張 平 林 昕 張永翔 孫強強 孫亞楠 孫丹峰*
(1.中國農業大學 土地科學與技術學院,北京 100193;2.中國農業大學 土地利用與管理研究中心,北京 100193)
隨著人類邁入“城市紀元”,積極地應對和解決城市地區可持續發展的挑戰對于推進全球可持續性轉型具有重要意義。預計至2030年,聯合國可持續發展目標截止期限,全球人口的城市化率將超過60%。城市地區雖然貢獻了全球75%以上的GDP,但同時也產生了大量的能源需求和碳排放過程。2030年聯合國可持續發展議程提出建設包容性、安全性、韌性和可持續的城市未來目標(簡稱為SDG11),進一步明確了城市可持續發展在全球可持續進程中的重要作用。因此,迫切需要以全新的、整體性的視角來理解城市面臨的復雜交互式挑戰,以期權衡和協同多目標發展戰略,實現符合未來城市可持續發展戰略的空間規劃和政策管理。
城市作為典型的復雜土地利用系統,具有抵御自然和人為災害的韌性功能。然而隨著全球變化和人類活動的加劇,處于“人類世”影響中心的城市系統因其人口、資源的高度聚集和基礎設施的密切聯系而變得更加脆弱,存在連鎖反應引發系統崩潰的風險。例如,全球性金融體系、貿易網絡的建立,將城市當地影響引發擴散到區域甚至全球范圍。因而,當今城市系統面臨的可持續性挑戰存在跨越多時空尺度的耦合交互作用。
中國在過去的近30年中經歷了前所未有的快速城市化進程。聯合國世界城市化展望報告中指出1970年以來,中國城市人口增加了接近60%,1978—2017年,中國的城市擴張速度從17.92%提升至58.52%;在1992—2012年,建成區面積擴張了大約4倍。然而,這個過程卻加劇了有限的土地資源、生態環境和社會經濟發展之間的矛盾,產生了諸如地區經濟差距擴大、環境污染加劇、資源過度消耗利用等一系列嚴峻的問題,阻礙了地區可持續發展目標的實現。
傳統的單要素、單維度、獨立性研究難以滿足當前我國城市體檢及國土空間統一治理等管理實踐的內在需求,迫切需要發展面向城市復雜系統的多尺度、綜合性、全面性的認知,以減緩區域和跨尺度的不利影響,提升城市可持續管理在國土生態安全、資源節約集約利用、國土空間開發保護等方面的效用。為應對城市可持續管理中問題的復雜性和不確定性,國內外已有研究開發了諸多概念理論及分析框架:一方面,“城市可持續性”、“城市韌性”、“城市轉型”等相關概念的規范化是開展耦合系統研究的科學基礎;另一方面,社會-生態系統(Social-ecological system, SES)、人類-環境系統(Human-environment system, H-E)、人與自然耦合系統(Coupled human-envronment systems, CHANS)等理論框架,也為科學認識城市復雜系統互饋機制、表現形式及演化路徑提供了可借鑒的思路。
因此,本研究面向SDG11“可持續的城市和社區”目標和我國城市管理實踐的需求,基于人地耦合關系、復雜性科學、土地利用系統等相關理論,以及“城市可持續性”、“城市韌性”、“城市轉型”等相關概念基礎,采用社會-生態系統耦合視角統一組織城市復雜性結構和動態互饋過程。本研究重點關注關鍵的土地利用過程和社會-經濟-生態多維度耦合動態對系統可持續性多穩態的表征能力,以期識別城市系統協同演化及不確定性分析的主體,建立多尺度城市可持續綜合管理理論框架,并以該框架為基礎,提出未來城市可持續研究亟待開展的科學問題和管理重點。
城市可持續轉型需要引入全新的概念以應對日益增長的復雜性、高度的不確定性,滿足全球范圍內不斷增加的人類福祉需求。在“人類世”和“城市紀元”提出以前,“城市可持續性”、“城市韌性”、“城市轉型”等一系列相關概念已被應用于城市可持續管理實踐。然而,目前已有研究與政策文件對相關基礎概念內涵解讀不一,限制了城市復雜系統演化和可持續發展的知識傳遞和認知提升。例如:《新城市議程》等政策文件對城市的可持續性、韌性、脆弱性以及轉換等概念局限在相對狹義的范圍內(表1),甚至出現了“城市韌性”與可持續性發展政策的重疊性和混淆性解讀。在聯合國《新城市議程》等政策文件中,“城市可持續性”相關概念定義為既滿足當代人的需求,又能夠確保后代人擁有商品和服務而不使人類-環境耦合系統結構和功能產生退化,側重于強調以提高資源利用效率為主要目的,在此情形下,對效率的單一關注可能會造成系統多樣性減少,從而削弱系統韌性,導致可持續發展與韌性管理目標沖突。因此,本研究首先總結了現有文獻和政策實踐對“城市可持續性”等相關概念的定義,并且借鑒Elmqvist等對于城市可持續概念統一性的解釋框架,對城市可持續性-韌性/脆弱性-轉型等基礎概念作出系統梳理和邏輯組織。
表1 城市可持續性相關概念對比
Table 1 Comparisons of concepts related to urban sustainability
概念Concept政策內容Policy content文獻定義Description in other literature本研究中的概念內涵Description in this study城市可持續性Urban sustainability資源利用效率增強和優化強調城市各組成系統(社會-經濟-資源-環境)正向協同演變和協調發展,而不損害未來或周邊地區發展的能力,通過可持續性的手段減少對生態環境的損害影響[13]。對城市所依賴的資源進行管理,促進城市區域各個子系統的綜合協調能力,以保證當代人和未來的人類福祉和分配平等。城市韌性Urban resilience應對災害的恢復能力衡量跨時空尺度城市系統及其社會-生態網絡以及社會-技術網絡應對干擾時具有維持或迅速恢復到理想狀態的能力,且能夠適用變化,轉向未來可適應的系統[14]城市系統在承受變化壓力的過程中吸收干擾、進行重組,以保持系統的基本結構、功能、關鍵特征、反饋機制不發生根本性變化的能力。這種能力屬性構成來源于系統組分的多樣性、冗余性、自組織等特性。城市脆弱性Urban vulnerability系統對極端氣候導致的負面影響的敏感程度和不能處理的程度社會、經濟、自然和環境等條件的狀態與極端災害可能造成的損失之間的相互關系,城市中要素的抵抗力決定了損害可能的嚴重程度[25]。脆弱性各個組成部分的互動關系是動態的,一般包括干擾和外部壓力的暴露狀況、敏感性和適應能力等,且這種關系隨干擾類型、具體地點和系統特征而不斷變化。適應是降低脆弱性的途徑,人們可以預測未來可能發生的環境變化,分析未來情景下的脆弱性,然后通過適應策略的選擇改善當前系統狀態,降低脆弱性。城市(狀態)轉換Urban (state)transition系統屬性的大規模變化城市系統技術、社會、經濟和生態等屬性從一種狀態向另一種狀態發生的根本性轉變。“城市轉型”是與系統和機構層面相聯系的類似概念,其重點關注多主體啟動、加速和進一步促進系統轉型過程的能力,通過當地實踐和機構制度產生可持續問題解決的辦法[15-17]。城市系統的系統性轉變,表征其在基礎設施、生態系統、機構配置、生活方式、城市創新、制度和治理等方面發生根本性不可逆轉的變化。
本研究結合國內外文獻綜述,在明確城市可持續性、韌性、脆弱性及系統轉換概念內涵的基礎上(表1),梳理其在“人類世”和“城市紀元”可持續管理過程中的相互聯系,結果見圖1。假設城市是處于不斷動態演化中的復雜自適應系統,涵蓋非線性動態、多閾值、不確定性以及漸變與突變等多時空互饋的動態過程,且具有多種可能的發展路徑(或軌跡)(圖1(a))。系統韌性則是對特定路徑的維持、(簡單)強化的能力,在圖1(a)中表現為沿著特定軌跡的周邊“隧道”,其寬度代表系統抵御外部性因素擾動的韌性范圍,即一種應對不確定性風險以及維持在正常軌跡持續發展的能力。而系統脆弱性和韌性既有區別又有聯系。兩者均是強調城市復雜系統應有足夠的應變能力來達到可持續發展的目的,時間維度上比可持續發展要短,均是達到可持續性發展的手段。城市的韌性與其適應力、調整力、轉型力成正比,與外界的擾動因素、脆性因素成反比(圖1(b)),且涵蓋了包括了脆弱性范圍之外的轉換能力和學習能力。通過運用韌性和脆弱性管理思維,“隧道”的寬度得以控制,并且存在以下2種情況:1)韌性范圍擴大以確保系統始終沿著理想的軌跡進行定向轉換(適應和主動轉換);2)處于狹窄范圍內的韌性系統與短期可持續性政策發生沖突,促使系統向更高層次、更加理想狀態的軌跡發生的突變性“躍遷”。“嵌套的適應更新循環”模型也是對系統“韌性-轉換力”動態過程的有力支撐。2種系統演化路徑,即定向轉換與突變,在規模以及轉換路徑上有所區別,但均可以促使系統向更加可持續的狀態進行演化,最終達到減少貧困、改善健康、促進教育公平和經濟增長以及應對極端氣候變化等方面協調、健康、可持續的發展能力(https:∥sustainabledevelopment.un.org/sdgs)。

(a)修改自Elmqvist等[24];(b)修改自方修琦等[27]和仇保興[28]。(a) is adapted from Elmqvist et al.[24]; (b) is adapted from Fang et al.[27] and Qiu[28].圖1 城市可持續性、韌性、脆弱性與轉型的演化路徑(a)城市脆弱性和城市韌性的內在聯系(b)Fig.1 Evolution pathways of urban sustainability, resilience, vulnerability and transformations (a) and the inter-relationship of urban vulnerability and urban resilience (b)
目前,已有國內外研究提出了諸多城市可持續管理綜合性的5個理論框架,見圖2。這5個理論框架有助于指導對城市多尺度社會-生態系統動態演化和互饋機制的認知,用于科學地組織城市系統協同演化的主體、結構及各子系統之間的傳遞路徑,以識別和揭示城市復雜系統關鍵的非線性變化過程。

圖2 城市可持續管理相關理論基礎Fig.2 Related theories basis for urban sustainable management
其中,社會-生態系統框架SESs通過闡明社會子系統和生態環境子系統相互作用的復雜模式,揭示系統的非線性、自組織、多穩態、多層次和嵌套網絡的構成特征,為理解城市復雜自適應系統開辟了統一綜合的宏觀性研究框架。在社會-生態系統和人地關系理論應用的研究領域,“可持續性科學”建立了多目標集成理解人與自然狀態的思維方式——既滿足社會發展的需求,同時維持人類賴以生存的地球系統,從而進一步強調科學技術與政策調控交互促進的必要意義。其中,社會-生態系統耦合的脆弱性/韌性(Vulnerability/Resilence)是可持續分析的核心內容。隨著該主題框架內容的不斷拓寬和加深,系統框架不僅考慮系統受到壓力/災害的損失程度,而且進一步將系統對壓力的敏感性以及韌性納入其中,以建立符合可持續發展能力的脆弱性/韌性分析模型,為應對多尺度人類活動和全球環境變化帶來的挑戰提供了突破口和落腳點。此外,為衡量不同區域環境和社會發展的可持續進程,1999年由歐洲環境署(Europe Environmental Agency)提出剖析社會-生態系統互饋機制和因果關系的驅動力(Driving forces)-壓力(Pressure)-狀態(State)-影響(Impact)-響應(Response)(簡稱“DPSIR”)模型,能夠有效整合資源、發展、環境與人類健康問題,為生態環境效應評價指標體系的建立提供了一個基本框架。基于對社會-生態系統內部互動機制的整合,壓力-脈沖框架將影響系統結構和功能的過程凝練為短促脈沖式的活動以及廣泛持續性的壓力作用,為識別影響生物物理系統及生態系統福祉的驅動模式提供了科學參考。在此過程中,復雜的人類活動和自然因素變化不斷推動城市土地利用空間模式和景觀結構的轉變,地表的動態過程又進一步影響著城市系統的社會、經濟和環境效應。土地利用范圍和強度發生變化,可能導致土地系統從當前結構狀態轉向另一種穩態,從而產生非線性、結構性轉變(城市的生長、衰退和更新等循環轉換過程)。因此,城市土地利用系統及其轉型模式(Land system transform)是連接社會經濟活動壓力、系統內部狀態及生態系統響應結果的重要表征,如何管理區域城市土地利用系統成為人地系統可持續發展的關鍵。
基于以上的理論框架基礎,本研究認為系統的整體性和復雜性是城市可持續動態分析的重要特征,但受現實數據的可獲取性限制,亟需開發簡化、清晰、綜合的“城市可持續性”分析框架。因此,本研究將城市可持續管理分析納入多維度、不同時空尺度社會-生態耦合系統框架,目的在于:1)明晰城市復雜系統協同演化及不確定性分析的主體,聚焦關鍵組成因子及其參量特征;2)理解多尺度城市社會-生態系統的結構及各子系統間的相互反饋關系及傳遞路徑;3)基于我國城市可持續科學研究和管理現狀,提出未來城市可持續管理的科學和實踐挑戰。
城市復雜系統的可持續分析框架見圖3。該框架是一個由多層次子系統及子系統內相互關聯的多屬性變量構成的抽象化概念框架。基于可持續的人與環境耦合系統視角,該框架的主體構成如下:1)源于系統內外的壓力/干擾的作用集合;2)系統受到壓力/干擾的暴露特征,包括暴露對象及表現特征;3)耦合系統對于壓力/干擾的敏感性;4)系統的可持續狀態變化結果,包括響應、調整、適應、重組、轉換等特征。這些構成主體彼此相互作用,且具有尺度依賴特征。
對于多尺度城市社會-經濟系統,城市可持續動態橫跨局地-區域-全球空間尺度,具體涉及的主體如下:
1)壓力/干擾作用集合。城市復雜系統的壓力/干擾集具有多時空尺度、多維度、多形式以及遠程耦合和相互連接的特征。首先,城市系統的驅動力來自于社會-經濟-生態多維度耦合的變化,且存在多時空尺度的耦合交互作用。全球/區域尺度人類社會活動及生態環境變化通過“自上而下”的方式驅動小尺度上的系統變化,反之,局地尺度的社會-生態系統內部反饋的相互作用,也可以通過“自下而上”的尺度推演反饋到大尺度的系統變化;其次,不同要素的壓力作用形式各有差異,主要包括快速脈沖式壓力和緩慢持久式壓力;最后,由于城市內部基礎設施、社會網絡密切聯系,壓力產生跨越系統邊界的遠程溢出效應,例如:城市擴張不但在近距離直接導致周邊其他土地利用類型的占用和轉換,且在遠距離上,通過要素聚集過程直接或間接改變了遙遠區域的土地利用形態。這些干擾/壓力的性質還主要取決于其所作用的客體。因而研究這些干擾的性質、主體、效應以及他們與作用客體和城市系統之間的聯系對可持續管理有重大意義。
2)系統的壓力暴露特征。城市復雜系統壓力的暴露特征包括暴露單元和暴露方式兩部分,分別描述了壓力的作用對象及不同壓力源的作用形式。其中,暴露單元覆蓋不同對象主體和多個空間尺度范圍,既可以以不同個體、群體及其社會組織為對象,又可以以城市內部不同地塊、街區、景觀要素、生態系統或是整個城市為研究目標。同時,人類活動與暴露單元相互聯系,城市內景觀結構和土地利用類型的變化一定程度上能夠反映人類活動規模、強度、方向等的作用結果。系統的暴露方式一般包括壓力的頻率、發生時點、作用方向、程度、持續時間等。例如:我國城市不僅面臨著海平面上升、降水、干旱、臺風、地震等頻發的自然災害的沖擊,還易受全球氣候變化(諸如熱浪、霧霾、碳排放)的威脅,因此識別壓力源的作用形式和主要暴露單元對構建“韌性”城市和實現可持續發展目標尤為重要。
3)系統的敏感性。城市復雜系統所處的整體狀態形成于已經建立的社會-生態反饋機制,系統保持在當前穩態范圍之內。城市復雜系統主要由社會經濟和生態環境兩個子系統構成,二者的狀態決定了系統應對壓力的敏感性。例如,根據中國國際經濟交流中心與哥倫比亞大學地球研究院發布的中國可持續發展指標體系(China Sustainable Development Index System, CSDIS),城市可持續系統狀態評價涵蓋了人類系統和環境系統兩個維度。在人類子系統中,經濟發展、社會福祉以及土地利用和空間配置等構成了量化系統發展效率、公平性及社會經濟可持續能力的指標;在環境子系統中,則將人類發展所需要的生態服務、資源稟賦、能源消耗、污染排放等作為衡量系統生態環境可持續狀態的基本要素。
4)系統的可持續性。系統的可持續性體現于其應對壓力的3個不同路徑的響應方式,即風險防御(脆弱性)、恢復和適應能力(韌性)和穩態轉換能力(系統轉型)。在城市復雜系統中,這些響應方式主要受到人類子系統中諸多相關利益者的調控,如政府、非政府組織、企業和個人。社會系統的適應性調控不但能夠改變生態系統的可持續性能力,也受到其生物物理屬性的反饋效應。多主體、多形式、多路徑耦合系統的響應機制甚至產生了城市系統的可持續性跨尺度的溢出效應。在我國目前制度體制下,政府規劃、監測、評估、監督等國土空間規劃和用途管制的管理行為居于土地利用調控行為的主導地位。一方面,經濟發展、戶籍、住房和土地政策影響了城市土地利用變化特征,產生了城市擴張、致密化、城市綠化和更新等變化類型;另一方面,城市土地系統變化的結果又可以影響社會經濟和環境的變化,形成多樣化異質性的社會-經濟-環境耦合狀態及空間格局。城市社會-經濟-環境耦合狀態成為社會-生態系統自組織響應和可持續動態演化的關鍵表征。
針對多尺度城市社會-生態系統管理,系統的結構組成及其相互聯系是綜合框架分析的重要內容(圖3)。人類社會活動(全球政治、經濟和環境變化等)及生態環境狀態和過程通過一系列交互作用從鄰近影響延伸至更遠距離,在尺度上產生從局部影響跨越到全球范圍的發展趨勢。而系統內部、周邊以及遠程人類活動和大尺度自然過程能夠跨越自然系統與政治邊界,從而構成在局部到全球多種嵌套尺度空間的壓力或干擾,而這些壓力通過不同的形式進一步影響著耦合系統的過程,或呈現快速脈沖式,或呈現緩慢持續作用力,直接或間接地影響著系統社會-經濟-環境可持續的發展狀態。

圖3 多尺度城市社會-生態系統可持續管理框架Fig.3 An multiple-scale, integrated sustainable framework of urban social-ecological systems
針對當地系統本身,城市中不同尺度范圍的個體、群體、城市地塊、街道甚至生態系統構成壓力作用/災害的主要暴露單元,具有嵌套的分層結構,在多時空尺度上與不同的壓力形式產生了交互作用。一方面,壓力的頻率、發生時點、作用方向、程度、持續時間等表征了系統所暴露壓力的具體形式;另一方面,人地系統的耦合狀態,包括社會經濟狀態和生態環境狀態,通過當前系統已形成的社會-生態反饋機制維持,并由反饋網絡決定系統對特定壓力的敏感度。因此,系統的壓力暴露特征和敏感性(狀態)共同解釋了城市社會-經濟系統多個行為主體自組織系統的形成。
城市復雜系統應對壓力的響應機制主要來自于個體、自發性群體組織及宏觀政策的調控行為,社會系統的自適應調控與生物物理系統動態變化互為影響和反饋,即社會系統遭受不確定性風險暴露的脆弱性或韌性組織能力能夠影響生態系統穩態變化的閾值,反之亦然。在一般情形下,城市社會-生態系統所具有的韌性范圍能夠通過自身的學習能力進行系統自我適應和調整,使系統狀態始終處于理想的范圍內,這一過程也表現為系統穩態始終沿著理想的軌跡進行定向轉換(適應和主動轉換)。但當壓力超過系統維持自身理想狀態的閾值或系統脆弱性增加時,城市社會-經濟系統將斷崖式轉向另一個相對穩定的狀態,即系統向更加可持續狀態發生的突變性轉換。因此,城市社會-生態耦合系統所產生的適應、調整、轉換的結果是多樣化、多穩態的社會-生態系統可持續轉換路徑的具體表現,并且可以產生跨越不同系統維度和時空尺度的影響。
綜上,多尺度城市社會-生態系統結構特征強調了針對城市系統關鍵過程監測與表征的幾個重要方面:
1)在城市人地耦合系統自組織和非線性響應下,城市地表景觀要素與土地利用結構轉型也處于不斷變化之中,城市地表轉型與狀態轉換又可以引發新的政策調整和響應,因此成為社會-生態系統互饋網絡傳遞路徑的“橋梁”,也是可以進行表觀監測關鍵過程。
2)城市地表轉型是自然環境狀態和社會經濟發展因素綜合作用的結果。其中,社會經濟制度、政策、規劃可以直接塑造地表轉型格局,又可以通過調節和影響社會經濟變化和技術創新,對城市地表過程產生重要影響。因此,揭示政策-社會經濟與城市土地利用轉型關聯作用和互饋規律有助于形成可持續的城市治理模式。
3)在已建立/形成的社會-生態作用機制狀態下,城市土地利用類型和景觀結構傾向于維持現有的狀態,反映的是人為活動和經濟發展強度對地表及其生態系統的影響。當人口壓力超過資源供給閾值,或在特定政策導向下,城市土地利用及地表景觀發生轉型產生滿足人類發展需求的經濟價值的同時,也帶來諸多負面環境效應,形成新的社會-生態系統的自組織穩態。因此,社會-生態-環境多維度的時空耦合格局和過程便成為系統可持續演化多穩態路徑的綜合表征。同時,城市社會-生態系統“近遠程耦合”通過空間全覆蓋整合了不同距離、跨系統和多尺度的反饋關系,能夠有效地加強跨部門、多區域和多尺度權衡的科學決策和可持續治理。
系統脆弱性取決于其暴露于壓力/干擾/災害時的人地系統的狀態及時空變異特征,因此應用定量化的數據、指標、模型等測度方法和定性化信息分析手段進行多重擾動背景下的脆弱性制圖、動態多反饋的時空演化路徑分析及脆弱性早期預警,是“城市可持續性”管理的重要構成部分。盡管目前建立了針對自然災害脆弱性、全球環境變化脆弱性、生態環境脆弱性等專題的函數評價模型和綜合指標體系,但基于耦合系統多要素作用關系的復雜性和不確定性、系統的關鍵過程和要素的綜合集成等問題仍缺乏有力的方法支撐。此外,基于特定空間尺度和時間截面的城市脆弱性單元表達是實現城市脆弱性風險分區管理的科學途徑,但在時間維度上對其動態變化路徑及驅動因素的研究較少,空間尺度上跨尺度傳遞和轉移過程的解析不足。未來需要進一步加強脆弱性過程與機制的分析,這對于城市風險早期預警和科學解決可持續性時空協調問題有重大意義。
自人類進入“城市紀元”以來,全球經濟和環境發生變化,城市系統各要素聯系日益緊密,要素間相互作用的強度、速度和尺度均發生了重大改變。局地-區域-全球通過累積效應和溢出效應呈現跨尺度傳遞,因此需要新的范式刻畫城市社會-經濟系統多時空尺度的耦合作用。傳統研究將韌性概念應用于城市系統單一尺度的“城市韌性”或可持續性分析,或用于針對具體問題(例如,人口、能源和系統安全等)的闡述,均忽略了城市系統所具有的開放性、多尺度的特征,即局地的社會-經濟-生態系統的改變可能會影響周邊地區的韌性能力,同時系統的轉換也會引起子系統或跨區域-全球的效應。因此,跨尺度的系統耦合和遠程連接網絡給“城市可持續性”管理關鍵控制變量和系統臨界閾值的識別帶來一定挑戰。此外,城市管理者不同角度的可持續管理行為存在聯系或沖突。例如,城市密度增加可以提高能源利用效率,但卻降低了城市景觀多樣性和生態系統服務健康。如何權衡社會-生態多個子系統間的目標沖突亦是目前城市可持續管理需要關注的問題。綜上,采用多尺度的“城市韌性”管理與社會-生態系統多目標協同,采用綜合調控手段建立抵御、應對、處理、轉換等不同形式的響應機制,可為推動城市可持續發展路徑的轉型升級提供有效支撐。
城市可持續轉型管理實踐需要借助一系列規劃工具和管理政策進行城市脆弱性、韌性、狀態轉型的管理。然而,城市系統具有復雜的要素-功能網絡連是多部門、多主體協同參與治理的結果。局限于部門內部決策、面向單線問題處理的管理模式會滯后于全球化城市可持續發展的風險挑戰。因此,需要重視多主體利益相關者在“城市可持續性”評價和調控中發揮的重要作用,建立促進當地環境和全球變化知識的交融機制,強化城市治理的轉換學習能力,從而為及時避免城市發展中“效率陷阱”、為加快實現城市可持續發展轉型提供必要的政策環境。此外,通過全球城市可持續管理的評價和比較,尋求不同發展階段、不同制度背景下未來發展的適宜路徑,積極地將多尺度的城市社會-經濟復雜系統的科學認知納入到可持續發展決策和管理的實踐中去。搭建科學研究-政府管理知識共享、協同合作的溝通平臺,可以充分發揮復雜系統可持續研究對管理實踐的指導作用。
面向未來城市可持續發展的政策管理和規劃,針對當前科學研究和政策文件中對“城市可持續性”相關概念存在的混淆和矛盾,對城市可持續性-韌性-轉型作出統一規范的解釋。在此基礎上,借鑒社會-生態系統理論、城市土地系統轉型理論、脆弱性/韌性分析框架、壓力-脈沖響應框架、DPSIR框架等,識別城市系統協同演化及不確定性分析的主體,構建多尺度城市社會-生態系統可持續管理理論框架。該框架以人地互饋作用為驅動,以城市景觀結構和土地利用轉型為連接社會-生態系統子系統互饋網絡的“橋梁”,以城市社會-經濟-生態時空耦合格局-過程為系統可持續演化的路徑表征。在該框架中,多尺度社會-生態系統相互作用,以及各子系統內關聯反饋,形成自適應循環的城市復雜網絡。并以該理論框架為指導,提出未來城市亟待開展的科學研究問題和管理實踐的重點,分別是構建城市社會-生態耦合系統時空變異和脆弱性預警管理體系、建立多尺度嵌套的城市社會-生態系統風險響應機制以及推進多主體參與-協同合作-共擔風險的城市可持續治理模式。