Earthquake-Driven Urban Reconfiguration and Land Use Change: Scenario-Based ANN– Markov Modelling of Post-Disaster Growth

当一座城市面临大规模地震时，眼前的悲剧是以生命损失和建筑倒塌来衡量的。但在废墟清理完毕很久之后，这场灾难会在景观本身留下永久的印记。这是一个关于城市如何重建的故事——不仅是通过修复破碎的部分，更是通过改变其形态。在城市规划和地理学领域，科学家们研究土地利用（即我们如何将地球划分为农场、森林和社区的方式）随时间演变的过程。他们使用卫星图像等工具从高空观察这些变化，并使用计算机模型来预测城市下一步可能在哪里增长。通常情况下，城市是向上发展的，通过堆叠公寓和办公楼来节省空间。然而，当灾难袭来时，规则往往会发生改变。幸存者和规划者可能会认为，向外扩张比向上建造更安全，从而导致一种不同类型的增长，这种增长会吞噬城市周围的田野和牧场。理解这种转变至关重要，因为它决定了一个城市在下一代手中是会变得安全且可持续，还是会简单地重复导致灾难的错误。

一支研究团队致力于深入了解 2023 年 2 月 6 日发生的毁灭性地震是如何重塑土耳其东部马拉提亚（Malatya）这座城市的。马拉迪亚是一个以杏园和起伏平原而闻名的地区，尽管震中距离此处尚有一段距离，但仍受到了剧烈冲击。这座城市失去了数千套房屋，这种破坏迫使人们重新思考城市应该如何扩张。为了弄清发生了什么以及未来可能发生什么，科学家们查看了 1986 年、2022 年和 2025 年拍摄的该地区卫星照片。他们使用了先进的计算机程序，具体是一种能从模式中学习的人工智能类型，来分析几十年来土地的变化情况。随后，他们创建了两种不同的未来情景：一种是地震从未发生的情景，另一种是城市根据灾后采取的新、更安全的规则进行重建的情景。

在地震之前，城市已经在增长，但它遵循着一条熟悉的路径。在 1986 年，该地区以干旱的牧场为主，覆盖了约 70% 的土地。到 2022 年（即灾难发生前不久），城市已显著扩张，房屋和道路等建成区占据了近 17% 的土地。然而，最剧烈的变化发生在农业部门。由于干杏在全球市场上的高价值，该地区的著名杏园和其他农用地大幅增长，到 2022 年已覆盖了超过 41% 的面积。城市正在变得密集，但它仍被一片丰富的绿色田野和牧场所环绕。

地震改变了一切。在灾难发生后的那一年，增长模式发生了突然转变。研究人员发现，城市开始向外水平扩张，而不是向上建造。这是由于限制风险区域建筑高度的新安全法案直接导致的。城市不再堆叠公寓，而是开始消耗周围的土地。到 2025 年，建筑和道路覆盖的面积跃升至 26% 以上。这种快速扩张付出了沉重的土地代价。那些在过去几十年中已经大幅缩减的干旱牧场，被削减至仅占总面积的 6%。农业用地和果园也开始退缩，被新的、蔓延的街区挤压。

为了预见未来，研究团队将他们的计算机模型向前运行到了 2050 年和 2070 年。他们对比了两个可能的平行世界。在第一个情景中，即地震从未发生的情况下，城市将继续其之前的趋势。模型显示，到 2070 年，建成区将达到约 26%，届时城市将更多地进行垂直化发展，并保留更多的周边农田。在第二个情景中，反映了灾后重建的现实情况，预计城市将增长得更快、更宽。到 2070 年，建成区预计将覆盖近 37% 的土地。这意味着，在一个由灾难塑造的世界里，城市将吞噬掉大量曾经定义该地区的农田和牧场。

研究强调，这种变化的驱动力仅仅是与城市中心的距离。在灾后时代，一块土地距离城市核心越远，它被转化为新社区的可能性就越大。研究人员发现，从垂直增长向水平增长的转变不仅仅是对废墟的暂时反应；它是城市身份的一次根本性重构。旨在保护人们免受未来地震影响的新分区法，在无意中推动了城市的扩张，使其蔓延到那些供养它的田野之上。这创造了一个艰难的悖论：今天为挽救生命而采取的措施，正在消耗支持当地经济和生态系统的土地。

研究人员谨慎地指出，这些未来的地图是基于当前趋势和法律的模拟。它们代表了一种可能的路径，而非注定的命运。用于最近一年的数据来自城市仍处于紧急恢复阶段的时期，因此一些新建设可能是临时性的。然而，趋势是明确的。地震作为一个强大的催化剂，迫使城市放弃了旧有的增长模式，转而采用一种新的、蔓延式的模式。如果这些趋势持续下去，曾经环绕马拉提亚的充满活力的杏园和牧场将基本消失，取而代之的是一个延伸至平原的低层城市景观。这项研究是一个严峻的提醒：当一座城市在灾后重建时，它并不仅仅是恢复原状；它变成了某种全新的事物，其后果将塑造这片土地数十年之久。