城市可持续性科学需要空间系统框架：从社会-生态到社会-生态-空间的范式拓展

引言：城市可持续性的核心困境

全球城市化进程正在以前所未有的速度重塑地球表面。城市既是经济增长的引擎，也是资源消耗、生态退化与社会分化的集中地。如何在经济增长、生态完整性与社会公平之间进行权衡，已成为21世纪城市治理的核心挑战。然而，现有的分析框架往往将城市简化为人与自然的二元互动，忽略了那个占据城市大部分物理实体的元素——建成环境。

近日发表在《Communications Sustainability》上的一篇系统综述文章，通过对630篇学术文献的定量与定性分析，揭示了这一结构性缺陷：超过90%的城市社会-生态系统（SES）研究将建成环境视为被动背景，而非具有自身构型逻辑、物质性与历史性的主动系统。该研究进而提出了社会-生态-空间系统（SESS）框架，将空间系统作为与生态、社会并列的第三领域。这一提议不仅关乎学术理论，更深刻影响全球城市战略的制定。

为什么传统SES框架在城市失效

社会-生态系统框架的根基源于埃莉诺·奥斯特罗姆（Elinor Ostrom）对公共池塘资源治理的开创性工作。该框架在设计之初就预设了自然生态系统是核心资源，而人类制度则围绕其展开。然而，城市不是森林或渔场。城市中的街道网格、建筑形态、基础设施网络、历史遗产——这些人为构造物不仅仅是生态过程的“容器”，它们拥有独立的因果力。一栋高层建筑可以改变局部风场与日照，一条历史街区的物质形态可以影响社区认同与社会网络，一座城市的空间构型（spatial configuration）甚至可以决定人口流动模式与资源分配效率。

当研究者将SES框架直接移植到城市时，空间维度被简化为“土地利用”“基础设施布局”或“景观连通性”等技术变量。这就像用鱼塘管理手册来设计一座大都市——看似有框架，实则丢了灵魂。该论文的系统综述证实了这一点：在630篇城市SES文献中，仅8.1%的研究将空间视为一个系统并予以理论化分析。绝大多数研究要么完全忽视空间（61.8%），要么仅将其作为定位或变量（30.0%）。

空间系统：形态、物质性与历史性

为填补这一空白，论文作者整合了城市形态学（urban morphology）、空间生产理论（Lefebvre）、城市代谢（urban metabolism）与复杂性科学，提出了社会-生态-空间系统框架。该框架将空间系统定义为三个相互关联的维度：

• 形态与构型（Morphology and Configuration）：街道网络、街区尺度、建筑密度等空间结构如何影响社会互动与生态过程。例如，巴塞罗那的“超级街区”（superblocks）通过改变道路形态提升了公共空间质量并降低了交通排放。
• 物质性与代谢（Materiality and Metabolism）：建筑材料、能量流动、废弃物循环等物质过程。城市的物质基础设施（如混凝土、钢材）不仅具有巨大的碳足迹，其老化与更新也构成时间滞后效应，影响气候适应策略。
• 历史性与记忆（Historicity and Memory）：建成环境是历史沉积的结果。威尼斯的水道墙、伦敦的维多利亚下水道、北京的四合院——这些空间遗产承载着制度惯性、文化认同与路径依赖。

论文以威尼斯的MOSE防洪屏障为例，展示了SESS框架的诊断力。MOSE系统是为了保护潟湖与历史城市免受潮汐侵袭而建造的巨额工程，但其对水岸景观的永久性改变、对潟湖生态系统的干扰，以及由历史街区的尺度所决定的工程限制，都不是纯粹的“技术-生态”权衡。这些冲突本质上是空间系统内部形态、物质与历史三重属性的张力。传统SES或SETS（社会-生态-技术系统）框架难以捕捉这种深层矛盾。

对全球城市战略的启示

SESS框架的提出，正值全球城市竞争进入新阶段。城市不再仅仅是国家经济政策的执行者，它们正在成为全球气候变化应对、数字治理与区域安全的前沿阵地。在这一背景下，忽视空间的系统性力量将导致战略误判。

首先，基础设施投资需要空间系统视角。全球各主要城市正在大规模更新交通网络、水系统与能源设施，但若仅考虑技术效率而忽略空间的历史肌理与形态兼容性，可能引发社会排斥与生态破坏。例如，巴黎的“大巴黎快线”项目在提升区域连通性的同时，也面临如何在历史城区和郊区之间平衡空间公平的挑战。

其次，气候适应规划必须纳入空间物质性。沿海城市面临的防洪、防潮措施（如新加坡的“海绵城市”计划、纽约的城墙系统）涉及巨大的物质投入。这些工程改变现有的空间结构，并产生长期的碳锁定效应。SESS框架要求决策者将物质代谢周期（如混凝土的碳排放与耐久性）与城市形态演进相结合，而非孤立评估。

第三，全球南方城市的空间治理更需要历史维度。发展中地区的城市往往经历过殖民规划、快速城市化与制度转型，其空间形态是多重时间层的叠加。例如，印度孟买的达拉维贫民窟的街道网络与土地产权，既是社会自组织的产物，也是殖民时期的遗留。任何可持续发展干预，若不理解这种空间的历史记忆，极易造成“规划失败”。

范式转变的长期意义

从SES到SESS，不仅是学术框架的修补。它标志着城市可持续性科学正从一个“自然资源管理”范式向“空间文明治理”范式跃迁。城市不再是社会与生态交错的界面，而是一个由空间形态、物质流与历史记忆共同塑造的复杂有机体。

这篇论文所揭示的90%的忽视率，恰似一个全球性的警告：我们关于城市的科学，仍然未能看见城市本身。当各城市争相成为“智慧城市”“韧性城市”或“碳中和城市”时，若没有对空间系统的深刻理解，这些目标可能沦为技术乌托邦。

未来，城市分析需要更多像SESS这样的跨学科融合。城市规划师、生态学家、社会学家与工程师必须共同面对空间的“自主性”——那个在街道、砖石与地标中默默运行，却决定城市命运的力量。只有如此，城市可持续性才能真正从口号走向现实。

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本文参考来源：Xu, J. & Duan, J. Systematic review supports a spatial system framework for social ecological systems in urban sustainability science. Communications Sustainability 1, 106 (2026).