影响绿色基础设施有效推广的SWOT和AHP分析

付恒阳, 李榜晏

(1.陕西理工大学 历史文化与旅游学院，陕西 汉中 723000； 2.西安建筑科技大学 建筑学院，陕西 西安 710055)

我国城市发展正面临两大挑战，即持续推进的城市化和愈加频繁的“气候异常”。快速城市化的直接结果是城市不透水面积大量增加，导致雨水径流量激增、水体污染等诸多水生态和水环境问题。“气候异常”如干旱、强降雨发生几率增加，使城市饱受水供应急剧变化以及洪水风险的困扰。

应对城市化及气候变化的有效方法之一是大规模建设绿色基础设施(GI)。绿色基础设施是指一个相互联系的绿色空间网络，由各种开敞空间和自然区域组成，包括下凹式绿地、人工湿地、雨水花园、绿色屋顶等，这些要素组成一个相互联系、有机统一的网络系统。由于GI提供了控制雨水径流量、缓和极端气候、美化环境、维护生物多样性以及净化雨水和空气等诸多生态系统服务，因此被认为是适应和缓解气候变化的最佳实践模式[1]。

自绿色基础设施理论引入我国后，学者们对其进行了多方面研究，探讨的重点有GI的生态学研究、GI绿地系统研究和GI雨洪管理研究。在生态学方面，主要以景观生态学为基础，研究如何将景观生态学中的“斑块”“生态廊道”“基质”等理论应用于 GI 研究[2-3]。在绿地系统研究方面，通过计算景观格局指数，查看斑块连接度，从而根据景观格局指数有针对性地进行 GI 建设，利用小型绿色廊道将破碎的斑块连接起来，建立覆盖每一个小区域的绿网，将小区域的绿网通过大型绿色廊道连接，构成整体绿网模式[4-5]。在雨洪管理方面，以“绿色海绵”为主，即充分利用 GI 的动态调节性，在雨水较多时充分吸收，在雨量较小时，释放、净化已储存的雨水，实现对雨洪的有效控制[6-7]。

纵观目前对GI的研究，虽然众多学者肯定了GI的生态效益和社会效益，但迄今为止，对可能促进或阻碍GI在我国城市推广的因素的研究较少。因此，本研究在文献研究的基础上，系统梳理影响GI实施和推广的主要因素，并对其进行定量评价，以期为GI的实施、推广以及海绵城市建设提供理论借鉴。

一、 研究方法

本研究采用SWOT分析和层次分析(AHP)相结合的方法。研究分三个阶段进行。第一阶段，通过文献回顾和专家访谈确定促进和阻碍GI推广的主要因素；第二阶段，把主要因素进行分类并构建成SWOT(优势、劣势、机会和威胁)分析框架；第三阶段，运用层次分析法对影响因素进行加权，并对影响因素进行排序和分析。

1.影响因素的选取

为了确定影响绿色基础设施推广的因素，通过半结构式访谈咨询了对GI理论及技术比较熟悉的26位专家。采访对象包括雨水管理学术专家、建筑师以及市住建局管理人员。

在访谈中，把从文献中筛选的因素列表发给专家，让专家们评估这些因素与我国GI实施和推广的相关性。专家们讨论并形成了一致观点。在这个过程中，一些最初从文献中确定的因素被删除，一些被修改。最后，确定了14个与GI推广密切相关的积极因素与消极因素(表1)。

2.SWOT分析方法

将识别出的因素进行分类并构建成SWOT(优势、劣势、机会、威胁)分析框架，包括4个优势、3个劣势、4个机会和3个威胁(表1)。

表1 GI雨水管理SWOT分析因素

3.AHP分析方法

为了通过两两比较实现对因素的定量评价，项目组于2019年6月邀请了33名具有GI专业知识的专家，包括8名来自高校的雨水管理学术专家，8名建筑师，8名园林景观设计师，9名市政代表(主要来自汉中市住建局)。要求专家们利用AHP分析方法，对因素进行两两比较。先是对同一类别内的所有因素进行两两比较(即优势1与优势2比较、优势1与优势3比较等)，随后也对主要类别进行两两比较(即优势与劣势比较、优势与机会比较等)。将这些比较转化为判断矩阵，通过计算这些判断矩阵的特征向量，得到各因素的相对优先级。

采用一致性比率(consistency ratio, CR)方法对专家们的判断矩阵进行一致性检验。若判断矩阵中包含严重不一致的评估(CR>0.1)，则要求专家们对评判矩阵进行调整。然后，对这些判断使用几何平均值进行汇总，使用AHP进一步处理，计算出各因素的优先级。最后，计算所有聚合判断的一致性，并通过一致性检验。

二、影响GI推广因素的SWOT及AHP分析

1. 影响GI推广因素的SWOT分析

(1)优势

几乎所有受访者都认为GI能带来诸多生态效益(S1)。首先，GI有助于改善雨水径流和水质。与传统雨水管理技术相比，GI通过滞留、储存、下渗地表径流来降低径流汇流和峰值，从而降低城市洪水风险。其次，GI在去除径流中的 TSS、TN、TP及各种重金属方面具有良好效果[8]。再次，GI的生态效益还表现在缓解城市热岛效应，因为GI对周围的小气候有积极影响，并改善了城市环境的舒适度。另外，GI有助于增加城市生物多样性，为鸟类、昆虫或野生植物提供栖息和生长环境。

GI的社会效益主要体现在提高城市的美学价值和生活质量(S2)。通过合理的规划与设计，可以把GI的自然元素优雅地融入到城市设计中，提高城市的美学价值；大面积的GI可以作为市民的休闲和娱乐区域，增加了市民的运动机会，促进了社会交往，有助于普遍提高居民健康水平和生活质量。

经济效益是GI的第三个优势(S3)。有证据表明，综合比较投资成本和综合收益，GI是城市应对气候变化更有效的投资。例如，哥本哈根市在其为应对洪水风险计划中进行了估算，通过GI替代将下水道系统加深加宽，该城市在雨水管理方面节约近10亿美元[9]。此外，如果把GI提供的生态系统服务的环境效益货币化，GI显示了更高的净现值。另外，精心设计的GI也能提升周边的房地产价值。据统计，由于周边绿色空间效应而引起的房产升值在某些案例中高达34%，其中典型增长约为5%～7%[10]。

最后，基于GI的雨水管理有助于实现城市水资源的可持续利用(S4)。通过高质量的生态规划设计，串联分散的GI单元并形成绿色生态网络[11]，将“水”可持续管理置于城市设计的每一个环节，使水资源的使用、储存和再利用置于一个“可持续”框架中运行，创造一个安全高效的水循环系统，使城市规划和城市水循环有机结合并达到最优化，不仅能够有效防止城市洪涝灾害的发生，而且通过雨水收集和废水再利用提高用水效率，改善许多城市普遍存在的缺水问题，保持城市水体的健康环境，实现水资源的可持续利用[12]。

(2)劣势

首先，GI雨水管理在径流削减及水质净化方面难以精确量化(W1)。小型场地的GI水文能力量化相对容易，但较大范围如全市或整个流域的GI水文能力很难量化[13]。与传统的灰色基础设施相比，GI雨水管理的流速和体积计算并不是一门精确的科学。截止目前，仍然没有明确的方法来衡量GI的“可持续性”，也无法精确评估在城市环境中使用GI的全部潜在的附加值[14]。GI的这些缺陷增加了规划者或决策者不愿意使用GI的几率。

其次，GI建设和维护成本相对较高(W2)。例如在我国的海绵城市建设中，有关GI总建设成本约为 1.6 亿～1.8 亿元/km2，巨大的资金需求无疑成为GI大规模实施的阻碍[15]。此外，部分GI的维护成本较高，常常超过政府财政的预算。根据Charlesworth等[16]的研究结果，除非经常维护，否则一些GI措施很难保持较高的效率。如果GI没有得到适当维护并且允许雨水长时间停滞，可能会导致一些健康问题，例如下凹式绿地中滞留的雨水可能会成为蚊、虫的滋生地。

GI雨水管理的另一个劣势体现在相关管理部门间的协调上(W3)。GI的规划与实施涉及市政、水利、环保、园林、规划、交通等多个管理部门，这些机构会有不同的责任重叠，不同的利益相关者关注的利益点不同，目标很难达成共识。实现GI实践过程中不同部门之间的高度协调并非易事，规划和实施矛盾巨大[17]。决策者在雨水管理规划中，为满足不同利益相关者的愿望和要求，可能会考虑更便捷的传统雨水管理方案。

(3)机会

首先，我国正在推行的“海绵城市”为GI实施和推广提供了条件(O1)。海绵城市旨在提高城市的内涝防治能力，实现雨洪资源的合理利用。由下凹式绿地、雨水花园、湿地、屋顶绿化及其他自然区域等组成的绿色基础设施是“海绵城市”的重要载体，对于“海绵城市”的实现有重要的价值和意义。充分发挥GI在“渗、滞、蓄、净、用、排”等方面的雨洪管理服务功能是海绵城市建设的核心，所以说，GI充当着海绵城市最终落实的“海绵体”角色。

其次，GI在缺水型城市中有很好的应用前景(O2)。通过GI实现雨水收集，并通过雨水的自然下渗增加地下水补给，提高水资源保有量，这对于许多缺水型城市是一个很好的选择。随着城市人口增加，用水需求也在增加，进一步加剧了缺水型城市的供水不足，而供水赤字很有可能成为社会和政治不稳定因素，而GI措施可通过雨水收集有效缓解家庭供水以及草坪灌溉用水，提高水资源利用率。根据联合国环境规划署关于城市雨水收集潜力的报告，一个城市每年仅通过与建筑物相连的GI措施就可以捕获超过500万m3的水[18]。

再者，GI可以与城市农业进行很好的融合(O3)。我国许多中小城市的开放空间多用于城市农业，通过在这些土地上种植时令蔬菜和水果，满足城市贫困人群的生活需求。这些土地的特点是：单位面积小，多为小块土地；分散、不连贯；形式多样，房前、屋后、阳台等。在城市开放空间不多的情况下，城市农业充分利用位于城市各个角落的废弃地和闲置地进行农业生产，与城市中的GI一起构成整体绿色开放空间网络，从而有助于雨水渗透和改善生物多样性。另外，城市农业也可以通过生产型绿色基础设施等其他GI方式得以发展[19]。

最后，棚户区改造工程为GI实践提供了机遇(O4)。自《国务院关于加快棚户区改造工作的意见》(国发〔2013〕25号)印发以来，我国各地区城市都在进行棚户区改造工程，这为广泛的GI实施提供了前所未有的机遇。棚户区改造可以将GI作为雨水管理问题的解决方案列入规划之中。更重要的是，将GI与棚户区改造联系起来有助于避免城市管理者为GI项目寻求特定土地和资金的问题。

(4)威胁

在利益博弈上，GI作为城市的公共服务项目，处于较低的空间开发优先级[20]，这也许是GI实施与推广的第一个威胁(T1)。相对于其他用地，城市绿色设施作为一种公共产品，很难为政府和开发商在短时间内带来直接的经济收益，在市场条件下，当政府面临财政压力和高地价诱惑时，政府往往会选择牺牲GI来发展其他用途，例如商品房开发[21]。行政藩篱和地方保护主义等原因的影响，政府单独供给GI空间开放的能力和意愿不足，使得城市GI系统规划很难在区域范围内得以实施和推广。

其次，基于GI的雨水管理是一门新兴科学，系统性的理论研究缺乏，如何更好地实践和应用缺少一套成熟的理论体系和科学的指导方法(T2)。与现已趋于完善和成熟的传统排水系统相比，这可能难以让决策者相信GI雨水管理的可行性。对于一些已经具有常规排水系统的城市而言，这种威胁可能会因传统手段的依赖性和传统灰色基础设施工程方法的主导地位而加剧[22]。

缺乏实践的详细信息及可靠数据是城市GI雨水管理应用的另一个障碍(T3)。即使决策者愿意采用GI方法，但大多数城市无法获取随时可用的GI数据，而这些数据是实施GI雨水管理的先决条件[23]。许多城市在讨论更加综合的城市水管理方案时，发现缺乏基础数据是制定更可持续的城市水管理议程的主要障碍。

2.基于AHP的影响因素综合排名

利用层次分析法(AHP)对所有影响因素进行定量评估。层次分析法克服了SWOT分析法的主要缺点，即局限于定性分析。AHP结果汇总如表2所示。

表2 SWOT因素的AHP排名

通过因素权重和组权重的乘积得到一个因素的总权重，总权重的排名说明了促进或阻碍GI推广的重要性。

优势方面，生态效益(S1)在所有因素中排名第一。因为专家们普遍认为绿色基础设施可以有效地减少雨水径流、净化水质、提高生物多样性和减缓城市“热岛效应”。社会效益(S2)和水资源可持续利用(S4)在综合排名中处于中间位置，而经济效益(S3)综合排名最后。专家们一致认为，虽然GI能够带来节约能源及提升房地产价值等社会效益，但不是GI实践的初衷。

劣势方面，较高的建设和维护成本(W2)排名第一。在访谈中，许多专家提出了对部分GI建设及维护高成本的疑虑，尤其是屋顶绿化、生物滞留池、人工湿地等基础设施。专家们认为雨水处理能力难以精确量化(W1)随着GI研究的不断深入可以有效解决。虽然目前GI实施过程中部门之间难以协调(W3)，但政府可以想办法克服。

机会方面，所有受访专家都认为海绵城市建设(O1)为GI推广提供了广阔前景。部分专家认为有效利用GI可以部分缓解缺水型城市的用水问题(O2)。至于城市农业的融合(O3)和棚户区改造(O4)专家们并不看好，认为该因素对促进GI推广的作用有限。

威胁方面，专家们最关心的是缺乏实施的详细信息和可靠数据(T3)。至于理论不系统(T2)，专家们认为因为任何新兴理论都有一个不断完善的过程。较低的空间开发优先级(T1)问题专家们认为可以通过宣传和教育手段得以解决。

对SWOT因素的总体排序表明，主要的积极因素有生态效益(S1)、海绵城市建设需求(O1)和社会效益(S2)；主要的负面因素有较高的建设和维护成本(W2)、缺乏实践的详细信息及可靠数据(T3)。

3.基于调查对象的影响因素排序

通过对比不同类型专家对GI推广的各种因素的重要性评价，发现他们的看法存在一定的差异。不同调查对象的结果详见表3，其中所有的数值均为算术平均值。

表3 不同受访者群体的AHP结果

优势方面，生态效益(S1)学术组赋分最高(0.41)，说明学术专家非常重视GI的生态效益。社会效益(S2)各组的赋分基本一致(0.25～0.27)，说明这一因素被多数人认为相对重要，经济效益(S3)各组赋分普遍较低(0.09～0.17)，说明这一因素被普遍认为是最不重要的优势，水资源可持续利用(S4)赋分最高的是学术组(0.34)，说明学术专家们认为GI有助于水资源的可持续利用。

劣势方面，受访群体也有不同的观点。雨水处理能力难以精确量化(W1)赋分最高的是建筑师和园林景观组(0.31)，这从一个方面说明了他们对GI雨水处理能力的怀疑。较高的建设与维护费用(W2)赋分较高的也是建筑师(0.48)和园林景观组(0.43)，这一因素也许是他们不愿意采用GI的主要因素之一。部门之间难以协调(W3)赋分最高的市政组(0.34)，访谈中也发现，来自政府部门的专家对这一因素尤为关注。

机会方面，海绵城市建设(O1)赋分最高的是学术组(0.42)。访谈中学术组专家认为海绵城市建设的主要措施就是GI技术。市政组专家也认为海绵城市建设中应大力推广GI技术。缺水型城市的需要(O2)也被学术组专家赋予最高分(0.35)。因为他们从理论上分析GI能够有效缓解缺水型城市用水问题。与城市农业的融合发展(O3)所有专家组赋分都不高(0.15～0.24)，说明多数专家认为该因素对GI措施推动的作用有限。棚户区改造(O4)园林景观组赋分相对较高(0.29)，他们认为棚户区改造为GI推广创造了良好机遇。

威胁方面，较低的空间开发优先级(W1)被建筑师组和园林景观组赋予较高的分值(0.42、0.39)，访谈中这些专家反映，城市的土地开发利用优先考虑的多是房地产开发，对GI的重视度远远不够。缺乏系统的理论(W2)各专家组赋分基本一致(0.30～0.33)，说明多数专家认为该因素是GI推广的一个威胁。除了学术组外，其他三个组均赋予缺乏操作详细信息和可靠数据(W3)较高分值(0.40～0.42)。采访中一些专家强调该因素是困扰GI实施的一个主要障碍及威胁。

不同专家组在SWOT各组的优先级方面也有分歧。对学术组来说，GI的优势最明显，赋分最高(0.39)。园林景观组也优先考虑的是优势(0.34)。建筑师组优先考虑的是GI的劣势和威胁(0.25)，而认为最不相关的是优势(0.21)，说明他们对GI推广的前景持怀疑态度。对于市政组，认为机会最重要(0.26)，其次是优势(0.22)。不同组之所以赋值有一定的差异，其主要原因是由于不同专业背景的专家在GI理论认知、技术知识和实践经验水平上存在差异。例如，学术组往往对技术潜力了如指掌，而设计及规划人员显然更注重实践，对实施障碍有更好的了解。

三、GI在我国有效推广的策略及建议

1.充分利用优势和机会策略(O-S策略)

广泛宣传GI的生态效益和社会效益，让人们充分认识到GI有助于缓解城市热岛效应和有效缓解极端降雨导致的城市内涝，同时有助于美化环境和提高城市的宜居性。政府应把绿色基础设施规划纳入城市总体规划之中，依托城市空间构架，通过绿带与绿道、绿廊等有效的连接空间分布孤立和分散的绿色基础设施，形成绿色基础设施网络。同时与城市公园共同将城市外围的自然景观和生态服务功能引导至城市之中，加强城市内外的联系，使城市外围区域成为城市生态稳定发展的背景，从而更好地发挥城市绿色基础设施的生态功能 。

2.有效利用机会克服弱点策略(O-W策略)

海绵城市建设为绿色基础设施的推广提供了广阔的应用前景。各城市应充分利用海绵城市建设的大好机遇，给予绿色基础设施实践更多的政策支持和财政补贴，有效克服GI较高的建设和维护费用问题。对归属于地方政府的公共绿色基础设施，如城市绿地或公园，建设和维护费用应由政府财政承担，为绿色基础设施的全面推广起示范宣传作用。对属于单一产权的非公共用地，政府应该采取鼓励政策，通过实施优先贷款、减免税收、绿地率折算、降低公用事业费率和监管信贷、简化绿色基础设施项目建设权利的许可和转让、生态小区评比等方式予以鼓励，让绿色基础设施得以广泛利用。同时，在后期养护费用方面政府应该加强监管力度，防止出现只负责绿化建设，不负责维护管理的局面。

3.运用优势降低威胁策略(S-T策略)

目前许多建筑商和规划师对绿色基础设施建设没有一个正确的认识，以为绿色基础设施建设就是公园和绿地，是政府行为。殊不知可持续发展理念下的绿色基础设施涉及到建筑及其他工程的方方面面，它要求施工单位明确传统灰色基础设施与绿色基础设施原理上的不同和生态服务价值的不同，熟知绿色基础设施的施工要领，并精通绿色基础设施日常的维护、管理工作。所以，有必要针对GI生态友好性和多种环境效益对建筑商、规划师、设计师及城市决策者进行广泛的教育和宣传，增强他们对GI实践的信心，让城市规划者和决策者认识到GI是缓解气候变化和促进城市可持续发展的有效途径之一。

4.针对弱点和威胁制定防御策略(W-T策略)

首先，应加强GI性能及生命周期的基础研究，不断完善GI理论。其次，建立GI数据库，详细记录GI实践的相关信息，如设计和操作参数、水文效应、技术经济绩效、累积效应、生态保护、以及建设过程中的经验和教训等。最后，政府加强城市各个管理部门之间的联系、沟通和合作，消除现行不利于GI建设的市政建筑规范和相互冲突的制度。

本研究结果可为城市规划者和决策者在制定和推广GI措施及其相关政策中提供理论参考。为了有效推广GI技术和经验，未来需要对不同气候区域GI发展的前景进行更具体的分析，并根据区域特征制定具体的推广方案；另外，有必要更深入地研究如何有效克服GI推广的障碍，以及如何有效推广不同类型的GI措施。