一种用于可持续城市系统跨学科研究的社会-生态-市政设施系统框架：综合七大学科的综合方法

Feb 2018 JIE Urban Sustainability

城市代谢第二期主题: 城市代谢研究理论框架和数据库构建

本次城市代谢主题推送选取了三篇文章，涵盖了理论框架构建和不同的城市数据库构建方法。多数的城市代谢研究是以案例分析为主。由于不同的案例研究尤其独特的出发点，我们需要一个系统性的研究框架来总结和概括，以及提出未来可行的研究方向。因此，我们首先推送一篇理论框架研究，并且描述了该理论如何指导交叉城市学科的教学工作。一直以来，城市研究的重要问题是数据收集问题。因此另外两篇文章是关于如何构建城市数据库的。墨尔本的研究详细描述了如何构建城市历史能源消耗数据。Ravalde和Keirstead的研究详细介绍了如何构建城市内部过程导向的数据库。

城市代谢主题第一篇

一种用于可持续城市系统跨学科研究的社会-生态-市政设施系统框架：综合七大学科的综合方法

中文摘要

城市位于更大规模的基础设施之中（例如电力、给水和交通网络），这些基础设施给城市中居住的人口长途输送和供应自然资源。因此城市系统的可持续性也就取决于自然系统、跨地界基础实施以及管理这些设施的多种社会角色和机构之间的复杂的各种规模的交互联系。本文指出，研究这诸多复杂因素的最佳方式是采用一种综合的、全新的社会-生态-市政设施系统（SEIS）框架。在生物物理亚系统中，SEIS 框架整合了城市代谢和生命周期评价，用以明确地描述城市跨地界市政实施供应链的水、能量和温室气体排放足迹。这些市政设施的环境足迹使城市直接或间接用于支持人类活动的多种资源（水、能源和物质）变得可见，从而可以给跨规模、跨基础实施产业部门提供降低环境污染、公共健康风险和城市供应链风险的策略。在社会亚系统中，社会科学的诸多理论探索以下三个社会角色的互动：（1）资源的个体使用者，（2）市政设施的设计和操作者，（3）政策制定者。这三者之间及其与市政设施之间的互动共同将城市推向可持续发展的目标。要将上述两个亚系统联系起来，就要将环境科学、气候科学、市政工程、产业生态学、建筑学、城市规划、行为科学、公共健康和公共事务中的概念、理论、法规和模型加以综合。这种综合可以识别城市 SEIS 系统中有高度影响的作用点。本文描述了一种以 SEIS 为基础研究可持续城市发展的跨学科理论，并评估了其在鼓励系统思想和发展跨学科词汇这两方面（两者皆可评估有效框架）的有效性。

Summary

Cities are embeddedwithin larger-scale engineered infrastructures (e.g., electric power, watersupply, and transportation networks) that convey natural resources over large distancesfor use by people in cities. The sustainability of city systems thereforedepends upon complex, cross-scale interactions between the natural system, thetransboundary engineered infrastructures, and the multiple social actors andinstitutions that govern these infrastructures. These elements, we argue, arebest studied in an integrated manner using a novelsocial-ecological-infrastructural systems (SEIS) framework. In the biophysicalsubsystem, the SEIS framework integrates urban metabolism with life cycleassessment to articulate transboundary infrastructure supply chain water,energy, and greenhouse gas (GHG) emission footprints of cities. Theseinfrastructure footprints make visible multiple resources (water, energy,materials) used directly or indirectly (embodied) to support human activitiesin cities. They inform cross-scale and cross-infrastructure sector strategiesfor mitigating environmental pollution, public health risks and supply chainrisks posed to cities. In the social subsystem, multiple theories drawn fromthe social sciences explore interactions between three actorcategories—individual resource users, infrastructure designers and operators,and policy actors—who interact with each other and with infrastructures toshape cities toward sustainability outcomes. Linking of the two subsystemsoccurs by integrating concepts, theories, laws, and models across environmentalsciences/climatology, infrastructure engineering, industrial ecology,architecture, urban planning, behavioral sciences, public health, and publicaffairs. Such integration identifies high-impact leverage points in the urbanSEIS. An interdisciplinary SEIS-based curriculum on sustainable cities isdescribed and evaluated for its efficacy in promoting systems thinking and interdisciplinaryvocabulary development, both of which are measures of effective frameworks.

编者按

本文构建了社会-生态-市政设施系统框架，将跨学科背景下的研究与教学相结合。从生物物理亚系统和社会亚系统两个方面探究城市系统的可持续性，以跨尺度、跨学科、跨地界基础实施的视角推动可持续科学的发展。并将该框架结合至可持续发展相关的课程设计中，选课学生来自市政工程、城市规划、行为科学、公共事务与公共健康等多个学科领域，跨学科背景的学习有利于学生建立系统性思维和批判性思维。

社会-生态-市政设施系统框架

编者简介

*稿件编辑：刘兆雯