《Sustainability》:Spatial Planning Frameworks for Coastal Hazard Mitigation: A Systematic Review
本研究根据PRISMA 2020指南,对海岸灾害缓解的空间规划框架进行了系统文献综述。研究人员对Scopus和Web of Science两个学术数据库进行了结构化检索,涵盖2016年至2026年期间,共识别出368条记录,其中27篇同行评审研究被纳入最终综合。该综述追求四个相互关联的目标:分析全球范围内海岸灾害缓解空间规划研究的出版趋势;识别并描述海岸灾害类型及其相关缓解方法;考察空间规划框架如何与灾害缓解策略整合;以及综合构建一个整合性分析模型的跨领域构念。研究结果显示出在综述期最后三分之一阶段学术产出显著加剧,亚太和欧洲是代表性最强的区域,而撒哈拉以南非洲和小岛屿发展中国家仍然严重不足。海岸灾害被分为四类:缓发性气候和水文地质过程、急性水文气象事件、多风险系统性灾害相互作用,以及生态与环境退化。研究识别出三种分析上不同的整合家族:地理空间与技术建模、基于自然的解决方案(NbS)与生态系统规划整合,以及参与式治理与制度整合。从中,研究人员在证据基础上归纳出四个跨领域构念,即空间风险评估与地理空间建模、土地利用治理与气候适应性规划、基于社区的韧性与参与式治理,以及基于生态系统的适应与基于自然的解决方案(NbS),这些共同构成了一个整合性分析框架。讨论表明,治理能力而非技术复杂性是实施有效性的主要调节因素,而灾害规划中的社会空间公平无论治理能力水平如何都是一个跨区域挑战。局限性包括证据基础在地理上集中于高能力规划环境,以及有效性证据主要基于预测而非实际实施的性质。
1. 引言
沿海地区已成为全球气候危机的焦点,由于海平面持续上升以及前所未有的城市化趋势,这些地区日益面临更频繁和更严重的海岸灾害[1,2,3,4]。据估计,目前有6.8亿人居住在低洼沿海地区,到2050年这一数字可能增长至超过10亿[3,4]。这些地区也是经济和工业发展的枢纽,包括大型港口、工业区、旅游中心和人口密集的城市区域。人口和资产在物理暴露区域的过度集中导致了显著更高的暴露度,即使是中等程度的灾害事件也会造成不成比例的巨大社会、经济和生态损失,尤其是在气候极端时期[1,5]。如果没有有意识的干预,沿海岸线的持续无计划增长将进一步固着暴露度并削弱适应能力,因此,战略性的空间规划框架对于塑造沿海地区暴露度、脆弱性和韧性的长期模式至关重要[5,6]。
越来越多的研究支持整合性的空间规划框架,结合风险分区、土地利用控制、生态系统保护和适应性基础设施,可以系统性地减少对自然 hazards 的暴露和脆弱性[7,8]。风险与 hazard 地图是此类框架的支柱,描绘出指导开发允许、限制或适应的区域,并直接支撑土地利用规划和发展控制[7,9]。风险敏感型土地利用规划引入更安全的土地作为增长空间,同时呼吁保护森林和湿地、蓝绿基础设施以及生态分区实践,将部分增长空间引入更安全区域,同时限制在灾害易发区的增长[10],并辅以基于生态系统的灾害风险减少(Eco-DRR)[11,12]。适应性和韧性基础设施进一步降低脆弱性,并增强社区响应和恢复能力[7,10],支持从应对灾害转向管理风险和适应气候变化,作为空间和城市规划的主要治理工具[8,12]。
这些框架的有效性在很大程度上受规划背景的影响。发达国家拥有更完善的规划系统,具有强大的制度和法律支持及信息,允许更复杂的工具如GIS、空间分析和人工智能决策系统有效服务于规划过程[13,14]。相反,在许多发展中国家,直接移植北方的规划模式往往不适当,这些国家正经历快速城市化,规划薄弱,数据碎片化,技术能力低,政治意愿有限,这使得更技术化的整合规划模式更加复杂和难以应用,需要替代性的、更简单且参与性的方法[13,15]。规划方法需要根据治理能力、社会经济现实和数据条件进行定制,要求在高技术规划工具可用时采用,在资源有限时采用渐进式和参与式规划[13,16]。在这些对比中,关键决定因素是治理能力,定义为协调和执行规划决策的制度能力,这将在第4节中作为实施有效性的主要调节因素重新审视。
这些背景特定考虑因素的重要性在沿海背景下尤为突出,其中整合性空间框架正成为适应性和可持续发展中的重要元素。整合了海陆规划、风险评估和社会经济目标的沿海规划系统可以帮助主动增强沿海地区对海平面上升、洪水和风暴的韧性,避免将新资产置于灾害密集区域,最小化灾害造成的经济损失,并在保持生态系统质量的同时最大化经济活动空间分布[17,18]。整合性框架还明确包含治理和参与,包括帮助协调海洋和陆地用途,包括纳入生态系统指标,平衡保护与发展(尽管这些功能在实践中可能重叠),并为多个机构和用户群体提供共同决策平台,同时减少部门担忧和政策碎片化[19,20]。它们不仅作为技术计划发挥作用,而且作为治理工具,将环境保护、风险减少和蓝色经济目标在沿海地区对齐[17,19]。
现有研究证实,空间规划和治理通过脆弱性地图、分区和基于自然的解决方案(NbS)塑造沿海灾害风险减少(DRR)。然而,证据仍然分散在工具和案例研究中,而非形成整合理论。多风险决策支持系统如DESYCO对风险和暴露进行排序以指导土地利用决策,但未追踪特定规划选择如何转化为长期土地利用模式和脆弱性结果[21,22]。治理证据同样碎片化:沿海韧性和雨水管理框架强调工程解决方案和基础设施,而忽视了整合的多风险危害和跨尺度的制度协调[23],埃及和巴基斯坦的案例研究证实,以沉降为主的灾害谱和灾难性生态退化在没有相应治理响应的情况下持续发生,暴露了空间专注但制度薄弱的规划系统的局限性[24,25]。印度、美国和菲律宾的社区中心治理实验表明,参与式过程和生态系统分区可以更好地将土地利用和NbS与DRR对齐,但研究结果仍然是背景特定的,而非形成可推广的规划框架[26,27,28]。总体而言,文献认识到需要将气候变化适应(CCA)和DRR整合到规划中,但将政策和实践视为高层次促成因素,而非将其嵌入连接规划选择、生态系统服务和社会经济环境中的多维度风险的空间模型中[29,30]。
在先前关于海岸灾害、空间规划和适应实践交叉点的综述基础上,本文解决了现有学术中的几个关键空白。先前的综述要么集中于特定区域如海湾合作委员会(GCC)沿海城市的气候灾害和韧性策略,要么狭隘地关注基于生态系统和NbS,特别是红树林保护及城市洪水的NbS[31,32]。其他研究采用系统原型视角揭示破坏可持续洪水风险管理的行为和制度模式,或考察生态系统服务和基于生态系统的适应如何仅部分整合到地方沿海规划中[33,34]。虽然这些综述共同展示了韧性、Eco-DRR和治理的重要性,但并未明确综合空间规划工具、程序和制度安排如何在全球范围内作为连贯的框架用于海岸灾害缓解。它们也未系统比较不同的空间规划传统、治理能力和数据条件如何塑造此类框架的设计和实施。因此,本文提供了一项新颖的全球系统综述,在海岸灾害缓解的空间规划框架的统一视角下,综合了出版趋势、海岸灾害类型、空间规划整合策略和治理挑战。
在这些空白的指导下,本研究追求四个相互关联的目标,涉及出版趋势、海岸灾害类型和缓解方法、空间规划框架与灾害缓解策略的整合,以及开发一个将空间规划系统与海岸灾害缓解联系起来的整合性理论框架。这些目标及其相应的研究问题在第2节中详细说明。
2. 方法
系统综述的设计和报告遵循PRISMA 2020声明,该声明为系统综述中研究的透明识别、选择、评估和综合提供了更新指南[35](完整的PRISMA 2020检查表见补充材料S1)。PRISMA 2020代表了早期报告指南的重大改进,纳入了系统综述方法学的进展并解决了先前版本中识别的局限性[35,36]。它强调搜索策略、资格标准、筛选过程和综合方法的结构化报告,从而增强了综述过程所有阶段的可重复性和方法学严谨性[35,36]。
综述遵循结构化系统综述中常用的四个核心阶段:(1) 研究问题的制定,(2) 适当数据库和学术来源的识别,(3) 文献的系统搜索和筛选,以及 (4) 选定研究的批判性分析、数据提取和综合[37,38]。这些阶段提供了一个透明且可重复的结构,最小化选择偏差,确保相关文献的全面覆盖,并支持严格的证据综合,所有这些在海岸灾害缓解和空间规划等跨学科领域尤为重要[37,38]。
2.1. 研究问题
综述围绕四个相互关联的研究问题构建:
RQ 1. 过去十年(2016-2026)全球范围内关于海岸灾害缓解空间规划的出版趋势如何演变,包括研究领域、贡献国家和期刊质量分布(Q1-Q4)?
RQ 2. 文献中记录了哪些海岸灾害类型和缓解方法,其特征、机制和报告的有效性如何?
RQ 3. 空间规划框架以何种方式与海岸灾害缓解整合,包括规划工具、政策工具、土地利用策略和地理空间技术?
RQ 4. 可以开发什么理论框架来解释空间规划与海岸灾害缓解之间的关系,以支持实证案例研究和政策设计?
这些问题与相关领域中用于连接风险减少、规划实践和可持续性结果的结构化定量-定性综述方法一致。
2.2. 资格标准
资格标准根据PRISMA 2020建议事先定义,以确保研究选择的透明度、一致性和方法学严谨性[35]。标准旨在捕获涉及海岸灾害缓解和空间规划框架交叉点的文献,同时保持证据基础的主题一致性。
2.2.1. 纳入标准
研究如果满足以下所有条件则被纳入:
主题焦点:研究明确涉及 (a) 海岸灾害,如沿海洪水、风暴潮、海平面上升、海岸侵蚀、海啸或相关沿海风险;以及 (b) 用于缓解或灾害风险减少的空间规划框架、工具或治理方法,包括土地利用规划、分区、综合海岸带管理(ICZM)、海洋空间规划、适应性治理或沿海政策框架。
研究类型:考察空间规划方法用于海岸灾害缓解的设计、实施、评估或整合的实证、概念、方法或建模研究。
文献类型和来源:在Scopus或Web of Science(WoS)索引的同行评审期刊文章,选择以提高覆盖范围并减少发表偏倚[39,40,41]。
发表时期:2016年2月1日至2026年2月28日期间发表的研究。
语言:仅英语出版物,以确保解释和分析的一致性。
可获取性和完整性:全文文章必须可获取,并包含足够的方法和分析细节,以提取与灾害类型、规划框架、治理机制、缓解策略和实施结果相关的信息。
2.2.2. 排除标准
研究如果满足以下条件则被排除:
仅关注生态保护、工程措施或生态系统恢复,而未明确整合到正式空间规划或土地利用治理框架中。
在一般性或内陆背景下处理灾害、韧性或适应,而与沿海地区无特定相关性。
是综述论文、会议摘要、社论、注释、书评、学位论文或非同行评审材料。
在合并Scopus和WoS数据集时识别的重复记录。
在交叉核对验证阶段未确认在Scopus中索引(见第2.3.1节)。
发表在定义综述期(2016年2月-2026年2月)之外。
无法获取全文或缺乏足够信息进行数据提取和综合。
在最终资格评估中未明确涉及空间规划、缓解策略和沿海地区的整合。
2.2.3. 信息来源
使用Scopus和Web of Science(WoS)作为互补的主要数据库搜索工具,因为两者具有广泛的学科覆盖范围,反映诸如环境研究、空间规划、气候适应、灾害风险减少和沿海管理研究等问题[39,41]。选择Scopus是因为它提供了与综述范围相关的跨学科期刊的丰富覆盖,具有强大的引文索引和高级搜索功能[41]。添加WoS作为额外来源,以提供更完整的初始搜索结果集,并避免出版和索引偏差的问题[39,40,41]。研究资格在交叉核对验证的最后阶段考虑,当WoS中索引的研究未在Scopus中核对时,仅保留在Scopus中索引的研究。通过使用组合数据库,文献搜索更加全面和可重复[39,41]。
2.3. PRISMA流程图
2.3.1. 搜索策略
搜索策略组织为五个概念块,代表综述中呈现的主要主题和问题:(1) 空间规划和治理;(2) 沿海背景;(3) 灾害缓解、韧性和气候适应;(4) 基于生态系统/NbS;以及 (5) 框架和制度治理。通过这种基于块的方法识别形态变体,使用受控和自由文本词汇,以及截断符号如“plan*”或“coast*”。文献中常用的缩写如“DRR”和“EbA”通过这些符号识别。为了尽可能多地检索相关记录,同时避免过多不相关记录,搜索在标题和摘要以及关键词上进行[39,41]。遵循2016年2月1日至2026年2月28日的10年资格窗口,以便结果限制在英语发表的文章中,与资格标准定义的相同时间段一致。用于Scopus和Web of Science的完整布尔搜索字符串见补充材料S2。
2.3.2. 研究选择
研究选择过程遵循PRISMA 2020框架,并通过多个连续筛选阶段进行,如图1所示。
[图1:PRISMA 2020系统综述过程流程图]
初始数据库搜索识别出368条记录(Scopus 239条;WoS 129条)。去重后,移除115条重复记录,进一步排除22条记录(因在交叉核对验证中未确认在Scopus中索引),得到231条记录用于第一筛选阶段。
记录随后通过四个连续筛选阶段。第一阶段,排除24条发表在定义综述期之外的记录,剩余207篇文章。第二阶段,排除22篇综述论文(因为综述侧重于原始实证和方法贡献),以及1篇因无法获取全文而被排除的文章,数据集减少到184条记录。第三阶段,评估标题、摘要和关键词的主题与综述目标的一致性;排除未涉及空间规划、沿海区域或灾害风险减少核心维度的文章,剩余91条记录用于全文评估。在最终资格评估中,根据完整纳入标准评估全文;排除未明确整合所有三个主要变量(空间规划、缓解策略和沿海区域)的研究,最终得到27条研究纳入综合。完整的数字流程总结于图1。表1提供了最终纳入的27条研究的概述,总结了作者、发表年份和研究国家。所有纳入研究的完整数据库见补充材料S3。
[表1:系统综述中纳入的27条研究概述。完整提取数据集见补充材料S3。]
2.4. 数据提取与分析
2.4.1. 数据提取
制定了标准化的数据提取表格,以确保所有纳入研究中关键变量的一致捕获,符合结构化定量文献综述[38,40]。对于每项研究,提取以下类别(表2)。
[表2:数据提取类别]
数据提取在子集研究上进行试点并完善,以确保充分捕获四个总体目标。提取的数据编译成结构化摘要表,符合系统综述的最佳实践[37,39]。
2.4.2. 数据综合与分析
鉴于纳入研究中空间规划背景、灾害类型和方法学方法的多样性,采用了混合描述性和主题性综合,而非元分析,符合结构化定量文献综述方法[37,40]。综合分三步进行。
首先,描述性统计映射总结了按发表年份、地理区域、灾害类型和期刊四分位数分布的研究,以表征全球出版趋势。其次,对研究进行主题编码,涉及海岸灾害类型、缓解策略、规划框架、整合模式和治理能力。治理能力操作化定义为执行规划决策的制度、法律、财政和社会政治能力。案例分类为高能力(具有约束性规则、正式协调和法定融资)或低能力(依赖咨询性规则、碎片化机构和临时资金),混合案例根据其主要约束进行分类。最终,此编码为后续综述中呈现的四支柱框架提供了基础。第三,从证据基础中归纳识别出跨领域构念,包括空间风险评估、土地利用治理、社区韧性和基于生态系统的适应。这些构念代表了连接全球证据基础中不同研究和规划背景的共同线索。
这种结合描述性、主题性和构念识别的方法,使得能够全面且可重复地综合空间规划框架如何目前用于海岸灾害缓解,并支持开发一个理论上扎实的模型,以指导未来沿海风险管理背景下的实证案例研究和政策设计。生成式AI仅用于可视化:从这种综合中得出的四支柱框架由作者起草,并使用Napkin AI(一种基于文本到视觉的网络工具)渲染成最终图形形式(图5)。所有概念内容均为作者本人,输出由作者审查和编辑,作者对此承担全部责任。
3. 结果
3.1. 海岸灾害缓解空间规划出版趋势的解释
对选定研究的时间性和地理性分析揭示了学术社区如何参与海岸灾害缓解空间规划的十年演变,出版活动从2016年持续到2026年,并在最近时期显示出显著加速。通过时间视角审视,学术产出分布显示出两个不同阶段:一个长期的适度但稳定参与阶段(2016-2022),随后是一个急剧且显著的加速阶段(2023-2026)(图2)。
[图2:选定研究按发表年份(2016-2026)的时间分布]
在第一阶段(2016-2022),年度出版产出相对稳定但较低。其中,在这7年期间(2016-2022)只有8项研究符合纳入标准,且2018、2019或2021年没有发表研究。产出最大的年份是2016年(两项研究)和2020年(三项研究)在此期间。这一模式与更广泛的沿海韧性研究轨迹一致,在过去十年的大部分时间里,该研究仍主要隔离在水文学、城市规划、环境政策等学科中,并未完全融合成一个统一的空间规划话语。
第二阶段(2023-2026)占27项纳入研究中的19项(70.4%)。在此期间,出版势头显著增加:2023年5项研究,2024年5项,2025年6项,2026年3项。急剧上升表明学术兴趣日益增长,旨在正式化海岸灾害缓解空间规划方法的组成部分。不断升级的气候相关灾害频率和严重性、后仙台框架下实施承诺的日益增长的政策关注,以及认识到空间规划(一种在开发前进行干预的方法)是防止脆弱资产在高风险沿海地区固着的关键治理工具,是促成这一趋势的汇聚因素。关于期刊质量,27项研究中的13项(48.1%)发表在排名前四分之一(Q1)的期刊上,而27项中的18项(66.7%)发表在排名前两个季度(Q1+Q2)的期刊上,这表明它们发表在高品质同行评审渠道上。时间加速反映了沿海韧性研究和方法的范式转变,从反应性灾害(临时)响应转向预期性领土治理,将灾害风险整合到长期发展规划中。
选定研究涵盖八个地理区域,地理范围比此前该领域系统综述中包括的更广(图3)。东亚地区的研究在亚洲区域中代表性最强,有5项研究(18.5%),由中国主导[42,43,44,46]。东南亚地区由3项研究代表(菲律宾[28,56]和文莱[48]),南亚由3项研究代表(印度[25,30]和巴基斯坦[25])。当与来自澳大利亚的1项研究[49]结合时,亚洲和大洋洲背景占12项研究(44.4%)。其余部分,欧洲国家提供6项研究(22.2%),主要来自意大利[21,22,29,50]、希腊[51]和葡萄牙[52]。非洲由3项研究代表(埃及[24]、坦桑尼亚[53]和毛里求斯[32]),美洲贡献2项研究(11.1%),来自美国[27]和巴西[47]。两项研究(7.4%)采用全球性、多国/主要概念性方法[23,54,55,57]。
[图3:选定研究的地理分布]
欧洲和亚太地区的研究地理集中源于优越的制度能力和沿海风险紧迫性。相反,非洲和南美洲的代表性不足指出了关键研究空白,尽管这些地区拥有最气候脆弱的沿海社区。
3.2. 海岸灾害类型与缓解方法的有效性
3.2.1. 海岸灾害类型
根据时间动态和物理机制,纳入研究中涉及的海岸灾害分为四类,总结于表3。灾害并不总是限于单一类型,个别研究通常涉及多种灾害类型,因为沿海背景中通常是复合风险。
[表3:27项纳入研究中涉及的海岸灾害类型学]
类别A(缓发性气候和水文地质过程,11项研究)涉及具有长提前期的灾害,或导致永久性土地利用变化的灾害,在其达到临界极限之前。例如,在埃及亚历山大港,地面沉降最为显著,已大幅超过海平面上升水平,从根本上改变了风险特征,并最终限制了NbS缓解策略。
类别B(急性水文气象事件,12项研究)关注强度大、突发且发生在短时间内的事件。在该组灾害中,风暴潮是深圳、诺福克、毛里求斯和菲律宾等地最常见观察到的灾害。
类别C(多风险和系统性灾害相互作用,7项研究)将灾害视为一个复杂系统,使得组合灾害的影响大于每个灾害单独影响的总和。该分析的方法论优势在于概率相互作用矩阵甚至双重暴露框架,考虑了同时受气候变化和经济全球化影响的脆弱性。
类别D(生态与环境退化,8项研究)既作为独立灾害,也作为其他脆弱性的倍增器。天然缓冲系统如红树林、沿海森林和沙丘植被的丧失,消除了沿海社会依赖的波浪衰减、海岸线稳定和沉积物调节等基本功能。
3.2.2. 文献中记录的空间规划缓解策略
在27项综述研究中,根据其主要操作逻辑,缓解策略分为三组:(1) 技术和地理空间工具;(2) NbS和生态系统整合;(3) 治理、参与和制度工具。这些组并非互斥,许多研究结合了多个组的策略。表4提供了比较概述;每组的关键发现如下讨论。
[表4:综述文献中识别的空间规划缓解策略组总结(n=27)]
策略组1:技术和地理空间工具。该组的14项研究通过GIS分析和灾害建模生成规划相关产出。关键例子包括用于地中海沿海地区气候风险评估的DESYCO[21],希腊海岸线的综合海岸侵蚀和洪水风险指数[51],以及评估意大利极端海平面上升下处于风险中的生态系统服务的源-路径-受体-后果框架[50]。监测应用包括昆士兰的海岸线变化分析[49]和印度河三角洲基于DSAS的海岸线后退评估[25]。亚历山大案例进一步表明,在土地沉降是主导驱动因素的情况下,地理空间评估必须得到治理干预的支持[24]。
策略组2:基于自然的解决方案和生态系统整合。10项研究考察生态系统作为风险减少的规划工具。巴西海岸线的国家评估将红树林、盐沼、珊瑚礁和海滩-沙丘系统确定为应对海平面上升相关洪水和侵蚀的主要适应策略[47]。在中国,海洋空间规划使海滩滋养和生态恢复得以实现,而市场机制单独无法支持这些。基于脆弱性的空间模型有助于在基础设施开发之前定位NbS[44]。社区参与对菲律宾红树林恢复的成功至关重要[28],而在台湾,尽管有支持性政策框架,但执行不力限制了NbS的有效性[45]。
策略组3:治理、参与和制度工具。10项研究将治理安排和利益相关者参与视为海岸灾害缓解的关键机制。在意大利,只有当财政支持与制度能力建设相结合时,NbS主流化才取得进展[29],而全球证据表明,UNFCCC资助的适应项目通常优先考虑物理基础设施而非规划和治理能力[54]。在马尼拉,碎片化的大都市治理限制了综合多灾害规划,尽管有可用资源[56]。来自坦桑尼亚[53]和喜马拉雅山麓[57]的研究强调了社区生计和地方资源系统作为非正式韧性机制的作用,在正式规划薄弱的情况下。对于小沿海国家,蓝色城市主义框架提出将海陆综合治理作为应对不断升级的海平面上升压力的有效响应[48]。
3.2.3. 报告的有效性和实施结果
本综述区分了两种形式的有效性证据。预测有效性是指通过模型情景、模拟或成本效益分析(CBA)预测得出的风险减少估计。实施有效性是指在实际实施后实证测量的脆弱性或暴露度减少。所选研究中的有效性证据主要是预测性的,基于模型未来情景,或描述性的,记录当前条件和治理过程。样本中没有任何研究在整合性空间规划框架实际实施后提供脆弱性减少的实证前后测量。此处报告这一观察结果作为证据基础的事实特征;其分析意义在第4.3.2节中讨论。
在提供定量有效性发现的研究中,所有报告的都是预测而非实施的有效性,Luan等[46]通过MIKE 21模拟证明,深圳沿海土地填海造成风暴潮淹没的非线性放大,风暴潮风险相对于填海面积不成比例地增长,对城市土地利用决策具有重要影响。Pais-Barbosa等[52]通过CBA模型显示,当生态系统服务协同效益被纳入时,葡萄牙奥瓦尔的沙滩滋养在30-50年范围内具有成本效益,但标准4-5年的政治规划周期使得这种有效性对决策者而言在经济上不可见。Ruckelshaus等[55]记录到,InVEST和卫星数据技术提高了NbS风险评估的空间精度,使得沿海栖息地相对于灾害暴露的定位更加精准。Wang等[44]证明,在新建城市发展区域中预先采用的NbS相对于基础设施建成后改造的NbS实现了显著更大的风险减少,量化了预期性整合的价值。
关于治理有效性的研究表明,制度因素而非技术复杂性是规划倡议成功导致实际风险减少的主要原因。Carlone和Mannocchi[29]发现,在艾米利亚-罗马涅,只有当财政支持与制度能力建设相结合时,NbS采用才显著增加。Van Onselen等[45]发现,台湾《海岸管理法》下正式认可的大多数Eco-DRR策略仍未实施。Kuhl等[54]发现,UNFCCC资助的项目不成比例地资助物理基础设施而非规划能力。Marquez和Olavides[28]发现,具有高社区治理参与度的红树林项目表现出显著更高的存活率。在该组中,Carlone和Mannocchi[29]以及Marquez和Olavides[28]提供了最接近实施有效性的近似,报告了实证测量或基于过程的减少,而非模型预测。
所选研究中记录的实施障碍分类于表5。
[表5:27项纳入研究中实施障碍分类,显示频率和主导治理能力背景]
制度障碍是最普遍的约束类别,在27项研究中的17项中被识别。诸如管辖碎片化、不可执行的规划、冲突的授权以及将NbS排除在正式工具之外等问题经常被引用。这一证据证实了治理架构而非技术缺陷仍然是主要瓶颈。生态障碍(8项研究)和社会政治障碍(8项研究)是下一个最普遍的约束类别,边缘化社区的公平排斥在高低能力治理环境中均有记录。
3.3. 空间规划与海岸灾害缓解的整合模式
所选研究通过三个分析上不同的家族将空间规划与海岸灾害缓解整合,这些家族是从证据基础中归纳识别的:(1) 地理空间和技术建模整合,包括10项研究,使用空间数据分析和定量模拟产生规划可操作的风险产出;(2) NbS和生态系统规划整合,包括7项研究,将生态系统作为正式工具嵌入空间规划框架;以及 (3) 参与式、治理和制度整合,包括10项研究,将治理设计和利益相关者参与定位为主要整合机制。这些家族在其认识论基础、数据和能力要求以及证据基础中的地理分布上有所不同,但共享将海岸灾害知识转化为空间界定的规划决策的共同目标。跨治理能力背景的分布映射于图4;三个家族在表6中比较了其数据和技术门槛、资源要求、适用治理情景和主要局限性,所有27项研究的主要整合路径分配见补充材料S4。
[图4:从综述研究中浮现的空间规划整合家族。三列代表主导整合家族:地理空间和技术建模、基于自然和生态系统规划、以及参与式治理。行对应制度整合能力背景(高、中、低或碎片化)。颜色色相识别整合家族,而颜色强度表示制度整合强度,从高(深色)到低或碎片化(浅色)。底行总结了通常与每个整合家族相关的主要规划产出。]
[表6:27项纳入研究中识别的三种空间规划整合家族的跨路径比较,总结数据和技术门槛、资金和资源要求、适用治理情景、记录的优势、主要局限性和特征性规划产出。代表性案例为说明性;所有27项研究的完整整合路径分配见补充材料S4。]
3.3.1. 地理空间和技术建模整合
10项研究通过空间数据分析、基于GIS的模拟和定量建模将空间规划与灾害缓解整合,产生直接为土地利用决策、分区指定和应急规划提供信息的产出。该家族以高数据要求和技术能力依赖为特征,地理分布主要在欧洲和亚太地区。
Torresan等[21]将DESYCO作为GIS-MCDA平台,整合了ICZM背景下的区域风险评估方法中的多种气候相关灾害,从单一灾害映射推进到跨部门风险框架,同时处理物理、生态和社会经济受体。Gallina等[22]在此基础上使用影响矩阵方法量化灾害之间的概率相互作用,使规划者能够为灾害组合而非单个事件设计空间干预。Chalazas等[51]使用协调的开放获取欧洲数据集为整个希腊海岸线构建了双指数框架,产生了希腊ICZM的第一个全国一致的地理空间规划基线。Furlan等[50]将源-路径-受体框架扩展到纳入生态系统服务作为规划受体,模拟了意大利亚得里亚海海岸到2050年极端海平面上升情景下的服务损失。
监测导向的研究生成了多年代际空间基线:Durap[49]在38年间对90个昆士兰横断面应用DSAS海岸线分析;Irfan等[25]对印度河三角洲部署了Landsat-DSAS建模;Luan等[46]使用MIKE 21量化了深圳土地填海与风暴潮淹没深度之间的非线性关系;Praveen和Kunnampalli[30]使用基于DEM的淹没模型进行喀拉拉邦海平面上升影响评估。Ruckelshaus等[55]记录了开放数据技术包括InVEST、卫星遥感和机器学习如何降低较低能力背景下的数据障碍。Boretti[24]证明,在沉降主导灾害谱的情况下,需要超越空间风险评估单独所能提供的多管齐下的结构性治理响应。
地理空间整合在同时跨多种灾害类型运作、纳入气候变化和城市增长的时间动态、并产生可直接用于机构使用的制度可操作产出时最为有效。这反映了从静态脆弱性制图向时间动态、多风险、治理关联模型的演变,标志着该家族方法论趋于成熟。
3.3.2. 基于自然的解决方案和生态系统规划整合
7项研究通过部署或恢复生态系统作为功能性规划工具,将空间规划与灾害缓解整合,产生生态系统管理行动处方而非风险地图。
证据基础中最先进的NbS整合发生在中国监管治理背景中。Liu S.等[42]证明,海洋空间规划框架和监管授权使得海滩滋养和生态恢复在长乐机场海滩得以实现,这是一个高能消散型海岸,市场驱动治理不会激励此类投资。Liu S.等[43]考察了形态复杂的朝阳港海岸上的混合NbS,其中政策框架倾向于将硬工程和生态恢复相结合而非单一策略。Wang等[44]设计了一个综合海岸脆弱性指数和空间衰减模型,用于新城市发展区域的预先应用——这是证据基础中最具预期性的NbS-规划整合形式。在国家尺度上,Manes等[47]记录了包括红树林、盐沼、珊瑚礁和海滩-沙丘系统在内的沿海生态系统是巴西8500公里海岸线应对海平面上升驱动洪水和侵蚀的主要适应策略。Van Onselen等[45]评估了台湾的Eco-DRR实施,发现政策认可与执行能力之间存在持续差距。在社区尺度上,Marquez和Olavides[28]发现项目治理中的社区参与是区分菲律宾红树林恢复成功与否的决定性因素。Sunkur[32]综述了红树林在马斯克林群岛的风暴潮衰减、波能减少和海岸线稳定作用。
当整合是政策强制且制度执行时[42,44,45],NbS实现可测量更高的有效性,相比之下,为生物多样性或捐助者驱动目标而无明确气候授权的实施[32,47];社区治理参与是较低能力背景下NbS持久性的记录预测因素[28,53]。
3.3.3. 参与式、治理和制度整合
10项研究主要通过治理架构、制度设计和利益相关者参与将空间规划与海岸灾害缓解整合。该家族是证据基础中地理最多样化的,涵盖欧洲、亚洲、非洲、北美和拉丁美洲,并且对规划整合的社会、政治和公平维度给予最高关注。
Carlone和Mannocchi[29]评估了艾米利亚-罗马涅在欧盟H2020 OPERANDUM下的NbS主流化,发现当财政支持伴随治理培训、机构间协调和利益相关者咨询过程设计时,纳入区域规划框架的采纳增加,但仅接受财政转移的市镇则不然。Grigg[23]记录了雨水治理从单一排水工程向跨部门框架的演变,该框架在邻里到都市尺度上解决生态、水质和城市宜居性协同效益。Kuhl等[54]发现,UNFCCC资助的沿海适应项目系统性地优先考虑物理基础设施投资而非规划能力、制度发展和社区适应。Pais-Barbosa等[52]展示了参与式CBA如何将经济估值和利益相关者参与整合到2020-2100年时间范围内,产生治理合法的适应投资决策。Dakey等[26]显示,通过正式化沿海社区已经应用的生态知识、生计实践和资源管理规则,ICZM可以主流化到印度卡特雷尼科纳的社区治理中。Ismael等[27]记录了诺福克的正式防洪规划系统性地将低收入沿海社区排除在外,尽管其遭受不成比例的洪水暴露。Meerow[56]证明,马尼拉分散的大都市治理造成了管辖碎片化,即使在财政资源和技术知识可用时也无法进行协调的多灾害基础设施规划。Nautiyal等[57]记录了社区生计多样化和集体资源管理作为正式规划系统缺失时的主要韧性机制。Yanda等[53]发现,海洋和沿海资源禀赋构成了坦桑尼亚鲁菲吉区社区的基础韧性基础设施,在正式空间规划系统之外运作。Yong等[48]将蓝色城市主义呈现为一种治理重构,将陆地和海洋作为文莱在复合海平面上升和降雨压力下的统一治理领域。
治理整合是三个家族中最具背景依赖性的:在高能力背景下,具有法律执行,它产生持久的规划成果,包括正式化的适应路径和记录的风险公平改善[23,29,52]。在较低能力背景下,社区机构作为主要整合层面出现[26,53,57]。边缘化社区的公平排斥在高低能力设置中均有记录[27,54,56],证实了灾害规划中的社会空间公平是一个跨区域挑战。
3.4. 证据基础中跨领域构念的综合
在27项纳入研究中,尽管其地理背景、灾害类型和规划传统存在多样性,有四个构念以足够的一致性和分析力量出现,构成了海岸灾害缓解整合的组织原则(图5)。这些构念在此报告为从证据基础中归纳识别的描述性发现模式,而非正式框架的规定性要素。它们代表了连接不同案例研究和规划方法的共同分析线索,并构成了开发更整合理论模型的基础。
[图5:海岸灾害缓解的四支柱空间规划框架]
3.4.1. 空间风险评估与地理空间建模
空间风险评估和地理空间建模作为所有规划干预的认识论基础出现在整个证据基础中。无论是通过基于GIS的多风险制图、卫星衍生的脆弱性指数、水动力模拟还是基于DEM的淹没建模来操作化,在空间术语中表示灾害、暴露和脆弱性的能力在18项研究中被记录为规划行动的先决条件。风险评估的复杂性和范围从资源约束背景下的静态现状制图到高能力背景下时间动态、多灾害、情景模型,差异巨大,但其功能保持不变