呂永龍,曹祥會,王塵辰

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 1000852 中國科學院大學,北京 100049

世界范圍內正經歷著前所未有的城市擴張,迄今為止全球一半以上的人口都居住在城市內。據(jù)估計到2030全球城市居民的數(shù)量將增加到50億人,且未來95%的城市擴張會發(fā)生在亞洲和非洲的發(fā)展中國家,這無疑將對社會、經濟和環(huán)境帶來巨大的變化[1- 3]。改革開放以來,中國的城市化已經發(fā)展到史無前例的規(guī)模[4],城市化水平由1978年的17.92%上升到2017年的58.52%,預計2030年中國城市人口將達到68.7%[5-8]。城市為人類提供了便利的基礎設施和舒適的生存環(huán)境,促進了社會經濟的高效發(fā)展,依據(jù)聯(lián)合國開發(fā)計劃署的人類發(fā)展指數(shù),中國的主要城市均取得了良好成績[9]。然而,人口的過度密集、空間的過度擴張、城市發(fā)展規(guī)劃的不合理、產業(yè)結構的失調和以人類為中心的發(fā)展策略等問題導致城市生態(tài)格局、生態(tài)過程與服務功能發(fā)生惡化,影響著城市生態(tài)系統(tǒng)的健康與可持續(xù)發(fā)展[5]。城市可持續(xù)發(fā)展就是指在一定的時空尺度上,以長期持續(xù)的城市增長及其結構優(yōu)化,實現(xiàn)高度發(fā)達的城市化與現(xiàn)代化,從而既滿足于當代城市發(fā)展的現(xiàn)實需要,又滿足未來城市的發(fā)展需要。城市可持續(xù)發(fā)展既包括經濟的可持續(xù)發(fā)展,又包括社會文明的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,其核心是實現(xiàn)經濟、社會和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。

1 城市可持續(xù)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)

城市化是經濟增長的引擎,有助于資源的積聚與轉化和社會勞動生產率的提高。城市作為人類活動最為集中的場所,是人類社會影響自然環(huán)境的熱點區(qū)域,因此,城市化在為人類帶來福祉的同時,也衍生出各種問題,進而制約了社會、經濟和環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。城市可持續(xù)發(fā)展的主要問題在于社會、經濟和自然系統(tǒng)各部分或者整體的失衡,協(xié)調人與人、人與自然的關系是關鍵所在[10]。

1.1 城市中的人與自然關系問題

自然生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了巨大的生態(tài)服務功能,城市生態(tài)環(huán)境通過物質流、能量流和信息流,為居民提供包括生物多樣性、初級生產力、氣候調節(jié)、養(yǎng)分供給、消除污染、散熱、美學和娛樂休閑在內的生態(tài)服務產品[11-12]。城市化對自然環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在對資源的過度消耗、城市用地改變原有的土地覆蓋、污染物排放造成的環(huán)境質量下降、人類活動的過度干擾造成的生態(tài)系統(tǒng)退化等方面。城市的快速擴張和發(fā)展通常以消耗大量資源為代價,如中國城市用水量占總用水量的比例已經超過了30%。城市化進程中,既消耗了大量的自然資源,也向環(huán)境介質排放了大量的污染物(圖1),導致水、土和大氣環(huán)境質量的惡化[13- 14],而城市環(huán)境的污染又進一步對居民的人體健康造成了危害[1]。

圖1 2016年中國主要城市的污染排放指數(shù)Fig.1 Emission index of major cities in China in 2016

城市的快速發(fā)展激化了城市土地需求、農田土地需求和生態(tài)土地需求之間的矛盾[5,15- 16]。1980—2015年間,中國由于城市化導致的土地凈生產力損失為1.695百萬噸碳當量,其中由于城鎮(zhèn)土地替代了農田所導致的損失占63%,農田生態(tài)系統(tǒng)的整體質量下降[17- 18]。城市建設改造致使流域土地利用的類型發(fā)生了劇烈的變化[19- 21],這些變化使得河流水系的生態(tài)完整性遭到嚴重破壞,導致其生態(tài)系統(tǒng)服務功能急劇退化甚至喪失[22]。此外,城市發(fā)展還會導致植被和生物多樣性銳減、城市熱島、極端氣候變化、城市內澇、地面沉降等問題。快速的城市發(fā)展導致城市植被覆蓋率下降,景觀結構破碎化程度增加、連通性降低,物種多樣性減少等[23- 24]。城市是溫室氣體排放最為集中的區(qū)域,溫室氣體的大量排放[25- 26]引起氣候變化,導致極端高溫事件和洪澇災害的發(fā)生頻次增加和影響范圍的擴大[27-29]。這些人類活動所造成的環(huán)境和生態(tài)問題又反過來制約著人類社會和經濟的發(fā)展。

1.2 城市化過程中的社會問題

城市快速發(fā)展產生的社會問題不容忽視,如糧食安全問題、流行病肆虐、社會差異增大、“城中村”的社會環(huán)境問題、人口的過度聚集、排外情緒的產生、城市各部門的失調、環(huán)境問題的不透明性等,造成了各種“城市社會病”的頻發(fā)。

城市發(fā)展到一定程度就會出現(xiàn)增長和公平之間的矛盾,就業(yè)制度、家庭和人口結構、社會福利等因素引起了城市社會兩極分化、產生不公平[30]。由于發(fā)展的不平衡,“半城市化人口”的社會保障缺失,導致了城市居民的基本權利的不對等、勞動保障程度低以及貧富差距擴大[31],并由此引發(fā)社會階層的對立[32]。社會的不公平不僅與收入分配不均息息相關,而且與人口在城市中的空間位置密切相關[33]。隨著城市的過度擴張,建設土地和農用土地的矛盾增加。城市用地規(guī)模擴張一方面有助于緩解城市居民的居住不公平問題,降低住房的稀缺性,縮小城市人口住房購買力的差距,從而緩解城市中的居住隔離現(xiàn)象[34]。但另一方面城市的不合理擴張造成了區(qū)域土地的割裂,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的景觀格局,在后續(xù)建設不足的情況下更易出現(xiàn)“城中村”的各類問題。在城鄉(xiāng)轉變的過程中,“城中村”滋生諸多社會安全隱患[35]。由于全部或大部分耕地被征用,農民集體轉為居民,但是仍然保留著傳統(tǒng)農村本色,整體經濟落后,產業(yè)結構不合理,不但自身的競爭力水平難以提高,而且也不利于城市整體規(guī)模經濟效益的形成。

城市的過度膨脹在對區(qū)域環(huán)境造成巨大影響的同時,基礎設施建設、服務和管理滯后,引發(fā)了一系列的問題和矛盾,主要表現(xiàn)在人口膨脹、交通擁堵等方面[36]。中國的城市面臨前所未有的擁擠,深圳的人口密度高達17150 人/km2,上海和北京的人口密度分別為13400人/km2和 11500人/km2,遠遠高于發(fā)達國家和地區(qū)主要大城市的水平,如日本東京為5984人/km2,美國紐約、英國倫敦、法國巴黎和中國香港的人口密度最多只有8500人/km2。城市人口的膨脹加劇了交通擁堵,交通的擁堵又進一步導致能源的大量消耗和城市空氣質量的下降。最終,這些社會經濟問題又通過資源消耗、土地流轉、污染物排放、消費行為等方式直接或間接地對環(huán)境造成影響。

2 對城市可持續(xù)發(fā)展轉型的系統(tǒng)性思考

2.1 城市可持續(xù)發(fā)展的核心內涵

可持續(xù)發(fā)展是一個內涵十分豐富的概念,涉及資源、經濟、社會、文化、技術等眾多領域。概括起來可以歸納為3個方面：自然資源與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展、經濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的可持續(xù)發(fā)展[37- 39]。具體表現(xiàn)在以下2個方面。(1)消費需求與資源可供量的協(xié)調。地球可供使用的資源數(shù)量是有限的,因此,在現(xiàn)有的生產技術條件下,人類的生產生活方式必須要有效、節(jié)制地使用資源為前提；(2)人口與資源環(huán)境的協(xié)調。人口的過快增長會增加資源環(huán)境的壓力,過快的人口增長會引發(fā)糧食危機、耕地危機、水源危機、生態(tài)危機和農業(yè)危機,而農業(yè)危機又會驅使農民大量涌入城市,從而引發(fā)城市危機?？刂瞥鞘腥丝谠鲩L,使城市人口與生產潛力相協(xié)調,是城市可持續(xù)發(fā)展對人類自身的又一要求。

聯(lián)合國的可持續(xù)發(fā)展目標(SDGs)中,第十一個目標(SDG 11)即為“實現(xiàn)城市和社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展”。該目標認為城市的可持續(xù)發(fā)展的主要表現(xiàn)和方式包括為城市居民提供舒適、安全和價格合理的住房和基礎服務；通過國家和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃協(xié)調和維持城市、城郊和農村周邊生態(tài)系統(tǒng)之間的良性關系；減少城市活動和經濟發(fā)展的環(huán)境影響；綜合政策、技術、規(guī)劃等手段提高城市資源利用效率,減緩氣候變化進程,增強城市對災害、氣候變化的適應性和抵抗性；促進城市和人口的良性增長等。具體地說,城市可持續(xù)發(fā)展包含社會公平、經濟持續(xù)發(fā)展、可持續(xù)且更加清潔的能源結構、廢棄物的妥善處置和回收利用、資源的循環(huán)利用、更加清潔和便捷的交通、生態(tài)環(huán)境保護和改善、更加合理的城市規(guī)劃和良性的土地利用循環(huán)等方面。

2.2 從社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)認識與解析城市

圖2 城市的社會-經濟-自然復合系統(tǒng)Fig.2 Social-economic-natural complex system of cities

城市是以人的行為為主導、自然環(huán)境為依托、資源流動為命脈、社會文化為經絡的社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)(圖2)[39-40]。自然、社會、經濟三個子系統(tǒng)之間相生相克、相輔相成,要實現(xiàn)其協(xié)調發(fā)展,必須了解各個子系統(tǒng)內部以及三個子系統(tǒng)之間在時間、空間、數(shù)量、結構、秩序方面的生態(tài)耦合關系。其中,社會系統(tǒng)和經濟系統(tǒng)的發(fā)展依賴于自然系統(tǒng)提供的資源和服務,同時通過土地利用、污染物排放、物質循環(huán)過程等方式對自然系統(tǒng)的水、土、氣、生物體產生影響,而這些影響又反作用于社會系統(tǒng)和經濟系統(tǒng)的發(fā)展。另外,社會系統(tǒng)和經濟系統(tǒng)的相互關系,又影響著人類對于自然系統(tǒng)開發(fā)和保護的方式。

城市是一個復雜的生態(tài)耦合體,其社會、經濟、自然系統(tǒng)是相互耦合而非從屬關系,雖然功能不同,但缺一不可[39]。20世紀70年代以來,一些學者根據(jù)生態(tài)足跡理論、能值理論、系統(tǒng)動力學理論和耗散結構理論將定性與定量相結合、優(yōu)化和模擬相結合,對城市復合生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行了研究[41- 43]。王如松等從20世紀80年代研究和發(fā)展了一套定量和定性相結合,從測定到測序、從優(yōu)化到進化,面向系統(tǒng)功能的共軛生態(tài)管理方法[39],認為三個子系統(tǒng)通過物質流、人口流、能量流、信息流和資金流等緊密地結合在一起,共同組成城市系統(tǒng)的整體功能。因此,實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展關鍵在于平衡社會、經濟和自然子系統(tǒng)間及其系統(tǒng)內部的關系,達到整體的最優(yōu)化。

2.3 用驅動力-狀態(tài)-壓力-影響-響應(DPSIR)模型調節(jié)城市基本關系

為了有效地處理資源與生態(tài)環(huán)境問題,需要確定并衡量對生態(tài)環(huán)境產生壓力和影響的諸如社會、經濟和技術等各個方面。社會和經濟活動會產生環(huán)境流,這種環(huán)境變遷在給生態(tài)環(huán)境帶來壓力的同時,會導致環(huán)境狀況的變化。環(huán)境狀態(tài)的變化反過來對人類社會活動產生影響。為解決生態(tài)環(huán)境狀況的壓力問題,人類又通過社會和經濟活動減輕狀態(tài)改變后的負面效果,最好的途徑是通過改變引起環(huán)境惡性變化的驅動因素來阻止或者使環(huán)境惡化結果最小化?；谶@個理論,在壓力-狀態(tài)-相應(PSR)模型的基礎上進一步完善,形成了驅動力-狀態(tài)-壓力-影響-響應(Driver -Pressure-State-Impact-Response, DPSIR) 關系模型(圖3)。在DPSIR中,最重要的是如何進行響應,人類社會通過決策維持城市社會-經濟-自然復合系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。響應行為則應當根據(jù)城市發(fā)展中出現(xiàn)的社會、經濟及生態(tài)環(huán)境問題,做出及時的回應,以確保城市系統(tǒng)高效、快速以及協(xié)調的運轉。本文將基于DPSIR關系模型的思想對城市各個方面的主要問題展開討論。

圖3 DPSIR模型中相互關系Fig.3 Interactions between variables in DPSIR model

2.4 分散與集中相結合的城市水供給和污水處置系統(tǒng)轉型

隨著城市化進程的推進和人口的不斷增長,城市生產生活對水資源的需求日益增加,世界范圍內城市水資源匱乏的問題日益突出,而城市水資源利用的主要問題包括了水資源短缺、水體污染嚴重、水生態(tài)退化、城市洪澇災害等[44- 46]。城市水資源的可持續(xù)發(fā)展的策略主要包括保護水源和水循環(huán)過程、合理利用水資源、有效控制污水排放、推進污水循環(huán)利用、綜合開發(fā)和調控地下水與地表水資源等,其核心內容在于將可持續(xù)發(fā)展理念融入城市水系統(tǒng)的整體設計、建設和管理,最大程度地實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用,降低城市生產和生活活動對水體環(huán)境的影響,保護和維持水生態(tài)系統(tǒng)的整體健康[47]?，F(xiàn)有的污水處理方式可能無法滿足未來的城市化需求,因此采用一些新的技術和管理策略,包括水資源整合管理、適應性管理和基于生態(tài)系統(tǒng)的技術方法等[48- 50]。其中,雨水的循環(huán)利用和城市排污系統(tǒng)的建設最早得到人們的關注,隨后提出了可持續(xù)的城市管道系統(tǒng)、綠色基礎設施建設、水敏感性城市設計、海綿城市等理念,其主要目的在于降低雨水和城市洪澇災害的影響,同時將其作為城市水資源的重要部分進行利用[51-52]。另一方面,通過減少污水產量、循環(huán)利用、充分利用再生水、提高污水處理能力等方式大大降低水資源的凈消耗量,但這在一定程度又增加了對設施、資金、管理和能源的投入[53]。而對污水的分級回收和處理能極大降低處理設施和回收過程的負擔并提高污水的回收效率,例如對于“灰水”的早期回收和利用能夠為水資源匱乏地區(qū)提供潛在的水源,對高溫廢水的利用能夠提高能源利用率等[54- 55]。在減少人類活動對水資源的影響的同時,加強水源的保護同樣重要,地下水回灌,水源地環(huán)境保護,集水區(qū)和流域的整體規(guī)劃等一系列技術和管理手段都得到了廣泛地推廣。在此過程中,越來越多的技術手段和管理框架都更加關注城市個體在整個系統(tǒng)中的重要作用。雖然集中式的水資源處理技術和管理體系在過去一直被認為是最有效的方式,但隨著技術水平的提升和城市環(huán)境的復雜化,分散式的處理方式在應對面源污染、分級處理、就地回收等方面有更大的優(yōu)勢,而相應的分散式監(jiān)管能夠增強整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和處理風險的能力[56]。在技術、組織、管理和規(guī)劃整體層面上推廣應用分散與集中相結合的城市水供給和污水處置系統(tǒng),可以有效地發(fā)揮兩者的優(yōu)勢,實現(xiàn)城市水資源利用向可持續(xù)性轉型。

2.5 以消減城市廢棄物排放為目標的產業(yè)生態(tài)轉型

城市發(fā)展在消耗資源的同時產生了大量的廢棄物, 過去的一個世紀里,固體廢棄物的產量增長了10倍,估計到2025年又將增加一倍,而固體廢棄物的增長被認為與城市人口數(shù)量、居民生活水平以及城市居民的處置方式有密切的關系[57]。傳統(tǒng)的廢棄物處理方式包括填埋和焚燒等多關注于廢棄物的末端處理,而如今城市可持續(xù)發(fā)展的目標要求從整個產業(yè)鏈的角度來實現(xiàn)廢棄物的減量化、無害化和資源化。全球范圍內,各個國家和地區(qū)已經開展了一系列的措施來緩解城市的廢棄物壓力,例如通過物質流和能量流形成產業(yè)生態(tài)鏈、設置廢棄物處理費、廢棄物分類回收處理、減少物質消費等[58-60]。產業(yè)生態(tài)園和工業(yè)園區(qū)建設可以促進產業(yè)之間的融合,加強產業(yè)間物質流和能量流的流動,最大程度地提升生產效率,減少廢棄物的排放[61]。除生產部門產生的廢棄物外,城市廢棄物中的大部分來源于消費和使用過程,而對廢棄物進行有效回收和處理的關鍵在于對其進行分類。分類后的廢棄物,根據(jù)其性質可以采取不同的資源化處理方式,例如厭氧發(fā)酵堆肥、化學處理、高溫熱解等。然而,隨著城市的發(fā)展和居民生活水平的提高,城市廢物的組成成分會產生極大的變化,這又會對原有的分類和處理系統(tǒng)帶來沖擊[62]。實際上,城市的廢棄物產生量與其人口、生產總值和技術水平并沒有絕對的聯(lián)系,例如日本的人均廢棄物產生量是美國的2/3,而兩者的人均GDP相差不大,教育、居民意識、政府投入和企業(yè)參與等因素在其中發(fā)揮了重要作用。在實踐過程中,城市系統(tǒng)和工業(yè)生產中的物流和能流聯(lián)系、技術設施、科技發(fā)展、經濟效益和政策法規(guī)等的相互作用,需要通過“產業(yè)生態(tài)學”進行深入的研究[63]。

2.6 以提升城市系統(tǒng)運行效率為目標的城市交通和區(qū)域規(guī)劃轉型

交通運輸排放的污染物已經成為城市空氣污染的主要原因之一[64]。在確?；蛟黾映鞘腥丝诹鲃雍臀镔|流通的同時,降低運輸過程中的排放將是城市未來發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。 世界各地已有不同的城市和地區(qū)采取了相應的措施,以期控制越發(fā)擁擠的城市交通以及其產生的負面影響[65]。例如,倫敦為緩解交通擁堵和改善城市空氣質量,相繼頒布了“清潔倫敦空氣”、擁堵稅、“低排放區(qū)”等政策措施,限制小型或高排放車輛的出行；北京則通過交替限行、車牌搖號、強制報廢、提高排放標準等方式減少車流控制排放。雖然以上措施取得了部分成效,但仍離 “零排放目標”相差甚遠,且隨著人口和個人汽車擁有量的不斷上升其效果將會受到限制。新能源汽車的發(fā)展和推廣在一定程度上能夠緩解城市的空氣污染狀況,但是在能源結構不發(fā)生變化的情況下,能源消耗和擁堵問題無法得到根本性的解決,而提高出行和整體運輸效率的系統(tǒng)性方案才是解決之道[66]。

大型公共交通網(wǎng)絡的建設能夠在提升城市整體運輸能力的同時,減少私有車輛的出行,降低能源消耗和污染物排放。新興的個性化交通服務網(wǎng)絡,包括共享自行車、共享電動車以及共享電樁等彌補了大型公交系統(tǒng)的空白,并為城市居民提供了更加靈活、節(jié)省和健康的出行方式。從長期看,城市發(fā)展的區(qū)域規(guī)劃而不是只顧城市自身的規(guī)劃是實現(xiàn)城市交通整體優(yōu)化的關鍵[67]。城市功能區(qū)的分散化和社區(qū)化在一定程度上能夠減少不必要的長距離遷移,緩解交通擁堵的問題,但同時有可能影響公司企業(yè)的規(guī)模效應,降低人們的出行欲望。因此,未來城市的發(fā)展規(guī)劃中應當從整個區(qū)域系統(tǒng)的角度出發(fā),最大程度地優(yōu)化交通網(wǎng)絡和區(qū)域功能,提升城市整體的運行效率。

2.7 以適應城市發(fā)展的需求為導向的糧食系統(tǒng)轉型

城市的發(fā)展和人口的增長依賴于糧食的保障,而全球的城市化進程正逐步影響著糧食供應系統(tǒng)的轉變。城市發(fā)展主要通過兩個方面影響著糧食系統(tǒng),一是城市的地理擴張影響了農田的整體質量和數(shù)量(供給端),二是城市生活水平的提高改變了人們對于食物結構、質量和數(shù)量的需求(消費端)。城市的快速擴張導致的農田土地流失已經成為了一個全球性問題,而且大部分城市多發(fā)源于優(yōu)質的農業(yè)種植區(qū)附近,城市的擴張直接導致了優(yōu)質土地的減少,農田整體質量和生產力的下降[68- 70]。這進一步導致了農田土地對其他生態(tài)系統(tǒng)的侵占,在糧食產地趨于集中化的同時,城市周邊的農田系統(tǒng)趨于分散化和破碎化[71]。大型城市的食物供給越發(fā)地依賴于幾個主要產地,這一方面增加了糧食產地的環(huán)境負擔,另一方面在糧食產地受到自然災害時,城市的糧食安全無法得到保障。但是,糧食產地的集中化又為精細管理、提高農戶收入、推廣新的農業(yè)技術等提供了一定的便利。從消費端看,城市生活水平的提高導致了對食物需求的變化,這進一步增大了土地、能源和水資源的消耗[18]。除此之外,城市發(fā)展對糧食系統(tǒng)的間接影并沒有受到充分的認識。居民需求、土地政策、市場狀況、收入水平、口味偏好等都從不同方面影響著食品的生產、加工、包裝、運輸、廢物處理以及農戶的選擇等等[72]。為保障未來城市發(fā)展的糧食安全,應當充分認識城市系統(tǒng)各部分與糧食系統(tǒng)的相互影響關系,將城市與區(qū)域作為整體,綜合規(guī)劃城市的發(fā)展與農田土地和糧食安全的保障。

2.8 以減排和適應氣候變化為導向的城市清潔能源系統(tǒng)轉型

城市是人類活動引起氣候變化最主要的場所,全球碳排放量的78%來源于城市,城市的能源消耗量占到總生產量的75%[10,73- 74]。城市的能源問題不僅是未來城市發(fā)展的挑戰(zhàn)更是實現(xiàn)低碳城市、緩解氣候變化的關鍵。城市發(fā)展的低碳化主要通過兩個方面來實現(xiàn),即從化石燃料轉變?yōu)楦忧鍧嵉哪茉春捅M可能減少能源的消耗。新興的清潔能源技術為城市能源結構的轉變提供了更多的選擇方案,而真正實現(xiàn)低碳化需要城市能源系統(tǒng)的轉型[75]。隨著技術革新,太陽能、地熱、風能、生物質能和廢物焚燒發(fā)電等新能源的轉化效率和可靠性得到了提升,其巨大的潛力并沒有得到完全開發(fā)。不同的新能源技術存在各自的優(yōu)勢和局限,在實際應用過程中,應根據(jù)城市的具體條件形成符合城市自身發(fā)展的能源供給體系。雖然新能源技術提供了未來城市能源的發(fā)展方向,但是現(xiàn)有的技術在成本、穩(wěn)定性和效率方面仍存在一定劣勢,這導致了在經濟效應的驅使下城市低碳化轉型存在著極大的阻礙?，F(xiàn)有的城市新能源建設主要借助政策的激勵,而非市場的驅使,一旦政策發(fā)生變化,能源結構的調整將會受到影響。在降低城市能源的消耗方面,建筑和交通是城市能源消耗最大的兩個部門,建筑物所消耗的能源占到了整體能耗的40%,同時貢獻了溫室氣體排放量的30%[76-77]。我國高耗能建筑物的比例更是占近95%,單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2—3倍[78]。新的建筑材料的應用、通風制冷系統(tǒng)的整體優(yōu)化設計、建筑能源的自給化和多樣化等,能夠極大地提升建筑的能源利用效率。除技術和政策的影響外,人們的消費模式和意愿同樣對能源的消耗和選擇有很大影響。因此,城市能源的轉型需要技術創(chuàng)新、社會、市場和政策的共同推進。

3 走向可持續(xù)發(fā)展的城市轉型研究

關于城市可持續(xù)發(fā)展的研究主要集中于生態(tài)學、經濟學和地理學等領域,研究重點包括：(1)城市可持續(xù)發(fā)展的影響因素,多數(shù)研究從資源、環(huán)境、交通、社會經濟等單因素入手[79-80],涉及因素間相互作用關系的系統(tǒng)性研究較少；(2)城市可持續(xù)發(fā)展的模式,如從生態(tài)學視角出發(fā)構建生態(tài)城市、低碳城市、園林生態(tài)城市等[81- 82]；(3)城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃,將可持續(xù)發(fā)展理念融入城市總體規(guī)劃和土地利用規(guī)劃等方面,如構建可持續(xù)發(fā)展的道路系統(tǒng)和社區(qū)發(fā)展形式等[83]；(4)城市可持續(xù)發(fā)展評價,如城市生態(tài)網(wǎng)服務系統(tǒng)評價、可持續(xù)發(fā)展能力和潛力的評價體系建設及測度、城市承載力評價等；(5)城市生態(tài)基礎設施建設受到廣泛關注,如網(wǎng)絡生態(tài)廊道、綠色通道、環(huán)境廊道、生態(tài)網(wǎng)絡等[84],通過對其空間結構和景觀類型的研究,調整區(qū)域的功能和結構,以改善城市生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能[85]?？傮w而言,城市可持續(xù)發(fā)展研究已經開始從注重城市經濟發(fā)展轉向注重生態(tài)環(huán)境或社會生態(tài)的視角,國內有關城市資源環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展的研究已與國外的研究水平相當,而且中國的城市化以及城市可持續(xù)發(fā)展問題已經成為國際合作研究的重點方向之一。

城市的可持續(xù)發(fā)展問題不僅是城市自身的問題,也是城市與周邊區(qū)域的協(xié)調發(fā)展問題。為此,必須通過以下五個“轉向”研究和建立城市化與區(qū)域生態(tài)的耦合和協(xié)調機制：(1)由以城市增長為核心,周邊區(qū)域以滿足城市尤其大都市增長的物質資源需求的模式,轉向將城市及其周邊區(qū)域作為整體系統(tǒng),統(tǒng)籌協(xié)調其持續(xù)發(fā)展；(2)由重點關注城市對周邊區(qū)域的經濟輻射效應,轉向關注城市經濟-社會-自然復合生態(tài)系統(tǒng)功能,探討生態(tài)城市可能提供的各種生態(tài)系統(tǒng)服務；(3)由城市發(fā)展帶動周邊區(qū)域資源開發(fā)利用的經濟驅動方式,轉向關注城市轉型和區(qū)域生態(tài)環(huán)境效應問題；(4)城市周邊區(qū)域的功能由滿足城市化對各種物質資源的需求,轉向如何優(yōu)化布局其水系、綠地、景觀廊道等,提升其對城市化的生態(tài)支撐作用；(5)由城市發(fā)展優(yōu)先、區(qū)域向城市單向利益輸送的管理思路,轉向如何實現(xiàn)城市與區(qū)域聯(lián)動、多部門協(xié)調、利益分享的一體化多贏管理模式,以及建立何種決策支持系統(tǒng)實現(xiàn)這些轉變。