根据海堤和河堤的社会生态足迹，构建针对这些基础设施的本地化及通用性应对方案

《Futures》：Building localized and generic scenarios for sea and river dikes based on their socio-ecological footprint

基于气候变化与政策新框架，DIAMES研究计划通过跨学科方法探索法国堤坝至2050年的未来策略，结合社会生态足迹分析，提出维持、强化、降低或后撤等路径，强调需平衡地方需求与全球气候影响，推动堤坝管理的生态与社会协同转型。

　　

查尔斯·德·戈多伊·莱斯基（Charles de Godoy Leski）| 莉迪·戈尔德纳-吉安内拉（Lydie Goeldner-Gianella）| 凯瑟琳·卡雷（Catherine Carré）| 伊夫·佩蒂-贝尔赫姆（Yves Petit-Berghem）| 亚历克西斯·佩内特（Alexis Pernet）| 埃马纽埃尔·戈蒂埃（Emmanuèle Gautier）| 弗雷德里克·贝尔特朗（Frédéric Bertrand）| 弗洛拉·里奇（Flora Rich）| 何塞·弗雷德里克·德鲁贝（José Frédéric Deroubaix）

法国国家科学研究中心（CNRS），物理地理学实验室，UMR 8591，亨利·杜南特街2号，94320蒂亚斯（Thiais）

摘要

鉴于气候变化和新的监管环境，DIGUES研究项目正在探索法国堤坝到2050年的潜在未来。该项目采用跨学科、前瞻性的方法，考虑堤坝演变的社会生态影响。它结合了社会科学和环境科学，并让利益相关者参与其中，以构建本地化和通用性的情景。这种方法提供了一种替代方案，不同于仅基于海防或河防的技术方法，因为它将环境的物理动态与社会和组织问题及变量联系起来。所提出的路径（保持堤坝现状、加固堤坝、降低堤坝高度或迁移堤坝）从连续性或转型战略的角度定位了堤坝的未来。在应对气候变化的背景下，地方公共行动仍受领土目标驱动，应更多地考虑环境动态。发展包含社会和生态要素的领土项目有助于促进转型战略。

引言

面对气候变化的多种挑战，适应策略将需要使用日益多样化和互补的工具，特别是在防洪和淹没风险方面（IPCC等，2021年）。洪水风险管理逐渐纳入其他环境和社会因素（Bax等，2023年），打破了传统上仅依赖技术措施的做法（Potocki等，2022年）。例如，在欧盟国家，策略涵盖了从严格防御洪水风险到恢复水道周边生物多样性的各种问题（Bouleau等，2018年）；这些新的风险预防策略提出了在地方决策面临环境争议时如何协调潜在矛盾利益和愿景的问题（Mermet，2004年）。在改善硬质防御基础设施的环境方面，政策、人员和规划的作用也在得到研究（Naylor等，2012年；Quinn等，2019年）。2017年至2022年间，法国海岸保护协会（Conservatoire du Littoral）的ADAPTO项目在欧洲LIFE计划的资助下，试验了适应海岸线的方案，特别是在有堤坝的地区，基于自然和“适应性管理”概念来应对自然灾害和气候变化（https://www.lifeadapto.eu/）。因此，传统的水利工程在洪水风险管理中的作用逐渐被新的概念所结合或挑战（Birkholz等，2014年）——无论是沿海（Esteves，2013年；Goeldner-Gianella，2013年）、河流（Edelenbos等，2012年）还是河口地区（Salles等，2023年）——这些新概念越来越类似于基于自然的解决方案（Arlati，2024年）。堤坝的加固、开放或迁移，以及现有植被的管理或绿色表面景观的引入，现在都在考虑之中（Chapman & Underwood，2011年；Scheres等，2019年；Schoonees等，2019年；Goeldner-Gianella等，2021年），无论是在居民期望中，还是在工程师或地方当局主导的项目中。

引言

面对气候变化的多种挑战，适应策略将不得不使用日益多样化和互补的工具，特别是在防洪和淹没风险方面（IPCC等，2021年）。洪水风险管理逐渐纳入其他环境和社会因素（Bax等，2023年），打破了传统上仅依赖技术措施的做法（Potocki等，2022年）。例如，在欧盟国家，策略涵盖了从严格防御洪水风险到恢复水道周边生物多样性的各种问题（Bouleau等，2018年）；这些新的风险预防策略提出了在地方决策面临环境争议时如何协调潜在矛盾利益和愿景的问题（Mermet，2004年）。在改善硬质防御基础设施的环境方面，政策、人员和规划的作用也在得到研究（Naylor等，2012年；Quinn等，2019年）。2017年至2022年间，法国海岸保护协会的ADAPTO项目在欧洲LIFE计划的资助下，试验了适应海岸线的方案，特别是在有堤坝的地区，基于自然和“适应性管理”概念来应对自然灾害和气候变化（https://www.lifeadapto.eu/）。因此，传统的水利工程在洪水风险管理中的作用逐渐被新的概念所结合或挑战（Birkholz等，2014年）——无论是沿海（Esteves，2013年；Goeldner-Gianella，2013年）、河流（Edelenbos等，2012年）还是河口地区（Salles等，2023年）——这些新概念越来越类似于基于自然的解决方案（Arlati，2024年）。堤坝的加固、开放或迁移，以及现有植被的管理或绿色表面景观的引入，现在都在考虑之中（Chapman & Underwood，2011年；Scheres等，2019年；Schoonees等，2019年；Goeldner-Gianella等，2021年），无论是在居民期望中，还是在工程师或地方当局主导的项目中。

这些发展发生在自2014年起在法国生效的更新后的环境导向立法框架内，其他欧洲国家也是如此（Naylor等，2012年）。法国的改革包括2014年的《领土公共行动现代化与大都市区确认法》（MAPTAM），该法律明确了各级公共行动的环境责任，特别是在规划和风险保护方面（Rocle，2017年）。此外，自2018年以来，地方当局共同负责管理水生和湿地环境以及作为地方职责的一部分预防洪水，包括对堤坝（作为防护结构）的分类和管理。

面对持续的气候、社会和政治变化，这一新的框架能否推动新的堤坝策略的出现，明确地将社会、生态和水文学联系起来？还是这些堤坝策略仍然只是地方安排的结果？因此，关于堤坝策略的未来导向知识能为领土带来什么，特别是在防御问题、地方使用、景观认知和生态质量之间的联系方面？

为回答这些问题，DIGUES研究项目正在研究法国堤坝到2050年的可能未来，考虑了洪水风险治理的法律、社会和环境背景（Morrison等，2018年）。我们选择了六个代表这些问题的研究地点，位于法国中部和北部。然而，每个地点的当局都面临不同的领土问题，这些问题影响着堤坝的未来（De Groot，2012年）。例如，预期的防御形式（Dachary-Bernard等，2019年）、当地居民对堤坝的使用、他们对堤坝景观的依恋（Goeldner-Gianella等，2024年），以及相关环境的生态质量（Ward，1989年）都是影响堤坝领土重要性的因素。考虑到这些差异，我们的领土展望旨在提供尽可能准确的堤坝现状和潜在未来的分析。

这种领土展望必然涉及人文学科、社会科学和环境科学的多个学科（附录A），在构建情景时（De Godoy Leski等，2018年；De Godoy Leski和Sahraoui，2023年）。此外，许多关于堤坝从“灰色”基础设施向“绿色基础设施”转变的最新研究强调了跨学科的重要性：Schoonees等（2019）强调了海岸工程师和生态学家需要获得的关于基于自然的解决方案的知识，以及堤坝的防御作用。在我们的案例中，这项跨学科工作围绕以下三个方面展开：i）六个地点的堤坝；ii）跨学科概念——社会生态足迹；iii）共同的情景构建方法。

我们将河流或海岸社会生态系统中的堤坝的“社会生态足迹”定义为一组交叉的物理和社会影响。事实上，更新的建设主义方法（Woodgate和Redclift，1998年；Dunlap，2010年）认识到环境未来（Granjou等，2017年）是由社会和自然维度之间的复杂相互依赖关系塑造的，需要整体和跨学科的分析。“社会生态足迹”概念也在不同尺度上得到体现（图1）：堤坝本身、堤坝保护的区域、堤坝两侧的居住区，最终在全球尺度上进行气候分析。这种多尺度展望认识到，作为地方适应政策的堤坝策略必须通过其社会和生态影响将地方和全球尺度联系起来。例如，它使我们能够探索当地对堤坝的认知和决策如何受到全球气候预测的影响。因此，“社会生态足迹”概念充当了地方和全球尺度之间的桥梁，将地方项目和期望与全球预测对话起来，帮助我们回答问题。

DIGUES项目的研究人员认为，“情景”是准备应对社会环境变化的公共行动的工具箱（De Godoy Leski和Sahraoui，2023年；Granjou，2016年），或者是堤坝管理者和创新方法用户的工具（Naylor等，2012年）。在这方面，Schwartz（1996，第4页）将情景定义为“一种用于整理人们对可能发生的替代性未来环境的认知的工具”。鉴于地方利益相关者对堤坝结构的了解相对较少（Van Heel & Van Den Born，2020年），且规划政策倾向于将领土的环境愿景部门化（Bouleau，2019年），开发这些情景尤为重要。因此，我们认为，在面对自然灾害及其管理时，堤坝的演变方式是这些领土未来的关键因素。作为分析和探索工具，“情景”旨在构建对未来的思考，而“策略”——我们在后续部分将使用的另一个概念（见第4部分）——则被视为可能受到情景启发的公共行动路径。

因此，在本文中，我们提出了一种展望方法，该方法基于定量和定性知识分析堤坝策略的未来后果，以讲述更现实的故事（Kemp-Benedict，2012年）。每个情景反映了社会选择（策略），这些选择意味着到2050年在不同尺度上的特定社会生态足迹。这些情景基于现有情况，但也对其进行解释并将其投射到集体期望的未来（Adams和Groves，2007年；Butler等，2020年；Klijn等，2015年；Futrell，1999年）。这些情景都不是基于确定性预测构建的；它们只是提供了可能未来的叙述，这些叙述受到科学关注其显著性、可信度和合法性的驱动（Rounsevell & Metzger，2010年）。最近的情景规划元评论强调了方法的多样性以及将叙事探索与方法论严谨性和决策有效性联系起来的挑战（Cordova-Pozo & Rouwette，2023年）。我们的方法通过将社会生态足迹视角应用于堤坝策略，从而结合了定性和定量见解，既具有地方基础，又具有全球相关性。我们的方法特别借鉴了两种不同的思想流派：直觉逻辑方法和La Prospective学派（Cordova-Pozo等，2023年所述）。从前者中，我们采用了通过涉及科学专家和地方利益相关者的情景共创过程来运用直觉逻辑的原则，基于对驱动因素的定性识别，并产生带有图形表示的叙述性描述。这些情景探索了基于现有路径和约束的合理未来，符合强调合理性而非概率的未来思维方法（Cork等，2023年）。从后者中，我们也采用了同样的直觉逻辑，同样关注定义关键因素，但结合了定量分析。然而，与后者不同，我们的情景并不以概率形式表达。因此，我们的方法也与故事与模拟（Story-and-Simulation，SAS）传统相呼应（Houet等，2016年），该传统旨在连接叙事探索和定量建模。下面，我们提供了我们研究团队开发的特定方法的逐步分解。

部分摘录

河流和海洋案例研究

堤坝是一种高于周围自然地形的线性水力结构，在法国通常高度低于10米，且大多历史悠久——主要建于18世纪和19世纪。其组成往往多样且记录不足。尽管存在差异，堤坝的目的始终相同——作为抵御海水或河水侵袭的防护屏障（海洋和河流堤坝技术参考工作组，2015年）。河流堤坝

数据和方法：构建本地化和通用性情景

这项前瞻性研究分为两个阶段：首先是构建本地化情景（针对项目的六个研究地点），然后使用混合方法基于这些本地化版本构建通用性情景以设计未来（Jurgilevich，2021年）。

在参考科学文献并与地方利益相关者进行访谈以及通过当地人口调查后（Goeldner-Gianella等，2024年），最终确定了四个本地化情景

主要结果：根据四种通用情景的堤坝管理策略

表3总结了主要结果：首先是采用连续性策略的情景，即“非颠覆性未来”（保持堤坝现状、加固堤坝）；其次是采用转型策略的情景，即“颠覆性未来”（开放或降低堤坝高度、迁移堤坝）。结果分为两种主要策略的驱动和阻碍配置（见§ 4.1和4.2），然后详细说明了各自的

从通用情景到公共行动建议

我们的结果突出了连续性和转型策略的不同路径，每种策略都对公共行动有影响，围绕探索的四种通用情景进行构建。

在维护策略（4.1，图3）中，公共行动不应仅受领土动态的指导，如目前的情况。相反，应在气候变化背景下给予环境动态更大的权重。这一点尤为重要，因为环境动态目前正在发挥作用

结论：走向一个解放的未来？

我们的跨学科方法测试了应用于各种堤坝演变情景的社会生态足迹概念，通过四个问题和四个变量类别（例如17个[子]变量）来考察洪水防御系统。采用从六个领土案例研究中扩展的一般方法，目的是识别阻碍或推动连续性策略（堤坝维护或加固）和转型策略（堤坝开放/降低）的配置

CRediT作者贡献声明

亚历克西斯·佩内特（Alexis Pernet）：方法论，调查。弗雷德里克·贝尔特朗（Bertrand Fréderic）：方法论，调查。埃马纽埃尔·戈蒂埃（Emmanuèle Gautier）：方法论，调查。何塞-弗雷德里克·德鲁贝（José-Frederic Deroubaix）：方法论，调查。弗洛拉·里奇（Flora Rich）：方法论，调查。莉迪·戈尔德纳-吉安内拉（Lydie Goeldner-Gianella）：写作——原始草稿，可视化，项目管理，方法论，调查，形式分析，数据管理，概念化。查尔斯·德·戈多伊·莱斯基（Charles de Godoy Leski）：写作——原始草稿，可视化，方法论，调查，形式

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。