城市代謝(UM)的概念：城市代謝是一個(gè)跨學(xué)科的概念，研究城市如何與環(huán)境相互作用，更具體地說(shuō)，城市如何利用資源和排放污染流，以及圍繞這些流動(dòng)的相關(guān)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境挑戰(zhàn)。

#01?摘要Abstract

在上個(gè)世紀(jì)和本世紀(jì)，城市新陳代謝的概念被各種學(xué)科廣泛使用來(lái)描述不同的城市現(xiàn)象。在城市新陳代謝的跨學(xué)科領(lǐng)域中，一個(gè)越來(lái)越重要的主題是空間維度。在本文中，作者對(duì)這一多面概念的使用進(jìn)行了文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)和定性分析，以了解空間在城市代謝研究中的地位。作者的研究結(jié)果表明，城市代謝領(lǐng)域內(nèi)的幾個(gè)團(tuán)隊(duì)根據(jù)不同的方法(領(lǐng)土經(jīng)濟(jì)、社會(huì)政治、社會(huì)生態(tài)、治理和城市規(guī)劃以及建模)利用和操縱空間進(jìn)行研究。作者討論了這些團(tuán)隊(duì)最近的文獻(xiàn)和他們的方法，他們的局限性，以及未來(lái)的議程，可能會(huì)跨領(lǐng)域，以便在城市代謝研究中更一致地嵌入空間。

#02 全文導(dǎo)讀

【研究背景】

世界正在迅速城市化，導(dǎo)致資源需求和污染流量不斷增加。城市代謝(UM)是一個(gè)跨學(xué)科的概念，研究城市如何與環(huán)境相互作用。因此，UM的研究試圖通過(guò)描述和理解所有社會(huì)技術(shù)和社會(huì)生態(tài)過(guò)程來(lái)更好地理解城市的功能，在這些過(guò)程中，材料、能源和水以不同的形式被城市消耗、轉(zhuǎn)化和拒絕。

UM被一些作者視為“資本與自然之間的一系列交叉點(diǎn)，包括基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和城市空間的其他功能組成部分”。然而，雖然空間維度的重要性被來(lái)自不同知識(shí)領(lǐng)域的研究人員所認(rèn)識(shí)和強(qiáng)調(diào)，但為了描述不同的現(xiàn)象，他們使用“空間”一詞的方式非常不同。這種混亂不僅妨礙了知識(shí)的產(chǎn)生和(或)鞏固，而且也妨礙了知識(shí)在城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源和廢物管理等領(lǐng)域的決策和實(shí)踐中的應(yīng)用。

research gap：

1.UM研究人員如何將這種空間方法納入他們的工作，以及這種納入可以為更廣泛的UM概念帶來(lái)什么。

2.越來(lái)越多的研究涉及并運(yùn)用了這一概念，那么UM研究中的“空間位置”是什么，UM研究中是否存在“空間趨勢(shì)”。

3.UM在社會(huì)科學(xué)方面的學(xué)術(shù)研究。UM的空間維度不應(yīng)該被視為普遍和統(tǒng)一的，因?yàn)樗赡芫哂懈叨鹊恼紊省?/p>

研究目的：

1.對(duì)“空間化UM”這一主題進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量分析，更好地理解研究現(xiàn)狀。此外，作者將探討UM研究人員如何調(diào)動(dòng)空間化和空間的概念。

2.強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科的優(yōu)勢(shì)如何拓寬對(duì)空間的理解，以及空間在UM研究中的意義和用途。還將描述這些不同觀點(diǎn)之間的差異、限制和互補(bǔ)性。

3.識(shí)別新興概念，以鞏固UM研究中的空間研究，并根據(jù)作者的文獻(xiàn)計(jì)量分析中出現(xiàn)的主題組合提出新的觀點(diǎn)和研究領(lǐng)域。

【研究方法】

1.城市代謝研究中空間維度文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集的構(gòu)建：

首先，從以下Scopus搜索字符串中構(gòu)建一個(gè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集：TITLE-ABS-KEY(“城市代謝”)AND ALL (spatial) OR ALL (space)構(gòu)建文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集。在Scopus檢索的基礎(chǔ)上，共檢索到448篇論文，構(gòu)成了作者的工作數(shù)據(jù)集。作者的文獻(xiàn)綜述結(jié)果表明，“空間化UM”這一主題已經(jīng)引起了研究人員越來(lái)越大的興趣，近年來(lái)特別是2010年之后有了顯著增長(zhǎng)。特別是在研究期間(1982-2020)關(guān)于空間和UM的出版物數(shù)量有所增加。因此，自2010年以來(lái)，該曲線的趨勢(shì)是每年約增加5、6篇出版物。然而，雖然文章的增加似乎相當(dāng)高，但它也與同一領(lǐng)域期刊上出版物的急劇增加以及一般UM出版物的增加密切相關(guān)。

圖1 城市代謝空間化研究，1982-2020

2.通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量分析定義城市代謝的科學(xué)研究現(xiàn)狀：

為了對(duì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)集形成的科學(xué)景觀進(jìn)行可視化分析，首先使用萊頓大學(xué)的開(kāi)放軟件VOSviewer。更具體地說(shuō)，共同作者在圖2中進(jìn)行了映射，并根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)量和引用次數(shù)進(jìn)行加權(quán)。其次，作者對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中引用的參考文獻(xiàn)很感興趣。因此，目標(biāo)是確定主要的科學(xué)思想流派，這些思想流派發(fā)展了UM的空間維度研究。作者的數(shù)據(jù)集(448篇已發(fā)表文章)包含26631篇被引用的參考文獻(xiàn)(對(duì)應(yīng)于28078位作者)。

圖2 科學(xué)研究現(xiàn)狀分析-基于書(shū)目數(shù)據(jù)的合著者圖譜(來(lái)源：Scopus；實(shí)現(xiàn)：VOSviewer -版權(quán)所有?2020萊頓大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究中心)-根據(jù)文件數(shù)量(min = 3)的可視化尺度

3.城市新陳代謝“空間”主題及新興概念的定性分析：

關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究只突出了一些通用的詞(如“可持續(xù)性”或“城市規(guī)劃”)。為了更好地理解該數(shù)據(jù)集的不同主題，作者根據(jù)自己的判斷，通過(guò)提取所有標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞中最相關(guān)的空間概念(表1)，進(jìn)行了定性分析。

表1 收集了作者認(rèn)為最能說(shuō)明數(shù)據(jù)集中確定的UM文章的空間組成部分的概念。

【研究結(jié)果】

1. 科學(xué)研究現(xiàn)狀分析

圖2所示，地圖上有三個(gè)較大的團(tuán)隊(duì)，四個(gè)中型團(tuán)隊(duì)和十三個(gè)小型團(tuán)隊(duì)，來(lái)自不同的學(xué)科領(lǐng)域和領(lǐng)域，展示了空間維度研究鏈在更廣泛的UM領(lǐng)域的活力。這些團(tuán)隊(duì)也相對(duì)年輕。然而，其中一些群體有時(shí)會(huì)隱藏在社會(huì)和工業(yè)生態(tài)領(lǐng)域更大、更成熟的團(tuán)隊(duì)，這些團(tuán)隊(duì)可能沒(méi)有明確關(guān)注空間UM(例如Kraussmann和van Timmeren)。同樣，作者可以觀察到，這些團(tuán)隊(duì)是相對(duì)分散的，它們之間幾乎沒(méi)有聯(lián)系。通過(guò)這第一步，作者可以確定在UM研究的空間趨勢(shì)方向上工作的研究網(wǎng)絡(luò)。下一步是調(diào)查影響這些相對(duì)年輕的小團(tuán)隊(duì)的主要研究領(lǐng)域。

綠黃棕色團(tuán)隊(duì)主要對(duì)應(yīng)于北京師范大學(xué)環(huán)境模擬與污染控制實(shí)驗(yàn)室的研究人員。此團(tuán)隊(duì)發(fā)表的出版物數(shù)量最多，包括評(píng)價(jià)和來(lái)自中國(guó)的實(shí)證案例研究。從流量的源頭和目的地測(cè)度、城市資源利用和污染流動(dòng)的空間異質(zhì)性建模等角度探討空間問(wèn)題。

藍(lán)色團(tuán)隊(duì)包括一些UM研究的基礎(chǔ)人物，如克里斯·肯尼迪和薩賓·巴勒斯以及他們的一些合作者。他們的文章集中在城市規(guī)劃和土木工程方面，重點(diǎn)關(guān)注特大城市。

紅色團(tuán)隊(duì)表示FP7歐盟項(xiàng)目- BRIDGE(可持續(xù)城市規(guī)劃決策支持城市新陳代謝核算，2009-2011)的團(tuán)隊(duì)。他們將UM空間化的方法結(jié)合了“物理流動(dòng)的原位測(cè)量、模擬這些流動(dòng)的高空間分辨率數(shù)值模型、制定指標(biāo)將城市環(huán)境中的生物物理過(guò)程與社會(huì)經(jīng)濟(jì)參數(shù)聯(lián)系起來(lái)”。

綠松石團(tuán)隊(duì)聚集了政治-工業(yè)生態(tài)學(xué)家。對(duì)于這個(gè)將政治生態(tài)學(xué)與環(huán)境評(píng)估方法相結(jié)合的新興領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，空間是發(fā)展“空間敏感性和批判性政治經(jīng)濟(jì)學(xué)”方法的基礎(chǔ)，也是質(zhì)疑UM研究邊界的手段。

橙色和黃色團(tuán)隊(duì)主要側(cè)重于規(guī)范性方法。UMAN模型(城市代謝分析模型)中的空間考慮了“城市區(qū)域內(nèi)通過(guò)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的物質(zhì)流動(dòng)的空間位置”。

紫色團(tuán)隊(duì)包括開(kāi)普敦的研究人員Musango, Currie和Hoekman?，他們的工作集中在通過(guò)UM方法和“家庭能量代謝”概念對(duì)非洲城市化進(jìn)程的空間研究，特別是在南非的背景下。

該結(jié)果還顯示相對(duì)年輕的小團(tuán)隊(duì)，例如聚集在以下地方的團(tuán)隊(duì):

i)?Mostafavi在綜合UM分析工具上的工作，該工具包括“動(dòng)態(tài)影響城市系統(tǒng)參數(shù)如何受到影響的不同尺度的空間相互作用”；

ii)?Weijma及其團(tuán)隊(duì)通過(guò)農(nóng)業(yè)需求進(jìn)行的空間營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)；

iii)?Newman及其在空間結(jié)構(gòu)和再生城市概念方面的工作；

iv)?Tanikawa對(duì)物質(zhì)儲(chǔ)備積累的空間分析；

v)?Arboleda對(duì)城市政治生態(tài)和行星城市化空間的研究。

2.科學(xué)研究現(xiàn)狀分析的數(shù)據(jù)集參考

為了進(jìn)一步描述UM研究中空間利用的科學(xué)研究現(xiàn)狀，作者分析了檢索到的448份出版物(在前一節(jié)中提供)中引用的所有作品，總共有26631篇參考文獻(xiàn)(對(duì)應(yīng)28078位作者)。通過(guò)這種分析，可以確定作者在開(kāi)展UM空間維度研究時(shí)所涉及的主要領(lǐng)域和研究方向。

圖3 基于書(shū)目數(shù)據(jù)的被引作者共被引圖譜(最小數(shù)量= 30)(來(lái)源：Scopus；實(shí)現(xiàn)：VOSviewer -版權(quán)所有?2020萊頓大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究中心)。

使用VOSviewer，以被引作者共被引的形式對(duì)所有這些參考文獻(xiàn)進(jìn)行了文獻(xiàn)計(jì)量分析。為了確?？梢?jiàn)性，只顯示被引次數(shù)超過(guò)30次的論文(將顯示的作者數(shù)量減少到236)。

從該分析中檢索到七個(gè)科學(xué)集群：

紫色集群：包括Chris Kennedy的作品(在圖3的中心)，他是許多高引用文章的作者，包括“城市的新陳代謝變化”(2007)，這是數(shù)據(jù)庫(kù)中被引用最多的文章(608次引用)。

黃色集群：城市政治生態(tài)學(xué)家，包括Erik swyngedow, Nik Heynen, Mathew Gandy和David Wachsmuth?(Gandy, 2004;Heynen et al, 2006;Swyngedouw, 2006;Wachsmuth, 2012)。根植于城市批判地理學(xué)的傳統(tǒng)，使用UM概念及其空間化來(lái)探索“自然的轉(zhuǎn)變(是)嵌入在一系列社會(huì)、政治、文化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)關(guān)系中?！?/p>

紅色集群：社會(huì)生態(tài)學(xué)家的貢獻(xiàn)集中在社會(huì)生態(tài)空間中反映的社會(huì)與自然的相互作用，以及對(duì)支撐長(zhǎng)期社會(huì)動(dòng)態(tài)的生物物理流動(dòng)的評(píng)估。

綠色集群：對(duì)應(yīng)于通過(guò)多區(qū)域投入產(chǎn)出模型研究碳排放足跡和城市能源使用的工作，包括像Anu Ramaswami, Thomas Wiedmann, Xuemei Bai, Manfred Lenzen或Julia K. Steinberger這樣的研究人員。這個(gè)集群與生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域相關(guān)，與社會(huì)生態(tài)學(xué)(紅色)集群密切相關(guān)。

藍(lán)色和綠松石色集群：代表環(huán)境建模團(tuán)隊(duì)，特別是Brian D. Fath(生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析)和北京環(huán)境模擬與污染控制實(shí)驗(yàn)室的研究人員。

3.對(duì)“空間”主題、最近的文獻(xiàn)和感知到的限制進(jìn)行定性分析

為了超越科學(xué)研究現(xiàn)狀中確定的研究網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)作者的研究問(wèn)題有更深入的了解：“空間在UM研究中的位置是什么?”，作者對(duì)“空間”主題和新興概念進(jìn)行了定性分析。作者的目標(biāo)是根據(jù)專(zhuān)家判斷，從數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有標(biāo)題、摘要和關(guān)鍵詞中提取最相關(guān)的空間概念(表1)。表1總結(jié)了所有概念，這些概念被組織成五個(gè)主要類(lèi)別。對(duì)于每個(gè)類(lèi)別，主要研究問(wèn)題和包括(或不包括)作者的定義中列出的五種空間方法：

-政治方法：處理權(quán)力關(guān)系、土地掠奪、資源開(kāi)發(fā)和不平等、統(tǒng)治制度、城市內(nèi)和城市與腹地之間不平等的再生產(chǎn)、空間實(shí)踐和域外管轄。

-領(lǐng)土經(jīng)濟(jì)方法：關(guān)注供應(yīng)鏈組織、領(lǐng)土經(jīng)濟(jì)和競(jìng)爭(zhēng)

-社會(huì)生態(tài)方法：強(qiáng)調(diào)領(lǐng)土的長(zhǎng)期制度和生態(tài)經(jīng)濟(jì)，跨空間尺度的社會(huì)-自然相互作用，以及物質(zhì)儲(chǔ)備積累。

-治理和規(guī)劃方法：重點(diǎn)發(fā)展基于與領(lǐng)土有關(guān)的參數(shù)、空間格局和基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展研究。

-空間顯式建模/會(huì)計(jì)方法：集中于空間顯式方法的發(fā)展，如物質(zhì)流分析，投入產(chǎn)出模型，能量，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析和生命周期評(píng)估。

針對(duì)不同空間方法提出了現(xiàn)有的研究限制：

-政治方法：沒(méi)有流量、存量、定量評(píng)估（提供理論見(jiàn)解，而不是量化的效果或影響）；腹地只被認(rèn)為是屬于大都市的空間。

-領(lǐng)土經(jīng)濟(jì)方法：沒(méi)有特別關(guān)注城市系統(tǒng)；對(duì)代謝遷移的地理尺度的有限見(jiàn)解。

-社會(huì)生態(tài)方法：空間通常被用作存量的地理分布和流量循環(huán)的背景；去政治化的空間化視野，無(wú)地域劃分，對(duì)空間的概念化和語(yǔ)境化關(guān)注有限。

-治理和規(guī)劃方法：知識(shí)轉(zhuǎn)移過(guò)程的鎖定；城市與自然資源生產(chǎn)空間的支配關(guān)系有限分析。

-空間顯式建模方法：主流方法中邊界內(nèi)動(dòng)力學(xué)的黑匣子分析；對(duì)空間的關(guān)注有限，主要是城市內(nèi)外的領(lǐng)土，對(duì)代謝流動(dòng)的社會(huì)政治驅(qū)動(dòng)因素的有限考慮對(duì)空間的社會(huì)物理轉(zhuǎn)變的關(guān)注有限。

作者認(rèn)為這些概念更清楚地說(shuō)明了數(shù)據(jù)庫(kù)中UM文章的空間成分。其中一些與會(huì)計(jì)方法直接相關(guān)，如環(huán)境影響、材料庫(kù)存等，而另一些則與社會(huì)-自然相互作用、人類(lèi)實(shí)踐、脆弱性、空間和物理模式、復(fù)原力等理論和概念有關(guān)。

【討論：將空間更系統(tǒng)地納入U(xiǎn)M研究的擴(kuò)展和未來(lái)議程】

1.文獻(xiàn)計(jì)量分析表明，學(xué)術(shù)界對(duì)將空間挑戰(zhàn)納入傳統(tǒng)UM研究的興趣日益濃厚。除此之外，UM空間性的理論框架需要結(jié)合作者研究中出現(xiàn)的各種空間維度。

2.為了促進(jìn)這些不同的空間表征的銜接，并通過(guò)發(fā)展它們的學(xué)科加速它們的鞏固和概念化，提出了一個(gè)定義：UM中的空間是一種物理和概念結(jié)構(gòu)，它將空間視為：

a)政治空間，因?yàn)橹涞奈镔|(zhì)關(guān)系，生態(tài)不平等和參與者的策略都發(fā)揮了作用；

b)作為組織原材料，商品，廢物和價(jià)值鏈的領(lǐng)土經(jīng)濟(jì)空間；

c)社會(huì)生態(tài)空間，通過(guò)當(dāng)?shù)睾腿蛏锏厍蚧瘜W(xué)循環(huán)反映社會(huì)自然相互作用。

d)規(guī)劃城市代謝基礎(chǔ)設(shè)施和社會(huì)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的空間；

e)涉及城市及其腹地之間材料、能源和廢物循環(huán)的流動(dòng)空間(包括城市資源利用和污染排放的空間足跡)。

3.UM研究中的空間簡(jiǎn)化示意圖(圖4)為讀者提供了確定空間的不同方法的說(shuō)明。

-政治空間(紫色)，以城市和腹地之間的物質(zhì)統(tǒng)治關(guān)系為代表，以及社會(huì)內(nèi)部的生態(tài)不平等，無(wú)論是城市還是農(nóng)村。

-國(guó)土經(jīng)濟(jì)空間(藍(lán)色)是指從腹地到消費(fèi)區(qū)域跨越國(guó)土的供應(yīng)鏈組織。

-社會(huì)生態(tài)空間(綠色)是通過(guò)UM在腹地的外化表現(xiàn)為社會(huì)與自然的相互作用。這包括食物、礦物質(zhì)和能源的外部供應(yīng)。

-規(guī)劃空間(棕色)包括城市基礎(chǔ)設(shè)施和社會(huì)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，如建筑、交通網(wǎng)絡(luò)、廢物和能源公用事業(yè)，在城市內(nèi)部，也在城市外部，通過(guò)材料提取和處理基礎(chǔ)設(shè)施。

-流動(dòng)空間(灰色)由腹地和城市之間的箭頭表示(反之亦然)，它表示商品和二次材料、農(nóng)產(chǎn)品和有機(jī)廢物、能源進(jìn)出口、建筑材料和散裝廢物、制成品和設(shè)備廢物、木材和木材廢物的交換。

圖4城市新陳代謝中的空間圖示（圖例：1.商品和二次材料；2.農(nóng)產(chǎn)品和有機(jī)廢棄物；3.能源進(jìn)出口；4.建筑材料及散裝廢物；5.制成品和設(shè)備廢棄物；6木材和木材廢料）

4.在定義和批評(píng)的基礎(chǔ)上(參見(jiàn)表1)，作者確定了一些主題，用于統(tǒng)一管理空間化的研究，以便在這一概念的定義中達(dá)到更高的復(fù)雜水平。此外，還描述了每種方法的潛在貢獻(xiàn)，特別是從理論的角度。

5.對(duì)新穎的“混合”概念的進(jìn)一步研究以及對(duì)它們與UM研究人員的相關(guān)性的測(cè)試，不僅可以在應(yīng)用UM研究開(kāi)始時(shí)為整合空間的多個(gè)方面(其維度和質(zhì)量)提供更大的空間。它還可以利用更深遠(yuǎn)的合作研究努力，從而激發(fā)新的跨主題問(wèn)題，但在目前的研究狀態(tài)尚未得到充分探索。

【研究結(jié)論】

1.作者提出了一個(gè)文獻(xiàn)計(jì)量分析，說(shuō)明了跨研究界“UM空間化”的多重含義和相關(guān)性。這種文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析也指出了UM研究中潛在的“空間趨勢(shì)”，即越來(lái)越多地考慮這些團(tuán)隊(duì)中代謝現(xiàn)象的空間維度。

2.作者的三層科學(xué)研究現(xiàn)狀分析的結(jié)果得出了五個(gè)主要研究主題的確定。這些主題側(cè)重于：

-城市政治批判和分析城市及其腹地的權(quán)力關(guān)系和不平等；

-可持續(xù)發(fā)展的治理模式和城市規(guī)劃；

-社會(huì)生態(tài)和長(zhǎng)期環(huán)境分析；

-地域經(jīng)濟(jì)視角下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系與價(jià)值鏈配置；

-城市系統(tǒng)的空間明確建模。

/ 編者推薦語(yǔ) /

空間維度的研究逐漸成為城市代謝這一學(xué)科領(lǐng)域的重要話題，在近年來(lái)的研究中，“空間”一詞的用法逐漸變得多面，本文針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行了文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)和定性分析，意在確定“空間”的地位與發(fā)展趨勢(shì)，并填補(bǔ)城市代謝在社會(huì)科學(xué)方面的學(xué)術(shù)研究。本文的研讀重點(diǎn)在于其對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中一詞多義的思考與分析方法，通過(guò)對(duì)“UM空間化”的深入研究，鞏固了新興研究概念和發(fā)展的方向。

引文格式：Bahers J B, Athanassiadis A, Perrotti D, et al. The place of space in urban metabolism research: Towards a spatial turn? A review and future agenda[J]. Landscape and Urban Planning, 2022, 221: 104376.（GB/T 7714）

編輯｜GG

排版｜刷碗啊食

審核｜托福