學(xué)術(shù)報(bào)告 | 武文杰：基于代謝框架的未來(lái)城市發(fā)展模式與路徑

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8月29日下午，由中國(guó)城市規(guī)劃學(xué)會(huì)區(qū)域規(guī)劃與城市經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)承辦的中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)專(zhuān)題會(huì)議二十“結(jié)構(gòu)優(yōu)化與動(dòng)能轉(zhuǎn)化背景下的城市與區(qū)域發(fā)展”在沈陽(yáng)成功舉行。武漢大學(xué)城市設(shè)計(jì)學(xué)院副院長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院“雙聘”教授武文杰作題為《基于代謝框架的未來(lái)城市發(fā)展模式與路徑》的特邀主題報(bào)告。

本文字?jǐn)?shù)：4668字

閱讀時(shí)間：14分鐘

武文杰

武漢大學(xué)城市設(shè)計(jì)學(xué)院副院長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院“雙聘”教授

01

理論基礎(chǔ)構(gòu)建：

城市代謝理論與核心特征提煉

在開(kāi)展城市體檢這項(xiàng)系統(tǒng)性工作的過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)選擇從理論梳理這一基礎(chǔ)層面切入，旨在為未來(lái)城市發(fā)展研究奠定起堅(jiān)實(shí)且穩(wěn)固的理論根基。研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)深入的探索與思考，創(chuàng)新性地提出了“城市生命有機(jī)體”與“城市代謝理論”這兩個(gè)核心概念，將城市不再視為一個(gè)冰冷的物理空間集合，而是看作具有生命特征、能夠自主運(yùn)轉(zhuǎn)與演化的有機(jī)整體，這一觀點(diǎn)成功突破了傳統(tǒng)城市研究中常見(jiàn)的靜態(tài)、孤立的分析視角，為城市研究注入了全新的活力。

在此理論的明確指引下，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步深入探索城市“細(xì)胞單元”的可再生模式，這里的“細(xì)胞單元”涵蓋了城市中的社區(qū)、功能片區(qū)等基礎(chǔ)組成部分。團(tuán)隊(duì)特別強(qiáng)調(diào)要從“過(guò)程視角”出發(fā)，不再僅僅關(guān)注城市發(fā)展的最終結(jié)果，而是注重追蹤城市從規(guī)劃、建設(shè)到運(yùn)營(yíng)的整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，以此動(dòng)態(tài)支持未來(lái)城市的規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展各項(xiàng)工作，使城市研究能夠更貼合城市自身演化的客觀規(guī)律，避免研究與實(shí)際脫節(jié)。

在城市代謝系統(tǒng)這一核心框架的支撐下，課題小組通過(guò)大量的數(shù)據(jù)整理與案例分析，提煉出城市代謝的三大核心特征。

第一個(gè)特征是“過(guò)渡性”，這一特征主要體現(xiàn)為城市發(fā)展在不同階段之間能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)銜接與平滑過(guò)渡，避免出現(xiàn)發(fā)展斷層或階段轉(zhuǎn)換中的劇烈波動(dòng)，確保城市發(fā)展的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

第二個(gè)特征是“尺度性”，該特征能夠適配不同空間層級(jí)的研究與實(shí)踐需求，無(wú)論是宏觀的城市整體層面、中觀的城區(qū)層面，還是微觀的社區(qū)層面，相關(guān)理論與方法都能有效應(yīng)用，從而確保了理論與方法的普適性，擴(kuò)大了其適用范圍。

第三個(gè)特征是“中間性”，此特征聚焦于城市代謝系統(tǒng)中連接各環(huán)節(jié)的中間形態(tài)與過(guò)程，這些中間形態(tài)與過(guò)程往往是傳統(tǒng)研究中容易被忽視的部分，而“中間性”的提出恰好填補(bǔ)了傳統(tǒng)研究在這一領(lǐng)域的空白，讓城市代謝系統(tǒng)的研究更加全面。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)深入分析發(fā)現(xiàn)，城市生活系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)這“三生系統(tǒng)”在其循環(huán)運(yùn)行過(guò)程中，均普遍存在著“投入-產(chǎn)出-廢棄”的共性流程。這一共性流程的發(fā)現(xiàn)，并非偶然的巧合，而是對(duì)城市各系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的精準(zhǔn)把握，它為后續(xù)構(gòu)建過(guò)程導(dǎo)向的城市評(píng)估體系奠定了統(tǒng)一的理論基礎(chǔ)，讓評(píng)估體系的構(gòu)建有了明確的理論依據(jù)。

02

評(píng)估體系創(chuàng)新：

突破結(jié)果導(dǎo)向，強(qiáng)化過(guò)程與多維度支撐

針對(duì)現(xiàn)有城市體檢工作中普遍存在的“重結(jié)果、輕過(guò)程”的局限問(wèn)題，課題小組并未回避這一短板，而是積極尋求解決方案。他們結(jié)合地理學(xué)的核心思想與城市發(fā)展的實(shí)際實(shí)踐需求，經(jīng)過(guò)多次研討與反復(fù)打磨，構(gòu)建了一套以“過(guò)程”為核心，同時(shí)兼具全周期、多尺度、全范圍特征的未來(lái)城市評(píng)估體系，這套體系的重點(diǎn)在于強(qiáng)化對(duì)城市發(fā)展的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能，力求更精準(zhǔn)地把握城市發(fā)展態(tài)勢(shì)。

當(dāng)前城市體檢所采用的指標(biāo)，大多是像建筑密度、綠地覆蓋率這類(lèi)結(jié)果導(dǎo)向型指標(biāo)。這類(lèi)指標(biāo)雖然能夠在一定程度上反映城市發(fā)展的最終狀態(tài)，讓人們了解城市在特定時(shí)間點(diǎn)的面貌，但卻難以體現(xiàn)城市發(fā)展過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化情況，也無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)展過(guò)程中潛藏的潛在風(fēng)險(xiǎn)，使得城市體檢對(duì)城市發(fā)展的指導(dǎo)作用受到了一定限制。

而從地理學(xué)視角來(lái)看，對(duì)城市的研究需要全面涵蓋“格局、過(guò)程、模式、機(jī)制”這四大核心要素，這是地理學(xué)研究城市的基本邏輯與要求。然而在以往的研究與實(shí)踐中，“過(guò)程”這一關(guān)鍵要素長(zhǎng)期處于弱勢(shì)環(huán)節(jié)，未能得到足夠的重視與深入的挖掘，這也成為了制約城市研究向縱深發(fā)展的一大瓶頸。

基于上述對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題的清晰認(rèn)知，課題小組果斷將“過(guò)程”置于評(píng)估體系的核心位置，提出要從“全周期、多尺度、全范圍”三個(gè)維度來(lái)構(gòu)建完整的評(píng)估框架。這一轉(zhuǎn)變并非簡(jiǎn)單的概念調(diào)整，而是從根本上改變了城市評(píng)估的思路與方法，它不僅有效填補(bǔ)了現(xiàn)有城市體檢在“過(guò)程”分析上的空白，讓城市評(píng)估更加全面，更成功實(shí)現(xiàn)了從“靜態(tài)體檢”向“動(dòng)態(tài)治理”的關(guān)鍵跨越，使城市治理能夠更及時(shí)地響應(yīng)城市發(fā)展的變化。

該評(píng)估體系具體包含兩大核心板塊。

第一個(gè)板塊是“代謝過(guò)程板塊”，該板塊將城市代謝這一復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，細(xì)致拆解為“輸入、儲(chǔ)存、輸出、代謝效率”四大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)這四大環(huán)節(jié)的分別研究與綜合分析，能夠全面覆蓋城市發(fā)展中各類(lèi)要素的流動(dòng)路徑與轉(zhuǎn)化機(jī)制，清晰掌握城市代謝的整體狀況。

第二個(gè)板塊是“空間尺度板塊”，此板塊根據(jù)城市空間的不同屬性與功能，將研究范圍科學(xué)劃分為“建成區(qū)（含中心區(qū)、外圍區(qū)）”等不同空間單元。通過(guò)突出不同空間單元的演變過(guò)程，為城市開(kāi)展精細(xì)化治理提供了具體的空間指向與支撐，讓治理措施能夠精準(zhǔn)落地到不同區(qū)域。

同時(shí)，課題小組為了驗(yàn)證評(píng)估體系的可行性與實(shí)用性，以碳循環(huán)這一當(dāng)前城市發(fā)展中的重要議題為案例，搭建了基于“投入-輸入-儲(chǔ)存-輸出-效率”的評(píng)價(jià)體系。該評(píng)價(jià)體系的搭建，不僅為其他要素的評(píng)價(jià)提供了可直接復(fù)用的模板，降低了其他要素評(píng)價(jià)體系構(gòu)建的難度，也為未來(lái)城市實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了科學(xué)、精準(zhǔn)的量化工具，讓“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)有了明確的數(shù)據(jù)支撐。

03

模型搭建與案例應(yīng)用：

以廣州南沙區(qū)為例的實(shí)踐探索

課題小組以國(guó)家層面提出的未來(lái)城市“創(chuàng)新、智慧、人文、韌性”四大發(fā)展導(dǎo)向為根本依據(jù)，緊密結(jié)合前述的理論基礎(chǔ)與評(píng)估體系，經(jīng)過(guò)多輪的模型設(shè)計(jì)、調(diào)試與優(yōu)化，成功搭建了未來(lái)城市監(jiān)測(cè)預(yù)警模型。為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)際應(yīng)用效果，課題小組選擇以廣州南沙區(qū)為具體案例，開(kāi)展了深入的實(shí)踐應(yīng)用探索，將理論模型與實(shí)際城市發(fā)展相結(jié)合。

該模型首先構(gòu)建了一套覆蓋“創(chuàng)新、智慧、人文、韌性、綠色”五大維度的指標(biāo)體系（其中綠色維度與韌性維度根據(jù)其內(nèi)在關(guān)聯(lián)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)合并），在指標(biāo)選擇上，既包含了能夠用具體數(shù)據(jù)衡量的量化指標(biāo)，也涵蓋了難以直接量化但對(duì)城市發(fā)展至關(guān)重要的質(zhì)性指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市發(fā)展多方面的全面考量。

隨后，課題小組對(duì)當(dāng)前主流的各類(lèi)預(yù)警模型進(jìn)行了細(xì)致的對(duì)比分析，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有模型大多側(cè)重于宏觀層面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，關(guān)注的是城市整體的風(fēng)險(xiǎn)狀況，難以將預(yù)警結(jié)果精準(zhǔn)落地到具體的空間單元，導(dǎo)致模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值在微觀層面受到限制，無(wú)法為地方政府的精細(xì)化治理提供直接指導(dǎo)。

基于這一發(fā)現(xiàn)，課題小組最終選擇了“基于風(fēng)險(xiǎn)空間概率分布的模擬與預(yù)測(cè)”模型。該模型的核心優(yōu)勢(shì)在于，能夠?qū)㈩A(yù)警結(jié)果與城市中的具體空間單元進(jìn)行精準(zhǔn)綁定，明確指出不同空間單元可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型與風(fēng)險(xiǎn)程度，為地方政府開(kāi)展精細(xì)化城市更新工作提供了直接且明確的指引，讓治理決策更具針對(duì)性。

該模型圍繞“空間演化、行為驅(qū)動(dòng)”這一核心主線，全面覆蓋了“供給-需求”“主體-客體”兩大關(guān)鍵板塊，通過(guò)“建模識(shí)別-診斷風(fēng)險(xiǎn)-應(yīng)對(duì)策略輸出”這一完整的流程形成了工作閉環(huán)。在建模識(shí)別階段，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)城市發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識(shí)別出城市發(fā)展中的關(guān)鍵問(wèn)題與潛在風(fēng)險(xiǎn)；在診斷風(fēng)險(xiǎn)階段，對(duì)識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行深入剖析，明確風(fēng)險(xiǎn)成因與影響范圍；在應(yīng)對(duì)策略輸出階段，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)診斷結(jié)果，制定出切實(shí)可行的應(yīng)對(duì)策略，為城市治理提供解決方案。

在南沙區(qū)的實(shí)踐過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)首先基于2016-2021年期間南沙區(qū)建成區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，完成了對(duì)南沙區(qū)基礎(chǔ)發(fā)展?fàn)顩r、綠色韌性水平、智慧創(chuàng)新能力等多維度的全面評(píng)估，清晰掌握了南沙區(qū)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀。

接著，研究團(tuán)隊(duì)導(dǎo)入了2016-2020年的歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用模型的預(yù)測(cè)功能，對(duì)南沙區(qū)2025年、2030年、2035年三個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)的城市發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了科學(xué)預(yù)測(cè)，為南沙區(qū)的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃提供了前瞻性參考。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)模擬不同的城市發(fā)展優(yōu)先級(jí)，例如優(yōu)先發(fā)展創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)、優(yōu)先改善生態(tài)環(huán)境等不同情景，對(duì)南沙區(qū)建成區(qū)進(jìn)行了差異化的更新區(qū)域劃分，明確了不同區(qū)域的發(fā)展定位與更新方向。

最終輸出的政策建議清晰地明確了“哪些區(qū)域更適合優(yōu)先更新”以及“不同區(qū)域應(yīng)側(cè)重何種發(fā)展方向”這兩個(gè)核心問(wèn)題的答案，為南沙區(qū)城市更新政策的制定提供了精準(zhǔn)且具有極強(qiáng)操作性的指導(dǎo)，讓政策制定不再盲目，而是有了科學(xué)依據(jù)。

04

研究總結(jié)

本次關(guān)于基于代謝框架的未來(lái)城市發(fā)展模式與路徑的研究，目前尚處于初步探索階段，雖然在研究深度與廣度上還有進(jìn)一步提升的空間，但在理論融合、方法論創(chuàng)新與實(shí)踐應(yīng)用這三個(gè)關(guān)鍵層面均已形成了具有重要價(jià)值的研究成果，為后續(xù)的深入研究奠定了良好基礎(chǔ)。

在理論層面，研究團(tuán)隊(duì)成功整合了地理學(xué)思想與資源環(huán)境效率理論。其中，地理學(xué)思想注重關(guān)注尺度差異與空間效應(yīng)，強(qiáng)調(diào)從不同空間尺度分析城市問(wèn)題，把握城市空間的相互作用；資源環(huán)境效率理論則聚焦于代謝過(guò)程與效率，關(guān)注城市資源的利用效率與環(huán)境影響。通過(guò)二者的有機(jī)整合，形成了“過(guò)程+空間”雙核心的理論框架，有效突破了以往單一理論視角的局限，讓城市研究的理論基礎(chǔ)更加多元與扎實(shí)。

在方法論層面，研究團(tuán)隊(duì)將理論診斷與標(biāo)的評(píng)估緊密結(jié)合，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐檢驗(yàn)與優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建了一套科學(xué)且具有可操作性的監(jiān)測(cè)預(yù)警體系。該監(jiān)測(cè)預(yù)警體系并非空中樓閣，而是能夠切實(shí)應(yīng)用于城市治理實(shí)踐的工具，它有效解決了現(xiàn)有城市體檢工作中“靜態(tài)、宏觀”的評(píng)估方式與城市治理實(shí)踐中“動(dòng)態(tài)、微觀”需求之間相互脫節(jié)的突出問(wèn)題，讓城市評(píng)估能夠更好地服務(wù)于城市治理。

在實(shí)踐層面，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)廣州南沙區(qū)的具體案例應(yīng)用，充分驗(yàn)證了前述理論與模型的實(shí)用性與可行性。同時(shí)，針對(duì)南沙區(qū)的實(shí)際情況，輸出了一系列能夠直接指導(dǎo)城市更新工作的政策建議，整個(gè)研究過(guò)程完整實(shí)現(xiàn)了“理論-實(shí)踐-政策”的閉環(huán)，確保了研究成果不僅僅停留在理論層面，而是能夠切實(shí)服務(wù)于城市治理實(shí)踐，為城市發(fā)展貢獻(xiàn)實(shí)際價(jià)值。

展望未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)明確了后續(xù)的發(fā)展方向。他們將進(jìn)一步完善現(xiàn)有的理論框架，使其能夠更全面、更精準(zhǔn)地解釋城市發(fā)展規(guī)律；同時(shí)，不斷優(yōu)化模型算法，提升模型的預(yù)測(cè)精度與運(yùn)行效率。此外，研究團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃擴(kuò)大案例應(yīng)用范圍，將研究成果應(yīng)用到更多不同類(lèi)型、不同發(fā)展階段的城市，通過(guò)實(shí)踐反饋進(jìn)一步完善研究成果。并且，持續(xù)提升評(píng)估的精準(zhǔn)度與時(shí)效性，讓評(píng)估結(jié)果能夠更及時(shí)地反映城市發(fā)展變化，為城市治理決策提供更快速、更準(zhǔn)確的支持。通過(guò)對(duì)研究成果的持續(xù)優(yōu)化，研究團(tuán)隊(duì)致力于為更多城市的未來(lái)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的理論支撐與實(shí)踐方案，助力城市全面實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)體檢向動(dòng)態(tài)治理的轉(zhuǎn)型，推動(dòng)城市高質(zhì)量發(fā)展。

*根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)告整理，已經(jīng)專(zhuān)家審閱

供稿單位：中國(guó)城市規(guī)劃學(xué)會(huì)區(qū)域規(guī)劃與城市經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

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