《Cleaner Production Letters》：Regenerative design in engineering: definition, principles, and framework using a mixed-methods literature review
编辑推荐：
摘要：再生设计（Regenerative Design, RD）在工程各学科中日益受到关注，其作为一种超越影响减缓（impact mitigation）、旨在实现社会—生态恢复（socio-ecological restoration）的方法。然而，现有定义与
摘要：再生设计（Regenerative Design, RD）在工程各学科中日益受到关注，其作为一种超越影响减缓（impact mitigation）、旨在实现社会—生态恢复（socio-ecological restoration）的方法。然而，现有定义与实施框架在不同行业间仍呈碎片化分布，限制了概念清晰度、指标一致性及跨领域可移植性。研究人员采用范围综述（scoping review）、文献计量网络分析（bibliometric network analysis）及比较综合相结合的混合方法，对68篇同行评议文献进行分析。网络聚类识别出六大研究领域：建筑学（Architecture）、循环性（Circularity）、城市设计（Urban Design）、农业（Agriculture）、材料（Materials）及框架（Frameworks）；随后对各领域的RD定义、原则与实施路径进行结构化比较分析。研究结果显示，各文献在"社会—生态恢复""系统相互依存性（systems interdependence）"及"长期适应能力（long-term adaptive capacity）"方面存在概念趋同；但不同定义对系统边界（system boundaries）与再生实证（evidencing of regeneration）的表述不一，且实施框架仍多为行业特定，再生绩效指标缺乏跨工程背景的可移植性，各领域的应用成熟度亦差异显著。对此，研究人员提出RD的新定义："Regenerative design is a co-creative, transdisciplinary systems approach that enables human and ecological systems to mutually thrive through adaptive, net-positive design and engineering solutions（再生设计是一种协同创造、跨学科的系统方法，通过适应性净正向设计与工程方案，使人类与生态系统共同繁荣）"。同时提出六项支撑原则及名为MAGMA（Mindset–Assess–Goals–Metrics–Activate）的实施框架，旨在将再生意图转化为结构化、迭代的实践。上述成果为在循环经济（Circular Economy, CE）与环境可持续性议程中推进再生工程（regenerative engineering）提供了可移植的概念与程序基础。
《Cleaner Production Letters》刊载论文"Regenerative design in engineering: definition, principles, and framework using a mixed-methods literature review"解读
一、研究背景与立题依据
传统可持续发展范式多以"减少危害（harm reduction）"与"减缓负面影响（mitigation）"为核心，如绿色设计或环境友好型设计多聚焦于降低资源消耗与污染排放。然而随着全球气候变暖加剧、生物多样性丧失及行星边界（planetary boundaries）被突破，仅靠减害已不足以应对生态与社会危机。在此背景下，再生设计（Regenerative Design, RD）作为超越可持续性的新范式被提出，主张通过设计使人工系统主动促进生态与社会系统的恢复甚至增强（net-positive outcomes），即实现社会—生态共生演进（co-evolution）。RD概念自Lyle（1994）引入以来，在建筑、景观设计及农业领域有所发展，但在工程学科中仍缺乏统一界定。现有RD定义在系统边界划定、再生成效判定标准及量化指标方面存在明显分歧，且既有实施框架（如Living Building Challenge、Mang and Reed发展框架等）多局限于特定行业（建筑或农业），难以直接迁移至土木、机械、环境等工程分支。此外，循环经济（Circular Economy, CE）常被误认为等同于再生，实际上单纯闭环物质流并不自动产生生态恢复效果。因此，有必要通过系统性综述厘清RD在各工程相关领域的内涵异同，提炼普适性定义、原则与可操作的跨领域实施框架，这正是本研究的核心出发点。
研究人员通过混合方法文献综述，自Scopus数据库筛选并最终纳入68篇同行评议文献（含引文追踪增补），经文献计量聚类和跨领域比较分析，给出了适用于工程学科的RD统一定义、六项基本原则及MAGMA实施框架，对推动RD从理念走向可量化、可复现的工程实践具重要理论与规范意义。
二、主要研究方法概述
研究人员采用符合PRISMA-ScR（Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses extension for Scoping Reviews）指南的混合方法流程：(i) 以"engineering AND (regenerative design OR regenerative development)"等组合布尔检索式在Scopus初检，经语言（英文）、学科（工程/建筑）、期刊影响因子≥2筛选及去重后获得初筛文献；(ii) 人工阅读标题摘要排除无关文献（如仅涉及regenerative braking能量回收而非RD者）；(iii) 全文精读剔除仅边缘相关文献；(iv) 通过反向引文追溯（snowballing/citation chaining）补充经典或非数据库收录但具概念贡献的文献（如Mang and Reed, Du Plessis等），最终形成68篇分析样本；(v) 采用VOSviewer构建文献关键词共现网络识别主题聚类，并用LitStudy工具做自然语言处理（NLP）主题建模；(vi) 对纳入文献按六大研究板块做结构化比较分析，归纳共有属性并提炼定义、原则与框架。
三、研究结果
3.1 组成结果（Compositional results）
通过阶段性筛选流程，初始检索得5830条记录，经标题摘要及全文筛除后保留40篇，经引文追踪增补28篇，最终纳入68篇（2007–2023年）。文献计量网络分析显示，初筛阶段文献聚为六簇，含再生制动（regenerative braking）等与RD无关簇；二次筛选后无关簇消失，剩余簇围绕可持续发展、能效及RD展开；最终聚类整合为单一互联网络，子簇分别对应城市发展、再生设计、循环经济与环境管理策略。主题建模识别出六大初步话题——城市（Cities）、农业（Agriculture）、城市设计（Urban Design）、可持续性（Sustainability）、设计（Design）、循环性（Circularity），经人工校正确立六个比较分析领域：建筑（Architecture）、循环性（Circularity）、城市设计（Urban Design）、农业（Agriculture）、材料（Materials）及框架（Frameworks）。结论：RD相关工程文献近年（2016年后）明显增长，且经系统筛选后能聚焦真正探讨RD概念的文献群。
3.2 比较分析（Comparative analysis）
- •
3.2.1 建筑学（Architecture）：综述表明再生建筑（Regenerative Architecture, RA）不仅追求近零能耗（Net Zero Energy, NZE）与近零碳（Net Zero Carbon, NZC），更强调建筑提供生态系统服务（ecosystem services，如提升生物多样性、参与营养循环），常结合仿生设计（biomimicry）、参数化优化及生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）。案例研究显示，优化围护结构、雨水回收与夯土等循环建材应用可使水资源相关碳排放降低74.66%，材料循环度较常规提升67%。结论：建筑领域RD较成熟，强调净正向贡献与先进模拟工具结合，但仍缺跨工程通用指标。
- •
3.2.2 循环性（Circularity）：循环经济（Circular Economy, CE）通过闭合"采购—生产—废弃"开环降低资源开采，但不必然等于再生——若指标仅衡量效率提升而非生态恢复力则偏离RD本意。 circular bioeconomy（CBE）与circular waste bioeconomy（CWBE）因耦合生物系统再生潜力与物质循环，与RD哲学契合度更高。结论：CE是RD的使能机制而非替代物，须配套明确的再生指标（regenerative indicators）方能导向净正向结果。
- •
3.2.3 城市设计（Urban Design）：RD在城市层面倡导由封闭系统转向开放系统，通过基于自然的解决方案（Nature-based Solutions, NbS）与城市代谢（urban metabolism）分析模仿生态系统功能（生态系统尺度仿生，ecosystem-level biomimicry），早期案例如Hill Project（印度）与Lloyd Crossing Project（美国）偏重能流物流，后期研究加入CFD模拟绿植屏障净化交通污染物及热舒适、生物多样性等多目标评估。结论：城市RD需融合NbS、计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）等多工具，并以场所特异性生态诊断为基础。
- •
3.2.4 农业（Agriculture）：再生农业（Regenerative Agriculture, RAG）核心为土壤健康恢复（少耕/免耕no-tillage、覆盖作物、拒用化学农药化肥），以增强土壤微生物多样性、持水能力与碳固存，兼顾社区福祉。现有循环农业指标多反映传统可持续而非再生度。结论：RAG要求将土壤生物活力、社会参与及全供应链季节特性纳入评价体系，并通过农户赋能与话语联盟（discourse coalition）推动采纳。
- •
3.2.5 材料（Materials）：工程中"再生材料"指生物基（如菌丝体mycelium保温板、植物纤维）、自修复或固碳材料，但其再生性取决于全生命周期系统嵌入方式——若仅生物来源而无可再生供能、循环生产与生态整合，则仅为减害材料。工程活体材料（Engineered Living Materials, ELMs）含活体微生物具生长与自修复潜能，更接近内源性再生（endogenous regeneration）。结论：材料本身不构成RD，须在再生动态系统中考察其贡献；当前该领域文献较少，受认证体系与LCA方法不一致制约。
3.3 现有RD定义、框架与原则（Existing definitions, frameworks and principles of RD）
- •
3.3.1 定义（Definition）：梳理Lyle (1994)、Mang and Reed (2012)、Du Plessis (2012)、Reed (2007)、Pedersen Zari and Hecht (2020)、Blanco et al. (2021, 2022)等定义，共性要素为人—生态相互依存、超越减害的恢复/增强、社会—环境—技术过程整合及长期适应能力；差异在于系统边界与再生判定标准模糊、多数缺工程可操作指引。结论：虽有概念趋同，仍需跨领域统合定义。
- •
3.3.2 框架（Framework）：评述Mang and Reed发展框架、VAST-2场地再生力评估、One Planet Living、城市代谢法等10种既有框架，指出其分别贡献了系统思维、生态诊断、参与式治理、仿生对齐或CE逻辑之长处，但均受限于行业适用性、指标不明或难跨域移植。结论：现有框架互为补充但碎片化的局限凸显了对统一可移植实施框架的需求。
四、讨论与结论（翻译并浓缩结论部分）
讨论指出，RD在工程领域尚无公认跨域定义，变异性阻碍度量与政策对接；既有框架虽各有侧重（学习导向、治理导向、绩效评价导向），仍呈行业割裂。循环经济可降耗但不保证再生，须与再生指标对齐。跨域共识包括：系统思维根基、长时自适应能力、利益相关方深度参与。主要缺口为缺乏经实证验证的跨工程再生绩效指标及统一作业词汇。
研究人员给出三项核心贡献：(1) 综合既有RD定义并提炼共有属性，论证跨工程统一定义的合理性；(2) 指出操作化缺口——尤指可测指标、治理机制与跨扇区可移植性不足；(3) 提出适用于工程的RD统一定义——"Regenerative design is a co-creative, transdisciplinary systems approach that enables human and ecological systems to mutually thrive through adaptive, net-positive design and engineering solutions"，以及六项原则（P1 反思型治理Reflective Governance；P2 拥抱互联性Embrace Interconnectivity；P3 依自然运作Work as Nature；P4 优先净正向Prioritise Net Positive；P5 培育韧性Cultivate Resilience；P6 传播Transmit）与MAGMA实施框架（Mindset心态塑造–Assess系统评估–Goals目标设定–Metrics指标选取–Activate多方激活），将再生意图转化为可迭代、跨学科协作的结构化工程实践，为循环经济与环境可持续议程下的再生工程奠定概念与程序基础。
