陳衛(wèi)平,康 鵬,王美娥,侯 鷹

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 100085 2 中國科學院大學,北京 100049

城市化是我國現(xiàn)代化建設的重大戰(zhàn)略。城市的發(fā)展極大地推動了我國社會經濟和文明的發(fā)展,與此同時,也帶來一系列的生態(tài)環(huán)境問題[1]。高速的城市化加劇了人與自然之間的矛盾,城市的維持一方面需要消耗大量的自然資源,另一方面向環(huán)境排放大量的廢棄物,導致城市和周邊區(qū)域生態(tài)環(huán)境質量退化、生態(tài)功能下降、城市居民健康風險提高等問題,影響了城市人居環(huán)境質量的提高和可持續(xù)發(fā)展[2]。特別是在城市化和氣候變化雙重壓力所導致的各種風險下城市生態(tài)系統(tǒng)的應對管理,已成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要問題和研究熱點[3]。當前,國內外學者在城市環(huán)境污染風險、城市居民健康風險、城市自然災害風險等方面已開展了大量的研究。城市是一個高度異質性的社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng),城市生態(tài)風險不僅與社會經濟發(fā)展和人類活動密切相關,也與自然因素的影響有關。如何在提升城市生態(tài)系統(tǒng)自適應能力的基礎上提出科學有效的風險管理方法與調控對策,是當前城市生態(tài)學研究的一個難點[4]。基于此,本文提出城市生態(tài)風險管理不同層次的目標,結合城市生態(tài)系統(tǒng)特點(彈性恢復力、系統(tǒng)動態(tài)性和異質性)對風險管理進行了系統(tǒng)闡述,為快速城市化和全球氣候變化雙重驅動力背景下的城市生態(tài)風險管理與調控提供幫助和指導。

1 城市生態(tài)風險

根據(jù)USEPA生態(tài)風險評價框架和城市生態(tài)學原理,城市生態(tài)風險可以認為是城市發(fā)展與城市建設導致城市生態(tài)環(huán)境要素、生態(tài)過程、生態(tài)格局和生態(tài)服務發(fā)生的可能不利變化,以及對人居環(huán)境產生的可能不良影響[5]。

城市生態(tài)系統(tǒng)面臨多種脅迫,按類型分城市生態(tài)風險源主要包括以不透水地表增加為主要特征的物理脅迫和以污染物排放為特征的化學脅迫[5]。管理者可依據(jù)城市生態(tài)學原理對城市生態(tài)系統(tǒng)格局進行科學配置,實現(xiàn)對城市物理脅迫最大程度的調控與管理,化學脅迫可通過相應的環(huán)境管理與控制技術得到改善[6]。與物理和化學脅迫相比,對城市生境生存與發(fā)展不利的各種生物因素如外來物種入侵、病原菌傳播等的生物脅迫和自然風險源(地震、暴雪、冰雹、沙塵暴等),與城市自然生態(tài)環(huán)境條件的關系更為密切,具有偶然性、小概率和不可控等特點。

城市生態(tài)系統(tǒng)包括生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)以及城市整體水平等多個層次不同等級的功能實體,上述功能實體對城市化的脅迫響應的時間和空間跨度逐漸增大。城市化過程破碎、分離、弱化了自然生境,簡化、同化了物種組成,從根本上改變了自然生態(tài)系統(tǒng)的過程和功能[7]。城市復合生態(tài)系統(tǒng)的過程、功能受影響是各種生態(tài)環(huán)境問題產生的重要原因。因而,城市生態(tài)風險評價研究更應從城市生態(tài)系統(tǒng)整體水平開展,既可充分體現(xiàn)城市化特征,反映城市化過程與生態(tài)過程和生態(tài)功能變化的響應關系,也更符合城市生態(tài)風險管理的需求。

目前,相對風險法是應用較為廣泛的城市生態(tài)風險評價方法。該方法將多重風險源、多重壓力、多種生境與綜合生態(tài)影響聯(lián)系起來,強調區(qū)域的空間異質性,適用于大尺度生態(tài)風險評價。通過建立風險源-生境-生態(tài)受體的關聯(lián)框架,按生態(tài)發(fā)生過程將評價區(qū)域劃分為多個子區(qū),量化風險源與生態(tài)終點之間的暴露-響應關系[8]。構建基于動態(tài)性的生態(tài)風險系統(tǒng)評價模型,以物質流為物質循環(huán)量綱,將控制理論運用到生態(tài)網絡方法中,建立生態(tài)風險評價模型,分析系統(tǒng)結構功能之間所受到直接和間接風險[9]。

另一方面,采用社會-生態(tài)學模型評價城市生態(tài)風險能夠使評價過程與管理措施相結合,為生態(tài)風險管理提供方法模型的支撐。例如,生態(tài)系統(tǒng)脆弱性模型(SSVM)以生態(tài)系統(tǒng)服務為評價終點分析不同經濟社會管理情景下相關的生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)變化[10];而DPSIR理論框架模型則可用于分析社會經濟活動驅動下生態(tài)系統(tǒng)過程狀態(tài)改變對生態(tài)系統(tǒng)服務的影響[11]。此外,景觀生態(tài)風險評價方法通過分析不同壓力源對景觀格局與過程的影響以及同一驅動因素或壓力源下各生態(tài)系統(tǒng)服務的響應,為其后的生態(tài)風險管理提供理論指導和技術支撐[12-13]。

綜合指數(shù)法和模型模擬法是城市生態(tài)風險評價的重要手段,其共同特點是包含了風險源強度、風險受體與評價終點特征等信息,能夠對風險產生的概率、強度及時空特征進行系統(tǒng)全面的估計和預測。社會生態(tài)系統(tǒng)評價方法能把握系統(tǒng)整體性及其子系統(tǒng)之間作用關系,能夠直接為生態(tài)風險管理服務。

2 城市生態(tài)風險管理演進

20世紀中期美國開始把城市環(huán)境風險管理納入到城市政府的職能范圍。 20世紀90年代以來,英國倫敦、日本東京、美國紐約等國際化大都市結合各自的情況,把生態(tài)風險管理作為城市應急管理的重點工作之一[14]。20世紀90年代末期,美國“低影響開發(fā)”(low impact development),英國“可持續(xù)城市雨水系統(tǒng)”(sustainable urban drainage systems),澳大利亞“水敏感城市設計”(water sensitive urban design) 、“綠色基礎設施”(green infrastructure)等概念相續(xù)提出,旨在管理城市洪澇災害、水環(huán)境污染等風險[15]。

風險管理是根據(jù)風險評估結果,綜合考慮法律、政治、社會、經濟等因素,所采取的系列風險控制措施[16]。國外對生態(tài)風險管理的研究關注生態(tài)風險管理措施的成本及其對后續(xù)管理措施的影響, 注重多種決策方案的評估和比較權衡, 強調基于監(jiān)控的風險信息反饋機制以及風險各方利益者的參與和溝通,提倡綜合防范和減災的思路[17]。目前,國際上對洪水風險管理方法研究較為成熟。洪水管理機制強調多種手段的綜合運用,管理過程伴隨洪水風險的整個過程[18-19]。國內學界注重于對生態(tài)風險評價的研究,在此基礎上提出生態(tài)風險的具體管理對策。雖然國內政府職能部門對自然災害和外來物種入侵等方面的風險管理已較為成熟,但學界對生態(tài)風險管理的研究還不夠系統(tǒng)和深入。完整的生態(tài)風險管理體系在國內還很有限,已有的體系缺乏有效的信息交流、共享和反饋機制和對風險管理措施和成本效益的評估[20]。

3 城市生態(tài)風險管理特性研究

3.1 城市生態(tài)風險管理目標

缺乏明確的風險管理目標被認為是現(xiàn)有生態(tài)風險研究的“一貫缺陷”。Suter和Cormier[21]指出決策者對生態(tài)風險評價結果關注較少的原因之一是研究沒有對管理目標進行明確闡述,即利益方和決策者不知道要“保護什么”。在USEPA生態(tài)風險評估指南中“問題形成”階段一個主要的任務就是制定所有利益相關方可接受和可理解的清晰表述的目標,進而在限定目標和范圍內做出風險管理決策[22]。然而,在如何制定管理目標的細節(jié)方面指南并沒有給出明確的指導建議。Gregory等提出風險評估與管理時應遵循兩個重要標準：一是管理的收益是否大于其投入的成本；二是適應性管理措施是否會引起未來管理的變革[23]。

鑒于城市生態(tài)系統(tǒng)具有多風險源、多受體、動態(tài)性和高異質性特點,城市生態(tài)風險管理應遵循風險防范為主、效益最優(yōu)化的原則。相應地,城市生態(tài)風險管理的目標應綜合考慮生態(tài)風險受體、保護實體與屬性、風險管理過程和成本,在保護城市生態(tài)系統(tǒng)與城市人群健康的基礎上,實現(xiàn)以最小的代價獲取最大的風險控制效益以及系統(tǒng)降低城市化生態(tài)風險脅迫的目標。由于缺乏統(tǒng)一、清晰的管理目標,限制了生態(tài)風險評價與管理研究成果在城市生態(tài)管理中的應用[24]。制定明確的管理目標是開展風險管理的前提。依據(jù)城市生態(tài)風險特征,風險管理目標可劃分為三個層次,即控制目標、調控目標和決策目標。

為達到城市生態(tài)中多種風險源復合作用下有效降低風險的控制目標,風險管理目標應鎖定在實體及其屬性。一方面要關注實體(城市生態(tài)系統(tǒng)結構與過程和城市人群健康)的客觀狀態(tài),另一方面更要關注實體內在的本質及其所提供的基本功能,以城市生態(tài)系統(tǒng)功能和城市人群健康為基本需求[25]。管理者需要在滿足和優(yōu)化控制目標的前提下,設計多個風險控制情景,對相應的風險防控成本和收益進行界定,在次基礎上,對風險源防范所取得的社會經濟生態(tài)效益及其人體健康效益進行核算和貨幣化,合理設計管理調控方案,實現(xiàn)以最小的代價獲取最大的風險控制綜合效益的調控目標[26]。就決策目標而言,城市生態(tài)風險管理旨在不斷提高城市生態(tài)系統(tǒng)適應性,將風險管理納入城市規(guī)劃和未來發(fā)展的藍圖中,融入社會經濟系統(tǒng)管理中,從而引領未來管理的變革[27]。

3.2 城市生態(tài)風險管理特點

以人類活動為主的城市生態(tài)系統(tǒng)風險管理,其風險發(fā)生作用過程更為復雜,其風險管理本身既需達到傳統(tǒng)風險管理的需要,也需要根據(jù)城市生態(tài)系統(tǒng)特性進行發(fā)展。城市作為一個復雜的自適應系統(tǒng),其自身特點就是自組織性,系統(tǒng)內部相互作用可能會產生相應外界干擾的抵抗力。城市系統(tǒng)組織與發(fā)展是一個自適應的過程,由3個關鍵決定因素決定,即自適應,物質流動和異質性[28-29]。把握好自適應性發(fā)展和決定因素的關系,能夠引導城市生態(tài)系統(tǒng)往穩(wěn)定高效的方向發(fā)展。

根據(jù)風險管理需求和生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)特點,城市生態(tài)風險管理有以下3個特征：1)城市生態(tài)系統(tǒng)具有易損性和彈性,該特點要求管理者在制定管理措施時考慮自然生態(tài)系統(tǒng)及其功能的恢復,提升城市整體的風險應對能力,如基于城市生態(tài)基礎設施建設對城市生態(tài)風險過程進行調控。2)城市生態(tài)系統(tǒng)具有動態(tài)性,一方面基于城市景觀動態(tài)變化,依據(jù)模型模擬設計和評估風險調控措施；另一方面從能量代謝的動態(tài)角度將水能關系納入城市生態(tài)風險的風險管理中；最后從城市生態(tài)格局優(yōu)化著手,將風險防范管理納入城市規(guī)劃。3)城市生態(tài)系統(tǒng)具有高異質性,該特點要求管理者針對城市某類特定生態(tài)系統(tǒng)風險源,制定風險地圖,進而針對關鍵生態(tài)服務提供者的空間異質性,從服務提供與風險應對、關鍵服務協(xié)同與權衡等角度,形成最佳管理方案。

4 城市生態(tài)風險管理體系

4.1 城市生態(tài)系統(tǒng)彈性管理

生態(tài)學彈性(恢復力)可認為為生態(tài)系統(tǒng)在保持現(xiàn)有基本結構和功能作用的前提下,抵抗外界干擾的能力[30],可理解為社會生態(tài)復合系統(tǒng)兩者相互作用的表征。一般來說,生態(tài)系統(tǒng)依賴其結構與功能的相互適應性即多重穩(wěn)定性。城市生態(tài)系統(tǒng)結構越復雜,功能越穩(wěn)定,自我調節(jié)能力就越強,反饋機制就越完善[31]。由此看出城市生態(tài)系統(tǒng)彈性力或者適應性管理是生態(tài)風險的重要基礎,管理生態(tài)系統(tǒng)彈性力是風險管理中的關鍵與核心。

4.1.1 彈性管理的理論意義

城市生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)能力是有限的,超過一定的界限,反饋能力將喪失,自我調節(jié)將失去作用,從而導致系統(tǒng)被破壞甚至崩潰。針對城市某特定彈性能力的研究，一般對其最大可能自適應能力即承載能力進行估算。城市生態(tài)系統(tǒng)中彈性力可分為某特定彈性力(目標彈性力)和整體彈性力[32-33]。特定彈性力能夠明確指出某種彈性力應對某種具體風險,例如城市熱島加劇對應人類和生態(tài)系統(tǒng)健康熱平衡的適應力；而整體彈性力是指系統(tǒng)現(xiàn)有整體的彈性力應對未知而不確定擾動的表現(xiàn)。Walker和Salt指出,系統(tǒng)內某類特定彈性力雖然重要,但城市生態(tài)系統(tǒng)作為一個有機整體其本質并不是孤立的,過多強調與優(yōu)化特定的彈性力可能會使生態(tài)系統(tǒng)整體活力減弱、多樣性降低,可能會導致系統(tǒng)整體自適應能力降低[34]。從系統(tǒng)論角度來看,城市生態(tài)系統(tǒng)是復雜自適應的系統(tǒng),其主要特點是自組織性,其適應性管理可理解為自組織性在一定時空范圍內的發(fā)展與變革,即從一個舊組織形態(tài)突破到一個新組織秩序的過程。因此,把握好系統(tǒng)與自適應相關的關鍵因素,能引導城市生態(tài)系統(tǒng)彈性與自適應性能力向上循環(huán)的良性發(fā)展。

4.1.2 彈性管理的實踐

城市生態(tài)系統(tǒng)服務的格局和多樣性與生態(tài)健康與人類福祉密切相關,在城市生態(tài)系統(tǒng)彈性建立與發(fā)展中有著基礎性的作用[35]。城市綠色與藍色生態(tài)基礎設施所提供的調節(jié)服務在風險應對與管理中發(fā)揮著不可替代的作用,通過合理方式設計生態(tài)基礎設施可顯著增加其彈性能力。例如Vogt等從場地自然特征,樹木本身屬性、生態(tài)系統(tǒng)服務和所需管理建立城市樹數(shù)據(jù)庫Citree,在考慮到城市異質性的基礎上最大限度地發(fā)揮樹木抗風險的自適應性能力[36]。Davies等通過量化城市森林的重要生態(tài)系統(tǒng)服務來加強其應對風險的彈性能力[37]。在應對城市熱浪的風險中,Yu等提出了城市冷卻島和效率閾值等評價管理指標,用來管理和布局城市綠地,從而增加城市對氣候變化的抵御力[38]。Hatvani-Kovacs等建立生態(tài)基礎設施、建筑規(guī)劃設計、公共衛(wèi)生和社會研究相結合的框架,全方位管理城市熱應力彈性[39]。考慮到多種生態(tài)服務之間的相互作用關系,基于生態(tài)系統(tǒng)自適應管理體系已成為一種潛在全方面的成本效益分析的方法,用來評估和管理各種生態(tài)基礎設施在應對氣候有關災害的效果[40]。2007年King County與華盛頓大學與ICLEI聯(lián)合,出版了各級政府應對氣候變化的手冊中指出：保護生態(tài)系統(tǒng)和自然緩沖區(qū),綜合考慮基本生態(tài)服務之間協(xié)同與權衡,建立有彈性的生態(tài)社區(qū),以減輕洪水,風暴潮、熱浪所帶來的風險概率和效應[41]。因此,城市生態(tài)風險管理需要從特定適應性能力轉移到多種適應性能力協(xié)同與權衡,構建多維度高效的彈性基礎設施,從而實現(xiàn)風險管理效益的最大化。

城市生態(tài)系統(tǒng)彈性管理既要倚重基于生態(tài)系統(tǒng)格局過程與功的生態(tài)服務,也要從社會經濟彈性管理著手推進。社區(qū)是城市管理的基本單元,許多研究計劃明確以彈性社區(qū)作為風險管理的基本單元。在聯(lián)合國出版的關于政府管理和災害預防的報告中明確提出：城市規(guī)劃和地方政府在降低風險方面的最重要途徑是建立彈性社區(qū)[42]。國際地方環(huán)境倡議理事會(ICLEI)的研究計劃將“彈性社區(qū)”作為應對城市風險彈性管理的基本單元。該計劃提出“彈性社區(qū)”管理可利用工程和管理知識、技術創(chuàng)新和社會教育識別社區(qū)現(xiàn)有的脆弱性、提升社區(qū)的抵抗能力,降低風險概率[43]。此外,Buergelt 和Paton基于社區(qū)組織形式,建立了符合風險管理的承載力模型,從而將社區(qū)彈性管理推廣到城市風險管理的層面[44]。

從國內外城市生態(tài)系統(tǒng)彈性管理的實踐來看,如何評估某特定的生態(tài)系統(tǒng)適應力,把握好某特定彈性力與系統(tǒng)整體自適應能力的關系,并最終有效地引導城市系統(tǒng)自適應能力的發(fā)展,是實現(xiàn)城市生態(tài)風險管理三層次目標的關鍵。實踐中將彈性社區(qū)作為風險管理的基本單元,將其建設規(guī)范、設計特征等納入到城市規(guī)劃建設中,能夠推動城市風險管理的實質性進展。

4.2 城市生態(tài)風險動態(tài)管理

城市生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性特點要求管理者開展城市生態(tài)風險的動態(tài)管理。針對城市景觀格局長時間序列的改變,進行基于景觀動態(tài)模擬的時效性風險管理。最后,可基于風險管理目標和城市可持續(xù)發(fā)展的目標,將風險管理納入到城市規(guī)劃的制定和對現(xiàn)有規(guī)劃的修正。

4.2.1 基于景觀動態(tài)模擬的時效性風險管理

城市化發(fā)展過程中最直觀表征就是城市擴張和發(fā)展,大規(guī)模不透水地表建設影響到原本生態(tài)系統(tǒng)的結構與過程,使得生態(tài)系統(tǒng)服務呈現(xiàn)出下降的趨勢。由于城市中景觀格局變化本身就是動態(tài)變化的過程,根據(jù)時間序列分析和未來情景設計,可對城市歷史洪水管理和生態(tài)服務的變化進行動態(tài)模擬以及匹配相應風險管理。Pérez-Molina等建立基于城市擴張細胞自動機模型耦合相關水文過程模型,用來動態(tài)模擬洪水和城市擴張之間適應性的變化,從而評估分析政策驅動下緩解措施的效果[45]。依據(jù)地理加權的細胞自動機結合四種生態(tài)服務的評價模型,Xu等對1985—2020年太湖流域內生態(tài)系統(tǒng)服務進行模擬評估,對流域內城市生態(tài)風險管理的動態(tài)管理進行了一定的探討[46]。城市生態(tài)風險管理需注重景觀動態(tài)全過程管理,即從回顧性風險事件評價、現(xiàn)有狀態(tài)的評估、未來情景風險預警等過程,評估和模擬針對性對策和措施的效果。對于城市生態(tài)系統(tǒng),從風險作用的時間序列宏觀層面進行剖析,通過城市格局優(yōu)化和城市生態(tài)基礎設施等彈性力的建設降低風險事故發(fā)生概率和潛在后果,構建風險全過程的動態(tài)管理體系,滿足風險管理的時效性的要求[47]。

4.2.2 基于規(guī)劃目標的生態(tài)風險管理

作為動態(tài)發(fā)展的城市生態(tài)系統(tǒng),在其發(fā)展過程中可能會遇到一系列風險效應。因此,許多研究計劃指出,為了達到風險管理的最終目的,應將可適應性風險管理納入到城市規(guī)劃發(fā)展中。亞洲城市減災計劃(AUDMP)提倡在全球氣候變化背景下,將“城市風險預防”作為發(fā)展戰(zhàn)略納入到規(guī)劃中[48]。

Dovie構建基于風險篩選工具(CRiSTAL)和U-學習理論的交互式風險管理平臺,決策加納沿海城市氣候變化的風險中,強調沿海地區(qū)綠色區(qū)域建設可提升預防風險的能力[49]。將風險管理納入城市相應規(guī)劃發(fā)展中,首先需要將風險管理重點轉移到風險前期預防上,這樣有助于生態(tài)系統(tǒng)安全與健康和自然資源及生命財產的保護。沿海氣候變化影響評估決策支持系統(tǒng)(DESYCO)的建立,通過整合氣候情境下多信息多準則決策分析(MCDA)模型,采用可擴展和可復制的框架可在一定范圍內評估規(guī)劃與決策中生態(tài)效益[50]。但由于在短期內無法評估風險管理措施所帶來的生態(tài)保護和環(huán)境效益,需要明確規(guī)劃中實施風險管理措施所需的時間較長。最后,要對已進行的風險管理措施開展后評估,將規(guī)劃中出現(xiàn)的新問題和有效經驗納入到新的規(guī)劃計劃中[51]。將其具體規(guī)劃措施與布局納入到城市生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃中,合理規(guī)劃城市布局和功能用地,提升城市生態(tài)系統(tǒng)自適應能力。例如基于潛在生物多樣性收益的“生態(tài)土地利用互補”,可以在規(guī)劃新的城市地區(qū)時采用ELC來提升生態(tài)系統(tǒng)的彈性[52];將產權轉讓作為一種主動的戰(zhàn)略工具,定義了空間(再)生產,開發(fā),保護和管理過程,并通過替代土地管理模式提出了一種創(chuàng)造性城市生態(tài)系統(tǒng)彈性的方法,規(guī)避市場和規(guī)劃機構對其存在和發(fā)展的影響[53]。具體而言,可結合風險管理重點“彈性社區(qū)”的建立,科學控制人口經濟社會發(fā)展規(guī)模,降低風險源的產生和風險事件的發(fā)生概率,減小城市化對城市生態(tài)系統(tǒng)的脅迫作用。

4.3 城市生態(tài)風險異質性管理

城市生態(tài)系統(tǒng)具有高度的空間異質性,內部存在不同功能格局分異現(xiàn)象,不同單元內經濟活動差異性較大,使得風險源與保護受體間作用途徑和方式多樣,導致城市生態(tài)風險管理中生態(tài)風險分區(qū)更加復雜。首先,針對城市特定生態(tài)系統(tǒng)風險源,制定風險地圖,確定城市生態(tài)風險空間分布差異規(guī)律和大小,可以為城市規(guī)劃和管理提供重要支撐。其次,針對關鍵生態(tài)服務提供者的空間異質性,從服務提供與風險應對、關鍵服務協(xié)同與權衡等角度,形成最佳管理方案,可解決現(xiàn)有風險管理過程中風險應對與風險收益不匹配的問題。

4.3.1 風險地圖管理

近年來,風險地圖已成為風險管理中迅速發(fā)展的新領域[54]。風險地圖不但可以探討風險源的空間特征,而且可作為風險可視化的重要工具。由于風險地圖具有可視化、直觀性等特點,被越來越多應用于風險的安全管理以及應急決策中。Jacquin等提出一套基于城市復雜對象的特征分類方法,用來繪制城市擴張中洪水災害評估圖,可為城市水利和規(guī)劃部門制定土地利用規(guī)劃和城鎮(zhèn)化均衡發(fā)展提供相應的建議[55]。目前,歐洲許多國家在洪水管理中普遍采用專家打分定性方法,通過影響矩陣打分計算出潛在的損傷程度圖,從而繪制出洪水風險圖,給各利益相關方提供最直接的風險管理信息[56]。在綜合環(huán)境要素質量、土地利用特征和生態(tài)系統(tǒng)服務功能后,應用風險地圖方法為區(qū)域土地利用制定合理的發(fā)展策略和方式,以期最大限度地減少風險轉變?yōu)闉暮Φ目赡苄訹57]?？傮w上,城市生態(tài)風險地圖繪制可確定城市中高風險區(qū)域、風險敏感區(qū)域及環(huán)境質量惡化區(qū)域,為城市生態(tài)風險管理及預警提供技術支撐。

4.3.2 基于生態(tài)服務供需關系的風險管理

城市生態(tài)基礎設施作為城市生態(tài)服務的主要載體,其格局分布及其與周邊作用關系,很大程度上決定城市生態(tài)系統(tǒng)彈性力表現(xiàn),是城市生態(tài)風險管理的重要環(huán)節(jié)。Pulighe等在綜述城市綠色基礎設施研究中,明確指出整合了多學科,先進理論和方法的繪圖模型,不但可以得到提供服務的大小與流向,也可幫助城市管理者和規(guī)劃從業(yè)者更有效地進行風險管理[58]。在選取與抗洪能力的相關彈性指標基礎上,繪制城市景觀中抗洪能力水平的空間分布,建立適用于城市區(qū)域的空間數(shù)據(jù)管理平臺,跟蹤和評價其在洪水中表現(xiàn)[59]。綠色基礎設施空間規(guī)劃模型用來評估綠色基礎設施的六項主要生態(tài)服務屬性,提供綜合各利益相關者的驅動方法來最大限度地提高生態(tài)系統(tǒng)服務,推動綠色基礎設施在風險管理中協(xié)同作用[60]。城市生態(tài)系統(tǒng)服務功能與生態(tài)風險匹配失衡是城市生態(tài)風險管理面臨的另一個重要挑戰(zhàn)。對于風險易發(fā)的地方與關鍵生態(tài)服務供給的重點區(qū)域進行規(guī)模、強度匹配分析,有助于現(xiàn)有風險管理過程中風險應對與風險收益不匹配的問題,形成最佳管理方案,從而更好地利用生態(tài)系統(tǒng)服務,實現(xiàn)彈性和可持續(xù)性風險管理[61]。McPhearson針對城市化驅動下紐約生態(tài)系統(tǒng)服務提升及其與風險管理空間上的不匹配問題開展了研究,在空間尺度上,從生態(tài)系統(tǒng)多樣性、生態(tài)服務和生態(tài)風險管理的角度提出了改善管理的方案和措施,提升了風險管理效益的建議[62]。

4.4 風險管理后續(xù)——保障實施機制

城市生態(tài)風險管理是相互關聯(lián)的、結構化、程序化的系統(tǒng)化工作,包括風險評價結果的決策、制定風險管理措施、管理決策的執(zhí)行、以及監(jiān)控和不斷改進等主要步驟。

彈性管理方面,需要構建并完善包括政府監(jiān)管、金融手段等方面的城市生態(tài)風險管理實施保障體系。政府監(jiān)管包括制定與風險管理政策相關的法律法規(guī)、空間規(guī)劃和自然環(huán)境保護方案、技術導則等。金融手段包括激勵管理風險的各種工程措施建設、運行和維護等方面。基于不同保障手段的優(yōu)化組合,做到人力、物力、財力及其他相關資源的合理配置,以最小的投入,獲得最大的效益。

在動態(tài)管理方面,暢通的信息共享機制尤為重要。管理實踐中應當以全面風險管理為基礎, 將生態(tài)風險活動信息化, 利用WebGIS、網絡服務器架構、物聯(lián)網等相關理論和方法以及多智能主體決策技術,實現(xiàn)“多主體、全過程、交互式” 的城市生態(tài)風險信息共享機制。此外,信息共享機制需要整合管理和決策信息,保障信息流通, 從而為相關主體提供足夠高質量的信息服務, 以便實現(xiàn)系統(tǒng)預定目標的控制, 有效開展生態(tài)風險管理工作。

5 結論與展望

圖1 城市生態(tài)風險管理體系示意圖Fig.1 The framework for urban ecological risk management

構建完善的城市生態(tài)風險管理體系是應對快速城市化和全球氣候變化脅迫的重要途徑。總體上,城市生態(tài)風險具有易損性和彈性,動態(tài)性和高度異質性等特點,需要基于這些特點建立針對性的管理體系如生態(tài)基礎設施彈性管理、生態(tài)系統(tǒng)自適應管理等,進而實現(xiàn)三層次的風險管理目標(圖1)。目前針對城市生態(tài)風險管理的研究還不夠系統(tǒng)和深入。在管理實踐中,缺乏將管理目標同城市生態(tài)風險發(fā)生過程進行有機關聯(lián)的手段,管理特點還不明確,難以滿足城市生態(tài)風險全過程動態(tài)管理的需求。本文依據(jù)對已有研究的系統(tǒng)分析,提出以下幾點展望：

1)明確城市生態(tài)風險管理目標。缺乏清晰的管理目標,限制了生態(tài)風險評估與管理成果在城市生態(tài)管理中的應用。制定所有利益相關方可接受和可理解的形式清晰的管理目標,進而在限定目標和范圍內做出風險管理決策,是城市生態(tài)管理成功的前提。

2)探索建立符合城市生態(tài)系統(tǒng)的風險管理體系。在環(huán)境風險管理和自然災害風險管理方面國內外已積累了成熟的經驗。這些經驗可以進一步推廣到城市復合生態(tài)系統(tǒng)中。管理實踐中需要加強城市生態(tài)系統(tǒng)整體彈性能力的建設,探索建立成熟的彈性社區(qū)的范式；加強城市生態(tài)系統(tǒng)風險動態(tài)管理,將彈性社區(qū)建設納入到城市規(guī)劃中,引領城市規(guī)劃管理的變革；注重城市風險異質性管理,尋求關鍵生態(tài)服務的供需平衡；綜合以上因素建立全方位-全過程的城市生態(tài)風險管理體系。

3)創(chuàng)新城市生態(tài)風險管理的體制與機制。城市生態(tài)風險管理目標的實現(xiàn),需要從體制機制進行創(chuàng)新,建立信息共享機制、決策機制、公眾參與機制、實施保障機制,與各種調控措施和手段協(xié)同作用,充分調動利益相關方的積極性,實現(xiàn)生態(tài)風險管理與區(qū)域的經濟效益有機結合。

總之,城市作為復合生態(tài)系統(tǒng),其生態(tài)風險管理需在較大尺度和較高層次上進行分析和統(tǒng)領。從城市生態(tài)系統(tǒng)層次開展城市生態(tài)風險評價與管理方法研究,明確城市生態(tài)風險評價的對象、范圍以及技術方法,構建符合城市生態(tài)系統(tǒng)的風險管理體系,指導城市生態(tài)管理,對提高我國城市生態(tài)管理水平具有重要意義。