城市化过程的多维影响及其持续发展

一系列复杂的社会、政治、经济、制度和生物物理因素驱动了城市化，在时间、空间、方式、速度等方面影响了城市发展的进程。城市化是一种多维的现象，它被多重的、相互依赖的过程驱使。人口、政治、文化、经济、社会、技术和环境的变化引起城市化的相应变动，从而造成不同的城市体系、城市生活、社会生态、土地利用、建筑环境与城市景观。这种城市状况又引起多维的变动，如图2-1所示。

图2-1　城市化成长过程

正如Ildefons Cerdà——19世纪西班牙的市政工程师、城市规划师所说的：“我们的城市就像一座座历史的纪念碑，每一代人、每个世纪、每个文明都曾为它添砖加瓦。”从大约5500年前的最初城市的演变开始，社会、文化、经济、政治、技术和环境的发展变化（包括长途贸易、海外殖民和工业化）为城市增长变化提供了动力。科学技术决定生产力水平、产业的运行方式，因而影响城市的产业布局、社会生态等各方面。产业技术为城市增长提供经济动力和物质支撑，在优化资源要素配置的同时，大幅提高其生产效率，扩大城市就业需求，增强城市的承载能力和对资源要素的吸纳能力。城市中知识与人才的交流和聚集，有助于企业的创新活动，提升产品和服务的创新能力，通过提供高端技术、高质量人力资本和公共设施等要素基础，推动城市的繁荣扩张。产业和产业群竞争优势的形成，将会进一步提升城市的整体质量和经济实力，加速企业和人口的集中，增进居民享有的福利，加快城市化发展进程。

如产业技术大致经历了如下四个阶段，与此同时，伴随着不同的城市风貌：

第一阶段：煤电蒸汽机、钢铁制品、铁路运输、世界航运和组合机床的发展。

第二阶段：内燃机、石油和塑料、电子和重工、汽车、航行器、无线电通信和电信系统的发展。

第三阶段：核能的开发利用、高速公路、耐用消费品、航空、电子和石化工业、精细化工的发展。

第四阶段：微电子、数码电信、人工智能、生命科学、生物科技以及大数据、智慧城市。

这些技术体系不仅为国民经济演变，同时也为城市化的节奏和特征提供了模式与方向。科学技术的变革、生产力水平的发展引起长期经济周期性的波动，正如康德拉季耶夫周期（Kondratiev Cycle）和库兹涅茨周期（Kuznets Cycle）所描述的，经济的波动引起城市化的节奏。新技术进入一个经济体后，不仅会使经济增长，而且会使经济变得更有生产力。城市的新陈代谢表现为一部分旧的、不适应发展的内容和方式被淘汰和革除，新的内容和方式不断被组织到城市中去，社会的高度组织化不断地推动着城市的演进。正如生物体的量变表现为长高、长大，变得强壮、有力，城市成长表现为规模的扩张、体量的增大；正如生命体的质变表现为会变得聪明、敏捷，城市会变得智慧、和谐美好。城市是具有自组织能力的复杂系统，是一个开放系统，不断发生着能量和信息交换，并在成长过程中自我完善，是城市得以实现持续发展的关键所在。响应与自组织使城市对环境的变化保持动态的平衡与互动，进而保持了城市的整体性。

人口变化与城市化的关系是所有相互依存关系中最为重要的一环。从根本上讲，城市是人类社会的产物。城市人口的规模、组成和增长速度的变化对于城市化特性的塑造意义重大。同时，城市的经济福利调节着人口变化与城市化之间的关系。(www.xing528.com)

经济是一个庞大而又复杂的，由各种各样的制度安排和行为构成的体系。在经济这个体系中，不同的行为主体，如消费者、厂商、银行、投资者、政府机构，从事着各种各样的活动，如买卖、投机、贸易、监督、生产产品、提供服务、对公司投资、制定策略、探究、预测、竞争、学习、创新，以及调整适应，等等。用现代术语来说，经济就是一个有着无比庞大的并发行为（concurrent-behavior）的并行系统（parallel systems）。市场、价格、贸易协定、制度和产业，全都形成于这些并发行为中，并最终形成了经济的总体模式或聚合模式（aggregate-pattern）。[13]复杂经济学（complexity economics）认为经济不是确定的、可预测的、机械的，而是依赖过程的、有机的、永远在进化的。复杂系统（complex system）是由大量组分组成的网络，不存在中央控制，通过简单运作规则产生复杂的集体行为和复杂的信息处理，并通过学习和进化产生适应性。经济涌现于技术，经济结构是不断变化的。经济主体，如企业、消费者、投资者，不断改变自己的行为和策略，以便对他们共同创造的结果作出反应，而且这种反应进一步改变了结果，这又需要他们重新进行调整。经济并不是给定的、一成不变地存在着，而是在一系列技术创新、制度和安排的不断发展中形成的，这种技术创新、制度和安排还会引出进一步的技术创新、制度和安排。这是一个有机的、进化的、充斥着历史偶然性的世界。

经济涌现于它自身的安排和自身的技术，经济就是它自身技术的一种表达。从这个视角而言，经济就是其自身的生产方式（即它自身的技术）的一个生态系统。在任何时候，都存在着一个开放的机会之网，有利于进一步的新技术的开发和新安排的涌现。经济就是一张激励之网，它总能激发出新的行为，诱发新的策略，并让它们共同形成“合理”的结果，从而驱动系统不断变化。复杂经济学告诉我们，经济永远都在发明自身，永远在利用机会创造可能性，永远在应对各种变化。经济不是死的、静止的、永恒的和完美的，恰恰相反，经济是活的、永远处于变化之中的、有机的和充满活力的。城市是经济运行的场所，经济是有机的、充满活力的，城市也是生动的、鲜活的。

经济函数随时间的变化，通常都被定义为固定的名词，即实体层面的变化，如就业、生产、消费、价格等。但是现在，这些变化已经从名词实体层面转换到了动词行动层面，如预测、反应、创新、替代等。行动能够引发进一步的行动。由于行为主体的探索、学习及适应，经济永远都处于破坏性运动之中。破坏性运动的另一个动力是技术变革。新技术永远都是更新技术的创造者和需求者，而且这些更新技术本身，也需要创造出比自己更新的技术。由此而导致的结果并不是偶发性的破坏，而是持续性的、一浪催生一浪的破坏大潮。在整个经济中，这种破坏并行出现，在所有维度上同时发生。技术变化会内生地、不断地创造出更进一步的变化，从而使经济处于永远的变化之中。

经济也是复杂系统，在其中由人（或公司）组成的“简单、微观的”个体购买和出售商品，而整个市场的行为则复杂而且无法预测。市场处理买卖信息能达到均衡态就认为市场是有效的。18世纪经济学家亚当·斯密（Adam Smith）将市场的这种自组织行为称为“看不见的手”：它产生自无数买卖双方的微观行为，达成无数次小小的均衡，汇聚成经济浪潮。我们的城市是人的聚集，也是信息流、物流、能源流的聚集、处理、涌现的财富之地，有无数只“看不见”的手在拨动着我们城市生命气息的琴弦。城市是一个开放系统，与大自然休戚相关，城市与乡村、与其他城市不停地进行着信息、物质和能量的交换，充满活力和生机。

在城市化与环境变化之间相互作用的复杂性产生了很多地方乃至全球性问题。在地方层面，城市土地利用和土地覆被变化都可能产生各种各样的环境问题。例如棕色地带（brownfields），从用地性质上看，棕地以工业用地居多，可以是废弃的，也可以是还在利用中的旧工业区，规模不等、可大可小，但与其他用地的区别主要是都存在一定程度的污染或环境问题。从20世纪80年代开始，欧美一些国家开始致力于以可持续发展的方式提升城市生活质量，于是，许多棕地被转化为了城市绿地。这样做的合理性在于：能以最小的土地投入，最大限度地提升环境质量并完善城市绿地结构，实现城市可持续发展。土地使用及其生态影响的演化是人类活动与自然生境空间格局的函数，人类活动和自然生境的空间格局在各个尺度上都对社会经济和生态过程产生了影响。

在城市化地区，人类对生态系统功能的影响是通过生物物理过程和生态过程的直接与细微的变化体现出来的。城市化对初级生产力、营养物循环、水文功能和生态系统动态的影响是通过气候、水文、地貌、生物地球化学过程和生物交互作用方面的变化而得以呈现的。[14]高度集中的人口同样改变了自然扰动的幅度、频率和强度，导致了人类对生态系统的前所未有的干扰。城市发展导致了扰动的异常化、压力的长期化、形态的非自然性以及在连通性方面的新的状态。城市发展在直接和间接两个方面影响了自然系统的结构和功能：在直接影响方面，通过改变土地表面；间接影响则是通过变更能量流、营养物及水的可获得性。土地转换改变了原有的景观格局，导致了全球和地区层面的多种生态效益或生态破坏。

城市作为自适应、自组织的有机复杂组织，生存发展之道在于不断地进化，从而找到最佳的“生态位”并具有能发挥其功能的形态。同时，城市具有记忆，承载了城市作为一个组织系统与大自然抗争、适应、融合的历史智慧。城市化还通过改变控制元素循环的基本过程，影响了地球生态系统。通过调节微生物和植物的养分吸收与释放之间的同步性，生物、水文、大气和地质过程在陆地生物地球化学循环中发挥了重要作用。城市化地区的人类通过增加营养物直接影响了生物地球化学过程；通过改变控制营养物“源”和“汇”的时空变化的机制，间接影响了生物地球化学过程。城市生态系统中的生物地球化学循环是人类—自然耦合系统的涌现性的表现，需要考虑多种因素（如气候变化、人口、经济、土地使用和生物多样性）之间的动态的相互作用的变化。

城市在发展过程中不仅表现为用地、空间的扩散与扩张，更表现为其功能结构的逐渐复杂和成熟，产业链的逐步形成，区域社会运行规则的建立，文化氛围的培养和认同，等等。人体的机体含有超过1万种不同的蛋白质（数量极多的各种抗体不计）。蛋白质由20种氨基酸组成，这些氨基酸必须按照预定的方式精确地连接起来，才能合成正确的蛋白质。这1万种以上的蛋白质，同样必须恰当地安置在生命网络之中，才能使它们在各种生命过程中发挥它们的功能，而且还要求时间上的动态协调。根据量子力学的原理，这些氨基酸的量子空间里有着神奇的量子叠加态、量子纠缠、波粒二象性肌理，量子超越了无限复杂性，使生命表现出高度有序和精确。生命是一个网络，它的每一部分都影响着整体，而且，生命是一个在时间和空间上不断变化的动态网络。城市也是一个在时间维度、空间广度上不断变化的生态网络。

怀特海说：“社群对于其中的每一个成员来说就是具有某种秩序因素的环境，这种秩序因素由于社群自身成员之间的亲缘关系而持续存在。这样一种秩序因素就是贯穿于社群之中的秩序。”城市可以看作一个社群，城市的人口进行的政治、文化、生产、科技带动城市景观、土地利用、城市生态等方面的变化与相互适应，形成城市内在的隐秩序，我们需要尊重城市规律，善于利用隐含的秩序，更好地服务于城市建设。