生态城市的概念与实践

2018-02-27 10:04:54
简 介: ·生态城市是实现可持续发展的重要基础。 ·古代的城市环境意识源于古人的实践经验和天才直觉,其哲学智慧至今光辉不减。 ·生态城市大体可以概括为4个方面十二大特征。 ·迄今为止,国内外所有的绿化城市、田园城市、山水城市、森林城市等都还不是科学意义上的生态城市,而只是通往生态城市阶梯中的一个台阶。

关键字:生态城市 城市环境意识

·生态城市是实现可持续发展的重要基础。

·古代的城市环境意识源于古人的实践经验和天才直觉,其哲学智慧至今光辉不减。

·生态城市大体可以概括为4个方面十二大特征。

·迄今为止,国内外所有的绿化城市、田园城市、山水城市、森林城市等都还不是科学意义上的生态城市,而只是通往生态城市阶梯中的一个台阶。

20世纪90年代以来,随着我国城市化进程的加快,生态城市开始成为人们聚焦的一个热点。城市的可持续发展对我国在21世纪全面实现现代化和中华民族伟大复兴具有决定性的意义,生态城市是实现可持续发展的重要基础,在大力推进城市化的过程中同时推进城市的生态化建设,是新世纪赋予我们的伟大历史使命,是贯彻党的“十六大”提出的“促进人与自然的和谐,推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”的必然要求。

城市环境意识源远流长

古代的城市环境意识源于古人的实践经验和天才直觉,其哲学智慧至今光辉不减,但由于缺乏科学的实证分析和受历史条件所限,因而在实践中难免捉襟见肘。1682年,英国经济学家w·培笛在《关于伦敦市政发展的政治估计》一书中,对人口已达67万的伦敦,从多方面分别进行扩大人口规模与缩小人口规模的两种论证,得出这样的结论;扩大人口规模时可获得集聚效益,但人口的集中会使瘟疫更加严重。人们陷入自然法则和经济法则尖锐对立的两难处境,暴露了古代城市环境思想的局限性。

工业文明诞生后,随着人类所掌握的物质技术手段日益强大,在集聚效益的趋动下,工业和人口向城市大量集中,城市规模越来越大,人们伐林平地,辟山填湖,将数百平方千米乃至超千平方千米的自然生态系统变成密集的建筑群和密封的水泥沥青地面。无尽的车流人海和密集的工厂,滚滚烟尘和无休的噪声,使大城市中心因工业和人口高度集中而变成了环境污染的重灾区,从而迫使人口和工业向外转移,开始是通过火车转到近邻,有了汽车后又转到远邻。发达城市人口密度的高峰在1870年就开始中止,1940~1960年间,斯德哥尔摩居住在市中心的人口比例从54%下降到27%,多伦多从71%下降到37%,马德里从77%下降到41%。

生态城市的基本轮廓

近半个世纪来,生态学的研究进展迅速并向自然科学和社会科学全面渗透,形成了一个庞大的学科群,依据这些学科的研究成果,我们大体可以看清生态城市的基本轮廓:生态城市是社会、经济、文化和自然高度协同和谐的复合生态系统,其内部的物质变换、能量流动和信息传递构成环环相扣、协同共生的网络,具有实现物质循环再生、能量充分利用、信息反馈调节、经济效益最好、社会高度和谐、人与自然协同共生的机能。具体来说,生态城市大体可以概括为4个方面十二大特征。

1、能充分利用可持续供给的清洁能源。能量是包括生命运动在内的一切运动的源泉,文明发展水平越高,所耗的能量越大。矿物能源面临枯竭且污染严重,核裂变能的利用存在着污染风险,核聚变能仍可望而不可及,太阳能、风能、水能、氢能、地热是可持续利用的清洁能源,生物能用之有度也是可持续的。能量不可能回收利用,最终都会转化成废热,但可以根据它的转化形式而逐层利用。生态城市的可持续发展在于它的能量运转系统具有三大特征;一是能量来源是可持续供给的,亿万年都无枯竭之虞;二是能源本身是清洁的,在生产和利用中不对环境产生污染;三是能逐层充分利用,能把废热污染减到最低,这一要求既是充分利用能源的要求,又是生命过程和气候现象受温度调节,因而要避免热污染灾害的要求。

2、能充分利用可持续供给的清洁材料。物质材料是支撑文明大厦的骨架和砖瓦,文明越发达,对材料的要求越高,由于金属矿物大多面临着枯竭,人工合成材料又大多含有毒素,因而物质材料的生产和利用都要有根本性的变革。生态城市的可持续发展,在于它的物质运转系统也具有三大特征:一是材料本身是高性能和清洁安全的,不含有害毒素;二是有完善的材料循环再生利用系统,最终的废弃物可降解或对环境无污染;三是材料的替代研发和应用能实现材料的可持续供给。

3、城市经济、社会、自然复合生态系统形成全面的协调共生网络。这个共生网络系统也具有三大特征:一是网络运转的趋向是系统功能的不断完善,而不是某个组成部分一枝独秀式地增长;二是网络所提供的产品有不断增进人类身心健康和生态平衡的功效,而不是数量的盲目增长;三是网络系统在演替中不断促进经济、社会、文化、生态等多样性的发展,达到生态学上持续力最强的稳态,而不是多样性衰减的系统脆弱平衡。

4、在城市的长期发展中始终具有最佳的生态位和最强的自组织力。也有三大特征:一是整个生态城市系统与各种承载力和限制因素的上下限保持足够的距离,风险始终处于最小;二是有在一定范围内自我调节、自我完善、自我强化系统的功能;三是有不断增强的承受冲击力、利用外力、同化异力的转换融合功能。

生态城市建设任重道远

人们对生态系统的规律性至今知之不多,但对生态城市的某些方面的具体探究,仍有助于推进生态城市建设的发展。

城市选址与布局。生态城市选址要充分利用地质地形、山丘河湖、森林田园、阳光风能等自然资源。地质结构要稳定安全,无地震滑坡之灾,无矿物放射性和有害气体污染,地磁适中;地形要开阔平缓,气流通畅,无废气滞聚之弊;靠山而水源充沛,近水而洪涝无虞;交通便利,建筑物要尽可能使用农业利用价值低的荒坡裸地。城市布局要充分利用风向排释废气,即应根据风向频率图将工业区集中在风以最近的途径排出城外并稀释的地方;生活区与工作区相邻,以最大限度地消除交通拥挤、节约能源、减少排污;建筑物的高低、朝向、间距要能充分利用太阳能,采光通风最佳。

城市植被。地球上的大气碳氧平衡,60%靠森林、40%靠海洋。工业革命前,大气中的二氧化碳只占大气体积的0.0275%,工业革命后,开始出现打破碳氧平衡两个相反过程;一是因人口、工业、机动交通工具等的迅速增加,导致耗氧排碳的高速增长;二是因森林绿地的急剧减少,导致森林绿地吸碳制氧量的大幅度下降。本世纪初的全球森林面积约只有8000年前的30%,吸碳制氧量下降了70%,目前,大气中的二氧化碳浓度已上升到0.351%,并还将逐年上升。生态城市要求森林面积能达到碳氧平衡的要求。一个成人理论推算需要10平方米的森林才能实现碳氧平衡,城市居民呼吸耗氧排碳一般约占城市总耗氧排碳的20%,如果把城市大量的暂住和流动人口、进入车辆所增加耗氧排碳量与水体的平衡量抵消,则常住人口人均森林面积就要达40平方米。植被吸碳制氧能力以常绿阔叶林最强,草地最弱,其他树种分布在中间的不同位置,要充分发挥城市植被的生态功能,树种草种的选择必须符合以下基本要求:①适应当地的土壤、气候,不需要很高代价的特殊维护;②物种间协同共生,而不是相互抑制;③对消除不同的环境污染有不同的特殊功效,且对人体有益无害。

城市住宅等建筑物。要有包括能源、水、气、声、光、热、绿色、环境、建材、废弃物处理等基本要求。能最大可能地充分利用太阳能、风能、水能、生物能、地热等;有雨水收集利用和排水深度净化、循环利用系统;室内自然通风,颗粒物、烟雾、异味、细菌、有害气体能迅速消除、空气质量符合健康标准;能有效隔音,室内外均能避免噪声污染;室内自然采光,能避免光污染;建筑设计冬暖夏凉,有良好的自然空调效果;环境整洁幽雅,能提供高品位的景观和文化享受;建筑物使用的是可循环再生的无害、无污染材料;废弃物收集达到100%。

城市产业。大城市的发展要抛弃密集连绵的模式,向分片组团式的路子发展,超大城市由几个、几十个城区组成,各城区之间由间距几公里、几十公里的山水、森林、田园所分隔,农、林、牧、渔、水等也是生态城市的主要产业。所有产业都要实现生态化转换,如城市中的植物要从点缀物转换成为城市涵养水土、防风固沙、调节温湿、固碳制氧、消除污染、杀菌净气、制造生物质和保护物种多样性的生态支持系统;种植业、畜牧业、渔业、副业要从各自独立发展转向按生态规律紧密结合,协同共进,循环利用自然资源,使植物的光能利用率和生物转化率达到最大,既提供高产、优质、安全、多样化的农产品,又具有良好的生态效益;工业企业实现清洁化生产并由各自独立发展转向按生物的营养结构和食物网原理进行生态化组合,由单个企业的“原料———产品———废料”的线性变换过程,转向企业群体的“原料———产品———原料”的闭路循环;交通运输由高耗能、高污染、高噪声、高事故转向使用清洁能源,低噪声、低事故、污染能自然净化;建筑业由废弃物、光、电、噪声和“热岛效应”的生产者向人工环境与自然生态和谐的营造师转换;材料生产由大量消耗非再生资源、严重污染环境,向原料取之不尽、产品高性能、使用安全无害、能循环利用或达到使用寿命后能自然降解转换;废弃物由垃圾污染向资源化转换等等,整个城市的全部生产和消费都处在横向耦合、纵向闭合、区域协同的动态平衡中。

城市政治文化。有与生态城市发展要求相适应的教育、科技、文化、观念、伦理、道德、法制、管理等协同共生的完备的软件系统,生态城市以经济社会法则与自然生态法则相和谐为基本特征,但实现这种和谐需要以社会自身的和谐为基础。

20世纪二三十年代,一些发达国家开始推进大规模的城市生态环境建设,随后,有越来越多的国家在城市生态环境建设方面取得了明显成效。如欧美国家开始修建城市中心与郊外森林连接的“绿色走廊”,将城市与森林连为一体;建立国家森林保护区和国家公园,在国家公园内禁止砍伐树木,禁止一切建筑。美国对森林公园要求用地不少于1200公顷,尽可能紧靠城市布局。过去烟雾弥漫的伦敦和鱼虾绝迹的泰晤士河,现在都变清洁了,大伦敦周围建有2000多平方公里的绿带,市中心的皇家公园有40~50种鸟类繁衍,约为城市周边地区的4倍。德国的“煤铁之都”鲁尔重工业区,过去是污染的重灾区,现在已是一片绿色;鲁尔区埃森市的森林面积超过50%,经常可以看到野生动物出没;波恩人口不足30万,人均绿地面积160平方米;柏林绿地面积占城市面积40%,人均绿地面积41平方米。俄罗斯圣彼得堡城市森林公园面积400平方公里,市中心的卡马诺夫植物园是全球最大的植物园,绿地面积占城市面积60%以上,人均绿地面积49平方米;莫斯科有8条20米宽的林带将市内的公园林地和郊区的林带连成纵横交错的绿带网,绿地面积占城市面积40%。波兰华沙有公园65个,与郊外防护林连成一片,人均绿地78平方米。澳大利亚悉尼人均绿地70平方米。美国华盛顿人均绿地接近41平方米。我国近些年来也展开了大规模的生态环境建设,但迄今为止,国内外所有的绿化城市、田园城市、山水城市、花园城市、森林城市等都还不是科学意义上的生态城市,而只是通往生态城市阶梯中的一个台阶。