绿色基础设施(Green Infrastructure)是城市更新中实施基于自然解决方案的关键载体。自上世纪90年代提出以来，这一概念引起了广泛关注，并在实践中逐渐成为城市应对社会、经济和环境等多重性和关联性挑战的一类新基建。特别是，欧盟地平线2020计划从新基建的范畴把绿色基础设施列为城市环境前沿交叉研究领域给予重点资助。由此，来自城市规划学、环境科学、生态学、经济学等诸多学科的科研人员，掀起了这一主题的研究浪潮。这一研究浪潮产生了大量的研究论文，为深入解析城市绿色基础设施的功能耦合性提供了丰富的科学证据。

证据整合(Evidence Synthesis)是一种源自系统综述的新方法，能够有效地对某个领域大量而分散的证据进行分类和统计，从而形成更具结构化的科学知识体系。该方法的基本思路是采用案例分流方法对证据进行分类和赋值，由此构建形成具有矩阵结构的证据数据库，并选择适合的多元统计方法对该矩阵进行关联性分析和可视化表达。例如，城市绿色基础设施多学科交叉研究证据具有地理分布不均、半定量或定性的描述等特征，如对类别、属性、状态和观测结果的定性描述。因此，证据整合可以帮助研究人员更好地掌握城市绿色基础设施的研究动态，识别研究偏见和知识差距，使得研究更具透明性和严谨性。

当前，城市绿色基础设施的研究聚焦于基本范式的转变，以促使其功能提升和耦合，即把由市政部门主导的范式转变为由市政部门、行业企业和社会团体共同参与的新范式。尽管该主题领域已有大量的科学论文，但仍然缺乏对诸多分散证据进行系统性整合。于此，中国科学院城市环境研究所联合英国生态与水文中心、意大利国家研究委员会陆地生态系统研究所和美国新墨西哥州立大学，在研究热点和趋势分析的基础上建立了绿色基础设施及其功能的案例分流路径并形成相应的证据数据库。这一证据整合结果以 Green infrastructure sustains the food-energy-water-habitat nexus 为题发表在《Sustainable Cities and Society》。

从研究热点来看，绿色基础设施不仅能够应对城市面临的诸多挑战，同时具有多功能性和耦合性，为城市提供各种生态系统服务（图1）。从案例分流来看，不同类型的绿色基础设施与食物、能源、水和栖息地有着明显不同的关联研究（图2）。例如，都市农业设施主要与食物供给关联，湖泊、池塘和水库与水、食物和能源关联，而绿色屋顶/墙壁、花园/公园则与热缓解和生物多样性保护关联。总体而言，绿色基础设施与食物（10.0%）和能源（21.6%）方面的关联研究占比相对较少，与水（36.1%）和栖息地（32.3%）方面的关联研究占比较高。此外，绿色基础设施的调节服务（52.4%）研究占比大于供给（15.3%）和支持服务（32.3%）。

绿色基础设施在固碳、保护生物多样性、调节水质和降温方面存在明显的协同作用，其中林地、保护区和湿地对这四种服务类型的贡献率较高（图3）。从这个结果可以看出，以自然为主的绿色基础设施具有明显的多功能性，而以人工为主的绿色基础设施往往局限于特定的设计目标而功能单一。若在规范层面协调和优化食物-能源-水-栖息地之间的关系，两者相结合则可以更好耦合绿色基础设施的多重功能（图4）。基于此，多功能绿色基础设施规划在理论层面应重视利益攸关方的协同设计，在方法层面应注重机器学习等在决策支持系统中的应用。

论文链接

图1 城市绿色基础设施研究热点及趋势

图2 绿色基础设施与食物-能源-水-栖息地的知识流（图中数字表示出版物数量）

图3 城市绿色基础设施与生态系统服务之间的主成分（a）和相关性（b）分析

图4 多功能绿色基础设施规划的概念框架

相关资料：

1. Ruan T, Xu Y, Jones L, et al. Green infrastructure sustains the food-energy-water-habitat nexus[J]. Sustainable Cities and Society, 2023, 98: 104845. 2. Nakagawa S, Dunn AG, Lagisz M, et al. A new ecosystem for evidence synthesis[J]. Nature Ecology & Evolution, 2020, 4(4): 498-501. 3. Nakagawa S, Samarasinghe G, Haddaway NR, et al. Research weaving: Visualizing the future of research synthesis[J]. Trends in Ecology & Evolution, 2019, 34(3): 224-238. 4. Sutherland WJ, Wordley CFR. A fresh approach to evidence synthesis[J]. Nature, 2018, 558: 364-366. 5. Romero-Lankao P, McPhearson T, Davidson DJ. The food-energy-water nexus and urban complexity[J]. Nature Climate Change, 2017, 7(4): 233-235. 6. Sen S, Khazanovich L. Limited application of reflective surfaces can mitigate urban heat pollution[J]. Nature Communications, 2021, 12(1): 3491. 7. Tilman D, Socolow R, Foley JA, et al. Beneficial biofuels- The food, energy, and environment trilemma[J]. Science, 2009, 325(5938): 270-171. 8. Weidner T, Yang AD, Forster F, et al. Regional conditions shape the food-energy-land nexus of low-carbon indoor farming[J]. Nature Food, 2022, 3(3): 206-216. 9. Meerow S, Newell JP. Spatial planning for multifunctional green infrastructure: Growing resilience in Detroit[J]. Landscape and Urban Planning, 2017, 159: 62-75.