濱海地區綠色韌性空間評估方法與規劃范式優化
——以深汕特別合作區韌性水敏性城市為例

■王鑫 欒博 祝明建 丁戎

一、研究價值

（一）理論層面：應對不確定性韌性規劃和非均衡動態平衡研究的理論探索

由于外界環境的不確定性和內生社會經濟活動的不可預測性，建立在工程學基礎上以構建確定性理想空間的城市規劃經典范式早已顯現出諸多問題[1]。韌性城市規劃需要適應性途徑[2]，基于景觀生態學原理的綠色空間系統，尤其在從基礎格局上預留出的潛在韌性空間，已成為保護自然格局、控制城市蔓延、維護公共健康、通風疏散污染的有效規劃途徑[3]。但是，受制于工程范式，綠色空間規劃設計層面仍以精準控制為導向，內部配置方式缺乏應對不確定性的靈活性，在自我調節、學習演進等方面顯現出諸多不足[4]。

基于生態學非均衡動態原理的適應性管理在資源環境學與生態管理學中得到發展，成為基于自然的解決方案（Nature Based Solution，簡稱NBS）的主要方法，能夠有效應對不確定性與復雜性挑戰[5]。韌性設計逐步被應用到以自然生命要素為主體的城市綠色空間中，但目前亟須支持其動態優化配置的基礎性研究。綠色空間是城市剛性物理空間中天然的柔性緩沖器，有助于城市吸收、緩沖和適應外界擾動。從全球經驗來看，城市綠色空間是緩解沿海城市群脆弱性和推進韌性建設的重要措施[6-7]。識別綠色空間配置要素對城市韌性的作用機制是韌性規劃理論范式中的關鍵問題，成為景觀生態學、資源環境學、風景園林學、城市規劃學及復雜系統科學需要共同應對的前沿課題。

（二）現實層面：濱海地區城鄉高質量發展和水敏性城市建設的客觀需求

濱海地區是我國經濟高度發達、人口高度集聚的沿海高密度城市群的典型代表，承受著巨大的環境資源約束和不確定性風險。在臺風、暴雨、洪水等極端災害的突發性擾動和氣候變化、環境污染、資源約束、生態退化等持續性壓力下，濱海地區高密度城市群的脆弱性成為全球關注的共性問題[8-9]。1980—2018年，我國沿海地區海平面上升速率為3.3毫米/年，高于全球平均水平[10]。2016年珠三角地區城鎮化率達84.9%[11]，遠高于全國水平。隨城市建設用地劇增，紅樹林、海岸線、濕地等自然資源和綠色空間顯著減少。1973—2015年，珠三角地區自然海岸線比例由90.09%減少至44.30%[12]。受氣候變化影響，濱海地區極端氣候事件頻發。如粵港澳大灣區因臺風造成的暴雨風險較高，沿海24小時最大降水高達1200～1600毫米[13]。研究濱海地區在有限空間下如何更為高效、靈活地保護、利用和優化配置高密度城市特征下的綠色空間資源，對高標準推進濱海高密度城市區域的高質量發展具有重大現實意義。

因城市人口密度增加與全球氣候變化而日益加劇的水資源矛盾，促使各國對“先破壞、后治理”的發展模式做出反思，濱海地區的水敏性城市設計（Water Sensitive Urban Design，簡稱WSUD）概念作為一種跨越式的發展途徑應運而生。水敏性城市設計傳統上屬于單純的城市雨洪管理，如今則被認為是一種水敏感的綜合城市管理策略。近年來的大量研究與實踐表明，從城鄉韌性和水敏感的角度將濱海綠色空間設計與水文管理相結合，不僅能實現城市更新的品質提升，改善城鄉水資源矛盾，更是實現“城鎮化與資源環境的協調和諧”[14]的有效手段。

（三）操作層面：具備可操作的技術可行性和實證先驗性

本研究的總體技術路線具有可操作性、可靠性與可行性：通過監測與模型相結合的方法進行情景分析，保證模擬結果的可靠性與準確性；基于情景樣本量進行數據統計分析，結論具有可信度；數據分析與空間分析相結合，為循證規劃設計提供充分量化實證支撐，提出的空間配置要素優化和空間規劃設計策略可信度更高；理念方法和創新框架在已有的研究基礎和相關課題中均有一定的技術儲備，部分模塊也具有實證項目的現實支撐，具有相應的可實施經驗。

二、國內外研究進展

（一）城市韌性

韌性概念從工程學延展到生態學后，在生態系統和社會生態系統研究中迅速發展[15-16]，促進了城市韌性概念與理論的形成[17]，學者們一般從災害適應、復雜適應系統、可持續性等不同角度理解和辨析[18-22]。城市韌性具有災害韌性和發展韌性兩層屬性。當前研究主要集中在應對急性擾動的災害韌性評估上，研究對象包括城市韌性[23]、社區韌性[24]、經濟韌性[25]和基礎設施韌性[26-27]，而應對多樣化擾動和長期不確定性的發展韌性評估研究近幾年開始受到關注[28]。目前，代表性的評估框架有2012年的《城市韌性研究方案》（City Resilience Profiling Programme，簡稱CRPP）和2013年的“全球韌性百城計劃”倡議[29]。

（二）綠色空間的績效評價

城市綠地應對災害的研究源于其避災疏散功能[30]。近年來，從城市韌性角度評估綠色空間績效的案例研究逐漸增多，主要集中于減緩和適應氣候變化影響，如固碳減排、減緩熱島、削減洪峰、改善水質和空氣質量等方面[31]。但由于不同案例實證研究的環境條件和規模尺度不同，結果欠缺可比性和普遍性。其他相關前沿研究為綠色空間韌性提供了支撐，包括景觀績效[32-33]、公共健康[34]、生態系統服務及景觀服務[35-36]等方面，綠色空間的城市韌性績效評估研究尚在概念框架探索階段，更缺少完整的評估體系和定量的評估方法。

（三）生態系統服務和人類福祉

《千年生態系統服務評估報告》所提出的人類福祉[37]內容包括安全、維持高質量生活的基本物質需求、健康、良好的社會關系和選擇與行動自由5個方面[38]，綠色空間的基礎作用是全面提供生態系統服務[39]，更是生態系統服務及人類福祉的空間落實途徑[40]。紐約的中央公園、波士頓的綠寶石項鏈公園體系、馬里蘭州的綠道體系規劃都是綠色基礎設施體現人類福祉的典型案例，這些公園系統均以服務公眾游憩與人居環境為目標。

研究表明人類健康福祉的程度與綠色空間的數量、質量有著密切的關系[41-42]。對綠色空間與人類福祉的研究可分為其對個體的生理與心理健康的影響和對公眾健康的影響。綠色空間與生理健康的關聯主要有居住環境與健康恢復的關系[43]、城市綠色空間對疾病恢復的作用[44]等；綠色空間與心理健康的關聯主要有綠色空間對減輕緊張與壓力的作用[45]、綠地對認同感和社會關系的影響[46]等。綠色空間基于環境的改善能引起人們生理、情感和認知過程的變化，最終增進人類的健康福祉，實現人居環境質量的提升。

（四）全生命周期影響

全生命周期過程中城市綠色空間內部配置要素的適應性規劃設計問題逐漸引起重視。一些學者評估了用于綠色空間的特定綠色雨水設施技術在材料獲取、運輸、建設、運營的全生命周期過程中的環境、社會與經濟影響，從時間維度上進行韌性評估探索[47]。還有學者對綠色空間具體設計配置與構成的效果影響做了研究。Derkzen[48]對鹿特丹城市綠色空間的服務指標進行評估，發現綠地配置與構成對績效服務具有重要影響。羅毅等[49]發現很多景觀實踐在其環境、社會、經濟效益間存在沖突，而設計配置不當是其主要原因。Lafortezza[50]對多個國家的案例做了評估回顧，結果發現基于自然的解決方案（NBS）比高技術工程在提高韌性上具有更優的成本效益。

（五）水敏性城市設計

水敏性城市設計（WSUD）概念于20世紀80年代末首次正式提出，而較早的WSUD實踐探索可追溯至20世紀60年代澳大利亞墨爾本的水敏性城市建設，其后，美國、英國、德國、新西蘭和日本等國家相繼展開相關的研究與實踐。美國的低影響開發（LID）、英國的可持續排水系統（SUDS）、新西蘭的低影響城市設計與開發（LIUDD）、綠色基礎設施（GI）、多目標洪泛區管理（MOFM）、可持續水資源管理（SWRM）等雖然名稱表達各有不同，但其內涵和功能的效果殊途同歸。就其內涵界定而言，WSUD是一種基于可持續城市水資源管理角度的城市設計范式的轉變[51]，具體操作上是一種城市景觀與水循環的一般性和系統性方法[52]；水敏性城市聯合指導委員會[53]對WSUD的外延下了更為廣義的定義，強調其是結合了城市水循環、城市設計和環境保護的綜合性系統設計；從抽象方法論的角度看，WSUD是實現基于最佳規劃實踐和最佳管理實踐的流域水文和城市發展的哲學系統途徑[54]，也有學者認為WSUD是以一種謙遜綜合的方式來處理地球、水和人類之間關系的規劃設計理念[55]；除此之外，還有從保護水生態系統健康、水環境價值與社會價值等水視角展開的對WSUD的多種研究。基于上述WSUD的發展歷程和內涵演進，WSUD的研究和實踐已從早期單一的雨洪管理逐漸發展為多專業融合的可持續城市水資源管理的系統范式。

三、研究方法

（一）數據獲取

研究的主體數據類型及數據獲取途徑如下文所述。土地利用與綠色空間現狀及規劃數據信息來源于相關規劃，含研究區域的總體規劃和控制性詳細規劃；河道防洪數據來源于水系規劃、防洪排澇工程設計等；地形測繪、土壤和地下水數據均來源于官方勘測數據；研究區域的降雨數據、氣溫、蒸發量和風速等氣象數據均源于公開的氣象監測站數據。

（二）指標篩選

指標體系的確認是基于德爾菲法（Delphi Method）和層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP），嘗試構建綠色空間的韌性績效評估體系。綠色空間對城市韌性的貢獻從兩方面展開，災害韌性評估是指綠色空間應對極端災害的能力評估，發展韌性評估可視作實現可持續性發展過程中吸收、適應和緩解長期壓力的能力評估。篩選能夠評估災害韌性與發展韌性的指標，確定指標間的權重關系，構建科學合理、便于操作的指標體系。對國內外學者的韌性評估指標研究進行文獻研究，從中歸納和初步構建本研究可用的候選指標庫，再對初選指標進行篩選，確定指標體系。重點是確定指標權重，本研究使用AHP法確定權重。

（三）情景設置

以研究區內已建成或規劃的綠色空間為基準，依據綠色空間資源要素配置類型（技術配置、要素配置、空間形態、資源材料使用等）和具體參數的不同組合，對多個研究區分別擬構綠色空間規劃設計情景。情景設定要盡量涵蓋各種可能的典型配置類型，形成具有一定樣本數量、具有代表性的情景；在各研究區的情景設定中，要盡可能使自然要素與人工要素的配置比例呈現出階梯式漸進。

（四）量化模擬

結合實地監測數據，選擇合適的模型工具對各情景進行災害韌性與發展韌性的模擬分析。通過雨洪管理模型（Storm Water Management Model，簡稱SWMM）與地理信息系統工具ArcGIS，對各情景方案在極端暴雨（十年一遇、五十年一遇和百年一遇）、洪水和風暴潮（百年一遇和兩百年一遇）等災害天氣下的表現進行模擬，從而分析不同配置方式下綠色空間在急性擾動中對城市韌性的作用。

（五）評估與驗證

對各情景進行全生命周期可持續性評估（Life Cycle Sustainability Assessment，簡稱LCSA），檢驗綠色空間對緩解城市慢性壓力的貢獻。通過GaBi軟件與數據庫對全球問題、環境治理、資源節約、生態保護等方面的環境影響進行生命周期評估（Life Cycle Assessment，簡稱LCA），具體包括氣候變暖潛值、顆粒物生成、生態毒性、水資源消耗等指標。通過德爾菲法與相關指標計算進行社會生命周期評估（Social Life Cycle Assessment，簡稱S-LCA），包括社會關系、健康、休閑、文化、就業等方面。利用模型率定與不確定性驗證，采用實地監測數據對SWMM模擬結果進行校核與率定。應用敏感性分析與蒙特卡洛不確定性分析對GaBi模型的LCA結果進行驗證。

（六）優化規劃范式

在前期綠色空間韌性分析和量化評估的基礎上，創新適應性規劃設計的動態范式是理論研究落地的最終目標。研究表明，響應災害和發展韌性演進與全生命周期過程的動態規劃范式是關鍵，其主要用來完善城市規劃尺度下應對不確定性風險與韌性城市機制的不足，本文嘗試提出并拓展適應性規劃范式實踐模式。

在傳統的中學地理教學活動中，我們老師可能或多或少的忽視了中學生地理學習中的知識情感、想象以及知識點的領悟等多方面的發展，。在地理課堂教學活動中老師過多地強調知識的記憶、模仿，抑制了學生的頭腦意識，表達動手能力，導致學生地理思維能力欠缺、地理課堂活力不足，從根本上制約了學生的主動性和創造性,從而讓我的地理課堂教學變得固執、沉悶，缺少了靈性，缺乏了活力。在新課改的要求下，教師必須改變教學方法使地理課堂教學活力從根本上得到提升。

四、空間范式轉型案例探索

在前期基礎研究的背景下，通過綠色空間情景模擬確認韌性規劃設計的主要考量因素，希望探索可優化的韌性規劃范式轉型。地處粵東地區關鍵節點的深汕特別合作區有著獨特的區位優勢，其海岸線長50.9千米，常住人口約13萬人，海域面積1152平方千米，是粵港澳大灣區向粵東沿海經濟帶輻射的重要戰略增長極[56]。本文以深汕特別合作區作為典型案例場景，摒棄世界三大灣區走過的“先破壞、后修復”的老路，從宏觀視角基于水系模式確定城市發展生態格局，從中觀技術視角構建彈性復合海岸線與生態水網，從微觀功能視角塑造古村韌性、水村共生新環境，最終探索規劃范式轉型和創建區域發展新模式。

（一）案例背景：典型場地矛盾

粵港澳大灣區由多座核心城市、港口群及其相連海灣和鄰近島嶼組成，總面積5.6萬平方千米，2021年底總人口8600多萬人，是世界四大灣區之一，開放程度高、經濟活力強，具有重要地位。案例選擇的研究區要求臨近海岸（2千米以內）且包含河道，同時具有相對完整的排水分區（匯水區），實地調研發現其滿足現狀為綠地的條件，結合航拍影像圖與測繪圖，能夠清晰識別綠色空間現狀空間配置與要素分布情況，最終選定了下文中環境本底脆弱、社會發展壓力大、自然災害頻發等沖突矛盾劇烈的典型場地。

1.環境本底脆弱

本研究通過比較每15年的城市建設和環境保護的相互影響（圖1）發現：區域內生態環境承受了來自城市快速建設發展的巨大壓力，全區地形以丘陵為主，適宜建設的用地緊張；植被覆蓋率高，包括天然林地、濕地、濱海紅樹林等，生態敏感區域多；天然水系發達，容易與建設區域交織導致沖突產生。

圖1 1984年、2001年和2011年的城市建設與生態環境關系

2.發展壓力巨大

作為大灣區“飛地經濟”新模式的探索，深汕特別合作區建設時間短、任務重，肩負著深圳產業轉移的重任，規劃城鄉建設用地2025年末達到約80平方千米，2035年（總規規劃期末）控制在約135平方千米，同時深汕特別合作區也承載著培育帶動粵東地區發展的新經濟增長極的重要目標。到2025年和2035年末，全區總人口將分別達到約70萬人和150萬人，且確保城市市政基礎設施支撐系統在約330萬人口規模的高峰使用區間正常運行（圖2）。

圖2 深汕特別合作區全域空間布局圖

3.自然災害頻發

圖3 場地現狀地形條件分析

（二）宏觀空間視角：基于水系模式確定城市發展生態格局

在區域生態、環境和資源承載力有限的情況下，研究并構建“陸海空”綜合安全格局是確定未來城市發展以及空間布局的前提。全域生態安全格局（圖4）從城市安全（如洪澇和地質災害、風暴潮等）、生態安全（棲息地保護、生物遷徙廊道）、海洋保護開發、景觀環境（視線通廊、城市形象）等角度統籌考慮，確保發展與保護的相互促進。將綜合安全格局與產業規劃布局相疊加，即得到未來城市精明增長的框架，為城市開發強度、功能選擇、空間布局等提供了重要的決策依據。

圖4 全域生態安全格局

（三）中觀技術視角：構建彈性復合海岸線與生態水網

濱海生態防護帶（圖5）是由防風林、濕地以及在現狀高速路基礎上改造成的防潮堤所組成的一個立體的生態風暴潮防御體系，它同時承載著濱海休閑游憩和與城市內部聯動的功能，充分發揮其作為城市重要綠色基礎設施的綜合價值。

圖5 海岸線韌性示意圖

沿河生態廊道（圖6）不僅是重要的生物遷徙通道，同時也是解決城市內澇問題的關鍵之一。在本案中，原先被切斷的河流的自然消能、調蓄、排洪功能得到恢復，在保護水系的同時使之為城市提供生態服務。城市海綿系統不僅能從源頭上緩解城市雨洪管理壓力，同時為城市帶來生態、景觀、形象等多方面的益處，是城市韌性的重要組成部分。

圖6 河道韌性示意圖

（四）微觀功能視角：激活古村韌性水村社會活力新范式

圍繞古村保護，新開挖內河，塑造內外兩道濱水界面的特色空間。古村區域以水為引導，打開水系沿河城鄉布局形態，將河道生態與活力引入鄉村，利用水系帶動水城鄉村健康發展（圖7）。外界面設置多層次濱河帶，圍繞古村保護建設河心綠島公園，增強古村活力；內界面河道沿城市鋪開，營建新城濱水活力岸線。通過新開分洪河道，增加過洪截面面積，增強應對洪水的調蓄能力，塑造韌性水村持續發展的古村振興模式。

圖7 古村活力之淹沒區的韌性演替

五、探討展望

習近平總書記指出：“要堅持以人民為中心的發展思想，堅持從社會全面進步和人的全面發展出發，在生態文明思想和總體國家安全觀指導下制定城市發展規劃，打造宜居城市、韌性城市、智能城市，建立高質量的城市生態系統和安全系統。”[57]《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出，推動綠色發展，促進人與自然和諧共生；順應城市發展新理念新趨勢，開展城市現代化試點示范，建設宜居、創新、智慧、綠色、人文、韌性城市[58]。建設美麗中國的新征程正在開啟，尋求城鄉綠色新發展模式是發展的重點。中國是一個海洋大國，擁有漫長的海岸線和豐富的海岸帶資源。濱海地區綠色韌性空間的建設和提質發展在美麗中國建設進程中占有十分重要的地位。可以說，未來中國對綠色空間韌性發展具有巨大的需求，無論是理論前沿還是實踐應用，都具有廣泛的研究和應用場景。本文提出的綠色空間韌性評估方法和規劃范式不但是從理論方法層面對已有研究的提煉，更提出需要在未來實踐中增強其實施的可靠性，對成果做出檢驗和修正。

作為本文進一步探討的方向，全生命周期過程的技術更迭和社會管理轉變將會是實現規劃范式轉型探索的一個潛力領域，因為全過程監測評估和及時反饋優化決定了韌性規劃設計和社會治理的成效；同時，綠色空間的韌性評估技術方案也會在研究成果的知識產權轉移、無形資產變現和技術成果轉化等方面的產業化應用領域展露其廣闊的商業價值增值前景。