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城市韧性可持续发展:人为社会-生态-技术系统的刺激-恢复-适应模型构建与实证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Resources, Conservation and Recycling 11.8
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为解决城市系统在气候变化下面临的动态适应难题,研究人员提出人为社会-生态-技术系统(ASET)框架及刺激-恢复-适应(SRA)模型,通过Agent-Based Modeling量化分析子系统协同演化路径,构建服务导向的韧性评估指标,为政策制定提供动态决策工具,发表于《Resources, Conservation and Recycling》。
在人类世(Anthropocene)背景下,城市既是繁荣的象征,也是气候灾害的"风暴眼"。随着全球城市化进程加速,飓风、洪涝等极端事件频发,传统静态韧性评估框架已难以应对复杂系统的动态变化。更棘手的是,学界对"韧性"概念的理解长期存在分歧,与脆弱性(vulnerability)、适应性(adaptation)等术语的混淆导致"指标疲劳症",严重阻碍科学决策。这种理论混沌与实践需求间的巨大鸿沟,呼唤一个能整合多学科视角、揭示系统演化规律的新范式。
中国国家自然科学基金委员会和荷兰研究理事会(NWO)联合资助团队创新性提出人为社会-生态-技术系统(Anthropogenic Social-Ecological-Technological Systems, ASET)理论框架,突破传统社会-生态-技术(SET)系统研究中"人类被动适应"的局限,强调城市作为自组织系统的主动适应特性。研究人员开发的刺激-恢复-适应(Stimulus-Recovery-Adaptation, SRA)模型,通过NetLogo 6.4平台构建多智能体模拟系统,首次实现对社会制度、生态环境和技术设施三大子系统协同演化的动态追踪。
关键技术包括:1)基于Agent-Based Modeling的计算机仿真,设置大中小三类城市智能体;2)服务导向的韧性指数设计,聚焦生命维持服务(life-sustaining services)等核心功能;3)多情景灾难暴露实验,量化不同援助水平下的系统响应。
主要发现
ASET系统特性:揭示城市区别于自然生态系统的核心特征——通过制度创新(如灾害保险)和技术干预(如防洪工程)主动重塑恢复路径,而非被动回归原态。
动态适应规律:模拟显示仅大城市能实现长期正向适应,社会经济子系统在高援助情景下增长显著,但生命维持服务持续衰退,暴露"韧性悖论"。
政策决策矩阵:SRA模型构建"5W"框架(Where-When-What-Which-Why),明确政策干预的时空靶点。如基础设施投资应集中于刺激响应初期(<3年),而制度重建需在恢复中后期(>5年)发力。
讨论与展望
该研究开创性地将工程韧性(engineering resilience)与生态韧性(ecological resilience)统一于ASET框架下,其服务导向指标体系为SDGs(可持续发展目标)中的"可持续城市"目标提供量化工具。局限性在于未充分考虑南北半球城市差异,未来需纳入更多元的文化经济变量。正如通讯作者Liang Dong强调,这项成果不仅为韧性科学树立新范式,更启示后疫情时代城市重建需重视"制度-技术-生态"的协同进化逻辑。
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