一、韧性城市定义

有关研究成果表明，当一个国家和地区年人均GDP超过3000美元时，经济和社会发展中的各种问题和风险将会逐渐凸显，城市公共安全也将随之进入一个风险高发阶段。未来城市面临着气侯变化、环境危机以及各类极端事件所带来的风险和威胁。这些不确定性事件所带来的安全风险，不仅会对城市经济和社会造成严重冲击，更有可能对城市居民的生命安全和人体健康构成严重威胁。

虽然国际学界对于“韧性城市”的研究和提出仅有几十年的历史，但目前已经成为世界上所有大城市的努力方向。比如伦敦市出台了《管理风险和增强韧性》政策报告，重点提升抗洪水、干旱等风险的能力。纽约则在遭遇罕见的“桑迪”飓风袭击后，推出了《一个更强大、更具韧性的纽约》实施计划，重点防控洪水和风暴潮。除此以外，日本东京、法国巴黎等国际大都市也都不约而同地制定了“韧性城市”建设相关政策。

韧性城市（Resilience City）,指的是要在城市规划建设管理中充分考虑各类安全风险，采取趋利避害的有效适应行动，从生命线工程、城市空间到运营治理等各方面，都能够应对各种风险，有弹性、有迅速恢复能力的城市。联合国国际减灾署则将韧性简洁定义为：“系统、社区或社会内部适应灾害的能力，通过抵抗和改变以达到和维持合适的结构与功能。”国际韧性城市联盟将韧性分类为：城市生命线韧性、经济韧性、社会组织韧性和政府韧性等几个方面。党的十九届五中全会也明确提出要将韧性城市作为“十四五”时期城市建设发展的重要内容。

二、“新不确定性”威胁城市安全

习近平总书记在城市工作会议上指出：“无论规划、建设还是管理，都要把安全放在第一位”；“城市如果不安全一切归零”。为什么要如此强调安全？因为现代化的城市，会“内生”出绝大部分的城市的脆弱性，特别是肩负着全国中心城市、区域重点城市重任的特大城市，都将面临众多前所未有的不确定性。这些不确定性主要源自以下六个方面。

第一，极端的气候变化。即局部经常出现超历史极值的极端气候，如果用传统的工具去衡量，用承载力办法去计算，通常是无效的。例如经常被提及的超过百年的防灾标准，在极端气候状态下往往没有意义。因为如果要制定一个三百年安全标准，必须要有千年的数据。而且我们现在依据的“千年”是过去的千年，在此期间工业文明前对地球的影响并不剧烈，尚未出现极端气候。但是近几年我们需要应对的是由于工业文明引发的极端气候，极端气候有一个特点，即会轻易突破千年一遇的灾害数据。这样一来，传统城市安全设计中经常使用的承载力公式在面临极端气候等新的不确定性时就已经失效了。

第二，现代城市的高机动性。高机动性就意味着高危险性。比如美国“9·11”的恐怖袭击就是利用高机动性的飞机摧毁了纽约世贸中心。又比如1995年3月20日，日本一个极端宗教组织放置了两罐沙林毒气在地铁里面，整个东京就瘫痪了。由此可见，越高机动性的城市就越具脆弱性。机动化的程度和脆弱程度几乎成正比。

第三，新技术的快速涌现。例如，人工智能、物联网，特别是人工合成生命，这些都是颠覆性的新技术，也称为“奇点技术”。这些新事物爆炸性地涌现也隐藏着爆炸性的脆弱性。比如说华大基因前几年就已经宣布三五年内可以合成任何生命，一旦恐怖分子掌握了这些技术，传统的安全防线就都失效了。这些高技术及其传播方式都带来了新的城市安全的不确定性。

第四，全球化引发的外部干扰。经济社会全球化带来的消费需求、原料、资本和能源供应等方面的波动，以及金融市场波动、人口大规模迁移等等，都会造成全球化时代新的城市脆弱性。比如说，现在很多欧洲城市变得脆弱，就是因为不同宗教背景的国际难民的过量涌入。这些都是全球化时代带来的新的不确定性。

第五，互联网时代的脆弱性。许多高科技产品本身也是脆弱性新源头，“万物互联”也意味着危险互联。正如习近平总书记强调指出的那样：“城市系统越来越复杂，社会风险越来越集中在大城市。”未来的特大城市都将是一个高度国际化的城市，其不确定因素比别的地方更高，但它又必须对全世界开放，而同时它又是土地利用非常紧凑的城市，不同的脆弱性在此叠加。多种城市功能叠合，人口高密度更代表着脆弱性和风险的放大，这些因素凑在一起会使不确定性倍增。

第六，烈性传染疾病。进入21世纪以来短短二十年，北京市就遭受到SARS（2003年）、H1N1（2015年）和新冠肺炎病毒数次袭击。随着西伯利亚冻土中远古病毒苏醒、人工合成病毒传播、各种冠状病毒变异和国际局势百年不遇之变化，作为全球化网络结点的超大城市将来仍然可能会遭受频繁的剧烈疾病袭击。

不确定性是现代城市最难对付的风险因素，《黑天鹅》的作者塔勒布在书中写道：“黑天鹅总是在人们料想不到的地方飞出来。”传统的手段，比如说放大冗余的老办法在黑天鹅式灾害面前就很难奏效了。因为很多黑天鹅式灾害破坏程度会轻易超越千年纪录，而将城市生命线安全冗余放大到能抵御两百、三百年一遇的灾害就意味着巨大的浪费。增强超大城市的韧性不能采取简单的放大冗余的办法。第二种传统手段是编制预案。针对经常性事件，即过去历史上频繁发生过又具相对确定性的灾难，编预案是行之有效的。如果真的是不可预计的事件，预案可能一点用处都没有。比如发生于2011年3月的日本福岛核事故，也没有编制过的预案能帮上忙，结果造成了巨大的灾害。由此可见，传统的预案也无法应对黑天鹅式风险。人类正面临着因为城市复杂性带来的无穷无尽的、爆炸性增长的不确定因素，这些不确定因素来自于众多方面，用传统的方法难以预测也无法解决。

三、“韧性城市”是应对黑天鹅式风险的必然选择

为什么要用韧性城市来应对黑天鹅？20世纪末，澳大利亚彼得·纽曼等三位经济学家撰写了一本《弹性城市:应对石油紧缺与气候变化的新途径》的名著，讲的就是如何应对世界能源危机的城市方案。该著作的创作背景即为1973年阿拉伯国家联合起来实施的石油禁运事件。当时危机发生后短短几天内全球油价暴涨，直接造成许多城市能源或交通系统停摆，但是作者发现有的城市完全没有受到影响。这些城市所具有的特点，一是不属于石油能源依赖型城市；二是有多样化本地能源供应渠道，石油只占一小部分；三是这些城市有多个本地能源供给系统，能基本自给自足。凡是符合这三个条件的城市在石油危机来临时都能维持正常运转。于是作者提出了能源韧性城市的概念，从此韧性城市就成为了应对黑天鹅事件的有力手段，导致研究韧性城市的文献爆炸性地涌现。

国际韧性城市联盟在20世纪90年代末提出韧性城市概念范畴：一是技术韧性，即城市生命线的韧性，指的是城市的通信、能源、供排水、交通、防洪和防疫等生命线基础设施要有足够的韧性，以应对不测风险；二是经济韧性，即当外部经济形势急剧变化，或某种原材料供应停摆的时候，城市具有应对的韧性力量，还能够运转自如；三是社会韧性，当大的事件（或灾难）来临时，城市社会和民众能保持冷静不恐慌、不放大危险；四是政府韧性，政府在任何情况下都能服务市民、率领民众抗击灾难，维持正常的功能运行和社会秩序。根据这四个方面的韧性，我们可以进一步将城市韧性区分为三个层次。

首先需要把握的是“结构韧性”。即城市生命线工程在灾害来临时具有足够强大的“鲁棒性”，这涉及城市的通信、能源、防疫、供排水、污水处理、交通、防洪、抗旱等。对于此类城市生命线工程，在城市面临灾害冲击时，城市的这些生命线工程能够维持其基本功能，保障城市居民正常的生活生产秩序得以运行。例如当一场大洪水或者一场大地震来临时，城市的功能保持不变，居民可以照样生活、学习和工作，能够维持这个城市的主要功能不变，这就是一种对灾害的抵抗力，也称为“维持力”。这种“维持力”常常是由城市的某些结构决定的。

韧性城市的第二个层面为“过程韧性”。一个城市系统面对黑天鹅灾害时第一个阶段的韧性是“维持力”，即维持系统的主要功能不变，一般性的灾害来临时城市可以照常运转；第二个阶段是“恢复力”发挥作用的时期，即城市遇到特大灾害时，某些重要系统已经崩溃，但具有韧性的系统可以很快恢复，服务功能一般能在24小时内恢复到原来功能的85%～90%；第三个阶段是“转型力”，即城市在恢复常态之后及时总结灾害带来的经验和教训，通过迅速地“补短板”，转型提升生命线整体韧性，下一次面临同样灾害时维持力和恢复力更强。

韧性城市的第三个层面是“系统韧性”。系统韧性可看成有四个子系统构成：一是感知系统，即系统对所有周边发生的事情都能全面感知，及时充分地获得数据；二是运算系统，通过人工智能或由计算机依据某一特定的模型进行快速运算，即用大数据和机器运算的办法瞬间得出多种不同的求解方案来提出应对灾害的方案；三是执行系统，智慧系统将指令送达相应的城市执行机构，精准地对问题实施解决；第四是对执行结果的实时反馈，反馈后再进行感知。如此一来即形成多次闭环循环。如果城市的每种生命线工程，每个主体、建筑、社区都具有这类系统应对能力，及时感知一切危险信号，对信号进行判断运算，随后执行和再反馈，那么这个城市的风险和脆弱性都会明显下降。

四、基于复杂适应理论的韧性城市规划思路

韧性城市到底怎么设计？用什么方式进行建设？我们给出的方法论是用复杂适应系统（CAS）。20世纪90年代有一批诺贝尔奖获得者，包括物理学家、生物学家组成了新的研究团体，在美国的新墨西哥州建立了“圣塔菲研究所”，专门研究第三代系统论，也就是复杂适应系统（CAS）。“适应”就是指系统每个主体都会对外界干扰做出自适应反应，而且各种异质的自适应主体相互之间也会发生复杂作用，造就这类新的系统是复杂的、自适应生成的。基于这一新理论，韧性城市规划内容可粗略地做以下描述。

第一，系统主体。复杂适应理论完全脱离了第一、第二代系统论专注于结构转而研究主体，即系统主体对外界干扰的自适应行为及其规律，各类主体在环境变化时所表现出的应对、学习、转型、再成长等方面的能力，也就是我们所说的“个体韧性”，这对复杂系统结构的影响是隐在的，但却是具主导性的。构成现代城市的主体有哪些？一是市民，市民是最具能动性的基础性主体；二是建筑，城市的空间是建筑构成的；三是社区（包括多种生命线），是人、网络和建筑构成的子系统；四是城区，是社区集成的组团；四是城市甚至区域。所以“主体”是具有不同层级的，每一个主体都应该有其独特的能动性和自适应能力。城市的整体韧性来源于主体的素质和能动愿望，主体才是最重要的。《城市弹性与地域重建》一书的作者，日本专家林良嗣、铃木康弘明确提出：“只要提升居民个人的素质即可决定减灾的成败。……在灾害现场，要求人们在不确定信息的基础上开展合理的避难行动。”

第二，多样性。任何一个生态系统具有越多的物种和生境，就越具有韧性，越能抗干扰，这是个生态学常识。例如城市中水处理不能只是一种模式，如在用户室内、建筑、社区各个层面都分别采用不同的技术和设施对污水进行多层次的深度处理回用，不仅水的循环利用率会成倍提升，供水系统也会因而变得高韧性。由此可见，分布式、去中心化、小型化并联式等绿色生态城市常用的生命线新模式就比传统城市那种大规模化、中心控制、串联运行等规划建造思路更具多样性和韧性。

第三，自治性。即城市中的每个单元、主体，特别是城市的社区，都应具有一定的自救功能，能够在应对灾害的过程中具有自救或互救的能力，能依靠自身的能力应对或减少风险，并能帮助邻近市民和社区减救灾。例如日本城市街区公园设有“应急站”，城市内部还设立若干大型“应急中心”，该城市就具有强大的“自治性”能力。这种就近、迅速响应的自治性机制一般能将众多的小灾险消除在萌芽状态。

第四，冗余。现代主流经济学经常以“剑走偏锋”的形式提高效率。我们经常讲一个复杂的系统，它必然存在“无用之用”的功能，这些虽然平时“无用”，但是到了“黑天鹅”事件来临时，“无用之用”将可能成为“最有用”。在荷兰阿姆斯特丹市建有浮动的水上建筑，该市大部分区域是低于海平面的，如果千年一遇的暴风来袭，海水倒灌，该市一部分建筑就可以“水涨屋高”浮起来，就能成为市民安全的避灾场所。现代人类不可能拥有两千年大数据，所以现代城市任何生命线的设计中都必须有足够的冗余量。这些“冗余能力”在平时看起来似乎多余浪费，但在灾害时却能发挥重要的应急救助功能。微观冗余越多，主体自适应能力越强，由主体构成的子系统韧性就越强，进而城市整体的韧性就越好。

第五，慢变量管理。许多城市脆弱性是“温水煮青蛙”造成的，在潜移默化、不知不觉的过程中对风险习以为常地淡化了。如果能够准确找到城市的“慢变量因素”并纳入有效监控管理，不仅可以预防“黑天鹅”式事件，更可以预防“灰犀牛”事件，这是建设韧性城市时要考虑的关键。当前已经可以通过微计量和智慧城市的办法，将城市中的“慢变量”数据精确掌握，然后再通过与标准模型进行比对，当变量达到临界状态时，管理系统会及时发出预警。燃气管网的陈旧老化引发的泄漏是个“慢变量”，人们难以警觉，但智慧系统就能揭示并警告。通过对这些慢变量的监测，建立一个智慧系统，在快要达到突变临界值时及时报警。

第六，标识。为什么很多人对流感有免疫性而有些人却没有？因为病毒入侵后人体内T细胞会判断哪些是外来的有害入侵者，并将其打上“标识”，然后白细胞再出动将病毒吃掉。但是有一类病毒对人类危害很大，例如艾滋、SARS、乙肝等病毒，它们是先进入人体细胞，利用正常细胞进行DNA复制，人体T细胞和白细胞更难以识别。在生活中，为了管理方便就给人们打上不同的标签。而且在混乱的场合，“标识”的作用更加明显。比如大地震来临时，穿白大褂的医生对于伤者将是一个很明显的标识，这样就能迅速完成医生与伤者的配对。 “标识”是非常有用的信息管理工具，如果标识在系统里运用成熟，那么主体的能动性就会很强，让系统主体在灾害发生时准确辨别什么是脆弱的、风险的，或安全、避灾的，并且主动进行配对，这样就能达到消灾减灾的目的。

韧性城市仍然是个新而且仍在快速发展过程中的学科，不少这方面的研究方向都仅仅指向城市生命线的韧性、城市某个部门或子系统功能的韧性。而对于灾害事件对城市的基本主体民众的生活质量的影响，并没有直接去描述和评价。事实上，城市如果遭遇灾害，就会对市民的生活质量（QOL）产生重大影响。韧性城市的维持力、恢复力和转型力，都可以从QOL的视角进行定性和定量的描述和表达。

在资源、环境和费用等外部条件的制约下，能长期维持QOL值的稳定或增长就等于具有可持续性（这与绿色发展具有一致性），经历灾害而损失的剩余生命和QOL值总值降低幅度越小的城市，就越具有韧性。

五、小结

总之，韧性城市设计建设要注意以下四个方面。第一，必须要用韧性城市的新理念来应对现代城市面临的诸多不确定性，减弱各类突发灾害事件对城市正常运行的影响。第二，韧性城市建设的主要内容：首先应通过中长期规划来补齐各类生命线工程的短板，并强调分类、过程和协同。第三，在韧性城市设计中推广应用第三代系统理论（CAS）。虽然我们研究的是韧性城市，但实践的是绿色、生态、智慧、宜居理念，这几方面是能相互协同的。第四，必须坚持以人为中心的新理念，提出韧性城市评估和对策建议，防止落入“确保增长为中心”的工业文明时代减灾防灾的旧框框。只有这样去理解，才能和“十四五”规划的其他课题无缝对接。如果说传统的城市防灾思路是建造一个巨大的“拦水坝”，幻想将各种不确定性拒之城外，那么韧性城市建设就应基于每个城市主体的能动性来发挥来设计更安全绿色的城市。

（来源：《中国市长》  作者系国际欧亚科学院院士，住房和城乡建设部原副部长，中国城市科学研究会理事长）