架起生态学与城市规划的桥梁——中国范式生态城市研究的展望

架起生态学与城市规划的桥梁

——中国范式生态城市研究的展望

徐 杰 王 骏 张 照 马修文

【摘要】本文从中国生态城市研究的意义和影响力入手，通过简单回顾生态学理论“从均衡系统走向非均衡系统”的结论和国内外最新研究成果，指出其对中国生态城市研究带来的启示。通过分析中国城市化特点对生态城市研究的特殊挑战，试图探索我国生态城市研究的理论框架。文章最后试图架构以城市生态-城市规划-社会学和经济学为基础“四位一体” 的中国范式生态城市研究的理论框架。

【关键词】生态城市；城市规划；中国范式生态城市

研究课题:

城市大型水系建设及其综合开发利用研究：广西科学研究与技术开发计划软科学研究项目资助项目(编号：桂科软10100022-32)及上海同济城市规划设计研究院内部科研课题资助项目（编号：KY-2010-B02)

1.中国生态城市研究的意义和影响力

生态城市的发展既是发达国家在经历逆中心化之后城市复兴的城市发展策略，也是中国等发展中国家在全球生态压力下迅速实现城市化升级的重要策略。如果将城市化看作是一场世界城市经济的新竞争，哪个地区或国家能够率先进入全局性的生态城市化演进过程，并提供范式，那么该范式将直接为该城市、该地区、该国乃至全球生态系统带来巨大的效益。在全球关注、资源有限、气候压力和高速城市化内需的推动下，中国生态城市的建设绝不能再走先污染再治理，先发射再瞄准的老路。可以肯定的是：无论结果如何，中国的城市化作为本世纪重要的人类生态进程之一，为了自身和全球的和谐发展，其生态城市化过程必将成为具有中国特色的“中国范式”。

回顾近年来在我国出现的不少生态城市，值得学者和实践者反思的是：究竟是什么推动了生态城市的发展?什么是中国生态城市建设的理论框架?中国特色的城市化问题是否会带来一种“中国范式”的生态城市建设？

2.生态城市研究动态与启示

2.1生态学对生态城市研究的启示

城市规划与生态学研究的联系必须建立在共同的城市生态文明价值观之上，并找到可供

[1]生态学与城市规划对话的操作性理论和实验平台。因此，首先需要了解当代生态学从平衡

走向非平衡理论的重要转变及其对于生态城市研究的启示：

（1）城市生态系统具有高度开放性。

（2）城市生态系统具有高度复杂性和外部干扰性。

（3）城市生态系统具有不稳定性。

（4）城市生态系统稳定态的随机性。

（5）诸如城市规划和政策调整等人类主导的改变也是城市生态系统的重要组成部分。

（6）城市生态系统极易受到人类的行为影响，同时具有累积性、延续性和不可控性。 备注：资料来源

[1]

简而言之，重新认识生态系统的非平衡态，将生态学的研究从传统的“状态—结构”的角度引向了“结构-功能/过程”的角度。从生态城市研究的角度出发，笔者认为从生态城市的“结构-功能[生态服务(Eco service)]/过程（生态机制）”的角度是理解和定义生态城市的生态学基础。

2.2长期生态研究计划LTER生态城市研究的启示——理解城市化进程生态服务的正负效应及其机制

长期生态研究计划(Long-Term Ecological Research,简写为LTER)是美国国家科学基金委员会(NSF)资助,从事针对美国的长期生态研究的研究网络。LTER 研究的核心问题集中在：

? 能量流及物质流在城市生态系统中的走向及其如何随时间变化而改变？

? 城市中的空间结构，物理结构和社会-经济因素的空间结构是如何影响生态系统的功能

的？

? 城市居民如何理解并将城市作为一个完整的生态系统这一概念应用于提升城市环境的

质量和日常生活品质？

? 生态系统，生态服务功能,尤其是生态多样性

目前的城市生态研究中强调了城市化带来的负面生态问题，比如：热岛效应、城市污染、物种入侵等。然而，城市化过程中也同样存在对于生态系统的正面影响。例如在1997年对纽约及其周边郡县边缘带的研究中发现：“城乡交接地带的城市森林由于受到两类人类行为

[2]的影响（城市热岛效应及以人类绿化景观环境）有效提高了生物降解能力和氮循环。”对

于诸如此类城市化带来的生态正效应的研究需要从短期和长期的效应及策略两个层面来加以利用和缓解，并以生态服务功能的运作机制为核心要素，从长期和短期的不同时空角度出发为科学规划提供依据。

图1 城市化生态效应与城市规划的长短期策略与效应示意

2.3城市经济学对生态城市研究的启示

在架起城市生态系统与城市规划的层面上，利用经济学模型方法将生态服务进行量化具有重要且不可替代的桥梁作用。生态服务的评估可以根据不同生态系统的复杂程度而定，例

如从核心生态服务入手，如土壤沉积，营养物质含量，食物和基因资源等方面出发，通过经济学模型转化为经济收益，从而为政策制定提供依据。例如在对洛杉矶地区种植一百万棵树木的生态评估中得出：在35年之内，在高成活率和低成活率的两种情景下，这些树木将为城市带来约19.5亿美元和13.3亿美元的整体收益。每一棵树木每年至少可以减少

[4]2.78-4.37美元的地表径流管理费用。 [3]

2.4城市生态承载地研究是生态城市研究的前提

城市可以看作一个开放的耗散结构系统，城市发展的生态负荷并不仅仅是由城市本身地域范围来承载的，城市生产生活所需的粮食、资源、能源等物质能量需要外界输入．城市的物质能量代谢的产物也依赖外部生态系统的吸纳分解[5]。如果把城市作为一个封闭的系统来分析其承载力．就难以得出令人信服的城市生态承载力的结论。吴承照提出：“生态承载地

[6]是为城市发展提供生态服务的城市内外部生态承载用地格局。”加强生态承载地理论的研

究，可以从生态学和规划学科的区域角度深入了解生态运行机制，从而为城市规划提供基于本地的定性定量的决策依据。

3.中国城市化特点对生态城市研究的特殊挑战

众多学者都指出了中国城市化的根本性特点：陈秀山[7]指出中国特色城市化道路是政府

8主导的城市化，是二元结构下推进的城市化。黄亚生[]指出：中国的城市化是户籍的城市化；

城市政府出于自身利益的考虑，往往导致土地的城市化远远大于人口城市化速度。中国范式生态城市的研究需要面对的挑战至少包括如下四点。

3.1高密度人口，高强度开发及生态系统机制调整的延迟性

从时间尺度上来看，中国如此迅猛快速城市化发展的60年所带来的累积性生态环境改变是建立在没有科学综合性生态研究的基础之上，其生态后果和延续效应很可能刚刚开始显示。从空间尺度上看：我国的城乡两元化发展，高人口密度，低生态足迹与高强度城市开发的并发型冲击在城市生态系统内部进一步加剧了城市化对城市生态系统带来的冲击。对多数大型和超大型城市而言依然在延续西方消耗型城市化的老路，具体表现在交通上依赖于石油能源交通系统，产业上具有很高的对外贸易依存度等等。总体而言，城市在地理空间上极大的拓展和瓜分了有限的生态承载地，区域生态系统运行机制逐步调整,生态服务功能降低,从而使整体生态系统的生态弹性下降。

3.2城市尺度变大与土地资源关系进一步紧张

从用地层面上来看，大型、超大型城市的生态承载地需求与农业用地持续发展的需求面

[]临显著的冲突加剧。据统计到2025年，中国将有292个城市跨过50万人口门槛9。大城市

和大城市生活方式的不断影响，一方面加剧和凸显了土地资源的稀缺性，同时也促进了农业和其他必需品的需求；耕地保护面积逐年缩小，城市化与农业发展的矛盾日益严重。人口增长带来农业持续发展的需求同时也带来进一步城市化的需求，最终形成了以争夺土地资源为目标的生态承载地博弈格局。

3.3城市密集区生态风险进一步加剧

中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一。70%以上的城市、50%以上的人口分布在气

[]象、地震、地质和海洋等自然灾害严重的地区10。中国的人口分布呈现沿东部沿海地带密

集发展的主要特征。将我国的城市人口密集区与气候高风险区、自然灾害高风险区进行粗略的叠合（见下图），不难看出，安全的生态城市是如何重要的一个话题。根据IPCC和其他权威气候研究报告的结果可以看出：气候变化的趋势是：中国黄河以北地区的旱灾可能加强，而几乎整个沿海地带的洪灾风险也几乎全面上升。目前的城市规划往往对城市生态型基础设施的建设和管理不够关注，尤其是对于暴雨管理工作的缺失,进一步减弱了城市生态系统应

对外部干扰的弹性，如果生态城市的建设仅以经济推动力为主导，集中在人口密集的沿海地带展开，则可能成为全局性的风险。

图2 中国城市人口分布示意 资料来源：[11]

图3 气候变化可能带来的旱灾变化 资料来源http://wendang.chazidian.com/

（颜色深浅代表可能的灾害变化程度）

图4 气候变化可能带来的洪灾变化 资料来源http://wendang.chazidian.com

（颜色深浅代表可能的灾害变化程度）

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图5 中国地震和干旱灾害影响叠合图（作者自绘）

缺水区（图中黄色）、地震频发区（图中红色）与淡水资源分布（图中绿色）

3.4文化高异质性与决策体系

从城市规划的社会和操作层面上看，现有决策体系与社会文化更替也带来了巨大的挑战。学术界一方面以最快的速度吸收并引入大量国际化的理论和案例，另一方面在实际操作中却体现出诸如“钉子户”“城中村”等中国特色的城市病。快速的城市化带来惊人的文化异质性，高度的文化开放性与传统文化并存的现象。由于缺乏必要的本地化城市文化生态研究和经验累积，生态城市的实验喜忧参半，并大有借着生态城市的旗帜进行非常规城市开发的案例出现。

综上所述：中国城市化带来的特殊挑战在土地制度、劳动力结构、人口老龄化、资本配置、资源利用方式、环境生态、空间集聚等社会的诸多层面不断展开的同时，众多学者也认识到当代中国城市化的发展背景远比西方发达国家城市化高潮时期以及大多数发展中国家

[]面临的状态和问题更加错综复杂12。笔者认为中国范式生态城市的研究应当从城市规划-生

态-社会-经济“四位一体”的角度出发进行综合性研究。

4.中国范式生态城市理论平台探索

为了应对中国复杂的社会和空间问题，生态城市的研究方法和理论框架必须在应用层面上解决：研究尺度，结构和运行机制，管理方法，评价体系及实施问题。因此除了城市规划、景观安全格局/环境敏感地区理论之外，还应考虑融入长期生态研究、流域综合管理、风险和灾害管理、以及经济评估等理论和方法。

图6 中国范式生态城市研究的理论框架