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    證據整合揭示城市綠色基礎設施的功能耦合性

    文章來源:城市環境研究所  |  發布時間:2023-12-12  |  【打印】 【關閉

      

      綠色基礎設施(Green Infrastructure)是城市更新中實施基于自然解決方案的關鍵載體。自上世紀90年代提出以來,這一概念引起了廣泛關注,并在實踐中逐漸成為城市應對社會、經濟和環境等多重性和關聯性挑戰的一類新基建。特別是,歐盟地平線2020計劃從新基建的范疇把綠色基礎設施列為城市環境前沿交叉研究領域給予重點資助。由此,來自城市規劃學、環境科學、生態學、經濟學等諸多學科的科研人員,掀起了這一主題的研究浪潮。這一研究浪潮產生了大量的研究論文,為深入解析城市綠色基礎設施的功能耦合性提供了豐富的科學證據。 

      證據整合(Evidence Synthesis)是一種源自系統綜述的新方法,能夠有效地對某個領域大量而分散的證據進行分類和統計,從而形成更具結構化的科學知識體系。該方法的基本思路是采用案例分流方法對證據進行分類和賦值,由此構建形成具有矩陣結構的證據數據庫,并選擇適合的多元統計方法對該矩陣進行關聯性分析和可視化表達。例如,城市綠色基礎設施多學科交叉研究證據具有地理分布不均、半定量或定性的描述等特征,如對類別、屬性、狀態和觀測結果的定性描述。因此,證據整合可以幫助研究人員更好地掌握城市綠色基礎設施的研究動態,識別研究偏見和知識差距,使得研究更具透明性和嚴謹性。 

      當前,城市綠色基礎設施的研究聚焦于基本范式的轉變,以促使其功能提升和耦合,即把由市政部門主導的范式轉變為由市政部門、行業企業和社會團體共同參與的新范式。盡管該主題領域已有大量的科學論文,但仍然缺乏對諸多分散證據進行系統性整合。于此,中國科學院城市環境研究所聯合英國生態與水文中心、意大利國家研究委員會陸地生態系統研究所和美國新墨西哥州立大學,在研究熱點和趨勢分析的基礎上建立了綠色基礎設施及其功能的案例分流路徑并形成相應的證據數據庫。這一證據整合結果以Green infrastructure sustains the food-energy-water-habitat nexus為題發表在《Sustainable Cities and Society》。 

      從研究熱點來看,綠色基礎設施不僅能夠應對城市面臨的諸多挑戰,同時具有多功能性和耦合性,為城市提供各種生態系統服務(圖1)。從案例分流來看,不同類型的綠色基礎設施與食物、能源、水和棲息地有著明顯不同的關聯研究(圖2)。例如,都市農業設施主要與食物供給關聯,湖泊、池塘和水庫與水、食物和能源關聯,而綠色屋頂/墻壁、花園/公園則與熱緩解和生物多樣性保護關聯??傮w而言,綠色基礎設施與食物(10.0%)和能源(21.6%)方面的關聯研究占比相對較少,與水(36.1%)和棲息地(32.3%)方面的關聯研究占比較高。此外,綠色基礎設施的調節服務(52.4%)研究占比大于供給(15.3%)和支持服務(32.3%)。 

      綠色基礎設施在固碳、保護生物多樣性、調節水質和降溫方面存在明顯的協同作用,其中林地、保護區和濕地對這四種服務類型的貢獻率較高(圖3)。從這個結果可以看出,以自然為主的綠色基礎設施具有明顯的多功能性,而以人工為主的綠色基礎設施往往局限于特定的設計目標而功能單一。若在規范層面協調和優化食物-能源-水-棲息地之間的關系,兩者相結合則可以更好耦合綠色基礎設施的多重功能(圖4)?;诖?,多功能綠色基礎設施規劃在理論層面應重視利益攸關方的協同設計,在方法層面應注重機器學習等在決策支持系統中的應用。 

      論文鏈接

    圖1 證據整合揭示城市綠色基礎設施的功能耦合性

     

    圖2 綠色基礎設施與食物-能源-水-棲息地的知識流(圖中數字表示出版物數量)

    圖3 城市綠色基礎設施與生態系統服務之間的主成分(a)和相關性(b)分析

    圖4 多功能綠色基礎設施規劃的概念框架

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