和沖擊作用下不致于崩潰瓦解，城市主要功能應(yīng)保持正常；四是在各種干擾過后，城市應(yīng)該有足夠的恢復(fù)力，并通過學(xué)習(xí)和吸收教訓(xùn)使城市更加強(qiáng)大，更具有持續(xù)發(fā)展的潛力。

4 城市韌性的評價

建設(shè)韌性城市和衡量一個城市的韌性都需要構(gòu)建一套評價城市韌性的指標(biāo)體系，建立一套評價方法。評價韌性城市的指標(biāo)既是衡量一個城市韌性的尺度，也是建設(shè)韌性城市的標(biāo)準(zhǔn)，評價方法是實現(xiàn)城市韌性評價的重要途徑。因此，構(gòu)建評價城市韌性的指標(biāo)體系和評價方法是韌性城市研究的核心內(nèi)容之一。

近十幾年來，中外學(xué)者和有關(guān)國際組織對韌性城市的評價指標(biāo)開展了大量的研究工作，并基于對韌性城市的理解和展望，提出了不同的韌性城市評價指標(biāo)體系。從現(xiàn)有的文獻(xiàn)看：2012年，聯(lián)合國減災(zāi)署（UNISDR）組織發(fā)起了“讓城市更具韌性（Making Cities Resilient Campaign）”行動，在這一行動中提出的“韌性城市十大準(zhǔn)則”是構(gòu)建韌性城市評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)框架［11］。在這一框架下，2013年洛克菲勒基金會（Rockefeller Foundation）提出了城市韌性框架指標(biāo)體系（CRI）［50］；2018年城市可持續(xù)發(fā)展技術(shù)委員會提出了《城市可持續(xù)發(fā)展韌性城市指標(biāo)》（ISO37123）［51］，這是目前國際社會應(yīng)用較為廣泛的兩個韌性城市評估指標(biāo)體系。由于國情和發(fā)展階段以及城市特點和研究的側(cè)重點不同，近幾年來，中外學(xué)者和有關(guān)國際組織提出了許多韌性城市評價的指標(biāo)體系［11，15，50－65］。從目前的研究現(xiàn)狀來看：韌性城市評價指標(biāo)的研究目前還處于起步和探索階段，中外學(xué)者和有關(guān)國際組織提出的指標(biāo)體系還不夠成熟，遠(yuǎn)沒有形成一套國際學(xué)術(shù)界普遍接受的韌性城市評價指標(biāo)體系，也極少經(jīng)過實踐的檢驗。因此，韌性城市評價指標(biāo)體系還有很大的需要改進(jìn)和完善的空間，盡管如此，有關(guān)韌性城市評價指標(biāo)的研究成果對我國韌性城市的評價仍然具有指導(dǎo)意義和參考價值?？傮w上，目前提出的韌性城市評價指標(biāo)都圍繞著城市抗干擾能力的評價，主要是以城市構(gòu)成的基本要素，從社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、組織制度以及城市的特征等構(gòu)建評價指標(biāo)。從目前韌性城市指標(biāo)體系的類型看，可大致分為兩類：一類是針對可能遇到的所有干擾或沖擊所構(gòu)建的綜合性評價指標(biāo)體系；另一類是針對某一干擾或沖擊所構(gòu)建的專項評價指標(biāo)體系。目前比較常見的韌性城市評價的指標(biāo)體系都是以分層次或分級方式給出，考慮到評價指標(biāo)重要程度的差別，有些評價指標(biāo)體系還給出了評價指標(biāo)在評價體系中的權(quán)重。

城市韌性的評價方法是指利用某一評價指標(biāo)或評價指標(biāo)體系，借助數(shù)學(xué)、物理或計算機(jī)等手段和方法給出城市的韌性等級，對城市韌性做出定量或定性評價的方法。目前，韌性評價的方法很多，大致可以分成兩類：一類是模擬仿真的方法，該方法是把城市抗干擾能力即系統(tǒng)的功能表示成時間函數(shù)或隨時間變化曲線，以反映系統(tǒng)的功能水平隨時間的變化情況，進(jìn)而定義系統(tǒng)的韌性水平和等級。通過模擬城市在擾動作用下功能隨時間的變化來對城市韌性做出評價［26，61－68］，由于城市系統(tǒng)的復(fù)雜性，在建立城市以及子系統(tǒng)的功能函數(shù)時往往遇到困難，使這一方法在實際應(yīng)用中受到限制；另一類是多參數(shù)綜合評價法，該類方法是在復(fù)合指標(biāo)體系建立的基礎(chǔ)上，通過熵值法和層次分析法等數(shù)學(xué)方法給出城市的韌性等級，是目前城市韌性評價中應(yīng)用較多的方法。

CUTTER［69］和SHARIFI［70］系統(tǒng)地總結(jié)了近年來國際上社區(qū)韌性的評價方法。師滿江等［71］對其進(jìn)行了整理。這些方法主要包括量表法或打分法、指標(biāo)指數(shù)法、模型模擬法和工具（程序包）等［69－70，72－77］。

翟國方等［78］對比了除日本“PDCA Cycle”定性評價方法以外的一些量化的評價方法，并比較了不同方法的優(yōu)點和不足。日本的“PDCA Cycle 模型”是一種定性的評估方法，P 是指計劃，D 是指執(zhí)行，C 是指檢查，A是指處理，這一過程循環(huán)進(jìn)行。在這一過程中主要是開展風(fēng)險排查，具體的實施順序包括設(shè)定評價領(lǐng)域和構(gòu)建評價框架；以橫軸為評價領(lǐng)域，縱軸為風(fēng)險事態(tài)，制成脆弱性（或風(fēng)險）評價表。李彤玥［79］介紹了基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的韌性城市模擬方法，這一方法根據(jù)圖論（Graph Theory）的方法將城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)抽象為簡化模型，定義其中的節(jié)點、邊等要素并給出其韌性計算公式，通過計算機(jī)模擬給出網(wǎng)絡(luò)韌性等級評價。

提高韌性是韌性城市建設(shè)的最終目標(biāo)，韌性城市的評估是韌性城市建設(shè)的基礎(chǔ)，韌性城市的評價方法是韌性城市研究的核心內(nèi)容和關(guān)鍵問題?？傮w上看：國內(nèi)外在韌性城市評價方法研究方面還處于起步階段，目前已有的方法既不成熟并且也未經(jīng)過實踐的檢驗，尚需開展深入的研究工作。

5 關(guān)于韌性城鄉(xiāng)建設(shè)的建議

2017年，全國地震科技創(chuàng)新大會確定了“透明地殼、解剖地震、韌性城鄉(xiāng)和智慧服務(wù)”的地震科技創(chuàng)新計劃，其中“韌性城鄉(xiāng)”全面啟動了我國城市和鄉(xiāng)村抗震韌性研究計劃，并把抗震韌性從城市延伸到鄉(xiāng)村，開啟了鄉(xiāng)村韌性抗震的先河。韌性城鄉(xiāng)建設(shè)的目標(biāo)是通過有計劃、有步驟地消減風(fēng)險隱患以及增強(qiáng)城鄉(xiāng)韌性，全面提升我國城鄉(xiāng)的防震減災(zāi)能力，力爭在2025年，在地震風(fēng)險評估、工程韌性抗震和社會韌性支持等領(lǐng)域取得突破。這一計劃對推動我國韌性城鄉(xiāng)建設(shè)和學(xué)術(shù)研究具有重要意義。本文就我國韌性城鄉(xiāng)的建設(shè)提出如下建議：

（1）制定我國韌性城鄉(xiāng)建設(shè)10 年發(fā)展規(guī)劃，開展國家層面的韌性頂層設(shè)計。這個規(guī)劃的制定需要有從事這個領(lǐng)域工作的科學(xué)家、工程師和政府有關(guān)部門共同參與，制訂出符合中國國情、目標(biāo)明確、針對性強(qiáng)和可實現(xiàn)的10年發(fā)展規(guī)劃。

（2）加強(qiáng)科研團(tuán)隊建設(shè)，組織研究團(tuán)隊跟蹤國際研究前沿，借鑒韌性城市建設(shè)的國際經(jīng)驗。國際上韌性城市的研究和實踐已有20 余年的歷史，吸收國外的建設(shè)經(jīng)驗和理論研究成果，對我國韌性城鄉(xiāng)建設(shè)和理論研究十分必要。

（3）立足于國情開展研究，讓韌性城鄉(xiāng)建設(shè)在中國落地生根。韌性和韌性城市研究起源于西方國家，適用于西方國家的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境。中國城市的社會行政管理、社會制度、社會結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)體系、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和自然條件與西方國家存在差別，因此，建設(shè)中國韌性城鄉(xiāng)必須結(jié)合中國的實際，因地制宜地開展研究和建設(shè)。

（4）從實際出發(fā)，立足于我國城鄉(xiāng)現(xiàn)狀開展韌性城鄉(xiāng)研究和建設(shè)規(guī)劃?！绊g性城鄉(xiāng)”科技創(chuàng)新研究的問題是“如何使我國的城市和鄉(xiāng)村更有韌性”，這包括已建城市和鄉(xiāng)村的韌性評價和擬建城市及鄉(xiāng)村的韌性規(guī)劃和設(shè)計問題。由于歷史的原因，我國城鄉(xiāng)韌性不足是普遍存在的問題，在開展韌性城鄉(xiāng)研究和規(guī)劃建設(shè)時，我們必須知道我國城鄉(xiāng)建設(shè)的現(xiàn)狀和存在的問題，必經(jīng)清楚中國的城鄉(xiāng)離韌性還有多遠(yuǎn)。

（5）加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，集中力量解決韌性城鄉(xiāng)建設(shè)中關(guān)鍵科學(xué)問題。城鄉(xiāng)抗震韌性研究是防災(zāi)減災(zāi)和土木工程領(lǐng)域報極具挑戰(zhàn)的研究課題，代表著抗震領(lǐng)域新的研究方向。目前，我國在這一領(lǐng)域的研究工作與國際相比還有一定的差距，需要進(jìn)一步加大對理論研究的支持力度。

（6）開展韌性城鄉(xiāng)建設(shè)和示范研究，為韌性城鄉(xiāng)建設(shè)提供經(jīng)驗。建議在我國選擇若干有代表性的城市，分批開展韌性城鄉(xiāng)建設(shè)的示范研究，為我國韌性城鄉(xiāng)建設(shè)提供經(jīng)驗，也為韌性城鄉(xiāng)建設(shè)的理論研究提供實踐基地。

（7）開展城市和建設(shè)工程場地韌性研究，為韌性城鄉(xiāng)建設(shè)提供堅實基礎(chǔ)。城市和建筑的韌性與城市所在場地的韌性關(guān)系密切，建設(shè)韌性城市離不開場地韌性評價。目前，場地韌性的研究在國內(nèi)外還是空白，建議在國家層面上支持場地韌性的研究工作。

（8）加快制定有關(guān)韌性城鄉(xiāng)建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為韌性城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)提供技術(shù)依據(jù)。建議在條件成熟時，有計劃地編制《城市韌性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》、《城市韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《城市抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《城市場地韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《城市場地抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑場地韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《生命線工程抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《地下工程抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》、《鄉(xiāng)村韌性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》和《鄉(xiāng)村抗震韌性評價標(biāo)準(zhǔn)》等國家標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善有關(guān)韌性城鄉(xiāng)建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

6 結(jié)語

韌性城市建設(shè)和理論研究基本還處在理論研究起步階段。目前的研究現(xiàn)狀表明：小部分研究成果在工程實踐中開展了試驗或示范性的應(yīng)用研究，若干理論和方法還在研究和探索，有待進(jìn)一步完善，尚未形成公認(rèn)的、能夠應(yīng)用到工程的理論和方法。然而，韌性城市新理念為破解城市可持續(xù)發(fā)展及城市防災(zāi)減災(zāi)難題提供了解決思路，是防災(zāi)減災(zāi)和土木工程領(lǐng)域報極具挑戰(zhàn)的研究課題，代表著最新的研究方向。我國在世界上無與倫比的、宏大規(guī)模的工程背景以及驚人的城鎮(zhèn)化發(fā)展速度為韌性城市研究提供了巨大的實踐優(yōu)勢和發(fā)展機(jī)遇，同時也意味著世界范圍內(nèi)沒有可參照的模式，沒有成熟的理論和方法，面臨著諸多的困難和挑戰(zhàn)。韌性城市建設(shè)在我國方興未艾并且任重道遠(yuǎn)，若干問題需要深入研究和探索。