生态城市设计：崇明生态岛的策略

刘泓志

作者介绍：刘泓志，AECOM高级副总裁，大中华区战略与发展负责人，大中华区城市策略咨询负责人

全球城市急速扩张导致生态环境日益恶化，严重阻碍了城市运营的良性发展。因此，运用多维度的思考方式对城市未来的发展建设进行深入探讨，从气候变迁下的全球城市经济影响量化报告，到采取行动积极应对气候变化所带来的挑战，并运用科学合理的量化评估方法以及规划设计手段打造可持续发展的生态城市，是21世纪全球城市发展的重要议题。

关键词：生态城市设计；碳排放披露项目；韧性城市；SSIMTM

1 引言

亚里士多德曾说：“人们来到城市是为了生活，人们居住在城市是为了生活得更好。”全球性的城市扩张在推动经济飞速发展的同时，也对我们生活的城市环境造成了日益严重的负担，气候变暖、环境恶化、能源过度消耗等问题严重阻碍了城市运营的良性发展。因此，如何运用科学合理的规划设计手段和方法打造可持续性发展的生态城市，成为21世纪全球城市发展的一项重要议题。

本文以全球的视角对城市形态与生态进行观察分析，并通过对生态城市的概念思考与要素界定，以及瑞典、美国、日本、新加坡等世界生态城市建设经典案例研究，对生态城市设计进行多面向思考。此外，本文从气候变迁下的全球城市经济影响量化报告、AECOM全球100个韧性城市建设以及可量化评估的整合性生态城市规划设计方法—SSIMTM模型等方面，介绍AECOM在全球生态建设中所做的积极贡献，以及针对生态城市设计所运用的多维度思考与方法。

2 全球视角下的城市形态与生态

我们赖以生存的城市仅占地球表面积的2%，却容纳了全世界53%的人口[1]，约37.76亿。随着农村人口不断涌入城市，这个数字也在不断地攀升更新之中。城市过速扩张对城市的经济和社会发展均产生了严重的负面影响，“城市病”日益凸显，人口膨胀、环境恶化、交通拥堵、住房紧张、就业困难、犯罪率居高不下、贫困人口不断增长，这些都将会加剧城市负担、制约城市发展、不利于人们的身心健康。据联合国统计，1997—2002年，世界绝对贫困人口从10亿增加到了12亿[2]，有大约33%的人口至今仍旧居住在城市的贫民窟中。城市环境日益恶化也对人们身心健康构成了严重威胁，城市人口罹患癌症与抑郁症的几率逐年上升。此外，日益增长的城市人口对能源的需求消耗不断增加，能源过度消耗导致资源紧缺与城市生态环境不堪负荷，世界75%的二氧化碳排放由城市产生[1]，由于生活方式的差异，城市人口对能源消耗是农村人口的3倍[3]。

过速的城市化进程不仅仅表现为城市空间横向与纵向的急遽扩张，也体现在社会财富与权力的极度膨胀以及大都会人口的快速聚集与流转。因为缺乏合理的规划和有效的管理机制，摊大饼式的城市化建设容易导致城市形态的同质化。由于缺乏城市的认知度和标示性，千城一面的发展窘境也对城市的社会形态和社会肌理造成了严重的冲击，揭示了快速发展城市的质量断层，空间停滞更带来了城市生活质量的严重倒退，造成城市资源供需失衡、城市边界划定生硬与社会藩篱凸显等城市问题。

3 生态城市的多面向思考

城市过度发展、能源急遽消耗导致资源耗竭、全球城市生态环境的日益恶化。1962年美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊发表了《寂静的春天》一书，书中描绘了由于农药污染环境，人类可能面临的一个万物颓败、没有花香、没有鸟语的未来世界。此书的问世标志着人类首度关注环境问题，在世界范围内引起了公众对生态环境的高度关注，迫使人们对城市过速扩张与无序建设进行深刻地反思。

3.1 生态城市的概念思考

20世纪70年代，在联合国教科文组织发起的“人与生物圈”（MAB）计划研究过程中提出了“生态城市”的概念，受到全球的广泛关注。

那么，生态城市究竟是一座怎样的城市呢？是一座拥有大量绿色空间的城市？一座可以合理控制污染排放的城市？一座可以优先使用再生资源的城市？还是一座高生态指标的城市？

生态城市应该是一个完整而高效的城市生态系统，这个城市生态系统应包含除自然生态以外的多面向维持城市运营的各种体系。它们之间的动态关系和应具备的抗变韧性是一座生态城市的核心。此核心功能必须在不滥用地球资源和不透支城市未来发展的前提下，仍能满足市民的各种生活需求。

通过对生态城市认知的不断深入探索，我们认为一座生态城市应该具备“交流”“公平”“特质”“环保”“安全”五大特性。我们理想中的生态城市首先应该是一座交流的城市，“交流”应充分体现在公共交通、讯息分享、便捷可达等三方面，为城市的运作与人们的沟通创造一个没有隔阂阻碍的交流互动空间；其次，生态城市应该是一座公平的城市，具体表现为机会平等、关注公益、社会正义等三方面，为城市的未来提供一个公正和谐的发展契机；再次，生态城市应该是一个特质的城市，城市的“特质”应着重体现为尊重本土文化、反映当地生活和创造场所记忆，通过寻访、探索和挖掘城市的历史记忆与文化符号来重塑城市自身的独特气质，提升城市的认知感与标示性；此外，生态城市还应该是一座环保的城市，注重自然环境保育、对城市资源进行协调管理、加强城市绿色基础设施的建设，运用低碳生态的理念与技术打造城市清新怡人的自然环境；最后，生态城市更应该是一座安全的城市，通过确保城市灾后重建能力、加强城市应急系统的建设，提升城市危机管理，在提高城市发展韧性的同时，为城市居民创造一个安全舒适的生活、工作、学习环境。

3.2 生态城市的要素界定

作为城市未来发展蓝图的绘制者，城市规划师在进行规划设计之前，应首先着眼于大局，从城市的自身特点出发，结合各项规划要素，对城市的规划发展目标进行一个完整的、系统性的战略思考。

生态城市的规划要素应从“经济生态”“自然生态”“社会政治生态”和“人文空间生态”等四方面进行全面考量，在规划中做到相互融会贯通、守望互助。生态城市规划的本质是创造一个人与城市、人与人、经济发展与环境保护和谐互融的城市聚落。

与传统城市凸显经济发展、片面追求GDP增值而忽略城市环境治理不同，生态城市的建设更着眼于“经济生态”的和谐发展。“经济生态”有别于传统的经济发展，是将环境因素归纳到城市经济运行之中，在提升经济效益的同时，关注经济发展给环境带来的负面影响，并运用科学合理的规划手段与方法，将保护自然生态环境作为城市经济发展链的重要一环，结合城市的社会政治生态与人文空间生态，创造一个城市特有的生态循环平衡系统。在维护城市生态环境的同时，也为城市创富，以良好的城市生态环境的塑造，提升城市吸引力和认知度，增强城市的安全性与舒适性，以此推动城市可持续性发展良性循环。

3.3 生态城市规划设计的案例

经历了20世纪70年代的石油危机，欧美许多发达国家以及日本、新加坡等纷纷开始了生态城市建设的探索与发展，如瑞典马尔默、美国伯克利、新加坡以及日本北九州等城市，为世界生态城市的建设实践树立了典范。

3.3.1 瑞典马尔默

20世纪欧洲造船业全面衰退之际，大批企业从马尔默西港区撤离或倒闭，26个工种的消失使马尔默的工业基础几乎被完全废弃，整个城市萧条不堪。当时的马尔默以30%的失业率高居瑞典首位，这座曾经以造船业辉煌一时的工业城市面临着前所未有的危机。

生存危机迫使马尔默市毅然决定进行城市功能转型，大力推进生态城市建设，以寻求新的发展契机。1995年，马尔默市提出将原先废弃的西港区改造成为低碳生态的友好型住宅新区的设想，此项目荣获2001年欧盟颁发的“推广可再生能源奖”。

马尔默市提出到2020年，整座城市将实现100%零碳排放，到2030年，全城将100%使用可再生能源的生态发展目标，并建立起一套弹性的、可实施的生态城市指标体系，指导城市的建设与运行。该指标体系以生态友好、经济高效以及社会和谐为发展目标，涵盖空间、能源、资源、交通、产业、服务等城市运营管理的各个方面，并可结合实际运行情况进行灵活调整。

为实现以知识推动经济发展、环境保护与城市经济共同繁荣富强的目标，马尔默市还专门设立了一所大学，并开设了城市环境学、清洁能源技术等学科，每年向城市输送大批环保专业人才，助力城市的生态发展建设。城市良好的生态环境也吸引了众多清洁能源技术以及高新科技企业来马尔默市投资。知识密集型企业代替了废弃的制造业工厂，建立在新能源、交通运输、废物回收、城市规划、水源供应和与绿色区域相关的可持续性发展项目上的转型，使马尔默成功发展为一座兼顾环保与创富的可持续发展城市。[4]

3.3.2 美国伯克利

面对现代城市出现的诸多发展弊端，1975年起美国生态学家理查德·雷杰斯特在伯克利发动了一系列“生态城市”的改造运动，通过调整能源利用结构与改善城市空间结构，伯克利一步步迈向生态城市的发展目标，并于1992年促成美国政府实施伯克利生态城市建设的计划。

恢复城市原生态环境是伯克利生态建设的第一要旨。伯克利没有采取大面积的种植绿化植被的手法，而是通过疏通区域内大面积溪流、建立有效的流域管理机制，控制污染排放，发展边缘保护，以统筹管理的手段协调生态城市建设与周边区域发展，在整体生态格局下实现城市污染排放共治，并设置环城绿带、分级生态空间，抑制城市无序蔓延，最大程度地改善了城市的自然环境。[5]

3.3.3 日本北九州

随着20世纪50年代后期日本经济政策和发展战略的转向，北九州的“立市之本”—以煤炭、钢铁、化学为代表的重工业遭遇了衰退，其主导产业，如造船、炼钢、炼铝、化肥等均被划定为“结构萧条型产业”，整个城市的经济一落千丈，失业率居高不下。为此日本政府陆续发布了一系列政策法规，引导能源产业结构转型与跨行业高技术化发展，循序渐进地推进北九州地区的产业转型，并以利好政策吸引投资者前来入驻建厂，发展新兴产业。同时建立法令性节能条例，提高能源使用效率。1971年，北九州市先于日本中央政府成立了地方环保局，并制定了比国家规定更为严格的“北九州市公害防止条例”，为城市的生态建设奠定了坚实的法律基础。

1996年开工建设的“学术研究城”，给北九州地区的产业创新提供了智力支撑。目前，吸引了包括日本早稻田大学、德国国立信息处理研究所、英国克拉菲尔德大学、新日铁公司等在内的8个研究机构和40家高新科技企业入驻，在机器人、半导体、汽车、陶瓷、生物以及生态环保等领域开展联合研究。

此外，为了对城市实施根本性的循环经济改造，政府在北九州地区策划并实践了ECO-TOWN工程，在充裕的财政支撑之下，推行以政府、企业、社区、市民各方联合治理的模式，加强环境教育，并积极推进国际间的交流与合作。通过城市设计和经济生态模式优化、完善基础设施建设、最大化提升城市对资源和能源的利用效率，北九州已经由世界500座环境危机城市之一，成功转型发展为一座享誉世界的生态城市，并于1990年成为第一个获得联合国环境规划署“全球500佳”的日本城市。[6]

3.3.4 新加坡

新加坡把建设“花园城市”作为基本国策，整个城市的绿地率为50%，绿化覆盖率为70%，人均公共绿地面积更是达到25m2，显著高于其他发达国家的主要城市。(www.xing528.com)

在城市建设中，新加坡政府采取了一系列先进合理的生态规划方法，寻求精明增长的开发模式，推动城市可持续性发展。为了避免人口与城市建筑过度集中于主城区，新加坡采用多中心组团开发模式，有效地避免了污染、拥堵、破坏生态环境等“大城市病”的产生。在居住和产业空间布局规划中，政府采取了高层高密度的建筑开发模式和集约式产业园区的建设模式，在有效节约土地资源的同时，也实现了城市空间的可持续发展。

新加坡建立了完善便捷的交通网络和先进的交通运输管控体系，以公共交通为优先，将中心城区与周边次中心地区有效地连接起来，最大程度地提高了交通运输效率。在市政基础设施建设方面，新加坡积极推行地下综合管廊的建设，在道路工程中对各种地下管线系统进行同步设计、同步建设，在提升施工效率的同时，也大大地降低了建设成本。在城市垃圾处理方面，新加坡化废为宝，将90%的垃圾焚化用以发电。[7]

此外，新加坡的生态发展与城市智慧建设息息相关，政府利用大数据、GIS信息系统对城市的运行管理实施动态监测，并进行系统化、智能化管理与调节，使城市运营更为高效合理。

4 气候变迁下的全球城市经济影响量化报告

气候变化是21世纪城市发展所面临的一项重大挑战。城市的发展建设与气候变化紧密相连，面对气候变化，全球城市，尤其是发展中国家城市民众的生活环境每况愈下，城市自然生态环境愈发脆弱。全球总资产的80%由城市产出，气候变化对城市经济发展影响巨大。2013年美国因寒冬遭受了数十亿美元的经济损失，澳大利亚也遭遇了有史以来最炎热的两年，而英国因经历了数百年来最潮湿的冬天，致使其保险行业损失超过了十亿英镑。在2014年回复英国碳信息披露项目（Carbon Disclosure Project，CDP）问卷的企业中，有超过四分之三的企业披露其面临着气候变化带来的物理风险。[8]

应对气候变化需要社会各方的积极行动以及公共部门和私营部门的共同参与。由AECOM领先参与的碳排放披露项目CDP作为国际性的非营利组织，通过市场的力量鼓励城市和企业主动披露它们对于环境和自然资源的影响，并促使它们采取积极的应对行动来减少负面影响的产生。[9]

1　温室气体排放的经济效益

CDP拥有全球最大的关于气候变化、水和森林风险的信息数据库，并将这些信息运用于战略性商业投资和政策决策核心之中，引导城市和企业在兼顾社会责任的同时，也能够在日益变化的经济形势和城市发展中立于不败之地。每年，CDP均会发布碳排放披露项目全球报告CDP Global Report。截至2015年2月1日，CDP拥有822个管理资产总额超过95万亿美元的机构投资者、66家供应链成员，81%的世界500强企业支持回答CDP问卷，超过5000家企业通过CDP报告碳排放信息。在中国，有100多家企业通过CDP发表碳排放报告。[10]

目前，全球越来越多的城市积极参与到碳排放披露项目之中，以气候变化为主导，在保护人们不受气候变化影响的同时，也为城市商业发展拓展更多的韧性空间。自2009年起，丹佛、伦敦、马德里、杜拜和台北等城市碳排放减量共计1310万吨。至2014年，全球参与CDP的207个城市采取的应对气候变化行动共计757项，均取得显著地成效。作为气候应对措施最为积极的实践者，欧洲城市每排放一吨温室气体可产生的经济效益高达12502美元，城市运营效率远高于拉丁美洲（6816美元）、东南亚（5831美元）以及北美（5550美元）各城市（图6）。

由城市领导的应对气候变化行动助长了城市经济韧性，使城市发展更为高效和富足。伦敦、新加坡、纽约、圣保罗等城市结合自身发展特点，制定了有效的应对气候变化行动。以伦敦为例，城市提出“节能”+“高效利用”+“清洁能源”的能源发展规划，通过规划系统显著提高了城市建筑对抗洪水、高温、海平面上升等气候问题的韧力。在应对气候变化行动中，新加坡政府通过提供信息和指导策略促成国民社会责任感的养成，并投资大型排水系统的改造工程以提升城市抵御洪水的能力，为民众与企业创造了一个安全的城市环境。在纽约，政府意识到，如果城市的关键基础设施受到气候变化带来的冲击而导致停电和运输延误，将对城市的正常运营造成严重影响，阻碍城市经济发展。因此，纽约市政府通过制定激励政策来鼓励经济活动，与民众和企业共同对抗飓风、洪水以及海平面上升等气候问题，增强城市的抗灾韧力，提升城市安全性；而在巴西的圣保罗市，阻碍城市发展的最大气候变化问题是干旱和暴风雨。在出现暴雨的极端天气事件中，引发的洪水灾难会对圣保罗市中心高速公路产生一系列严重的负面影响，导致城市公共交通系统部分瘫痪。此外，暴风雨气候也会影响能源供给，造成城市大面积停电。因此，圣保罗市加大力度提高城市基础设施建设投资，以对应气候变化对城市运营中造成的灾难性影响。

综上所述，增强对应气候变化的适应性已经成为了21世纪提升城市竞争力的一项重要评判指标。

5 AECOM全球100韧性城市

城市的发展时常会遭遇一系列紧急巨变，如飓风、洪水、高温、火灾、危险品事故、龙卷风、强风、恐怖主义袭击、疾病爆发、骚乱以及基础设施或建筑故障等突发事件，对城市的运营产生巨大的影响。英国伦敦Lloyd’s保险市场对全球301个大城市在未来10年面临18项灾害威胁的承受能力进行了评估，并发布了《2015—2025城市风险》报告。报告显示，未来10年地球表面最脆弱的10座城市分别是台北、东京、首尔、马尼拉、纽约、洛杉矶、伊斯坦堡、大阪、上海以及香港[10]。在这10座城市中，有8座城市位于亚洲。而台北则以灾损预计1812亿美元位列第一，成为全球受到灾害威胁最严重的城市。研究预计，台北逾六成的灾损耗费将来自风灾和地震，防灾应变刻不容缓。[11]

除紧急巨变外，居高不下的失业率、贫穷与社会不公、房租负担过重、干旱缺水、环境恶化、基础设施老化、城市海平面上升和海岸侵蚀、食品短缺、水污染、经济下滑以及犯罪率等问题也使城市处于长期重压之下，严重阻碍城市良性发展。因此，如何提升城市对抗灾害性突发事件的应变能力以及长期面对重压的韧性，成为评价一个城市综合实力水平的重要指标之一，韧性城市的理念由此孕育而生。

2　SSIMTM模型示意图

所谓韧性城市，是指一个城市在面对紧急巨变和长期压力情况下，维持基本运作功能和发展随之强大的应变能力。面对日益严重的城市问题和频发的自然灾害，如何提升城市的韧性和抵御灾害的能力成为当今全球城市发展的一项重要议题，韧性城市的发展受到越来越广泛的关注。AECOM在全球建设韧性城市行动中始终保持业内领军者的地位，以庞大的专家顾问团队、雄厚的技术资源支持以及业内卓越的声誉，积极参与推动全球100个韧性城市行动战略的顺利进行。该行动战略旨在评选出全球100座城市作为韧性城市建设的先行者，为全球城市在21世纪发展中更好地对抗所面临的冲击和压力树立成功典范。

全球100个韧性城市行动战略建立了一个完善的评估框架，通过“领导与战略”“基础设施与环境”“经济与社会”“健康与福利”等四大维度对城市的韧性发展提出全方位要求，并建立了12项指导方针以及50项具体指标，以此引导城市韧性建设顺利开展。此外，该行动战略也对这100座韧性城市评选设定了严格的参选标准，如参选城市必须是人口超过5万人且拥有地方自治权的城市，城市政府必须承诺全力支持韧性城市的发展并致力于韧性挑战的实施工作。荣获称号的城市将通过以下行动策略来推进韧性城市的发展建设：聘请一位首席执行官来统筹全球韧性城市的发展计划，主持并组织制订韧性城市发展战略，为战略的实施建立一个高效的服务平台，将100个当选城市组成全球韧性城市网络进行协同发展。

6 可量化评估的整合性生态城市规划设计方法

可持续发展理念在城市规划和节能减排领域派生出诸如生态城市、低碳城市、零碳社区、绿色建筑等新生的概念。低碳城市是欧洲国家，特别是英国研究的重点，一些低碳城市的研究和示范模型均已建立。在中国由若干研究单位和国内院校已经进行了宏观层面的研究，提出了一系列可持续规划理论指导，并建立了相关的国家标准。目前，全国各地很多生态类项目都存在着项目目标、实施手段与最终结果脱离失控的状况。而这类“生态”项目失控的一个关键原因，就是缺乏直观量化的科学工具指导规划设计和管理。

AECOM始终秉承可持续发展原则，对城市的规划发展模式进行深入长远地思考，以生态理念为引领，在项目规划的各阶段将规划内容与科学的模型分析方法合理地结合，使得综合规划方案自身带有降低对生态、气候和资源影响的特性，为城市规划项目量身定制可行性高、落地性强的节能、减排、节水方案，并且针对项目中的能源、水和交通等系统进行详细的模拟分析，有效提升建设阶段各项发展目标实现，协助业主制订具体实施导则。

这套可持续发展整合模型（SSIMTM）是由AECOM开发的用于量化规划可持续性的系统模型。对于总体规划方案的各个组成部分，SSIMTM将能给出理性的分析和建议，决定怎样组合这些部分才能在固定的成本和预算框架内使可持续性最优化。SSIMTM的项目团队由AECOM的城市规划师和设计师、生态学家、交通工程师、建筑能源和服务工程师、水务工程师等顾问专家组成，为各个规划项目提供跨专业的综合专业评估与指导。SSIMTM是一套整合型的模型，主要的模型架构是以核心模型和与之直接联系的子模型组成的网状结构为主。核心模型将各子模型的输出数据作为核心模型的输入参数进行分析计算。子模型包括水资源模型、能源模型、交通模型、绿色建筑模型、生态系统模型以及社会经济模型等。通过量化城市将达到的可持续性水平，SSIMTM提出实现可持续目标的各项实际操作手段，并分析措施的投入产出状况，强调成本与效益分析，从而确保可持续发展的可行性和可操作性，是帮助决策者判断规划方案可持续性的有力工具。

7 结语

在世界城市未来的发展进程中，多维度思考与设计方法将在生态城市建设发展中扮演着越来越重要的角色。全球碳排放披露项目的实施增强了城市、企业与民众参与保护生态环境的积极性。此外，通过提升城市发展韧性与运用可量化评估的整合性规划设计方法，城市的建设管理将更科学、更理性、更完善，做到“经济生态”“自然生态”“社会政治生态”“人文空间生态”协同发展，真正成为一座兼具“交流”“公平”“特质”“环保”“安全”的生态城市。

参考资料

[1] 周国模. 倡导低碳生活[N]. 浙江日报，2010-3-5.

[2] 古平. 谈当今世界的两大趋势[N]. 人民日报，2002-3-28.

[3] 余飞.乔润令：一个农村人口进城 能源消耗要增加三倍[OL].财经网，2013-03-31. http：//www.caijing.com.cn/2013-03-31/112635686.html.

[4] 邵乐韵.瑞典小城马尔默：昔日重工业城蜕变成为生态城市[OL].新民周刊，2010-12-29.http：//news.eastday.com/w/20101229/u1a5638691.html.

[5] 武魏楠. 伯克利：全球最佳生态城市[J]. 中国能源，2013（1）：97-98.

[6] 周呈思.北九州是如何做到的？资源、环境压力下实现城市转型的成功样本[OL].大众日报，2014-03-19.http：//paper.dzwww.com/dzrb/content/20140319/Articel10002MT.html.

[7] 新加坡：系统建设优化城市生态环境[OL].济源网，2013-05-09.http：//eelib.zslib.com.cn/showarticle.asp？id=26043.

[8] CDP 2014中国100强气候变化报告 策略市场并行，推动低碳发展[OL]. CDP中国，2014-10.http：//www.cdpchina.net/media/cdp/file/appendix.pdfl.

[9] CDP中国，http：//www.cdpchina.net/

[10] 劳合社首次发布全球“城市风险指数”报告-有多少GDP暴露在风险之下[OL].中国保险报，2015-9-10.http：//fj.ccn.com.cn/news2.asp？unid=295278l.

[11] 俞晓. 承灾力全球最弱 台北市自开“药方”[OL].人民网-人民日报海外版，2015-9-22.http：//tw.people.com.cn/n/2015/0922/c14657-27616730.htmll.