《自然·可持续》：全球城市基于自然的适应气候变化解决方案 - 沿海城市气候适应计划

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转载：气候变化经济学

摘要

世界各地的许多城市正在尝试使用“基于自然的解决方案”（Nature-based solutions，NbS）来应对所面临的相互关联的“气候—生物多样性—社会”挑战（climate–biodiversity–society，CBS），但很少有研究能够系统阐明 NbS 在应对 CBS 挑战方面的贡献及其在促进全球城市系统转型变革方面的效用。本研究测绘并分析了全球130个城市和216个城市干预措施中为适应气候变化的NbS方法。结果表明，既有 NbS 方法在全面应对 CBS 挑战方面受到限制，特别是考虑到气候脆弱性的多层面形式、社会正义、公共和私营部门之间的合作潜力以及多种共同利益。数据表明，知识和实践偏向于发达国家并低估了发展中国家的CBS 挑战，特别是涉及气候危害和城市生态系统方面的挑战，因此，还需要进一步拓展研究和实践以充分发挥城市 NbS 的变革潜力。

引言

基于自然的解决方案 (NbS) 在城市气候变化适应议程中迅速崛起，吸引了大量投资以及全世界的学术和政治兴趣，NbS 可能占过去十年实施的所有城市气候适应措施的一半，然而这也使其成为争论焦点。许多政府、金融机构和国际政府组织都在推动 NbS，因其有助于解决城市面临的相互关联的气候、生物多样性和社会挑战（climate–biodiversity–society，CBS）。

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既有研究在评估 NbS 对减缓气候变化的总体贡献方面已为本文奠定了良好的研究基础，然而，针对NbS在城市环境中适应作用的研究尚付阙如。为填补上述研究空白，本文从九个关于气候适应行动和NbS的二级数据库中筛选了全球823个NbS项目，进一步对55个国家130个城市的216个单独的NbS干预措施进行映射分析，从而解决以下2个问题：当前关于 NbS 的气候变化适应实践以何种方式解决城市面临的CBS挑战？目前的NbS 实践是否正在促进城市进行必要的转型变革以应对 CBS 挑战？为此，本文探究了城市 NbS 应用的区域趋势并分析了 NbS 的十个整体特征。这些特征分为不同的关键 CBS 挑战，其中包括气候挑战（应对哪些气候变化危害以及如何应对）、生物多样性挑战（如何利用 NbS 的生态特征来实现城市气候变化适应成果）和社会挑战（如何治理 NbS 并解决社会正义问题），最后探讨了城市 NbS应对 CBS 挑战的变革能力。

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大部分干预措施位于欧洲（主要是西欧，占所有干预措施的 63%），其次是美洲（主要是拉丁美洲和加勒比地区）和非洲（主要是撒哈拉以南非洲地区），各占 13%。在亚洲 (7%) 和大洋洲 (2%) 的全球数据库中可以找到的案例相对较少，其中大部分在西亚和美拉尼西亚。因此，本文的数据集偏向于欧洲和南美洲，源于其他地区的干预措施往往不会明确关注城市或气候适应，或囿于本文所用的二级数据库而尚未能及。

城市NBS解决的气候挑战

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解决的气候危害（Hazards）类型，以及 NbS 降低社会经济对气候影响的脆弱性的目标（Objectives），被视为关键的 NbS 特征（对应图 1 中的“气候”分组）。根据既有分类方式，气候危害可归纳为以下四类：（1）强降水（例如洪水、水土流失和山体滑坡），占干预措施的 81%且主要在欧洲。（2）气温上升（例如热应激、城市热岛效应和野火），占干预措施的59% 且主要在欧洲。（3）干旱，占干预措施的26%且主要在非洲和美洲。（4）沿海灾害（例如，海平面上升、风暴潮和沿海灾害），占干预措施的 11% ，在非洲和大洋洲更为常见。除非另有说明，类别并不相互排斥，总和也不等于 100%，对应图 1 中的“危害”分组。

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图1 城市干预措施全球分布中包含10个关键NbS特征的地区分布

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根据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 定义的解决社会经济对气候影响的脆弱性的目标，也可将干预措施分为以下三类：（1）减少暴露于气候危害中（例如，通过减少受洪水影响的土地面积或人口比例，总体可见于99%的干预措施，对应图 1 中的“目标”）（2）支持公民自主制定危害适应策略的能力（例如，通过实施早期预警系统，总体可见于36%的干预措施）（3）降低对气候危害的敏感度（例如，降低公民受危害影响的程度及增强其应对气候冲击的能力，总体可见于17%的干预措施，对应图2a中的具体示例）。绝大多数干预措施 (52%) 仅针对与脆弱性相关的一个特定方面，通常与减少气候灾害暴露有关，而没有解决敏感度或适应能力。

图2 使用 NbS 进行气候适应的选定城市的 NbS 特征示例

城市NbS解决的生物多样性挑战

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以下几个特点有助于更好地描述NbS如何以及在何种程度上解决城市生物多样性问题：（1）NbS方法分为哪些类型（2）NbS措施涉及哪些生态系统类型（3）生态系统是如何被干预措施改变的（4）哪些物种被纳入考虑（对应图1中的“生物多样性”分组）。这一框架阐明了自然的概念在城市NbS背景下的应用。

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NbS 的广义概念正逐步演变为一个“伞型”的总称性术语，涵盖恢复、保护或可持续管理生态系统以造福于生物多样性和人类的行动。为了在数据中详细阐明其中差异，本文根据既定类型将城市中的 NbS 干预措施分为两大类：（1）与“基于生态系统的适应”（EbA）相关的干预措施，通常涉及相对较大的低密度城市化区域土地。（2）“蓝绿基础设施”（GBI）（对应图1中的“NbS类型”）并且通常集成到建筑环境中，例如通过绿色屋顶或墙壁。总体而言，GBI 方法更为普遍（占所有干预措施的 56%——示例见图2b ），尤其是在欧洲，而 EbA 在大多数其他地区的使用更为频繁。

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生态系统类型分为四个主要类型（对应图1中的“生态系统类型”）：（1） 陆地（草坪/公园、行道树、城市森林和耕地）、（2）水生（内陆湿地、湖泊和河流/溪流）、（3）沿海（沿海/海滩、沿海湿地和海洋）和 （4）上述类别的组合。陆地生态系统更为常见（占所有干预措施的 48%），通常以草坪/公园和行道树的形式出现，其次是混合生态系统（25%，将草坪/公园或城市森林与湖泊或内陆湿地相结合，主要位于欧洲和美洲）、水生生态系统（21%，主要是亚洲和美洲的河流/溪流和内陆湿地）和沿海生态系统（5%，主要在海滩上，通常在大洋洲、拉丁美洲和加勒比地区）。

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NbS 干预涉及生态系统的主要方法（对应图1中的“方法”）分为：（1） 生态系统恢复（占所有干预措施的 45%）、（2）生态系统保护（50%）、（3）生态系统管理（14%）和（4）新型生态系统 （13%—图2c ）。

很少有干预措施明确提到使用本地或适应气候变化的物种（分别为 20% 和 2%——对应图 1 中的“物种”和图2d中的示例），后者被用作解释城市干预措施适应未来不断变化的气候条件能力的指标。

城市NbS解决的社会挑战

适应气候变化的城市 NbS 涉及治理挑战，尤其是由于对社会正义的潜在影响，本文指出了四个治理特征（对应图1中的“社会”）：(1) 当前 NbS 的资金来源、（2）哪些参与者负责实施 NbS 、(3) 除了适应之外，还涉及哪些更广泛的社会经济目标和(4) NbS 干预措施如何解决社会正义问题。

资金来源（图1中的“资金”）主要涉及 (1) 地方公共资金（例如，来自市政府的资金，以下简称“公共”）、(2) 国际机构资金（例如欧盟计划、来自世界银行的气候资金；图1e）和(3) 私人资金（例如来自私营企业的资金）。对负责实施干预措施的参与者分别分析资金来源，以此区分不同参与者作为资助者或实施方的角色。

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负责在城市实施 NbS 的行动者（图1中的按区域分布的“行动者”，图3用于表示其与资助者和目标的关系）包括 (1) 地方公共行动者（如上所述，占所有干预措施的 71%）、（2) 家庭（例如社区内的家庭个体，占比5%，示例如图2f）、(3) 私营企业 (10%)和(4) 国际机构参与者（如上所述，12%）。

追溯 NbS 干预措施在城市中的目标，可以深入了解其使用背后的原因，以及它们在多大程度上利用其潜力在城市环境中提供多种社会经济协同效益。与气候变化无关的总体社会经济目标（区域分布参见图1中的“目标”，与资助者和参与者的关系参见图3），他们可以被归类为 (1) 城市发展（所有干预措施的 80% ；参见图2g的示例）、（2）经济发展（例如创造绿色工作，14%）和（3）法律目标（例如遵守或制定新的当地法律标准或遵守国际法或契约，15%）。

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最后， NbS 在城市气候适应方面面临的一个关键挑战是它们如何解决社会正义问题，例如通过“绿色乡绅化”（green gentrification）或对城市社会结构的其他不良影响。本文通过参考与NbS设计和实施相关的三个基本维度来评估社会正义：(1) 程序性——涉及干预如何将利益相关者纳入决策过程（见于所有 NbS 干预的 81%），(2) 认可——承认某些利益相关者群体的特殊需求（见于 28% 的干预） 和(3) 分配——收益和成本如何在社会群体之间分配（占所有干预措施的 20%；这些不同形式的实际示例见图4 ，区域分布见图1中的“社会正义”）。总体而言，53% 的干预措施只考虑了社会正义的一个维度。这因地区而异，例如75% 的非洲 NbS 干预措施包括两个或更多维度。

图3 NbS 之间的区域、资金来源、参与者和社会经济目标之间的联系

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当前城市 NbS 实践的变革能力

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对适应行动触发城市必要变化的方式和幅度进行分类有多种不同方法，诸多学者采用分层方法，将每项行动按照从浅到深的连续统一体进行安排，以实现变革目标，虽然随着时间的推移，适应行动可能会累积成为改革主义甚至转型变革（例如“激进的渐进主义”），但本文分析了 NbS 在当前条件下（而不是潜在的未来动态）的变革能力，并将城市作为一个参考单位，这三个层次的变化被映射到作为社会-生态-技术 (SET) 系统的城市的三个广泛维度：(1) 社会变化（例如社会其中的关系、网络和动态）、（2）生态变化（例如生态系统功能及其分布）和（3）技术变化（例如城市及其部分的建成基础设施、道路、建筑物等）（如图4所示）

图4 体现不同方面社会正义研究以及社会、生态和技术变革能力的城市 NbS 项目示例

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总体而言，城市在生态维度（占所有干预措施的 15%）方面表现出比社会（11%）或技术维度（9%）更深层次的变革潜力，而在技术层面，更浅层形式的增量变化占比最高（34%，如图5a所示）。

图 5 按城市维度和区域绘制的 NbS 变化能力分布总结

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讨论

结合关于 NbS 对帮助城市应对 CBS 挑战和促进变革的贡献的两个主要研究问题的探讨，能够综合研究和政策的关键发现和建议以确保 NbS 的良好设计并与更广泛城市的适应议程相辅相成。研究结果指出需要深入思考如何设计、实施和管理用于城市适应的 NbS，以解决当前适应实践中的主要缺陷，并使NbS 的使用超越当前的渐进/改革趋势。

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关于 NbS 在 CBS 关系下的城市中的变革潜力，本文的研究结果反映了什么？总体而言，绘制和分析的 NbS 干预措施的特点是促进社会、生态和技术层面变革的能力相对较浅（增量和改革），同时对相互关联的 CBS 挑战的考虑不均衡。结果表明，NbS 干预与社会经济脆弱性（敏感度和适应能力）和社会正义（认可和分配）的多维形式缺乏联系，而这些是实现更公正和可持续未来的变革不可或缺的组成部分。

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当前的 NbS 实践中还出现了其他转型盲点。背景因素（例如，气候、人口和贫困水平）指出如何通过知识转移在城市内部和城市之间催化变革。本文的分析建立在日渐丰富的研究基础之上，这些研究主要侧重于了解城市中 NbS 的变革性示例。本文的研究结果强调了干预措施在全球范围内可能在哪些方面以及如何达不成这一目标，进一步打破了思考如何弥合这一差距的开放机会。未来研究可从以下两个方面进行拓展：首先，未来的研究可以填补跨越多个梯度的关键知识空白。这包括地理上的南北差距以及理解在不同的社会、生态和技术条件下面临CBS挑战的城市是否以及如何有效和公平地实施NbS的差距，可以通过建立和进一步连接正在进行的区域知识集中化工作来实现，其次，城市政策需要更深入地参与CBS的全部挑战，特别是在不同社会群体和城市生态系统所经历的气候脆弱性方面。这也意味着需要探索所有潜在的共同利益和跨部门合作的机会。总而言之，解决这些差距可以帮助城市规划者释放在当前NbS实践中尚未被开发的变革能力，虽然在某些地区已经开始，但加强科学和政策之间的合作，可以更好地了解当地的背景因素如何有利于不同类型的城市NbS的出现，以及它们促进转型变化的潜力。

方法

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在2021年1月至6月期间，本研究系统地测绘了来自联合国所有地区的55个不同国家的216个城市地区适应气候变化的NbS，这些数据来自关于气候变化适应和NbS的9个在线数据库。这是在环境证据合作组织制定的系统化测绘标准指导下进行的，主要包括以下几个步骤：设定测绘的目标和范围，建立搜索和筛选过程，最后从通过这些过程找到的干预措施中编码和提取相关数据，整体数据分析过程主要通过R语言实现。

原文信息

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Goodwin, S., Olazabal, M., Castro, A. J., & Pascual, U. (2023). Global mapping of urban nature-based solutions for climate change adaptation. Nature Sustainability, 1-12.

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