城市代谢(UM)的概念：城市代谢是一个跨学科的概念，研究城市如何与环境相互作用，更具体地说，城市如何利用资源和排放污染流，以及围绕这些流动的相关社会、经济和环境挑战。
#01 摘要Abstract
在上个世纪和本世纪，城市新陈代谢的概念被各种学科广泛使用来描述不同的城市现象。在城市新陈代谢的跨学科领域中，一个越来越重要的主题是空间维度。在本文中，作者对这一多面概念的使用进行了文献计量学和定性分析，以了解空间在城市代谢研究中的地位。作者的研究结果表明，城市代谢领域内的几个团队根据不同的方法(领土经济、社会政治、社会生态、治理和城市规划以及建模)利用和操纵空间进行研究。作者讨论了这些团队最近的文献和他们的方法，他们的局限性，以及未来的议程，可能会跨领域，以便在城市代谢研究中更一致地嵌入空间。
#02 全文导读
【研究背景】
世界正在迅速城市化，导致资源需求和污染流量不断增加。城市代谢(UM)是一个跨学科的概念，研究城市如何与环境相互作用。因此，UM的研究试图通过描述和理解所有社会技术和社会生态过程来更好地理解城市的功能，在这些过程中，材料、能源和水以不同的形式被城市消耗、转化和拒绝。
UM被一些作者视为“资本与自然之间的一系列交叉点，包括基础设施、技术网络和城市空间的其他功能组成部分”。然而，虽然空间维度的重要性被来自不同知识领域的研究人员所认识和强调，但为了描述不同的现象，他们使用“空间”一词的方式非常不同。这种混乱不仅妨碍了知识的产生和(或)巩固，而且也妨碍了知识在城市规划、经济发展、资源和废物管理等领域的决策和实践中的应用。
research gap：
1.UM研究人员如何将这种空间方法纳入他们的工作，以及这种纳入可以为更广泛的UM概念带来什么。
2.越来越多的研究涉及并运用了这一概念，那么UM研究中的“空间位置”是什么，UM研究中是否存在“空间趋势”。
3.UM在社会科学方面的学术研究。UM的空间维度不应该被视为普遍和统一的，因为它可能具有高度的政治色彩。
研究目的：
1.对“空间化UM”这一主题进行文献计量分析，更好地理解研究现状。此外，作者将探讨UM研究人员如何调动空间化和空间的概念。
2.强调不同学科的优势如何拓宽对空间的理解，以及空间在UM研究中的意义和用途。还将描述这些不同观点之间的差异、限制和互补性。
3.识别新兴概念，以巩固UM研究中的空间研究，并根据作者的文献计量分析中出现的主题组合提出新的观点和研究领域。
【研究方法】
1.城市代谢研究中空间维度文献数据集的构建：
首先，从以下Scopus搜索字符串中构建一个文献数据集：TITLE-ABS-KEY(“城市代谢”)AND ALL (spatial) OR ALL (space)构建文献数据集。在Scopus检索的基础上，共检索到448篇论文，构成了作者的工作数据集。作者的文献综述结果表明，“空间化UM”这一主题已经引起了研究人员越来越大的兴趣，近年来特别是2010年之后有了显著增长。特别是在研究期间(1982-2020)关于空间和UM的出版物数量有所增加。因此，自2010年以来，该曲线的趋势是每年约增加5、6篇出版物。然而，虽然文章的增加似乎相当高，但它也与同一领域期刊上出版物的急剧增加以及一般UM出版物的增加密切相关。
图1 城市代谢空间化研究，1982-2020
2.通过文献计量分析定义城市代谢的科学研究现状：
为了对文献数据集形成的科学景观进行可视化分析，首先使用莱顿大学的开放软件VOSviewer。更具体地说，共同作者在图2中进行了映射，并根据文献数量和引用次数进行加权。其次，作者对数据库中引用的参考文献很感兴趣。因此，目标是确定主要的科学思想流派，这些思想流派发展了UM的空间维度研究。作者的数据集(448篇已发表文章)包含26631篇被引用的参考文献(对应于28078位作者)。
图2 科学研究现状分析-基于书目数据的合著者图谱(来源：Scopus；实现：VOSviewer -版权所有©2020莱顿大学科学技术研究中心)-根据文件数量(min = 3)的可视化尺度
3.城市新陈代谢“空间”主题及新兴概念的定性分析：
关键词的文献计量学研究只突出了一些通用的词(如“可持续性”或“城市规划”)。为了更好地理解该数据集的不同主题，作者根据自己的判断，通过提取所有标题、摘要和关键词中最相关的空间概念(表1)，进行了定性分析。
表1 收集了作者认为最能说明数据集中确定的UM文章的空间组成部分的概念。
【研究结果】
1. 科学研究现状分析
图2所示，地图上有三个较大的团队，四个中型团队和十三个小型团队，来自不同的学科领域和领域，展示了空间维度研究链在更广泛的UM领域的活力。这些团队也相对年轻。然而，其中一些群体有时会隐藏在社会和工业生态领域更大、更成熟的团队，这些团队可能没有明确关注空间UM(例如Kraussmann和van Timmeren)。同样，作者可以观察到，这些团队是相对分散的，它们之间几乎没有联系。通过这第一步，作者可以确定在UM研究的空间趋势方向上工作的研究网络。下一步是调查影响这些相对年轻的小团队的主要研究领域。
绿黄棕色团队主要对应于北京师范大学环境模拟与污染控制实验室的研究人员。此团队发表的出版物数量最多，包括评价和来自中国的实证案例研究。从流量的源头和目的地测度、城市资源利用和污染流动的空间异质性建模等角度探讨空间问题。
蓝色团队包括一些UM研究的基础人物，如克里斯·肯尼迪和萨宾·巴勒斯以及他们的一些合作者。他们的文章集中在城市规划和土木工程方面，重点关注特大城市。
红色团队表示FP7欧盟项目- BRIDGE(可持续城市规划决策支持城市新陈代谢核算，2009-2011)的团队。他们将UM空间化的方法结合了“物理流动的原位测量、模拟这些流动的高空间分辨率数值模型、制定指标将城市环境中的生物物理过程与社会经济参数联系起来”。
绿松石团队聚集了政治-工业生态学家。对于这个将政治生态学与环境评估方法相结合的新兴领域来说，空间是发展“空间敏感性和批判性政治经济学”方法的基础，也是质疑UM研究边界的手段。
橙色和黄色团队主要侧重于规范性方法。UMAN模型(城市代谢分析模型)中的空间考虑了“城市区域内通过经济活动的物质流动的空间位置”。
紫色团队包括开普敦的研究人员Musango, Currie和Hoekman ，他们的工作集中在通过UM方法和“家庭能量代谢”概念对非洲城市化进程的空间研究，特别是在南非的背景下。
该结果还显示相对年轻的小团队，例如聚集在以下地方的团队:
i) Mostafavi在综合UM分析工具上的工作，该工具包括“动态影响城市系统参数如何受到影响的不同尺度的空间相互作用”；
ii) Weijma及其团队通过农业需求进行的空间营养供应；
iii) Newman及其在空间结构和再生城市概念方面的工作；
iv) Tanikawa对物质储备积累的空间分析；
v) Arboleda对城市政治生态和行星城市化空间的研究。
2.科学研究现状分析的数据集参考
为了进一步描述UM研究中空间利用的科学研究现状，作者分析了检索到的448份出版物(在前一节中提供)中引用的所有作品，总共有26631篇参考文献(对应28078位作者)。通过这种分析，可以确定作者在开展UM空间维度研究时所涉及的主要领域和研究方向。
图3 基于书目数据的被引作者共被引图谱(最小数量= 30)(来源：Scopus；实现：VOSviewer -版权所有©2020莱顿大学科学技术研究中心)。
使用VOSviewer，以被引作者共被引的形式对所有这些参考文献进行了文献计量分析。为了确保可见性，只显示被引次数超过30次的论文(将显示的作者数量减少到236)。
从该分析中检索到七个科学集群：
紫色集群：包括Chris Kennedy的作品(在图3的中心)，他是许多高引用文章的作者，包括“城市的新陈代谢变化”(2007)，这是数据库中被引用最多的文章(608次引用)。
黄色集群：城市政治生态学家，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学的传统，使用UM概念及其空间化来探索“自然的转变(是)嵌入在一系列社会、政治、文化和经济社会关系中。”
红色集群：社会生态学家的贡献集中在社会生态空间中反映的社会与自然的相互作用，以及对支撑长期社会动态的生物物理流动的评估。
绿色集群：对应于通过多区域投入产出模型研究碳排放足迹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这样的研究人员。这个集群与生态经济学领域相关，与社会生态学(红色)集群密切相关。
蓝色和绿松石色集群：代表环境建模团队，特别是Brian D. Fath(生态网络分析)和北京环境模拟与污染控制实验室的研究人员。
3.对“空间”主题、最近的文献和感知到的限制进行定性分析
为了超越科学研究现状中确定的研究网络，并对作者的研究问题有更深入的了解：“空间在UM研究中的位置是什么?”，作者对“空间”主题和新兴概念进行了定性分析。作者的目标是根据专家判断，从数据库中的所有标题、摘要和关键词中提取最相关的空间概念(表1)。表1总结了所有概念，这些概念被组织成五个主要类别。对于每个类别，主要研究问题和包括(或不包括)作者的定义中列出的五种空间方法：
-政治方法：处理权力关系、土地掠夺、资源开发和不平等、统治制度、城市内和城市与腹地之间不平等的再生产、空间实践和域外管辖。
-领土经济方法：关注供应链组织、领土经济和竞争
-社会生态方法：强调领土的长期制度和生态经济，跨空间尺度的社会-自然相互作用，以及物质储备积累。
-治理和规划方法：重点发展基于与领土有关的参数、空间格局和基础设施规划的可持续发展研究。
-空间显式建模/会计方法：集中于空间显式方法的发展，如物质流分析，投入产出模型，能量，生态网络分析和生命周期评估。
针对不同空间方法提出了现有的研究限制：
-政治方法：没有流量、存量、定量评估（提供理论见解，而不是量化的效果或影响）；腹地只被认为是属于大都市的空间。
-领土经济方法：没有特别关注城市系统；对代谢迁移的地理尺度的有限见解。
-社会生态方法：空间通常被用作存量的地理分布和流量循环的背景；去政治化的空间化视野，无地域划分，对空间的概念化和语境化关注有限。
-治理和规划方法：知识转移过程的锁定；城市与自然资源生产空间的支配关系有限分析。
-空间显式建模方法：主流方法中边界内动力学的黑匣子分析；对空间的关注有限，主要是城市内外的领土，对代谢流动的社会政治驱动因素的有限考虑对空间的社会物理转变的关注有限。
作者认为这些概念更清楚地说明了数据库中UM文章的空间成分。其中一些与会计方法直接相关，如环境影响、材料库存等，而另一些则与社会-自然相互作用、人类实践、脆弱性、空间和物理模式、复原力等理论和概念有关。
【讨论：将空间更系统地纳入UM研究的扩展和未来议程】
1.文献计量分析表明，学术界对将空间挑战纳入传统UM研究的兴趣日益浓厚。除此之外，UM空间性的理论框架需要结合作者研究中出现的各种空间维度。
2.为了促进这些不同的空间表征的衔接，并通过发展它们的学科加速它们的巩固和概念化，提出了一个定义：UM中的空间是一种物理和概念结构，它将空间视为：
a)政治空间，因为支配的物质关系，生态不平等和参与者的策略都发挥了作用；
b)作为组织原材料，商品，废物和价值链的领土经济空间；
c)社会生态空间，通过当地和全球生物地球化学循环反映社会自然相互作用。
d)规划城市代谢基础设施和社会技术网络的空间；
e)涉及城市及其腹地之间材料、能源和废物循环的流动空间(包括城市资源利用和污染排放的空间足迹)。
3.UM研究中的空间简化示意图(图4)为读者提供了确定空间的不同方法的说明。
-政治空间(紫色)，以城市和腹地之间的物质统治关系为代表，以及社会内部的生态不平等，无论是城市还是农村。
-国土经济空间(蓝色)是指从腹地到消费区域跨越国土的供应链组织。
-社会生态空间(绿色)是通过UM在腹地的外化表现为社会与自然的相互作用。这包括食物、矿物质和能源的外部供应。
-规划空间(棕色)包括城市基础设施和社会技术网络，如建筑、交通网络、废物和能源公用事业，在城市内部，也在城市外部，通过材料提取和处理基础设施。
-流动空间(灰色)由腹地和城市之间的箭头表示(反之亦然)，它表示商品和二次材料、农产品和有机废物、能源进出口、建筑材料和散装废物、制成品和设备废物、木材和木材废物的交换。
图4城市新陈代谢中的空间图示（图例：1.商品和二次材料；2.农产品和有机废弃物；3.能源进出口；4.建筑材料及散装废物；5.制成品和设备废弃物；6木材和木材废料）
4.在定义和批评的基础上(参见表1)，作者确定了一些主题，用于统一管理空间化的研究，以便在这一概念的定义中达到更高的复杂水平。此外，还描述了每种方法的潜在贡献，特别是从理论的角度。
5.对新颖的“混合”概念的进一步研究以及对它们与UM研究人员的相关性的测试，不仅可以在应用UM研究开始时为整合空间的多个方面(其维度和质量)提供更大的空间。它还可以利用更深远的合作研究努力，从而激发新的跨主题问题，但在目前的研究状态尚未得到充分探索。
【研究结论】
1.作者提出了一个文献计量分析，说明了跨研究界“UM空间化”的多重含义和相关性。这种文献计量学分析也指出了UM研究中潜在的“空间趋势”，即越来越多地考虑这些团队中代谢现象的空间维度。
2.作者的三层科学研究现状分析的结果得出了五个主要研究主题的确定。这些主题侧重于：
-城市政治批判和分析城市及其腹地的权力关系和不平等；
-可持续发展的治理模式和城市规划；
-社会生态和长期环境分析；
-地域经济视角下的社会经济体系与价值链配置；
-城市系统的空间明确建模。
/ 编者推荐语 /
空间维度的研究逐渐成为城市代谢这一学科领域的重要话题，在近年来的研究中，“空间”一词的用法逐渐变得多面，本文针对这一现象进行了文献计量学和定性分析，意在确定“空间”的地位与发展趋势，并填补城市代谢在社会科学方面的学术研究。本文的研读重点在于其对现有文献中一词多义的思考与分析方法，通过对“UM空间化”的深入研究，巩固了新兴研究概念和发展的方向。
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）
编辑｜GG
排版｜刷碗啊食
审核｜托福