韧性城市的概念演化及评价方法研究综述

陈安 师钰 / CHEN An, SHI Yu

1 韧性理论的辨析

“韧性”是一种性质，如同形容人或事物经常用到的刚性、柔性、惯性，用以描述事物的本质属性。在不同学术领域及语境下，“韧性”有不同的涵义和概念。现今大多数学者认为该词英文“resilience”最早来源于拉丁语“resilio”，意为“回到原始状态”（to jump back）（Cimellaro et al.，2010），法语中的“résiler”也由此而来，之后演化为英语中的“resile”，皆有“恢复原状”之意（邵亦文 等，2015）。目前学界普遍认为，霍林（Holling）在1973年首次将该理论引入生态学领域，用以描述生态系统稳定状态的特征，随后这一理论逐渐渗透到社会系统领域。韧性概念经历了从单一到多元，从“恢复”“稳定”到“平衡”“适应”的演化过程，研究对象不断增加、涉及学科领域不断拓展。

研究发现，我国学者将“resilience”译作“恢复力”的文献出现得最早，数量最多，之后出现“弹性”译法的文献，从2013年开始，“韧性”译法的文献开始成为主流（汪辉 等，2017）。下文将对这几种概念进行简要的辨析。

1.1 恢复力

韧性最初是恢复原状的意思，既有“恢复”之说，则一定存在着变化，且大多为不好的发展，由此回到原始状态，虽不是最理想的，但至少是人们所期待的。恢复是韧性的关键，恢复力被看作是系统的内在能力，倾向于通过改变其本质属性以外的其他属性来重建自身，从而在受到冲击或压力情况下适应和生存。其属性至少包括3个方面：（1）系统可以承受并仍能保持原状态的变化量；（2）系统的自组织能力；（3）系统构建的学习与适应能力（李杨 等，2011）。周晓芳（2017）将恢复力的本质归结为对系统的相对稳定状态以及相应边界的假设。唐桂娟（2017）认为恢复力代表了系统承受压力及恢复到原有状态的能力。这里的系统可以是人、物、社会生态、城市安全等任何处于变化发展中的系统；压力可以是来自系统外部或内部的任何冲击和干扰，因此也有人将恢复力看作是事物在一定程度上可以恢复或调适自身以应对干扰的能力（Dyer et al.，1996）。

1.2 弹性

除了“恢复力”，不少学者将“resilience”一词译为“弹性”（欧阳虹彬 等，2016；蔡建明 等，2012）。在材料力学领域，材料或物体在外力作用下发生变形，若除去外力后变形随即消失，那么这种变形称之为“弹性变形”，这种特性称为“弹性”（陈伯蠡 等，1985）。

随着这一概念在生态学、社会－生态系统、社会－经济系统的应用逐渐广泛，其本质内涵可以归结为两点：（1）在受到外力影响时可以维持基本结构和功能不变；（2）拥有自适应、自恢复的能力。在社会科学方面，弹性的应用也极其广泛——弹性经济、弹性外交、弹性奖励等，都体现了一种可多可少、能进能退的性质，这里的弹性既包含了恢复之意，又有伸缩、可塑的涵义。

1.3 韧性

以“韧性”作为关键词在中国知网（www.cnki.net）检索，最早的研究起步于金属学与金属工艺、建筑科学与工程、石油天然气等工学领域，期间学者主要针对混凝土的断裂韧性和钢材焊接韧性等进行技术探讨（蒋艳宾 等，1986），直至2012年前后该理念才被引入安全科学与灾害防治领域（图1）。

韧性作为系统在保持基本状态不变的情况下应对干扰和变化的能力，一直是人类社会向往的。特别是在世纪之交，全球经济、政治、生态环境不断变迁，来自各种不确定因素的威胁使人们渴望这样一种能够抵御极端事件冲击，适应外来干扰并保持自身基本结构与功能，使城市生活重新步入正轨的能力。从工程韧性到生态韧性再到演进韧性，霍林（Holling）提出的社会－生态系统韧性、适应性循环（adaptive cycle）模型为城市风险防范与规划研究提供了新的理论支撑。此时，韧性一词不仅强调系统的恢复和弹回能力，还增加了系统在变化与适应中力求保持自身平衡状态的内涵，较之恢复力与弹性，其含义更加丰富（图2）。

2 韧性城市的概念演变

韧性城市是韧性理论与城市理论相结合的有机产物，也是世界范围城镇化发展的必然产物。近年来，相关研究不断增长，尤其近3年时间文献成倍增加，预计2018年文献数量将迎来新的高峰（图3）。然而，迄今为止，学术界对“韧性城市”尚未形成一个普遍认可的定义。

较早对韧性城市概念进行阐释的是国际地方环境协会（现更名为“倡导地区可持续发展国际理事会”，ICLEI－Local Governments for Sustainability），该组织将韧性城市的核心归纳为：在长期发展中形成面对外来干扰能迅速恢复，承受自身内在变化后能保持相对稳定的城市。之后较有影响力的韧性联盟（Resilience Alliance）将韧性城市定义为城市系统消化、吸收外来干扰并能保持原来结构、维持关键功能的能力。

米歇尔等人（Meerow et al.，2016）认为韧性城市的定义需要考虑不同利益相关者参与的动机、机制和时空跨度，定义必须具有包容性和灵活性。他提出韧性城市是指一个城市系统的能力及其所有组成部分跨越时空尺度的社会生态和社会技术网络，用以在面对干扰时维持或迅速恢复所需的功能以适应变化，并使限制当前或未来适应能力的系统快速转型。

部分学者根据不同的理论基础对韧性城市进行了定义（表1）。

表1 部分学者对韧性城市所做的定义

图1 以“韧性”为关键词的文献所属学科发文量（篇）趋势（来源：http://kns.cnki.net/kns/Visualization/VisualCenter.aspx）

图2 韧性、弹性、恢复力三者学术概念的辨析

图3 以“韧性城市/城市韧性”为主题或关键词的文献发文量（篇）趋势（来源：http://kns.cnki.net/kns/Visualization/VisualCenter.aspx）

此外，大部分学者回避了为韧性城市下定义这个问题，转而从韧性城市的本质特征着手进行阐述。较有代表性的论述有威尔德夫斯基（Wildavsky，1988）提出的韧性城市的6个基本特征：动态平衡性（homeostasis），兼容性（compatibility），高效率的流动性（high flux），扁平性（flatness），缓冲性（buffering），冗余度（redundancy）。卡洛斯（Carlos，2013）认为韧性城市应当具备5个要素：多功能性（multi-functionality），冗余度和模块化特征（redundancy and modularization），生态和社会的多样性（bio and social diversity），多尺度的网络连结性（multi-scale networks and connectivity），有适应能力的规划和设计（adaptive planning and design）。艾伦等（Allan et al.，2011）相应地认为韧性城市必须具备7个主要特征，即多样性（diversity）、变化适应性（variability）、模块化（modularity）、创新性（innovation）、迅捷的反馈能力（tight feedbacks）、社会资本的储备（social capital）以及生态系统的服务能力（ecosystem services）。

韧性城市是一个复合概念，相比原有的城市规划理念，其目光更加长远，内涵更加丰富，角度更加多元，下文将从灾害防治、城市治理和可持续发展3个角度对这一概念进行解读。

2.1 灾害防治

从灾害防治角度看，韧性城市强调城市系统面对灾害时能够凭借自身力量承受打击而不至毁灭。一座没有韧性的城市是极度脆弱的，而城市的韧性来自于地形、地质、水系等自然条件，建筑、道路、通讯、能源等基础设施，以及城市社区、制度网络等社会环境的相互配合。与传统的灾害应对不同，韧性城市的价值在于提供了一个全过程理解城市作为主体应对灾害的视角。

传统视角从灾害角度出发，依据灾害发生频率、强度、抗灾能力和置信水平进行风险评估，模型参数一般基于现状、历史数据和既有规范，偏重于静态预测结果和制定未来规划策略，主要关注发生频率高、影响范围较广的特定风险。而韧性城市将城市这一复杂的社会生态系统作为一个整体，关注该系统在未来不可预测的、不确定环境下的适应性策略。换言之，韧性城市研究的不是单一类型的灾害复原问题，而是整个城市系统在有效管理下形成的自我恢复与修复能力。

2.2 城市治理

从城市治理角度看，韧性城市更加注重非政府的力量，强调城市是一个由物质系统和人类社区组成的可持续网络。城市社区组织者、志愿者、民众在韧性城市建设中应发挥更多作用。传统自上而下的政策传导和政府管理模式会令公众参与城市安全建设的主动性较差，风险意识较弱（李云燕，2017），没有充分考虑利益相关者在城市恢复过程中所扮演的角色与可能创造的价值。新自由主义影响下的城市韧性则强调人们的自我意识、反思性和责任感，对自己的幸福负责。城市规划通过计划、设计和管理3种干预活动影响城市韧性，不仅关注物质层面还关注社会层面的系统重构；不仅要应对传统的4大类突发事件，还关注社会的慢性压力，包括贫穷、犯罪、人际关系疏离等；不仅追求短期重建效果，更以提升居民生活幸福感和安全感为己任。

2.3 可持续发展

图4 韧性城市评价操作

从可持续发展角度看，韧性城市是对以往低碳城市、海绵城市、智慧城市理念的升华与扬弃。随着城市空间的扩张和人口的膨胀，城市系统的运行日益复杂，单一强调生态环境的改善早已不符合可持续发展的理念。特别是当城市面临的不确定性因素增加，城市的可持续性遭受来自外部和内部的扰动与冲击。即使拥有完备的应急预案、足够的应急避难场所、先进的救援技术，但全球变暖对城市的威胁始终没有衰减，老龄化带来的城市压力持续增长。基于演进韧性理论，所谓的适应性循环并不是单一的循环往复，而是系统不断利用、释放、保存再重组，这不是对初始状态简单的恢复，而是一种变化、适应和持续发展的过程。在城市规划中，韧性概念已逐渐取代可持续概念（Suárez et al.，2016）。

从更广阔的视野看，韧性城市是城市规划发展过程中一次理论的突破，该理论容纳了城市规划、应急管理、脆弱性评估、治理理论等多种理论与方法，是经济社会不断发展、城市面临环境日益复杂的产物。从某种意义上说，韧性城市可以看作是一种新的范式，其自下而上面向社区、民众的价值观，应对多元、冗余、复杂现实的包容性和开放性，超越传统防御规划的适应性愿景，无不为我们提供了新的研究启发。

3 韧性城市的评价与指标建立

韧性城市评价问题是目前研究的热点与难点。在了解“何为韧性”之后，就必然过渡到“是否韧性”这个问题。当扰乱发生后，我们可以实际感知城市恢复正常状态所需的时间与过程，但是如何在扰乱发生前获知城市韧性并做好准备则是更为关键的问题。韧性评价一方面可以加深对城市韧性构成的理解，另一方面也有助于规划者或决策者对城市当下的韧性水平及下一步的韧性规划建立认知。韧性并非一个静止的特征，无法直接测量，可以通过选取与城市韧性有关的因素，构建韧性城市评价指标体系来衡量城市韧性。

以往对城市的脆弱性评价或承载力评价，通常聚焦于城市系统的某一部分，或是衡量某一类型风险，也有学者建议将可持续性指标用作韧性评价的替代指标，然而各种指标应有不同的权衡（Sharifi et al.，2014）。综合已有的研究成果，建立韧性评价指标体系并进行城市韧性评价的步骤如图4所示。

3.1 确定评价尺度

根据研究对象的不同可以将评价的空间尺度分为微观尺度、中观尺度和宏观尺度。空间尺度的选择会直接影响最终评估结果的精确度。微观尺度的评价基于个体要素，中观尺度考虑空间分割单元，宏观尺度基于更高的区域或行政单元（周蕾 等，2017）。例如，皮尔斯等人（Pierce et al.，2011）关于韧性与恢复力的研究主要基于美国24个州的40座城市，这些城市在规模、人口、政治文化、经济活动等方面的异质性较高，列为宏观尺度；陈世栋等人（2017）对广州都市生态圈层结构的韧性实证分析列为中观尺度。

图5 韧性城市的构建维度

图6 韧性城市的评价准则

根据评价阶段的不同可以将评价的时间尺度分为事前评价、事中评价和事后评价。基于一些学者将韧性作为动态的过程，前两个阶段所作评价侧重于对城市脆弱性和抵抗力的调查，适合解决动态问题以应对未来的不确定风险。事后评价是一种对干预措施进行结果检测的评价方法，通常在事故灾难发生后，对系统恢复平衡的时间、速率以及恢复程度进行评价，以观察系统的韧性水平。

3.2 选择评价方法

评价方法可分为定量评价与定性评价两大类。其中定量评价通过建立韧性指标体系，构建相应的评估模型，定量分析城市韧性的主要影响因子，是目前应用较广的一种评价方法。定量评估常用的工具有阈值分析、社会网络模型、神经网络分析、代理人模型、断裂点法、恢复力替代法、状态空间法、恢复力长度法等。量化评估方法主要针对基础设施或特定领域，对单一灾害或指定领域的评估更容易提出量化的指标，而综合性或系统性的韧性评估涉及范围过大，评估有一定困难。

在资源有限且数据不易获得的情况下，通过寻找可替代指标或采用访谈及问卷调查等方法进行数据收集是更为明智的选择。例如利益评价、模型解释、历史剖面、案例研究、场景分析等。伊曼纽尔等人（Emmanuel et al.，2013）曾对120户家庭进行入户访谈，调查当地居民如何在洪水来临时运用自身知识拯救社区居民的生命、室内财产、谷物、家禽等，通过他们的表现刻画社区面对洪灾的应对策略以及恢复能力等，达到韧性评价的目的。定性方法通过分类描述并刻画社会、组织和个体的灾害恢复力，有助于洞察韧性的本质，适用面更广（周晓芳，2017）。

3.3 构建韧性维度

2006年，美国多学科地震工程研究中心（Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research，MCEER）提出了一种四维韧性：技术、组织、社会和经济。之后又发布了一套新的七维韧性，包括：人口和人口特征、环境生态系统、有组织的政府服务、有形基础设施、生活方式和社区能力、经济发展和社会文化资本。

较早进行韧性评价指标研究的卡特（Cutter）等提出地方模型中的灾害韧性指标（Disaster Resilience of Place，DROP）模型，从当地生态、社会、经济、制度、基础设施和社区竞争力6个方面构建区域灾害韧性的评估指标体系。

美国洛克菲勒基金会（Rockefeller Foundation）提出的韧性城市框架包含了4个维度：健康与福祉，经济与社会，基础设施与环境，领导与战略。

卡洛斯（Carlos）在前人研究的基础上开发的评估矩阵包含5个维度：经济基础、矩阵人口、城市化进程、社会凝聚力和人力资本。

王祥荣等建立了“目标－主题－要素－指标”4层次结构的城市气候变化韧性评估框架，将城市经济应对能力、公共服务水平、基础设计发展及环境保障作为主体层变量，也可看作4种维度。周利敏等人（2017）结合我国现实建立的韧性城市理论框架包含5个基本维度：物理韧性、社区韧性、经济韧性、自然韧性和组织韧性，这也是大多数国内学者采用的方法。

在构建韧性城市评估框架时，各大研究机构或专家学者选取的维度虽各有侧重，但都将自然生态等构成的硬环境与社会人文相对应的软环境作为两个重要方面，这是由城市韧性的本质内涵所决定的，在确定韧性评价维度时必然要考虑生态、经济、社会组织、基础设施等城市系统组成部分（图5）。同时要注意维度的选取并非一成不变，需结合调查对象的实际情况，根据测量评价的目的选取合适的维度。

3.4 确定评价准则

准则即衡量事物的标准。韧性评价准则提供这样一种标尺，在评价城市韧性时，以是否符合准则来判断城市是否具有韧性。然而目前关于韧性的概念尚无定论，且各种评价方法并行，因此无法形成一套完整的执行标准。但是仍可寻找一些已被证明可增加城市韧性的因素来进行衡量。

马尔塔等人（Marta Suárez et al.，2016）在搜集大量有关城市韧性的文献后选择了影响城市韧性的最重要的5个因素：多样性、模块化、反馈的紧密性、社会凝聚力和创新。威尔德夫斯基（Wildavsky，1988）提出韧性系统的6个要素为：动态平衡性、兼容性、高效率的流动性、扁平性、缓冲性及冗余度。在此基础上，埃亨（Ahern，2011）增加了多尺度的网络连结性因素，不仅体现在城市的物质实体和空间分布层面，也体现在人际和群体之间的协作上。此外，艾伦和布赖恩特（Allan et al.，2011）强调社会资本的储备以及生态系统的服务能力，卡洛斯（Carlos，2013）强调城市的学习能力和风险感知。

尽管各有侧重，但可以发现，衡量城市韧性最重要的3个要素为多样性、冗余度和整合性（图6）。

（1）多样性

无论是生态系统还是社会系统，结构和功能的多样性对减缓冲击有重要影响，多样性同时可以带来更多解决问题的办法或思路；一个具有多样性的城市将会是更加韧性的城市。

（2）冗余度

多种韧性框架中都提到了城市冗余度，冗余度是指城市中某些重要功能的可替代性设计和备用设施的建设；当城市面临冲击使得某种设施损坏时，其承担的功能可由备用设施补充或由其他系统替代，以避免城市的崩溃，这将在时间和空间上分散风险，减少扰动状态下的损失。

（3）整合性

假使城市拥有多样的系统和完备的备用设施，如果各要素间缺乏联系，仍会导致整个系统十分脆弱；整合是发挥1+1＞2的功效，确保城市不同系统间的相互配合协调，城市地下综合管廊是整合性的一大代表，有利于整合资源、提高城市韧性。

3.5 建立指标体系

指标是简化韧性的一种工具，便于城市各利益相关者理解、观察韧性。鉴于韧性评价的最终目标是影响政策、规划以支持韧性，而不仅是城市业绩之间的优劣比较，因此应建立一个综合指标体系。在这一体系中，不考虑指标的完整性（实际上任何指标体系都无法保证其完整性），只是用其标记韧性。

有关建立韧性评价综合指标的文献众多，以不同的理论框架为基础，指标体系不尽相同且权重的赋予各有侧重。洛克菲勒基金会的韧性城市框架包含52个绩效指标和156个二级指标。马永加（Mayunga,2009）建立的社会、经济、人口、物理四维度指标体系，选择非营利组织数量、就业人口、家庭收入、医疗工作者数量等73个指标。邵（Shaw，2009）从社会、经济、组织、物理、自然5个维度创建的指标体系包含人口、医疗、就业、电力、水资源等25个指标。同样的维度，卡特等人（Cutter et al.，2010）则选取了教育程度、人口年龄分布、房产资本等36个指标。

在选择指标时应考虑数据来源的可获取性与可靠性，注意衡量同一项目的其他指标的计量单位同质性，以便于统计和比较。同时应区分指标的积极或消极作用，注意相互间的联系与彼此关系。因为韧性是一个动态连续的过程，指标可以反映测量对象的相对状态与变化幅度和方向，因此韧性指标的可追踪性与创新性也应引起重视，以鼓励城市对韧性的规划与建设。最后，指标的个数也是研究者需注意的问题，较少的指标意味着数据的搜集更容易，同时意味着数据在聚合中失真的可能性更小，但是全面性不够，许多重要指标会被过滤掉。

3.6 数据聚合处理

指标体系建立后要对每一项指标进行评分，最后进行数据的聚合处理。一些做法是赋予每项指标相等的权重，即最后的韧性评分等于所有指标得分的算术平均数。这样做的好处是简单透明，同时考虑到如果缺乏严格的回归分析，赋权将不可避免地出现主观性。因为大多数指标具有不同的单位，应用权重前必然要将其转化为等效的单位，这可能影响指标的真实性。而另一种做法通常采用公众参与、专家咨询、熵值法、主成分分析等方法，对指标的重要性进行排序，赋予指标不同权重，并对所得数据进行标准化处理。

4 总结

我国对“韧性”的研究起步并不算晚，而在近几年才开始注重“韧性城市”相关领域的研究。无论在理论发展还是实践操作中，我国与较早开展此类研究的西方国家存在不小的差距。但目前来看，韧性城市在全球范围内都处于探索阶段，国内外对韧性概念的界定众说纷纭，至今尚未产生获得公认的韧性理论框架或评价指标体系，一些试点城市的韧性规划尚未取得明显成果，还有待进一步观望。

值得注意的是，目前大量的韧性评价主要围绕灾害的破坏性和承载体的脆弱性展开，一定程度上模糊了韧性和脆弱性两个概念。多数研究采用建立维度、设立指标的办法构建韧性评估体系，因尚无统一的衡量标准，仅靠主观打分的方法显得客观性不足，同口径数据的采集困难还会使比较研究陷入困境。同时国内韧性评价模型和实证分析方面的研究较少，同类型研究不能仅仿照国外研究模式，要结合我国实际创建本土化的评价指标体系，实现韧性城市评价的可操作性。

随着韧性城市理论研究的不断深入，未来我国的韧性城市评价应朝着科学化、体系化、适用化和渐进化方向发展，评价方法的优化、评价模型的构建、典型案例的分析应是未来研究的重点。同时应考虑引进第三方评估，进行实质性检验，以正确认识城市韧性，为城市韧性规划提供切实的参考。