陳夢蕓

林廣思*

隨著生態(tài)系統(tǒng)的迅速變化，人類的可持續(xù)發(fā)展正面臨著氣候變化、快速城市化、糧食安全、水資源安全以及災害風險等諸多挑戰(zhàn)。聯合國于2005年完成的千禧年生態(tài)系統(tǒng)評估報告(Millennium Ecosystem Assessment)證實，在過去的50年中，人類比歷史上任何時期都更迅速和廣泛地改變著我們的生態(tài)系統(tǒng)，隨之而來的是生態(tài)系統(tǒng)結構受損、服務功能退化、維護成本增加以及突發(fā)風險增強的一系列嚴重后果[1]。因此，從單一視角出發(fā)的傳統(tǒng)生態(tài)概念，如單純依托工程技術，或只依靠自然本身來修復和管理生態(tài)系統(tǒng)的方法，所能發(fā)揮的作用十分有限。

顯然，想要推動人類發(fā)展進程以社會包容性和環(huán)境可持續(xù)性的方式發(fā)展，需要以綜合的視角探索出一條應對復合挑戰(zhàn)的新途徑。近年來有學者提出，應對這些復合的挑戰(zhàn)既需要依靠技術策略解決發(fā)展中的工程問題[2]，還需要全面管理社會生態(tài)系統(tǒng)，以提高生態(tài)系統(tǒng)的服務能力[1]。在此背景下，基于自然的解決方案(Nature-Based Solutions，NBS)，即利用自然應對可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的理念和方式，開展了廣泛的研究和實踐[3]。

回顧歷史，20世紀90年代，基于自然的解決方案的概念首次出現在人們的視野中，旨在對生物多樣性的討論[4]。之后，Janine Benyus于1997年對仿生學的研究中再次提出了這個概念①，仿生學就是基于自然的解決方案最初的應用雛形。然后，基于自然的解決方案在21世紀初首次進入主流科學文獻，旨在討論農業(yè)問題的解決方案[5]。幾乎在同一時間基于自然的解決方案的想法開始出現在關于用地規(guī)劃以及水資源管理的討論中[6]。緊接著，這個概念也開始出現在工業(yè)設計的文獻中，Singh等探討了模擬防水葉片的形貌來提高人造表面的疏水性[7]，促進了工業(yè)設計對基于自然的解決方案的探索。從2009年開始，基于自然的解決方案在應對氣候變化的領域中得到了更廣泛的應用[4]。

然而，基于自然的解決方案得到里程碑式的發(fā)展則得益于世界銀行、世界自然保護聯盟及歐盟委員會的積極推動。世界銀行在2008年度發(fā)展報告中提到基于自然的解決方案將成為其在減緩和適應氣候變化領域的投資重點[8]。2009年世界自然保護聯盟在關于聯合國氣候變化框架公約的文件中，引入基于自然的解決方案，推動了該概念的發(fā)展。2012年，世界自然保護聯盟正式將這一概念作為其2013—2016年三大工作計劃之一，并確立了工作框架，使得基于自然的解決方案具備了一定的可操作性。自2013年以來，基于自然的解決方案先后成為國際自然保護聯盟及歐盟委員會的優(yōu)先工作領域[9]。

1 基于自然的解決方案的概念本質與辨析

基于自然的解決方案在發(fā)展的過程中歷經了不同學科與領域，涉及不同的利益群體，概念因此有著開放性的解讀。然而，一個專業(yè)術語需要精確的定義。那么究竟如何定義基于自然的解決方案這一內涵開放的術語，是研究者需要思考的基本問題。

目前，在基于自然的解決方案的眾多解讀中，世界自然保護聯盟與歐盟委員會的定義代表著2種差異性的視角。世界自然保護聯盟將基于自然的解決方案定義為：“保護、可持續(xù)管理和改良生態(tài)系統(tǒng)的行動，以生態(tài)適應性的方式應對社會挑戰(zhàn)，同時提高人類福祉和生物多樣性”[10]。而歐盟委員會則認為：基于自然的解決方案是受到自然啟發(fā)和支撐的解決方案，在具有成本效益的同時，兼具環(huán)境、社會和經濟效益，并有助于建立韌性的社會生態(tài)系統(tǒng)[11]。

根據上述觀點，我們可以將世界自然保護聯盟與歐盟委員會對基于自然的解決方案定義的側重方向劃分為：側重生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的解決方案與兼顧經濟可持續(xù)發(fā)展的解決方案，具體區(qū)別如表1所示。在世界自然保護聯盟的定義框架中，把對生態(tài)系統(tǒng)進行良好管理和恢復的需求置于概念的核心地位，其總體目標是“實現可持續(xù)發(fā)展目標，并以反映文化和社會價值的方式維護人類福祉與生態(tài)系統(tǒng)的更新和服務能力[10]。而歐盟委員會則認為基于自然的解決方案是將當前所面臨的挑戰(zhàn)轉化為創(chuàng)新的機遇，將自然資本轉化為綠色經濟增長的源泉[3]。與世界自然保護聯盟的定義相比，歐盟委員會的定義更寬泛一些，它將經濟和社會資產作為概念的重要組成部分，將其視為與維持環(huán)境一樣重要的條件。歐盟委員會獨特的解讀視角，突破了長期以來人們將經濟發(fā)展與生態(tài)保護視為對立雙方的固化思維，將二者統(tǒng)一為相輔相成、相互促進的要素，同時也標志著一個微妙且重要的觀點轉變：人們不僅是自然的被動受益者，還可以通過主動保護、管理與恢復自然生態(tài)系統(tǒng)來從中獲益[10]。

圖1 “基于自然的解決方案”類型學示意圖(改繪自參考文獻[3])

研究者們對基于自然的解決方案的解讀各有側重，體現了這一概念的開放性。但是為了克服因概念的模糊而帶來的術語濫用，研究者們亟須探尋一種方法把對基于自然的解決方案的不同視角的思考置于共同的思維體系當中，促進概念內涵的構建，創(chuàng)造共同的交流基礎。Biodiversa網站動員了一系列科學家通過討論，倡導運用類型學的方式來定義基于自然的解決方案。最終，提出了圍繞以下3個特征將概念劃分為不同的類型[3]：1)涉及多少生物多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)的工程化程度；2)能夠提供多少生態(tài)系統(tǒng)服務；3)涉及多少的利益相關者群體。

不同類型對策的產生，取決于上述特征水平的變化。隨著基于自然的解決方案服務的利益相關者的數量(y1)越多，其能夠提供的服務數量，以及同時滿足各個利益群體需求(y2)的能力就越低。Hilde Eggermont根據以上特征及規(guī)律，將“基于自然的解決方案”分為3類(圖1)：

表1 對基于自然的解決方案的不同視角解讀

類型1：更好地利用與保護現有的生態(tài)系統(tǒng)的解決方案；

類型2：調整現有生態(tài)系統(tǒng)的解決方案；

類型3：創(chuàng)造和管理新的生態(tài)系統(tǒng)的解決方案。

但需要注意的是，基于自然的解決方案不僅僅局限于以上3種類型，隨著以上3個特征水平的變化就能產生實際情況所需要的特定方案，同時各類型方案屬于平行且互補的關系，并不存在優(yōu)劣之分[3]。

盡管上述的觀點與方法為如何定義該術語提供了參考，但是對于如何定義基于自然的解決方案在研究領域仍未達成共識。不可否認的是，關于如何定義該術語的觀點在很大程度上是兼容的，它們的核心思想均是圍繞應對可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)，通過適當的方式管理生態(tài)系統(tǒng)服務和自然資本[4]。無論各利益群體如何定義基于自然的解決方案，總的來說，基于自然的解決方案就是依靠科技力量了解自然，并利用自然以應對社會-經濟-環(huán)境三者耦合的可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。為了防止概念的泛化帶來的核心價值的缺失，研究者有必要明確一點：基于自然的解決方案不是“回歸自然”的過程，通過自然與技術的結合，以環(huán)境友好型的方式應對所面臨的挑戰(zhàn)。因此，純粹依托自然生態(tài)系統(tǒng)或是人工生態(tài)系統(tǒng)應對挑戰(zhàn)的方案，都不屬于真正的基于自然的解決方案。

綜上所述，和以往的概念相比，基于自然的解決方案有更多的潛力來支持可持續(xù)發(fā)展目標的實現。因為基于自然的解決方案明確地建立起與其他概念、方法的交流，同時更加強調資源和資本的有效性[12]。首先，基于自然的解決方案運用類型學的方法以“擁抱”的姿態(tài)接納各種類型的解決方案，承認了基于自然的解決方案概念的開放性與多元化，把不同利益群體對基于自然的解決方案的理解，轉化為該術語中的一個類型，把不同視角的思考都置于共同的思維體系之中，有助于鼓勵跨部門、跨學科的利益相關者及公民的參與，各群體在應對挑戰(zhàn)的同時從中能夠獲得各自所期望的利益，它將人類共同的利益與群體利益甚至個人利益結合起來。因此，相比于局限于“專家”階層的概念，基于自然的解決方案在發(fā)展的過程中能夠得到不同階層的支持與理解，減少作為新概念在發(fā)展中所遇到的認知阻礙。其次，基于自然的解決方案具有豐富的內涵，使得其在應對不同類型的挑戰(zhàn)時，具有很強的適應性，可以根據具體的挑戰(zhàn)，調整自身的特征水平，確定最為契合的解決方案。最后，由于基于自然的解決方案通過利用自然資本，并把老化資源的資本重組作為應對挑戰(zhàn)的對策。因此，降低了初始資本和持續(xù)運營資本的支出，從而顯示出明顯的財務優(yōu)勢[11]。

2 基于自然的解決方案的實施途徑與效益評估

基于自然的解決方案正處于探索階段，盡管已從有限的實踐中顯現出它的先進性，但是作為一個以綜合視角解決可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的解決方案，仍需要通過大量的實踐來檢驗其在處理各種社會挑戰(zhàn)的方法的有效性，并依據特定的標準對其展開效益評估，體現其可提供的回報，以提高人們對基于自然的解決方案的認可度，從而使得其在推廣的過程中被不同價值導向的群體所接受，因此，如何實施基于自然的解決方案并對其進行效益評估，是利益相關者關注的重點。

然而，對基于自然的解決方案進行效益評估，往往會面臨著很多困難。首先，協(xié)同效益的評估是在傳統(tǒng)的應對單一挑戰(zhàn)的方法中從未出現的問題，如何把不同領域產生的不同效益轉化為可比較的量化結果，這對于研究者們來說是一個復雜的挑戰(zhàn)。由于基于自然的解決方案往往涉及多領域、多部門的合作，針對某個特定挑戰(zhàn)的解決方案既可能在其他領域中產生積極效益，但也可能帶來消極的影響，比如根據自然規(guī)律設計的雨洪管理策略，不僅有利于構建韌性的沿海地區(qū)，而且還可以通過改善城市生活條件提高生活質量[13]，從而帶來相關的財產價值增長。然而，這樣的改變則會促進環(huán)境的紳士化(gentrification)而在社會領域對社會正義和社會凝聚力產生不利影響。但由于不同領域不同學科，往往存在不同的評判標準，彼此之間難以比較，很難以量化的形式確定其所帶來的影響。其次，研究者們想要對概念進行推廣，就意味著需要制定一套統(tǒng)一的評估標準，來說明概念實施的有效性。但因為涉及多領域多尺度的應用，指標的選定也成為研究者們對基于自然的解決方案進行效益評估的難題。正如Carsten Nessh?ver等人所言，一方面，選定統(tǒng)一的指標往往會導致一些重要但不易量化的因素被遺漏；另一方面，很多指標都有可能被視為成功的標準[14]，需要針對不同尺度、不同領域的挑戰(zhàn)調整判斷標準，也使得確立一套統(tǒng)一的評估標準來得更加不易。

對于基于自然的解決方案這樣一個開放概念的效益評估，至今未有一套系統(tǒng)可以克服上述的種種困難。然而，Christopher M.Raymond等人和既定思路不同，通過制定一套實施與評估流程來指導評估不同挑戰(zhàn)的協(xié)同效益。他們以1 700多份科學和實踐文獻為基礎，將人類所面臨的挑戰(zhàn)劃分為10類，并針對每類挑戰(zhàn)提出可供參考的評估指標[15]，并在此基礎上制定了一個七階段的實施指導流程。這7個階段包括：1)識別問題：判斷面臨的挑戰(zhàn)屬于10類挑戰(zhàn)中的哪一類；2)選擇和評估所選取的措施；3)設計基于自然的解決方案的實施流程；4)實施基于自然的解決方案；5)與利益相關方溝通；6)調整并拓展基于自然的解決方案；7)根據指南提供的指標監(jiān)測評估各個階段的協(xié)同效益。

這個系統(tǒng)的制定，并非為評估基于自然的解決方案的收益和成本提供直接的測算，而是在尚未有一套成熟的評估系統(tǒng)之前，為協(xié)同效益的評估提供方法與指標的參考。從而保證不同利益群體對效益的評估標準與價值取向不會相差甚遠，使得效益評估的結果具有可比性。同時，Christopher M.Raymond的評估系統(tǒng)啟發(fā)了我們：對于協(xié)同效益的評估貫穿于解決方案實施的各個階段，既不是關注某個特定的階段，也并非只是對結果的測定。甚至，因有些項目尺度宏大，需要通過長期或永久的監(jiān)測才能較為準確地對其產生的效益進行評估。

3 案例研究：荷蘭德爾弗蘭德(Delfland)“補沙引擎”實驗

理論層面的闡述難免有些晦澀，本文結合荷蘭德爾弗蘭德(Delfland)海岸實施的“補沙引擎”(Sand Motor或Sand Engine)工程項目，來進一步闡釋基于自然的解決方案是如何在現實中開展實踐與效益評估。

2005年卡特里娜颶風對全球眾多的沿海國家造成了難以估量的損失，促使荷蘭政府于2007年建立了荷蘭國家委員會(Dutch State Committee)，即新的三角洲委員會(New or 2ndDelta Committee)。該委員會主張以軟工程戰(zhàn)略來抵御洪水災害[16]。“補沙引擎”就是該戰(zhàn)略中的經典試驗，目的是測試這種集中利用自然力的大型育沙所帶來的效益是否會高于其實施的成本，并評估這種方法能夠在多大程度上維持侵蝕性的沙質海岸[17]。若是該試驗能夠取得成功，補沙引擎這一育沙方式將作為普適性的方法在侵蝕海岸地區(qū)進行推廣。但是作為2011年才完工的項目，判斷其是否成功還為時尚早，我們只能借由Christopher M.Raymond的七階段評估流程，對其開展過程進行梳理并評估其階段性的效益。

1)問題識別。

在自然和人為因素的共同影響下，海岸侵蝕已成為世界性的災害之一。有1/3國土位于平均海平面之下的荷蘭，由于海平面的持續(xù)上升和海洋沉積物不足而產生的持續(xù)的海岸侵蝕問題，導致公民要求荷蘭在三角洲地區(qū)的防洪措施有必要改變原有策略，形成新的范式[18]，因為這不僅關乎安全問題，而且還涉及海洋生態(tài)保護、水資源供應，以及沙灘所創(chuàng)造的娛樂空間的問題。

2)措施的選擇與評估。

荷蘭三角洲委員會通過大膽創(chuàng)新的探索實驗，于2005年首次提出“補沙引擎”的概念[19]，基本構思是用軟件模擬所處的海岸會受到的外力，結合最后想要達成的育灘目標，根據模擬的結果，在沿海處設置超級體量的沙丘。

在模擬德爾弗蘭德海岸所受的外力的過程中，研究者根據不同的地點、設計范圍、模擬時間從20～50年不等，計算得出3種最優(yōu)的沙丘形態(tài)，大致可以分為離岸的獨立島嶼、鐘型及鉤型沙丘3種方案[20](圖2)。

通過計算傳統(tǒng)人工補沙來防止海岸侵蝕的原始方案，以及上述3種基于自然的解決方案在每5年能帶來的沙灘面積的增加量，以及維持海岸線形態(tài)和海岸線結構所需要的補給沙量，結果表明，3種不同形態(tài)的新方案在20年之間帶來的效應并沒有太大的差別(表2、3)，但是考慮到鉤形的方案能在保證海岸安全的同時創(chuàng)造額外的自然和娛樂空間，最終決策者選擇鉤形方案作為最優(yōu)選擇[20]。

3)實施流程的設計。

首先，Lesser等人用最先進的海岸形態(tài)動力學數值模型——Delf 3d，對補沙引擎建成后20年的時空演化進行模擬。接著，按照模擬結果進行實地建造。在工程完工后，用安裝有REKGPS和回聲測深儀的水上摩托進行地形和水深監(jiān)測，并定期航拍，監(jiān)測海岸的形態(tài)變化。基于此，研究者和管理者隨時可通過監(jiān)測和模擬，及時掌握工程的形態(tài)及其影響范圍的變化，對工程做出準確評價[19]。

4)方案的實施。

補沙引擎將補給泥沙拋填在平均低潮位以下和沙丘線之間，于2011年7月完成，是世界首個創(chuàng)新型人工育灘工程。工程整體形狀為類似鉤子的半島，東北—西南走向，長約2km，向海延伸約1km，面積為128萬m2。在之后的20年時間里，來自海洋波浪能、潮汐能和沿海風能持續(xù)不斷的自然作用力將會把這個沙丘半島打散，一小部分沙子逐漸地向南部蔓延，大部分向北部散落，沿著海岸重新分布，海灘將向海中拓寬，形成新的沙丘與海灘[18](圖3)。

5)與利益相關方的溝通。

項目團隊在決定實施補沙引擎的初期，遭到了各方的質疑與反對。首先對補沙引擎提出質疑的是當地居民，由于他們已經經歷了太多失敗的干預措施，他們不愿意和實驗團隊一起再次冒險。補沙引擎項目團隊邀請居民進行談話，向他們承諾新的解決方案絕不會影響他們的生存條件，并且邀請居民代表，讓他們分享所經歷的失敗措施的經驗與教訓，并與實驗團隊的模型進行比較，最終實驗團隊承諾把討論結果納入進一步的實驗計劃當中，并與居民進行進一步的討論，最后獲得了居民的信任與支持[21]。

6)方案的調整與拓展。

補沙引擎的設計過程不是一蹴而就的，從概念的提出到最后的實施與監(jiān)測，實驗團隊根據模擬結果，發(fā)展狀況以及和利益相關的博弈都影響了最后的實施成果，補沙引擎的項目一直處于動態(tài)調整的過程。

7)效益評估。

2016年9月，荷蘭方面發(fā)布補沙引擎的階段性評價報告。監(jiān)測結果表明，補沙引擎超額完成設計時制定的3個目標，即增強海岸防護、增加國土空間和創(chuàng)造娛樂空間。據統(tǒng)計區(qū)域內只有5%的沙被海浪侵蝕帶走，遠低于預計值的20%。與原始的人工育灘工程相比，補沙引擎具有海岸防護效果顯著、成本較低、使用壽命長等優(yōu)點，并且有助于海岸沙丘發(fā)育，增加生物棲息地和娛樂休閑空間[19]。

圖2 3種模擬方案(左：離岸島嶼；中：鐘型沙丘； 右：鉤形沙丘)[20]

圖3 未來20年補沙引擎模擬結果(引自http//www. dezandmotor.nl/en/the-sand-motor/development-of-the-sand-motor/)

4 結論和討論

基于自然的解決方案的概念以獨特的視角，為人們在應對可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的過程中，提供了新的機遇并帶來了新的附加價值，人們的以創(chuàng)新型的解決方案為由而備受推崇。但是，研究者們應該以辯證的眼光去看待基于自然的解決方案這個新興術語?；谧匀坏慕鉀Q方案它們不只包括“新”的部分[3]，它在包含了現有的想法的同時還應引入實踐對象的本土經驗與方法[10]。盡管滿足多方的協(xié)同效益是基于自然的解決方案的核心目標，但不應將基于自然的解決方案等同于“萬能方案”，它們具有特定的應用領域、技術和實際限制[22]，否則，很有可能因過高地估計基于自然的解決方案所帶來的好處，而給研究與實踐帶來更多的風險。

表2 3種模擬方案沙灘面積增加量(單位：hm2)[20]

表3 3種模擬方案維持海岸線和海岸基礎所需要的沙量(單位：百萬m3)[20]

同時，基于自然的解決方案仍處于探索階段的研究，仍存在很多的因素制約該術語的進一步發(fā)展與實施。而一系列制約因素產生的根源在于，基于自然的解決方案的出現，它意味著用二分法看待自然和人工環(huán)境的時代結束，它預示著經濟、社會與環(huán)境中的文化與范式深刻而激進的轉變[22]。利益相關方將不能以面對傳統(tǒng)工程措施的靜止態(tài)度，來面對基于自然的解決方案中動態(tài)的生物要素，從而會產生因對未知因素的恐懼而止步不前、短期行為與長期目標之間的脫節(jié)、部門間缺乏聯系及增長的范式思維等一系列因素，阻礙著基于自然的解決方案的發(fā)展[3]。因此，為了克服因范式的激進轉變給術語的推行帶來的“陣痛”，使利益各方更好地接受基于自然的解決方案在各方面帶來的深刻轉變，學者們亟須以統(tǒng)一的方式對術語進行定義與闡述，制定統(tǒng)一框架對其進行有效的評估，動員跨學科、跨部門的各個群體的參與，整合基于自然的解決方案，以及對現有技術與政策之間的關系等多方面進行深入的研究。

同時，為了更好地發(fā)揮基于自然的解決方案在應對可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)過程中的作用，歐盟委員會認為，加強可持續(xù)城市化、恢復退化的生態(tài)系統(tǒng)、減緩氣候變化、提高風險管理和生態(tài)復原力水平的4個領域，將是基于自然的解決方案需要實現的核心目標[11]。因此，未來的研究可以基于以上4個方面在深度與廣度上進行進一步的拓展。風景園林作為肩負協(xié)調人與自然關系的使命的學科，未來對可持續(xù)發(fā)展的研究可以基于以上4個方面在深度與廣度上進行進一步的拓展，以展現學科在應對可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)的有效性與影響力。

總之，基于自然的解決方案經過了一段發(fā)展歷程，展示了其在應對復雜的社會-環(huán)境-經濟三者耦合挑戰(zhàn)的有效性。同時，歐盟委員會及世界自然保護聯盟等組織為促進基于自然的解決方案的發(fā)展所做出的一系列努力與探索，在提高其他國家和地區(qū)對基于自然的解決方案的認知，以及指導其未來的相關實踐中有重大的意義。從而有利于各方更好地推動基于自然的解決方案的設計和實施，發(fā)揮其在國際舞臺應對各方挑戰(zhàn)的作用。

注釋：

① 1997年Janine Benyus在Biomimicry: Innovation Inspired by Nature一書中對仿生學展開探討的過程中提到“基于自然的解決方案”這一概念。