《Climate Risk Management》:Awareness, ability, and advocacy: Challenges for the practical application of urban growth modelling to climate-resilient planning
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本研究聚焦于城市增长模型(UGM)在支持气候韧性空间规划中的应用瓶颈。为克服传统研究重技术轻实践的局限,研究者通过对新西兰(Aotearoa-New Zealand)从业者的调查与访谈,揭示了阻碍UGM应用的三大关键挑战:从业者意识不足、能力有限、机构倡导乏力。研究指出,提升UGM的实用价值需从加强沟通、提升工具易用性、推动多方协作及获得国家层面的政策与资金支持等多方面入手。该研究为全球范围内利用定量模型工具进行长期气候风险决策提供了重要的实践洞见。
在城市化浪潮与气候不确定性交织的今天,规划者们面临着一个棘手的两难困境:一方面,城市人口增长和住房可负担性压力要求释放更多土地进行开发;另一方面,未来洪涝、海平面上升等气候灾害的威胁日益严峻,迫使规划必须更具前瞻性和韧性。如何在这两者之间取得平衡,做出具有长期视野的、稳健的决策?城市增长模型(Urban Growth Modelling, UGM)作为一种能够生成和可视化未来城市景观情景的定量计算工具,本应成为应对这一挑战的利器。它能模拟不同社会经济、气候和政策情景下的城市发展,为评估未来气候风险暴露和制定适应性策略提供科学依据。
然而,理论与现实之间存在着一道显著的“鸿沟”。尽管UGM在学术研究领域已发展多年,但其在真实世界规划决策,尤其是在支持长期气候韧性规划方面的实际应用却十分有限。以往的研究多聚焦于改进模型的技术属性,如算法精度和复杂性,却相对忽视了规划从业者——这些工具的最终用户——的实际需求、使用能力和制度环境。这种“重供给、轻需求”的倾向,导致了许多先进的UGM工具沦为“黑箱”,难以从学术实验室走向规划办公室,形成了一个长期存在的“实施差距”。
为了探究这一差距的根源并寻找弥合之路,由Katherine Booker、Iain White、Matthew Wilson和Xinyu Fu组成的研究团队,以新西兰(Aotearoa-New Zealand, A-NZ)为案例展开了深入研究。A-NZ是一个理想的研究场域,它正同时经历着强劲的开发需求压力与上升的气候不确定性。在过去的5年中,该国经历了35次极端天气事件,经济损失高达50亿新西兰元。与此同时,中央政府正在推动更具“赋能性”的监管环境以增加可开发土地供应。这种在发展与避险之间寻找平衡的普遍困境,使得A-NZ的经验对全球规划社区具有广泛的参考价值。研究人员旨在识别将UGM应用于气候韧性规划实践所面临的具体挑战与潜在解决方案。他们的研究成果发表在《Climate Risk Management》期刊上。
为达成研究目标,作者主要采用了两种关键技术方法:一是面向全国从业者的横断面问卷调查,二是针对部分受访者的半结构化深度访谈。问卷调查通过在线平台(Qualtrics)进行,目标人群涵盖了新西兰各级政府(地方、区域、中央)、学术界和私营公司的从业者。调查内容涵盖从业经验、对UGM的认知、使用障碍、对UGM的功能需求以及其在气候韧性规划中的角色等方面,共回收143份有效问卷进行分析。半结构化访谈则从愿意进一步参与的调查受访者中,依据组织类型、工作经验和职能等因素,有目的地选取了30人进行(最终完成27场访谈,共31名参与者)。访谈旨在更深入地探究调查中发现的突出问题,通过内容分析(使用NVivo软件进行演绎和归纳编码)来理解现象背后的原因。
研究结果从多个维度揭示了UGM在规划实践中应用的现状与瓶颈:
4.1. UGM当前实践
研究发现,地方当局采用的城市建模方法主要取决于两个因素:立法责任和技术能力。通过象限分析可以看出,小型乡村城镇(Tier 3)当局没有立法义务进行长期预测,且缺乏技术员工,因此对UGM没有需求。中型城镇/城市(Tier 2)当局虽有立法要求(如编制30年住房与商业发展能力评估),但通常缺乏内部建模能力,普遍依赖私营咨询公司完成法定报告,对集成式UGM也无需求。大型都会区(Tier 1)当局拥有更多技术资源,但主要精力集中于满足现有立法要求,即使拥有或曾接触过如WISE(Waikato Integrated Scenario Explorer)这样的集成情景探索模型,也因组织变更、人员流动或认知不足而未充分利用其进行气候情景探索的功能。
4.2. 对UGM的认知
调查显示,从业者对复杂的UGM方法(如基于主体、元胞自动机、机器学习模型)及其知名软件(如SLEUTH、CLUE-s、Metronamica等)认知度很低。相反,几乎所有人都熟悉GIS(地理信息系统)软件和电子表格建模方案。这表明UGM的功能和潜力并未在规划社区中得到有效传播。
4.3. UGM的易用性
在能力维度,研究发现建模被视为一项小众技能。调查数据显示,建模者对与UGM互动的信心较高(81%为中高信心),而规划者和政策制定者的信心水平则低得多(分别为38%和22%)。访谈进一步证实,技术能力不足、专业人才稀缺且流失率高,以及规划教育中定量技能训练的缺失,是阻碍UGM广泛应用的重要障碍。
4.4. UGM的效用
从业者对UGM的效用也存有疑虑。调查中,模型复杂性、适应性不足、增值有限与时间资源、技术技能、订阅成本一同被列为影响UGM使用的主要障碍。访谈揭示,模型的“黑箱”特性损害了透明度,使得从业者难以向决策者解释结果,也降低了他们对模型输出的信任。决策者有时错误地将模型输出视为“确凿答案”,而非探索性情景,这增加了使用模型的政治风险。尽管存在疑虑,调查也发现,大多数从业者认为让建模者、规划者和政策制定者协作开发UGM,能显著提升模型的适用性、准确性、透明度和信任度,尽管这会增加时间和成本。
4.5. UGM的(实施)能力
资源限制是核心问题。中小型地方当局由于人员编制和预算有限,通常认为外包给咨询公司比雇佣全职建模师更经济。但这导致了内部能力建设的停滞,并形成对咨询公司的依赖。咨询公司提供的模型常是“黑箱”,地方当局无法自主运行额外情景,限制了UGM在探索性规划中的应用。大型机构虽有能力,但缺乏法定要求作为“用例”,使得投资开发UGM用于气候情景探索的倡议难以获得支持。
4.6. 对UGM的倡导
在倡导维度,研究发现个体从业者层面有较强的支持声音。三分之二的受访者认为UGM对长期气候适应性规划有帮助,因为它能整合灾害与基础设施图层、运行多情景分析并促进跨政策领域协作。然而,机构层面的倡导则明显不足,缺乏资金和政策支持。访谈中达成的强烈共识是,需要中央政府干预,通过立法授权或直接提供国家统一的UGM工具,并配套资金支持,才能打破当前僵局,推动UGM在气候韧性规划中的实际应用。
基于以上发现,研究在讨论与结论部分系统性地阐述了三重挑战及其对策。首先,是意识挑战。当前规划立法(如新西兰的HBA和FDS)未要求集成式的多情景分析,导致从业者没有动机去了解复杂UGM的功能。解决方案在于加强模型开发者与规划社区之间的沟通,宣传UGM在刻画未来不确定性和权衡取舍方面的附加价值,同时需要中央政府授权在空间规划中采用长期气候情景方法。
其次,是能力挑战。这包括使用能力和效用认同两方面。提升从业者的技术培训(包括大学教育),并改进UGM软件的用户友好性(如提供图形界面和预置情景),是提高易用性的关键。而通过促进建模者、规划者、政策制定者和气候风险专家的协作开发,可以确保工具贴合实际需求、增强过程透明度,从而建立信任,解决效用认同问题。
最后,是倡导挑战。个体支持与机构投入之间存在断层。在资源有限的情况下,地方政府优先满足法定要求,无力投资于探索性的UGM能力建设。研究指出,要突破“先证明有用才投资,先投资才能证明有用”的循环,需要国家层面的领导力。这具体体现为:1) 中央政府的监管授权,要求将多情景方法纳入长期气候韧性规划;2) 建立一个中央共享的城市建模平台,在 nationally consistent 的框架下提供经过协同开发的UGM工具;3) 提供资金以建设地方技术能力,确保工具的采纳和使用。
综上所述,这项研究清晰地表明,要将城市增长模型(UGM)从强大的研究工具转化为支持气候韧性规划的现实方案,必须跨越意识、能力与倡导这三重障碍。技术精进固然重要,但若不与用户需求、制度环境和资源支持紧密结合,任何模型都难以发挥其应有的决策支持价值。该研究不仅为新西兰,也为全球面临类似发展压力与气候风险的城市规划社区提供了宝贵的经验与明确的行动路线图。未来的工作重点应在于响应这些发现,通过政策、协作与投资,共同推动UGM成为构建可持续、有韧性的城市未来的可靠基石。