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活力三角:城市活力评估的新框架

已有 605 次阅读 2024-4-25 15:09 |系统分类:论文交流

摘要:

城市活力是城市可持续发展的动力,影响着城市居民的福祉。为了更好地理解和评价它,本文从城市有机体的视角定义了城市活力,类比自然界的生命系统提出了城市活力三角概念框架,包含生长代谢、多样性和流动性三个关键维度。通过整合多元异构数据,设计了包含人口、经济、社会、政府、环境和外部联系六个维度的评价指标体系,并将其应用于长三角城市群。

活力三角概念框架(翻译)

我们将城市视为一个具有新陈代谢、充满活力的有机生命体,从系统角度理解城市活力的内涵。人口、食物、水、原材料、能量等不断流入城市,通过物理、化学甚至是精神上的相互作用,在城市内部进行不同时空尺度的循环和交换,再以另一种形式流出城市,形成城市的宏观代谢过程。城市活力外在表现为城市有机体的各部分通过自组织自复制不断生长,内在机制则主要表现为多样性与流动性。整个过程反映了复杂系统的整体涌现与生命系统的自我复制。

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为了更好地理解城市有机系统的活力,我们将之与生命有机体进行类比(图1)。首先,生物活力的外在表现是持续生长(遗传物质和细胞的自我复制)和新陈代谢 (Kennedy, Cuddihy, & Engel-Yan, 2007)。生长速度缓慢或者停滞是新陈代谢减缓和生命活力下降的标志。同样,城市活力也表现在经济、人口、建筑等的持续更新迭代与增长。更多的流动人口与资源带来更快的城市新陈代谢,从而带来更好的生活条件,改善社会经济系统(Conke & Ferreira, 2015)。但是值得注意的是,正如生物种群的增长是有序且保持在一定规模内的(Ayala, 1970),城市的增长也应与区域资源环境承载力相匹配(Gao, Fang, Liu, & Zhang, 2021),过快的增长是不可持续的。

第二,生物多样性(本质是基因多样性)是生物种群通过自然选择完成进化过程的先决条件,对整个生态系统的适应性和恢复力也至关重要(Chapin Iii et al., 2000; Nowak, 2006)。同样,城市系统内部的多样性是一个城市长久生存的重要保证。许多研究表明,城市内部组成、结构和功能的多样性提高了城市活力,创新也与城市活力紧密相关(Kang et al., 2021)

第三,流动性为生命提供了源源不断的新能量。物质、能量和信息的流动驱动着有机体内部组成部分的相互作用,以及有机体与外部环境的交流。能否不断从外部环境中汲取能量以维持自身熵减过程是生命体与非生命的区别所在,Schrodinger (2012)将这种机制称之为生命的秘密。有趣的是,城市也具备吸收负熵以维持系统稳定的能力。城市地区依赖于邻近和远程的链接提供的资源,使其成为经济、政治和文化中心(Chrysoulakis et al., 2013; Cui, Wu, Liu, & Zhang, 2020; Seto et al., 2012)。人、物质、信息的流动既存在于城市系统内部,也存在于系统与周围环境之间,这是城市有机体能保持活力的秘密。

因此我们认为,与生物学相类似,由生长代谢、多样性和流动性构成的活力三角也适用于城市,并且这三点是相互依存、相互影响的。

在本文中,我们没有将密度作为城市尺度活力的核心条件,因为尽管道路与设施密度可能有利于街区的活力,但人口与建筑密度具有显著的不确定性(Xia et al., 2022)。在一定范围内,增加人口和建筑的密度可以提高流动性与多样性,从而促进城市活力,但是一旦超过一定的阈值,过度拥挤的空间就很可能带来不利影响,例如生活质量的下降、环境污染、超过生态承载力(Oh, Jeong, Lee, Lee, & Choi, 2005; Wei, Huang, Lam, & Yuan, 2015)。同样的机制也存在于自然界中,研究表明种群在一定区域内呈现“S”型增长。由于资源限制与种内竞争,种群数量在达到一定阈值后停止增长(Begon & Townsend, 2020)

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鉴于此,我们提出了一个基于活力三角的城市活力评估框架(图2)。城市活力的表现形式是新陈代谢和增长,包括人口增长、经济发展、创新能力增强、建筑物增加、年轻人口比重上升、公民素质的提升等。多样性是城市充满活力的必要条件,具体内容包括人口与种族的多样性、经济的多样性、土地功能的混合利用、社会文化的多元性、建筑的多样性和城市生态系统的多样性等。流动性是城市活力的源泉和动力,与互通互联、对外开放息息相关。一个城市的内部流动和外部连接的效率与程度可以通过人口流动、物质交换、信息连接、交通可达性、政府效率、开放空间密度等来衡量。

城市因人而兴,其发展应始终以人文本。虽然城市系统的活力三角是一个源自生物学的隐喻类比,但其本质是满足人类的多层次、多元化的需求,包括生理、安全、被尊重、审美、自我认知、超越等(Maslow, 1981)活力三角整体越强越稳固,城市就越能满足这些人之需求,从而吸引更多的人力和资源,城市也因此变得更加有活力,这是一个正反馈和熵递减的过程。这一路径类似于薛定谔对生命的理解(Schrodinger, 2012)。由此可见,城市活力很大程度上是一种人与空间的和谐互馈关系。2010年上海世博会上提出的城市,让生活更美好就是这一理念很好的例子。

本文节选自论文的第三小节,全文可参考:Liu H, Gou P, Xiong J. Vital triangle: A new concept to evaluate urban vitality[J]. Computers, Environment and Urban Systems, 2022, 98: 101886. https://doi.org/10.1016/j.compenvurbsys.2022.101886

论文相关数据下载: 刘海猛. 长三角地区城市活力数据集(2020)[DS/OL]. Science Data Bank, 2023[2023-03-11]. https://doi.org/10.57760/sciencedb.07094 DOI:10.57760/sciencedb.07094.



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