鄭 艦

陳亞萍

王國光*

棕地(brownfield)作為與綠地(greenfield)相對應的規(guī)劃術語，其原本英文含義是指“城市中用來建造住房、辦公樓等的用地，過去那里已有建筑物或工業(yè)等”。目前，在治理經驗成熟的國家中，對棕地的定義主要有2種：美國、加拿大偏向于將棕地定義為廢棄且疑似被污染的土地[1-5]；英國的棕地外延更廣[1]，最初只包含工業(yè)用地、采礦業(yè)和垃圾堆積地，后來加入閑置用地和建筑改造項目，至1999年英國在建立國家土地利用數(shù)據庫時，定義棕地為開發(fā)后目前被閑置的土地和建筑物[1-2]，其范圍逐步被拓寬。盡管有所區(qū)別，但2種定義都強調了棕地是處于“閑置”和“廢棄”狀態(tài)的土地。國內學術界所稱的“棕地”一詞是對英語單詞“brownfield”的直譯[6]，對于其明確的概念尚未達成統(tǒng)一[7]，常與“舊城改造”“工業(yè)區(qū)更新改造”等概念混用[1]。事實上，三者在目的、內容、意義上有所重疊，但又不完全等同。棕地所包含的范圍更廣(工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、交通用地和物流倉儲用地等)，且可能受到污染，需要經過治理才能再次開發(fā)。棕地作為已經被開發(fā)過的土地，基本的基礎設施(給水、排污、供氣等)通常存在，是可持續(xù)土地管理的潛在資源[8]。有學者認為棕地是按照城市規(guī)劃政策或城市復興目標有潛在開發(fā)可能的土地[9]，棕地再開發(fā)也是土地循環(huán)使用的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略理念的體現(xiàn)[10]，能對改進城市環(huán)境、吸引投資以及振興當?shù)亟洕a生積極影響。

1 研究概況

1.1 研究趨勢及分布學科

截至2018年4月5日，在Web of Science中跨庫搜索“brownfield”主題詞，搜索結果中相關論文最早出現(xiàn)在1935年，其后研究成果呈現(xiàn)不穩(wěn)定增長的趨勢。在CNKI中搜索“棕地”主題詞，文獻最早出現(xiàn)在2001年，2005年之前文獻較少且數(shù)量平穩(wěn)，從2007年開始增長趨勢顯著提升，表明中國對棕地問題的關注較晚，但在近10年內研究論文數(shù)量快速上升(圖1)。Web of Science中含有主題“brownfield”的論文1 116篇，生態(tài)環(huán)境科學類的論文占比例最高(57.26%)，共639篇，其次是工程類(34.22%)、農業(yè)類(20.60%)、商業(yè)經濟類(19.19%)和地理類(17.68%)。在CNKI跨庫檢索中包含“棕地”主題的論文共有469篇，位于前5位的研究學科是：建筑科學與工程(33.45%)、環(huán)境科學與資源利用(23.17%)、農業(yè)經濟(12.02%)、經濟管理(8.19%)和行政法及地方法制(6.27%)，說明棕地問題在建筑工程和環(huán)境資源學科內的關注度較高。總之，上述數(shù)據說明棕地問題得到了國內外多角度的研究[11-12]，但值得注意的是，Web of Science中公共健康類論文占有17.15%，未在CNKI學科分布中出現(xiàn)，可見國內對棕地與公共健康關系方面的研究較少。

在Web of Science樣本中，主題和關鍵詞包含的國家和地區(qū)名稱有中國(15詞頻)、英國(10詞頻)、捷克共和國(9詞頻)、歐洲(9詞頻)，說明這些國家和地區(qū)的棕地問題受關注較多。從發(fā)表論文的分布國家中看出，雖然中國和加拿大相關論文出現(xiàn)年份在2007年，晚于美國和英國，但論文發(fā)表頻次較高。捷克共和國近幾年棕地再開發(fā)的相關論文數(shù)量增長尤其顯著，數(shù)據反映了國家對棕地再開發(fā)問題的重視程度。非中文文獻中，對具有棕地再開發(fā)成功經驗的國家進行經驗學習和對比的論文也不在少數(shù)。從CNKI的高級檢索結果來看，主題包含“棕地”及“美國”的論文106篇，包含“棕地”“德國”的論文19篇，包含“棕地”“英國”的論文16篇，可見這些國家的棕地治理經驗被比較的頻率較高。例如，美國超級基金制度及法律對我國的啟示，以及美國西雅圖煤氣廠公園、紐約高線公園、羅德島鋼鐵工廠院落等棕地案例評述，都是出現(xiàn)頻率較高的內容。

1.2 研究熱點

圖1 CNKI和WOS數(shù)據庫中“棕地”主題的文獻數(shù)量和增長趨勢對比

圖2 CNKI中“棕地”主題論文關鍵詞共詞網絡

以中文相關論文最早出現(xiàn)時間(2000年)為節(jié)點，對國內外文獻進行分析梳理?；诠铂F(xiàn)分析和聚類分析方法，對主題、關鍵詞、引文、地域分布等進行分析，得出研究熱點?；谥袊t(yī)科大學醫(yī)學信息系開發(fā)的BICOMB軟件[13]對CNKI樣本中的關鍵詞進行定量統(tǒng)計，得出頻率最多的有“棕地”“污染場地”“棕地再開發(fā)”“可持續(xù)發(fā)展”“生態(tài)修復”等，且在《中國園林》和《國際城市規(guī)劃》等期刊出現(xiàn)的論文頻次居多。將CNKI中棕地主題搜索出的關鍵詞按出現(xiàn)頻次排序，選擇出現(xiàn)頻次大于或等于7次的詞作為研究對象，然后利用Ucinet軟件的繪圖功能，將共現(xiàn)關鍵詞的二值矩陣數(shù)據轉換為高頻關鍵詞網絡圖(圖2)。考慮到極值對網絡的影響，分析過程中剔除了“棕地”這個關鍵詞。點度中心度越高，反映其在網絡中的地位越高，研究人員的關注度越頻繁，越有可能是主題研究中的熱點。圖2的關鍵詞共現(xiàn)網絡分析顯示，“棕地再開發(fā)”“可持續(xù)發(fā)展”“土地利用”“城市更新”具有較高的點度中心度。WOS樣本在Landscape and Urban Planning中出現(xiàn)138次，Urban Studies中出現(xiàn)116次。關鍵詞中“redevelopment”(再開發(fā))(詞頻73、中心度0.22)、“sustainability”(可持續(xù)性)(詞頻50、中心度0.07)、“l(fā)and use”(土地利用)(詞頻30、中心度0.12)，與CNKI的分析結果近似。由于WOS數(shù)據樣本較大，為了確保文獻分析結果的準確性，基于美國德雷塞爾大學陳超美教授開發(fā)的Citespace軟件[14]，對主題和關鍵詞的共現(xiàn)情況，以及文獻被引情況進行綜合計算，得出聚類結構圖，節(jié)點大小代表總被引次數(shù)，顏色由深到淺、由冷到暖代表研究時間的遠近，并算出最具代表性的名詞短語(圖3)，圖中黃色斑塊節(jié)點是“sustainable regeneration”(可持續(xù)再生)、“l(fā)and use pattern”(土地利用布局)、“coal-mine brownfield”(煤礦棕地)等，其中“sustainable regeneration”節(jié)點最大，聚類結果證實關鍵詞分析較準確。從表1可以看出，2個數(shù)據庫的高頻率關鍵詞體現(xiàn)出一致性，且樣本論文在規(guī)劃設計類期刊上發(fā)表較多。為了進一步確定“棕地再開發(fā)”主題下的研究熱點，聚類分析WOS核心數(shù)據庫中“brownfield redevelopment”主題搜索結果(330個樣本)和CNKI數(shù)據庫“棕地再開發(fā)”主題搜索結果(159個樣本)，輸入CiteSpace，分別得到2張聚類分析圖(圖4、5)。其中，“past trend”“old industrial area”“長春市”“老工業(yè)基地”“發(fā)生機理”“污染場地”等主題詞，反映了棕地所存在的特定時間與空間的研究主題；而“re-use option”“sustainability indicator”“組合評價”“非正式規(guī)劃工具”等主題詞，可以歸納為棕地再開發(fā)的分類和評價研究。綜合2個數(shù)據庫樣本的共詞、聚類分析歸納得出研究熱點：1)棕地的時空特點研究；2)棕地再開發(fā)的分類和評價研究。

2 研究內容

2.1 棕地時空特點研究

棕地時空特點之所以被眾多學者關注，首先，因為棕地根植于某個時間和空間[15]，其形成原因一般與城市化、去工業(yè)化和經濟結構調整等有關；其次，棕地的時空特點是影響棕地再開發(fā)決策的重要因素[16-18]，為實施再開發(fā)提供基礎數(shù)據和驅動力[19]；最后，棕地時空數(shù)據的公開化可以增加公眾對棕地的了解，加強對土地開發(fā)者的監(jiān)督管理[20]。在相關研究中，棕地數(shù)據庫的建立和更新、棕地識別和統(tǒng)計的技術突破是關鍵點。

2.1.1 棕地數(shù)據庫的建立和更新

數(shù)據庫應包含棕地現(xiàn)狀信息、位置、規(guī)模、之前的用地功能、污染狀況、更新模式、更新進展等。棕地治理經驗成熟的國家普遍建立了棕地數(shù)據庫，美國環(huán)境保護署(EPA)制定了超級基金數(shù)據庫系統(tǒng)(CERCLIS)管理棕地修復項目；英國按土地用途將棕地分為51類，并建立英國國家土地利用數(shù)據庫(NLUD)，由當?shù)匾?guī)劃部門每年收集棕地地理位置和土地利用計劃等信息；加拿大各聯(lián)邦實行了棕地的檔案和登記制度，要求將土地的檔案隨同開發(fā)方案一起遞交給規(guī)制部門，檔案中包括一份關于土地歷史情況和相關污染問題的標準調查表[21]。

圖3 WOS中“棕地”主題論文聚類結構圖

圖4 WOS中“棕地再開發(fā)”主題搜索結果關鍵詞聚類分析

圖5 CNKI中“棕地再開發(fā)”主題搜索結果關鍵詞聚類分析

我國開展了全國性土壤污染調查，“棕地云”平臺已在建設，還未大范圍投入使用。近5年來，我國相關學術研究嘗試提出識別統(tǒng)計棕地的方法和具體建庫步驟。有研究以長春市為例，通過用地性質篩選、廢棄地塊及污染特征篩選，現(xiàn)場勘查進行城市棕地信息識別，并在棕地信息識別和錄入GIS數(shù)據庫后，進行復核、補充和分析[22]；也有研究基于舊工業(yè)用地、沿江倉儲碼頭用地、閑置地統(tǒng)計武漢市棕地數(shù)量，并分析分布特征和已開發(fā)情況[23]。兩者都是通過統(tǒng)計城市總體規(guī)劃中的用地功能置換的土地，篩選出疑似棕地，但初步得到的數(shù)據不完全準確，還需要其他補充資料。有研究以深圳福田為例，通過驗證環(huán)境責任、確認拖欠稅款，與工業(yè)分類代碼進行交叉核對等步驟識別棕地，但是未拖欠稅款的關停工廠或企業(yè)不能被篩選出來[24]，識別方法也存在缺陷。由于沒有完善的棕地識別方法和統(tǒng)一的棕地數(shù)據庫，目前關于我國棕地時空特點的研究案例僅限少數(shù)幾個城市。

2.1.2 棕地識別和統(tǒng)計技術

在棕地識別和統(tǒng)計研究中，遙感和衛(wèi)星技術提供棕地環(huán)境監(jiān)測數(shù)據，GIS提供統(tǒng)計棕地信息、地圖處理、規(guī)劃管理、分析與決策支持等技術。2008年，費拉拉通過高光譜遙感技術識別棕地的輪廓，將檢測到的數(shù)據整合到GIS中[25]；2009年，斯圖辛斯基等使用遙感圖像處理系統(tǒng)軟件，根據工業(yè)棕地經常被廢棄地和挖掘地所包圍的特點，篩選出歐洲27國的工業(yè)型棕地[26]；2013年，斯卡拉通過從正射影像地圖的時間順序識別農業(yè)型棕地，調查農業(yè)設施的演變，但是沒有說明具體的遙感觀測方法[27]。

除了用遙感觀測數(shù)據外，國內棕地數(shù)據主要來自城區(qū)規(guī)劃圖、現(xiàn)狀圖和道路系統(tǒng)規(guī)劃圖等；國外的數(shù)據來源有火災保險計劃(包括地理位置、用地功能和潛在危險等詳細信息)和污染企業(yè)名錄等。在數(shù)據管理方面，GIS可隨時補充和輸出數(shù)據，同時也是分析棕地數(shù)據的有效工具，有助于厘清空間結構[28-29]。決策方面，在GIS中通過確定指標和評估模型可以確定最佳的土地利用方式[30]。

近幾年，網絡共享平臺開始應用在棕地再生項目中，通過網絡為用戶儲存和提供收集的棕地信息(有關法規(guī)、技術手冊、工具和案例以及不同類型的棕地再生案例)[31]，不僅省去了查找棕地相關信息的時間，還可以從用戶搜索信息的規(guī)律中看出不同人群對棕地再生各個環(huán)節(jié)的興趣點，從另一個渠道獲得棕地相關信息。

2.2 棕地再開發(fā)分類和評價研究

2.2.1 棕地再開發(fā)分類

棕地再開發(fā)的分類與城市發(fā)展定位、功能分區(qū)、發(fā)展效益、原有用地使用性質、區(qū)位等多因素相關。不同于歐盟Cabernet的A-B-C模式(根據資金來源)的分類[32]，國內的棕地分類研究一般基于用地功能：居住型開發(fā)、商業(yè)型開發(fā)、綠地型開發(fā)、公共設施型開發(fā)以及都市工業(yè)型開發(fā)。

1)居住型開發(fā)：棕地開發(fā)為居住用地在很多國家被看作是帶來經濟效益、促進城市復興的有利方式。據英國政府統(tǒng)計，2007—2008年至少有60%的新建住房建于棕地重建項目中。房地產開發(fā)業(yè)是英國棕地再生的關鍵項目，且占有相當高的比重[33]，雖然棕地再開發(fā)對周圍的住宅價值總體上起到了積極的作用，但城市中的棕地再開發(fā)引起的地塊高檔化迫使原住民搬離，老年人和租戶容易受影響[34]。2)商業(yè)型開發(fā)：考慮到經濟效益和投資回報，商業(yè)型開發(fā)也是開發(fā)商的熱門選擇之一，有利于帶動棕地附近的環(huán)境活力。3)綠地型開發(fā)：城市規(guī)劃者認為棕地有振興城市景觀的潛力[35-36]，是恢復城市生態(tài)的重要方式，具有社會和環(huán)境價值。綠地型開發(fā)可增加地塊的儲水和溫度調節(jié)能力，創(chuàng)建動物棲息地，植被的發(fā)達根系可生物降解，維系場地的土壤健康[37]，創(chuàng)建娛樂和休閑空間[33]。1988—1993年間，英國有19%的棕地被轉變?yōu)榫G地[38]。也有學者把未被再開發(fā)、但有植被覆蓋的棕地歸納為城市綠色基礎設施的重要組成部分，可提供生態(tài)系統(tǒng)服務[39]。4)公共設施型開發(fā)：在合理利用土地資源的同時，此類型開發(fā)為公眾提供接近和了解棕地的公共空間，如文化主題公園和大地藝術基地等。5)都市工業(yè)型開發(fā)：不同于傳統(tǒng)的工業(yè)用地，都市工業(yè)型用地無污染、低能耗、低物耗，主要以新型高科技產業(yè)、創(chuàng)意產業(yè)為主。多項研究表明棕地再開發(fā)為住房或商業(yè)項目，是大城市中最常見的項目[40-41]，關鍵因素是經濟利潤和投資回報快。

不同于一般的土地功能置換，棕地要先進行污染調查和環(huán)境風險評價，根據土壤修復情況合理界定土地使用性質。例如居住型開發(fā)和商業(yè)型開發(fā)比其他類型的土壤條件要求高，對于污染嚴重的地塊盡量避免這2種類型的開發(fā)。有學者提出以土壤修復方式為依據的用地屬性劃分，然后再根據區(qū)位和交通條件等，確定規(guī)劃用地性質和設計方案[42]。此外，棕地再開發(fā)的類型是否符合當?shù)鼐用竦囊庠竅43]也很重要。2014年，楊少榮等對湖南、湖北、浙江等地的棕地附近居民發(fā)放調查問卷，結果顯示最希望棕地被開發(fā)成文化與娛樂場所或社區(qū)公共設施，其次是住宅區(qū)[44]。2017年，納弗拉迪爾在捷克布爾諾市中已經開發(fā)為公共用地的棕地地區(qū)發(fā)放調查問卷，發(fā)現(xiàn)市民對工業(yè)棕地和軍事棕地再開發(fā)為旅游用地的興趣最高，而對都市工業(yè)型用地的期望最小[45]。部分地區(qū)的調查結果并不能概括民眾意愿，因為居民的棕地再開發(fā)偏好因其生活方式、社會地位和棕地所在的區(qū)位不同而產生差異[46]。

2.2.2 棕地再開發(fā)評價

相關研究主要有棕地再開發(fā)評價指標選取研究和指標優(yōu)化。有學者依據棕地具有復雜、生態(tài)屬性、利益廣泛性的特點[46]選取指標，或是從土地資源管理學、城市規(guī)劃學和景觀生態(tài)學等多學科角度出發(fā)選取指標，也有通過專家訪問等方法建立棕地再開發(fā)評價指標體系[47]，為了精確評價結果，在選取初步指標的基礎上再進行指標優(yōu)化[48-49]。在單一因素對棕地再開發(fā)的影響研究中，一部分研究從成功的棕地案例中總結經驗。棕地原地塊的地理性質和空間特性吸引了學者關注，棕地再開發(fā)的潛力和開發(fā)類型受地理區(qū)位(如城市內的位置、鄰近的城市中心、靠近高速公路等)的影響[50-52]；經濟活動也與棕地再開發(fā)存在關聯(lián)，部分棕地因缺乏市場潛力而得不到開發(fā)[53-54]。我國尚未開展全國或省市尺度的棕地普查項目，有關棕地數(shù)據的統(tǒng)計分散于環(huán)境和土地部門關于土壤污染和廢棄地塊的統(tǒng)計資料之中，加之目前的國家《城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準》(GB 50137—2011)采用較粗略的大類、中類、小類3級分類編碼系統(tǒng)，不夠精確反映土地混合功能的特點，難以提供一個通用的自上而下的框架來確定省、市、縣級棕地再生信息，因而難以達到數(shù)據資源共享[12]。另一部分研究基于理論模型和社會調研。2017年，比爾斯利用空間決策系統(tǒng)評估重建場景的屬性(當?shù)厣鐓^(qū)基本設施與棕地的接近程度)[55]，探索棕地再開發(fā)模式?？坪仗岢鲆P注城市中重建棕地過程中微氣候的變化，通過對棕地再開發(fā)幾種模式的微氣候模擬結果對比研究，提議將微氣候調節(jié)等生態(tài)系統(tǒng)服務作為棕地再開發(fā)的模式選擇依據[56]。

值得注意的是，在開發(fā)成本有限的情況下，需要基于評價結果合理制定棕地再開發(fā)次序。多項研究表明城市棕地全面的環(huán)境信息和社會經濟屬性信息，能有效篩選需要優(yōu)先開發(fā)的棕地[24，29，57]。

有一些棕地類型由于地理位置和產生原因特殊受到學者們的關注，國外研究者直接稱為礦業(yè)棕地(mining brownfield)、農業(yè)棕地(agriculture brownfield)和軍事棕地(military brownfield)。在我國，CNKI數(shù)據庫中以“礦業(yè)棕地”“農業(yè)棕地”或“軍事棕地”為主題的論文寥寥無幾，而“廢棄地再利用”“農業(yè)污染治理”等主題論文中涉及了相關棕地類型。

3 結論與展望

3.1 研究結論

3.1.1 研究熱點分布

2個數(shù)據庫樣本的共線、聚類分析結果顯示，棕地問題在制度管理層面和技術治理層面受到普遍關注，前者包括“good governance”(優(yōu)化管理)、“attracting private investment”(吸引私人投資)、“brownfield rehabilitation”(棕地再生)等主題類型(圖4)，后者包括“污染場地”“棕地治理”(圖5)等主題類型。從文獻數(shù)量統(tǒng)計上來看，國內對棕地相關問題的關注度在近10年內快速上升，論文關鍵詞“棕地再開發(fā)”(brownfield redevelopment)、“可持續(xù)性”(sustainability)和“土地利用”(land use)呈現(xiàn)出較高的中心度，且在規(guī)劃設計類期刊上發(fā)表論文數(shù)量高，說明在規(guī)劃設計層面研究凸顯。然而，對比2個數(shù)據庫的計量結果，從關鍵詞頻數(shù)量、聚類組團數(shù)量和聚類主題詞的多樣化程度等，都顯示出國內的相關研究在廣度與深度上與發(fā)達國家相比還有差距。

表1 WOS中“棕地”主題論文關鍵詞頻和中心度

3.1.2 研究時區(qū)分布

Citespace的時區(qū)視圖可以描繪各研究主題隨時間的演變趨勢和相互影響，便于直觀看出某個研究主題研究基礎的時間跨度。以WOS樣本的研究前沿時區(qū)分析得出，“#0 sustainable regeneration”(可持續(xù)性再生)研究是2010年以來的研究趨勢和熱點。從2013年開始，棕地的“#14 land use pattern”(土地利用格局)研究出現(xiàn)。值得注意的是圖中“#1 brownfield residential redevelopment”(居住型棕地再開發(fā))論文集中在2004—2013年，與2010年后“#0 sustainabille regeneration”主題的連線較多，說明在這2個時間段內，主題的傳承性較強。

3.2 研究展望

國際期刊上對棕地可持續(xù)再生的重視，在一定程度上為我國的棕地再開發(fā)指明了研究方向。首先，鑒于土地資源稀缺現(xiàn)狀，棕地再開發(fā)對地方政府來說是一個有吸引力和可行的方法，當務之急要建立我國棕地可持續(xù)再生的政策法規(guī)體系，核心要義是重建人與自然的和諧關系；其次，建立我國棕地分類體系，探討如何以擴張的土地使用類別，將棕地分類納入國家《城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準》(GB 50137—2011)中[58]，并在國家土地基礎地理信息數(shù)據庫中逐步建立起棕地信息數(shù)據庫，以提供細致了解棕地重建信息的方式，并依據動態(tài)數(shù)據實現(xiàn)決策管理精細化；第三，探索棕地再開發(fā)評價的理論與方法，提高棕地再開發(fā)的效率和效益，目前這方面的中文文獻數(shù)量明顯少于英文，各因素對棕地再開發(fā)的影響研究成果較少，我國棕地再開發(fā)的評價指標選取大多基于文獻梳理，相關研究深度不夠；最后，棕地再開發(fā)與市民健康風險的相關性，以及棕地再開發(fā)中的公眾參與也具有研究價值。

注：文中圖片均由作者繪制。