沿海城市内涝的系统性文献综述:影响、风险因素与气候适应策略

《Sustainability》:Urban Flooding in Coastal Cities: A Systematic Literature Review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月21日 来源:Sustainability 4.1

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  本研究考察了沿海城市背景下城市内涝的多重影响。基于PRISMA 2020协议开展了一项系统性文献综述,经过识别和筛选阶段后,共有48篇文章符合分析条件。结果表明,内涝影响与无序的城市扩张之间存在直接关系;这反映在经济、公共健康和生物多样性方面。研究还观察到,需

  
本研究考察了沿海城市背景下城市内涝的多重影响。基于PRISMA 2020协议开展了一项系统性文献综述,经过识别和筛选阶段后,共有48篇文章符合分析条件。结果表明,内涝影响与无序的城市扩张之间存在直接关系;这反映在经济、公共健康和生物多样性方面。研究还观察到,需要制定具有广泛人口参与的地方情境化城市规划公共政策;这些政策应能够将技术-科学知识与社会现实相结合,并将环境可持续利用的原则与城市化项目相衔接。
1. 引言
由强降雨引发的洪水属于气候事件,预计其发生频率和严重程度将日益增加。在沿海城市,城市内涝常与滑坡、土壤侵蚀、地下水污染及海水入侵相关联,且部分城市的城市内涝与沿海洪水呈现互相关联、不可割裂的特征。低洼沿海和河岸地区对超过排水能力的持续强降雨尤为脆弱。早期研究侧重灾害的物理特性和管控,后续逐渐转向强调风险与脆弱性,认识到洪水后果取决于致灾因子、暴露度、脆弱性及社会与机构的响应能力之间的交互作用。土地利用变化通过增加社会与生态系统的风险而放大了内涝影响,并波及基础设施、工业、能源、水资源、农业、渔业、旅游业、生物多样性、公共健康及生活质量等战略部门。沿海区域往往集中财富、基础设施、人口及脆弱生态系统,公共当局面临协调经济增长、社会公正与生物多样性保护的重大挑战。本研究基于系统性文献综述方法,围绕七个研究问题(QA1–QA7)展开:洪水如何影响沿海城市动态?哪些因素促成洪水风险情景?内涝对公共健康和福祉的主要影响是什么?洪水对不同经济部门的关键后果是什么?洪水如何影响生物多样性和生态系统?文献强调哪些气候适应策略?以及在此背景下应指导公共政策的哪些准则?

2. 材料与方法
本综述采用PRISMA 2020协议,包括识别、筛选、合格性和纳入四个阶段。检索数据库为Scopus和Web of Science,检索时间设定为2024年9月至12月,最终检索于2024年12月4日完成。检索式基于IPCC术语表中的描述符构建,使用布尔运算符连接,分为地理范围、风险暴露和干预三类描述符。筛选阶段制定的纳入标准包括:同行评议期刊全文文章、聚焦沿海城市内涝背景、整合社会环境方面、语言和出版年份不限;排除标准包括:其他类型学术文献、与沿海城市内涝无关的研究、仅关注地下水、海平面上升或海洋性/沿海洪水的研究、仅限物理或生物多样性方面。经过筛选,获得115篇专门涉及沿海城市内涝的文献。合格性阶段进一步排除无影响因子期刊文章和文献综述,最终纳入48篇原创研究。

3. 结果
检索共获得Scopus文献277篇,Web of Science文献117篇,总计394篇。去除95篇重复文献后,剩余299篇。经过筛选和合格性评估,最终纳入48篇文章。研究地点分析显示,亚洲研究数量最多(18项),其次为欧洲(13项),中美洲和大洋洲各仅1项;非洲、拉丁美洲和加勒比地区合计仅11项。年度发表量自2020年以来显著增长,2024年达到峰值(15篇);81.25%的文章发表于近五年。作者来自36个国家,共78位研究人员,多数隶属于美国和英国机构。主题分布方面,气候适应(30项)和气候风险(27项)受到最多关注,而政府行动(16项)和生物多样性(16项)研究较少,提示这些主题可能未得到充分探索。

4. 讨论
4.1 洪水如何影响沿海城市的城市动态?
城市动态被理解为城市人口、土地利用、经济活动、基础设施与制度安排随时间变迁并相互作用的过程。城市化模式影响暴露度与脆弱性,而反复发生的洪水事件又反过来影响人口流动、土地利用决策、基础设施投资及城市重组。文献表明,加剧的城市化放大了风暴影响,造成建筑物、基础设施、街道设施及海滩损毁,甚至导致人员伤亡。非正规住区由于人口密集、住房不足和基本服务匮乏,在洪水事件中遭受重复性住房损坏、经济损失及公共服务中断。洪水还导致受影响地区房产贬值,可能引发人口迁移,改变土地利用和占领模式。反复发生的洪水造成财产损失、停电、设施受损和高昂重建成本,形成“城市贫困陷阱”机制——流动性、空间暴露、洪水损失和有限恢复能力相互强化。文献强调无序城市化对沿海生态系统的压力,但指出洪水风险并非仅由城市扩张解释,而是多种因素复合作用的结果。

4.2 哪些因素导致洪水风险情景?
洪水风险涌现于致灾触发器、物理条件、城市发展、基础设施能力、暴露度、社会经济脆弱性与治理之间的相互作用。风险因素包括地理位置、人口密度、土地利用方式、生计、监管框架和制度能力。许多风险模型仍以被动应对为主,缺乏预防和备灾,而经济不平等、制度脆弱性、不当政治决策和薄弱治理加剧社会脆弱性。快速城市扩张导致的土地利用变化增加了不透水表面,降低了渗透能力,提升了地表径流。占用低洼地、河岸和古湿地提高了溢流和积水暴露。老旧或不足的排水系统是最常见的风险因素之一。高速公路和密集铺装网络形成径流物理屏障,阻碍紧急响应。海岸线和河道的自然特征被人工改变,如填海、河道改造和植被移除,削弱了自然蓄水能力。文献倡导综合策略,包括制度强化、基础设施现代化和扩展基于自然的解决方案(NBS),并结合GIS和AI工具支持超局部尺度的风险评估。

4.3 城市洪水对公共健康和福祉的主要影响?
洪水与公共健康影响密切相关,并与贫困相互关联。低收入人群更易遭受洪水导致的健康损害,并通过生计损失加剧贫困。教育水平低和识字率有限降低风险感知和适应意识。高脆弱性群体包括老年人、儿童、残障人士、慢性病患者以及女性和边缘化社区。洪水导致传染病爆发,如霍乱、伤寒、疟疾和登革热,以及胃肠炎、呼吸道感染、伤害和死亡。饮水源污染增加了水媒和食源性疾病风险。洪水还造成物质损失、生计中断和流离失所,引发慢性压力、恐惧、焦虑和抑郁等心理创伤。文献强调医疗设施覆盖和协调的多学科卫生行动计划的重要性。

4.4 洪水对不同经济活动部门的主要后果?
旅游业是高度敏感的战略部门。酒店、餐馆和港口基础设施受风暴和洪水威胁,运营天数减少直接降低游客量和收入。海滩作为旅游资产需要维护,河流恢复具有文化和经济价值。气候变化可能改变旅游模式,影响季节性需求和消费行为。文献建议沿海城市避免过度依赖旅游业,实现经济多样化,并采用移动式结构等适应性措施。临海岸的工业活动增加脆弱性,石油生产和炼油导致泄漏风险。农业、畜牧业和渔业受降水变化影响,导致作物减产、土地退化、粮食安全和收入受损。内涝对城市经济的影响是多方面且相互依存的,但不同研究方法对量化方式存在分歧,部分侧重货币指标,部分纳入无形损失。

4.5 洪水如何影响生物多样性和生态系统?
城市绿地如公园和森林通过减少不透水面积、促进渗透和蓄水来缓解内涝。沿海生态系统如森林、海滩、红树林和湿地是抵御风暴和洪水的自然屏障。快速城市化导致生物多样性丧失和植被减少,削弱降雨保持和空气净化功能。城市河流作为生态廊道易受城市化影响,其保护和恢复应纳入城市规划。流域易受温度变化、降水模式改变和盐水入侵影响,导致淡水短缺。海滩在娱乐之外承担海岸防御功能。土地利用变化、森林砍伐和人工表面扩大损害生态系统服务,降低排水、碳封存、侵蚀控制和风暴防护能力。减少土地人工化、恢复湿地和植被可提高生物多样性和景观价值。

4.6 文献中强调哪些气候适应策略?
适应策略分为结构性和非结构性两类。结构性干预强调“混合解决方案”,即传统工程与NBS相结合,例如灰色基础设施(水库、排水渠道)与生物渗滤、生物滞留系统结合。公共空间可用于创造“水-陆”关系中的透水断口,包括湿地、公园、游泳池、自行车道、浮式平台等。雨洪管理措施包括绿色屋顶、生态草沟、池塘、蓄水池、雨水花园和透水铺装。NBS被认为具有较高的公众接受度,并有助于减少碳储存、调节水流、降低灾害风险、提升人类福祉和促进社会包容。非结构性措施包括早期预警系统、洪水风险地图、社区参与和公众教育。文献强调适应过程的“共创性”和自下而上特征,地方知识和“风险记忆”可补充技术专长。多学科分析是应对内涝多因素特性的必要手段。

4.7 在此背景下应指导公共政策的哪些准则?
公共适应政策应基于可持续发展目标(SDG),特别是SDG 11(可持续城市和社区)和SDG 13(气候行动)。政策制定需考虑城市特征,实现各级政府间的协调行动。治理安排应当是协作性、多中心、多层面的,涉及联邦、州和市政当局的差异化角色。文献强调国家层面规划与地方执行之间的结合,以及正式与非正式安排之间的协同。没有适用于所有城市的统一解决方案,策略需因地制宜。公共部门应整合技术知识、政治意愿和社会参与,避免应对碎片化、短期导向的治理模式。

5. 结论
洪水脆弱性受物理、社会、经济和制度因素共同影响。研究揭示无结构城市扩张与内涝风险增加之间的关联,并指出内涝对经济部门、公共健康(特别是儿童、老年人和边缘群体)以及生物多样性和生态系统服务的广泛压力。采用结合传统工程与NBS的混合适应方法得到普遍支持。本综述提出“高血压城市”概念,强调从被动应对转向系统性和预防性视角,把城市视为在持续累积的气候和人为刺激下处于社会-环境张力状态的系统。该概念尚需操作化与实证检验。未来研究应结合纵向、比较
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