城市韌性與城市網絡關聯性理論研究進展及展望

季小妹，聶智磊，朱運海，趙西君

引言

生存與發展是人類社會永恒的主題，城市亦是如此，在面臨不確定擾動時，城市的安全和發展問題往往得不到保障。城市韌性可以作為面對突發狀況的“緩沖劑”。黨的十九屆五中全會首次提出“建設‘韌性城市’”；“建設宜居、創新、智慧、綠色、人文、韌性城市”成為《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》中重要戰略；黨的二十大報告指出將打造韌性城市作為新時代的重大戰略部署，提出一系列城市工作的新理念、新思想、新戰略，強調城市發展必須要把生態與安全放在重要位置，建立城市安全系統，提高城市環境質量、風險防控能力和城市競爭力。隨著氣候變化、自然災害、恐怖襲擊、疫情傳播等的頻發，單一城市的韌性已經不能完全抵御干擾，需要上升到區域間的結構和功能韌性，從而將城市韌性與城市網絡相互聯系并結合。從城市間的關聯出發，形成城市網絡，由單一城市的韌性轉向區域網絡化的城市韌性，是當下研究需要關注的重點。

本文基于區域韌性的視角，先后對城市韌性和城市網絡的內涵和演進過程進行分析，利用CiteSpace軟件繪制圖譜并討論其相關領域的研究熱點及前沿；再將城市韌性與城市網絡相結合形成城市網絡韌性和城市韌性網絡，分析并比較城市網絡韌性與城市韌性網絡的內涵、區別與聯系，總結現有研究尺度、研究方法和研究不足，深入認識城市韌性網絡存在的問題，為后續研究提供新思路與參考。

1 城市韌性研究

1.1 城市韌性內涵及演進過程

韌性研究始于20世紀70年代，1973年霍林[1]將韌性的概念引入生態學領域，目前最為認可的韌性演進過程為：由工程韌性[2]到生態韌性[3]再到社會-生態韌性，即演進韌性[4]。城市韌性的研究在20世紀90年代正式興起，城市韌性一般指城市系統面對外界變化和沖擊時做出的一種適應、恢復和可持續發展的能力[5]。城市韌性聯盟（Resilience Alliance）[6]基于生態學視角，認為城市韌性是城市系統面對外來沖擊時，能夠抵御、吸收并維持自身結構與關鍵功能的能力。美國洛克菲勒基金會（Rockefeller Foundation）將城市韌性定義為一個城市內個人、社區、機構、行業及其所組成的系統，在經歷突變性擾動或是緩慢性壓力時所具備的生存、適應和發展的能力[7]。我國學者趙瑞東[8]注重多主體參與和合作，將城市韌性定義為由城市經濟、社會、制度、生態、基礎設施等組成的系統，應對自然和人為災害干擾時的適應、恢復和學習的能力。可見城市韌性是城市具備的一種抵御風險和沖擊，并恢復、維持城市系統功能的能力，不僅具有災后恢復性，還具有災前預測性和災害發生時應對性，體現在結構韌性、過程韌性和系統韌性等3個層面[9]。

國內對城市韌性的研究起步較晚，初期多為理論研究，集中于城市韌性概念解析、定義評述、案例探析、政策啟示等方面，之后向實證研究轉變。相關的研究內容包括城市韌性水平的評估測算、評價體系的構建、時空演變趨勢、中國特色的韌性城市策略[10]等。近年來多以定性與定量相結合研究為主，側重于城市韌性與其他組成要素的耦合關系，如城市韌性與科技創新的協調[11]、與城市土地利用效率的協調[12]、與城市經濟發展水平的協調[13]等。

當前城市韌性的研究以評價為主，對于城市韌性如何形成網絡體系，及其應對擾動的反應機制鮮有提及，一般只考慮城市本身，忽視了區域層面的研究，對于城市之間的相互影響關注較少。

1.2 城市韌性相關研究領域

國外對于城市韌性研究涉及學科較為廣泛，本文以Web of Science核心數據集為例，選擇SSCI和SCI-Expanded引文索引數據，利用“urban resilience”OR“urban elasticity”OR“urban toughness”為主題進行主題詞檢索，設置時間跨度為2007—2021年，選取論文、綜述論文和在線發表等作為目標文獻類型，經過人工篩選和CiteSpace 5.8.R3軟件除重后得到740篇文獻數據，利用該數據對國外城市韌性的研究做聚類視圖（圖1）和時間線圖譜（圖2）分析。

圖1 城市韌性研究聚類視圖（WOS數據）

圖2 城市韌性研究關鍵詞時間線圖譜（WOS數據）

由聚類視圖可知國外對城市韌性的研究集中于城市熱島效應、社區韌性、城市規劃、綠色基礎設施建設、城市擾動、城市生態系統以及城市設計等7個領域，根據發文量劃分為3個階段：萌芽期（2007—2011年）、緩慢成長期（2012—2016年）和快速發展期（2017—2021年）。時間線圖譜的本質是將聚類中的關鍵詞按照時間的順序展開，可反映具有該關鍵詞的文章首次出現在此領域的時間節點，隨著時間的推移可以顯示該領域研究的趨勢。

結合時間線圖譜和劃分階段具體分析可得：（1）由圖譜直觀觀察到，研究初期的主題較為單一，主題詞分布較稀疏，但是其研究具有開創性意義，為后續研究奠定了基礎。氣候變化（climate change）、城市（city）和影響（impact）等關鍵詞首次出現在城市韌性研究的萌芽階段，并成為城市韌性研究的延續性主題，2008—2009年是該領域新關鍵詞的空白期，直至2010年城市韌性結合管理學（management）、城市規劃學（urban planning）等學科進行交叉融合研究，2011年社區韌性（community resilience）的提出豐富了該領域的研究，脆弱性（vulnerability）、適應性（adaptation）和復雜性（complexity）等特性成為城市韌性的特征要素，從應對氣候變化的適應性與災害發生時的脆弱性出發，形成應對城市發展的“韌性思維”。（2）緩慢成長期階段學者主要對城市韌性的特征及能力進行研究，研究城市復雜系統（complex system）應對風險管理的適應性（adaptability），吸收洪澇災害風險（flood risk management）的教訓，關注城市的適應性（adaptability）和適應能力（adaptive capacity）以及可持續性（sustainability）等。由氣候韌性轉移到社區韌性以及政府政策應對沖擊的緩解策略研究，使城市韌性研究形成網絡體系。（3）快速發展期城市韌性結合的學科和領域范圍擴大，研究內容更加豐富。結合地理學（geography）、政治經濟學（political economy）、城市發展（urban development）等，研究內容有所拓展，涉及社會韌性（s o c i a l resilience）、經濟韌性（economic resilience）、氣候韌性（climate resilience）、基礎設施韌性（infrastructure resilience）、地震韌性（seismic resilience）、洪水韌性（flood resilience）以及區域韌性（regional resilience）等。對城市韌性的評估（assessment）、政策實施（policy implementation）、解決方案（solution）的研究由傳統的城市生態韌性轉向信息化的智能城市韌性建設，以“流數據”形式對城市規劃精準測算，提高城市韌性，促進城市健康快速發展。

借鑒國外已有研究成果，國內城市韌性的研究領域分布于城市規劃、城市災害防治、城市發展與城市管理、生態環境等。國內學者將韌性思想較先應用于城市規劃領域，劉丹[14]解析了彈性城市與城市規劃領域的研究進展，闡明建設韌性城市對城市發展規劃的必要性。隨著全球氣候問題越來越嚴重，地震、洪水等頻繁發生，城市韌性與城市災害防治學相結合的研究成為主流，沖擊了傳統的應對災害時抵御的定向思維，轉向災前預防及災后恢復的思想，使得城市面對災害時更具彈性。安全和發展是現代城市建設的基本保障和重要目標，除了自然災害之外，恐怖襲擊、社會動蕩和金融危機等社會災害同樣影響著城市的發展，城市韌性與管理學、規劃學的應用為城市基礎設施建設和社會智能化管理提供了基礎支撐。徐耀陽[15]從生態和環境領域出發，對我國城市韌性的轉型發展提出建議。

總結國內外城市韌性的研究進展，城市韌性成為當下研究的熱點，其研究對城市管理、城市問題和城市可持續發展具有積極作用，研究涉及領域呈現多樣化、豐富化特點，研究進程呈現快速化特點。對于城市韌性的研究，不再是單一專注某一領域或學科，而是從不同的學科、領域進行對比研究，創新性地借鑒多學科、領域交叉融合的研究方法，提升城市韌性研究深度。

2 城市網絡研究

2.1 城市網絡內涵及演進過程

城市網絡是具有不同或者互補功能的城市之間形成的聯系，依靠實際交通路網和虛擬信息技術，以及人、物、資金和信息等要素相互連接，通過“流”來實現城市經濟、社會、政治和文化等功能的體系[16]。由于不穩定因素的增多，單個、孤立的城市已無法長久存在，以相互聯系的形式形成的城市網絡成為空間運轉的主流[17]。西方城市網絡的研究出現在世界城市網絡研究之后。隨著通信技術和信息時代發展，Castells提出的流動空間取代了地方空間的理念，成為信息時代主導性的空間組織形式[18]。形態特征與功能聯系一度成為城市網絡研究的熱點，Camagni在1993年提出城市網絡化的概念，對后續城市網絡的研究產生重要影響[19]。

城市網絡研究理論范式的演進由中心地理論[20]轉向“流”空間[21]。現有城市網絡研究不僅僅限于對城市空間等級范式中垂直結構的研究，而是上升到網絡范式，同時關注空間組織結構中互動的水平結構[22]，研究重心由等級范式[23]轉向網絡范式，研究數據由屬性數據轉向關系數據，更重視相互之間的聯系；城市空間形態由單中心向多中心，最終向網絡城市范式轉型[24]；研究內容從基礎設施、交通流轉向對知識、信息流的研究，表明研究方式由“硬網絡”向“軟網絡”轉變[25]。

2.2 城市網絡相關領域研究

國外城市網絡研究所涉及的領域較為豐富，本文采用與城市韌性相同的檢索數據庫類型和檢索時間段，輸入“urban network”OR“city network”進行主題詞檢索，篩選除重后共得到857條數據。通過CiteSpace 5.8.R3軟件制得城市網絡關鍵詞突現表（表1），對國外相關領域的研究熱點與前沿進行分析。關鍵詞突現表顯示的是在不同時間段內詞頻共現度驟增的關鍵詞，表示該研究最新動態及發展趨勢。根據年發文量統計分析，國外對城市網絡的研究呈現波動增長趨勢，可將研究數據劃分兩個時間段，2007—2016年為波動期，2017—2021年為快速增長期。關鍵詞聚類圖譜（圖3）顯示，國外對于城市網絡的研究主題集中在高級生產服務業、世界城市網絡、自動駕駛領域、航空數據、城市形態、城市群和智慧城市等領域。

圖3 城市網絡研究關鍵詞聚類視圖（WOS數據）

表1 關鍵詞突現

關鍵詞突現表顯示，研究數據的使用從有形向無形轉變，由航空數據（airline data）轉向交通流數據（traffic flow），再到知識流數據（knowledge）。GaWC研究小組[26]提出先進生產服務業（advanced producer service）的數據從企業內部聯系衍生為企業之間聯系，從而構建相關網絡，推動城市網絡研究的發展。研究范式由等級轉向網絡。在未出現城市網絡范式之前，城市等級化（hierarchy）的研究延續相當長的一段時間，2017年前是研究的熱點，現研究熱度已有所降低；世界城市網絡（world city network）的詞頻共現度在2007—2013年突增，持續7年得到學術界的關注。研究新動態為智慧城市管理，利用知識（knowledge）、創新構建新型城市網絡的研究正在興起，未來城市網絡的研究將更加側重于智慧城市（smart city）網絡特征、智慧城市作用機制等。

城市網絡亦是國內學者研究的熱點主題，我國城市網絡的研究興起于2010年[16]，國內學者對城市網絡的研究側重城市功能聯系，構建多樣化的聯系類型，如交通流聯系[27]、信息流聯系[28]、企業聯系[29]、創新聯系[30]、知識流聯系[31]、經濟聯系[32]和人口聯系[33]等。

城市網絡的研究使得孤立、靜態的單一城市轉向復雜互動的城市網絡體系。城市網絡并非城市自身的直接相連，而是依賴于多種實體或虛體的聯系，打破了規模與空間距離的限制，實現了城市內部結構的緊密聯系，多領域結合研究使得城市網絡體系走向多元化。網絡給城市韌性的研究提供新的視角，未來研究應將韌性作為城市網絡聯系的一種形式，從網絡的視角反映出不同城市韌性之間的關系，為城市更好抵御擾動提供新的視角。

3 城市韌性與城市網絡關聯性研究

部分是整體研究的基礎，要對城市網絡韌性或城市韌性網絡進行研究，首先要研究城市韌性和城市網絡。將區域韌性與城市網絡相結合，形成的城市網絡韌性或城市韌性網絡，兩者相互聯系又有區別。城市網絡韌性側重城市網絡的結構韌性，對網絡結構韌性的相關特性進行研究；城市韌性網絡不再將單一城市韌性視為研究對象，側重不同城市間的韌性網絡，基于韌性的視角，將不同城市韌性構成網絡、形成聯系，并對其研究。城市韌性與城市網絡的組合研究有其共同目的，即提高城市穩定性和城市抵御外部沖擊后的恢復性。

3.1 城市網絡韌性分析

城市網絡韌性是城市系統通過城市間各領域的相互協同作用，共同抵御、預防和適應外部急性沖擊和慢性壓力的影響，并從中恢復和轉換的能力[34]。城市網絡結構是區域空間狀態特征的重要體現，城市網絡功能則體現城市網絡在區域當中的作用。城市網絡韌性研究是由單一的城市韌性轉向網絡化的城市韌性，將地域上相近或相鄰的地區城市功能或結構形成網絡體系，再研究該體系面對突發災害時應對的能力。

通過中國知網檢索結果可見，城市網絡韌性現有研究較少，且大部分學者集中在城市網絡結構韌性的探究上。基于網絡結構視角評估城市韌性能力，考慮的影響因素涉及節點與網絡系統層面，其以促進區域內部結構協調發展為重點。研究過程中，一般先構建城市功能關聯網絡，選取相應評價指標體系，對城市網絡結構韌性進行測度。表2為城市功能網絡構建及其結構韌性評價指標體系匯總，由此可得，城市網絡的構建以實體網絡與虛擬網絡相結合，構建信息、交通、經濟和創新等網絡聯系，評價指標主要體現網絡的結構特征。對城市網絡結構屬性的測度與演變的分析方法進行歸納，網絡結構測度可細分為對個體結構，即節點信息的測度和對整體網絡的測度，通常有社會網絡分析法、復雜社會網絡分析法等。對網絡格局的影響因素探究的方法有因子探測法。對網絡結構韌性或是韌性網絡進行指標體系構建，可利用熵值法計算各指標的權重，運用社會網絡分析法構建城市韌性的空間關聯結構。

表2 城市網絡構建方式及評價指標體系

3.2 城市韌性網絡分析

城市韌性網絡的內涵目前尚未明確定義，為填補研究空缺，本文在已有的研究基礎上，對城市韌性網絡的定義做初步探索，認為城市韌性網絡是城市網絡與區域韌性的結合，將不同類型的韌性作為網絡構建的基礎，形成網絡體系的城市韌性能更有效地抵御風險、降低災害帶來損失并從干擾中迅速恢復。城市韌性網絡基于韌性的視角，使不同城市之間的韌性形成韌性網絡，不再將城市韌性看成是單一的，而是面向區域、綜合的韌性。城市韌性網絡研究追本溯源仍是對城市韌性的研究，只是在此基礎上進行網絡化。就目前城市韌性的研究內容而言，構建韌性網絡的方式可分為基于城市構成要素與功能、基于韌性過程和基于韌性要素特征的城市韌性研究[41]。基于城市要素的韌性網絡構建包括生態韌性網絡、社會韌性網絡、經濟韌性網絡、基礎設施韌性網絡和創新韌性網絡等；基于韌性過程的研究是依據災害發生前、發生時和發生后，即過程狀態，對城市韌性進行定性或定量分析，例如繆惠全[42]基于災害發生后，分別從社區與人口、政府與管理、住房與設施、經濟與發展、環境與文化等5個維度構建城市的恢復韌性評價指標體系；基于城市韌性要素的特征方面[43-45]，已有相關學者做過梳理，本文結合災害過程，將韌性特征分3個階段，分別對不同階段特征的含義進行解釋，如表3所示。

表3 基于過程的韌性特征

對于城市韌性網絡影響因素的分析，國內外學者有不同的關注點。國外學者多關注干擾對城市社會、經濟的影響，Cainelli等[46]比較了技術導向和市場導向的經濟結構在面對金融危機時的抵抗力與恢復力差異；Rocchetta[47]分析了技術因素對于城市韌性的影響，得出具有技術一致性的區域在面對干擾時有更好表現。國內學者大多從區域或城市自身的角度分析城市韌性網絡的影響因素。石龍宇[48]總結多方參與、響應能力和創新能力等城市應對能力對城市韌性的影響；Shi[49]基于城市自身視角，分析城市系統構成要素對韌性的影響，主要對生態、基礎設施等物質要素和經濟、組織、社會等非物質要素進行探究；季小妹[50]從人力投入、資本投入、科技投入3方面對濟南市城市韌性的影響因素進行分析。

城市韌性網絡的建設是實現城市安全和可持續發展的必然選擇。目前學者對城市韌性網絡的研究較少且以實證研究為主。孫亞南[51]以江蘇省為例探究城市韌性水平空間演化規律，構建了韌性聯系強度空間網絡；路蘭[52]基于多維關聯網絡的視角，構建城市社會、經濟和生態韌性網絡，并選取相關韌性結構指標對城市韌性網絡的結構進行分析。城市韌性網絡區別于城市網絡韌性的重要一點在于：城市韌性網絡研究是由城市單一韌性轉向城市區域網絡化韌性的研究，將城市單一的功能或結構形成網絡體系，再研究該體系面對突發災害時應對的能力，其強調不同城市要素功能與結構之間的互補或合作關系。

3.3 關聯性分析

城市網絡韌性與城市韌性網絡是相互作用又有區別的兩個概念，就現有研究而言，不能將這兩個概念完全割裂。城市網絡韌性將城市韌性不再看作單獨的個體，而是由城市轉向城市群網絡共同形成的韌性。城市韌性網絡是城市群系統間的韌性相互關聯而形成韌性網絡（圖4）。

圖4 城市網絡韌性與城市韌性網絡分析示意

研究視角與立足點方面，現有城市網絡韌性的研究多為基于網絡結構的視角，側重研究城市節點、節點間關系的韌性空間結構特征；而城市韌性網絡側重于韌性的聯系，城市內部的功能或者結構韌性形成網絡，共同應對外部沖擊。城市網絡韌性強調城市網絡的韌性特征，立足于區域網絡層面的韌性，區別于單一的城市韌性；而城市韌性網絡則強調城市網絡，與以往的經濟網絡、社會關系網絡、生態網絡不同，強調基于韌性的網絡，相對綜合性更強，與城市恢復力、抵抗力更加緊密相關。

研究內容方面，二者研究都以實證為主，城市網絡韌性的研究內容有城市網絡的構建方式、網絡屬性的測度以及網絡結構特征與網絡格局影響因素的分析；城市韌性網絡多為構建評價模型，分析時空演化規律特征。

研究方法方面，兩者大部分都為構建指標體系，量化城市韌性評價和韌性網絡關聯度的測算。近年來對于城市韌性的研究方法，國內外大多采用定性與定量相結合。城市韌性水平的綜合評價運用熵值法、綜合指數法等；與城市其他功能的耦合關系運用耦合協調度模型；探究韌性時空分布特征有冷熱點分析方法、全局或局部自相關指數、核密度估計法、GIS空間疊加分析法；對城市韌性水平預測方法有回歸預測、BP神經網絡預測等；研究城市韌性水平影響因素的方法及模型包括障礙度模型、面板回歸分析法、地理探測器法等。

4 總結與展望

4.1 研究總結

本文對城市韌性、城市網絡以及二者關聯性進行梳理，國內外研究總體呈現的主要特點如下。

（1）關于城市韌性的研究尺度具有全面性特征，包含國家層面、區域層面、城市群層面和地級市層面等。城市網絡的研究尺度大致分為3個層次，涉及全球層面、國家層面以及區域層面。全球層面的發展是由世界城市到世界城市網絡，再到全球城市網絡的研究演變而來。二者關聯性的研究尺度目前較為單一，多為區域城市群或者地級市及以上城市群的尺度。

（2）研究方法趨于多元化特征。隨著不同學科的交叉融合，借鑒不同領域的研究方法，豐富了研究體系。其中城市韌性網絡的強度測算可以借用物理學上的引力模型；韌性水平的預測可結合生物學中神經元、神經網絡，構建神經網絡預測模型；對于韌性影響因素的探究可利用地理學中的地理探測器方法等。研究視角呈現豐富化特征。最初的理論視角，即對城市韌性進行單一學科的視角轉化為多學科交叉的研究視角；對城市韌性構建的視角，不再是單一城市的韌性和城市的單一韌性，而轉向相互關聯的角度。

（3）城市韌性與城市網絡相結合的研究目前較缺乏。城市網絡韌性的研究中對于城市網絡結構韌性的研究較多，其強調的是城市的空間特性。城市功能網絡是城市之間的功能互補，有助于實現多功能城市系統。但現有研究缺乏對城市網絡功能韌性的研究，功能與結構的關系是辯證統一、不可分割的，結構決定功能，功能反作用于結構，不能完全獨立地看待這兩個要素。城市韌性網絡現有研究整體較為欠缺，大部分學者對城市單一的韌性有較為深入的研究，但將城市間不同的韌性形成聯系并構建韌性網絡的研究較少。基于韌性要素特征的城市韌性形成的韌性網絡的相關研究較為缺乏，后期研究可以將城市韌性的要素特征作為衡量城市韌性網絡的因素，試圖構建綜合、動態、關聯的韌性網絡。

4.2 研究展望

隨著工業化的發展，城市問題聚焦于城市人口、資源、環境等方面。城市氣候危機、疾病、自然災害、城市生態環境、社會經濟發展以及城市建設等問題的相互作用、累加，對城市的可持續發展造成巨大威脅。城市韌性是實現可持續發展目標的創新途徑，韌性思想的提出以及與城市結合的相關應用，表明研究者對城市可持續發展的意義和模式有了新的認知和理解。

韌性城市建設是各國推動城市可持續發展的重要命題。面對城市發展過程中的問題，應積極落實城市韌性建設，結合城市安全、可持續發展要求，突出預防理念，運用科學的方法更好地應對風險和挑戰，提高城市對風險擾動的抵御、恢復及學習的能力。以韌性城市建設推動可持續發展，構建城市韌性是城市可持續和安全發展的新模式，在保證城市正常運行中發揮重要作用，是城市經濟、社會、人口、資源及環境在時空尺度上進行結構優化，維持經濟穩定發展、保障居民生命和財產安全、增強應對重大災害和沖擊的能力，并滿足當代及未來城市發展的現實需要。韌性城市建設應將韌性城市和數字城市、智慧城市、創新型城市、低碳城市等緊密結合，完善城市大數據平臺，以技術手段提高城市管理水平；提高自主創新能力和經濟核心競爭力，為實現碳達峰、碳中和的目標積極制定方案。

城市網絡系統對城市韌性的研究起到深化作用，城市中的各領域相互作用，從單一城市的韌性提升到區域或城市群之間的韌性，讓城市應對危害沖擊時，形成網絡協同效應，共同預防、抵御災害。對城市韌性的研究應由單一網絡擴展到多要素網絡韌性，使網絡與韌性的結合具備綜合性，不是僅僅構建經濟、交通等網絡，而是對應不同維度和功能之間的韌性，形成多樣化的網絡，發揮各種網絡韌性之間的協同、互補作用。城市網絡與韌性的結合強調的不單單是面對災害時的抵御和有效響應，更要將抵御轉換成對災害的預防及災前的準備工作。目前研究多集中于城市網絡結構韌性特性的研究，缺乏城市網絡功能韌性的研究，可將研究重心適當轉移，做到結構與功能相結合。未來仍需關注城市韌性及城市網絡研究最新動態，量化城市網絡韌性，提出評估網絡韌性的標準，找出可能出現的熱點，并加強二者的關聯性研究，進一步完善城市韌性研究體系。