大气污染治理和城市空间的生态城市研究

1.生态城市兴起的背景和概念内涵

生态城市的兴起源于城市中人与环境的紧张关系。工业革命之后，尤其是第二次世界大战以来，城市化在全世界范围内迅猛发展，大量的乡村人口向城市集中，尽管城市规模也相应地得到扩张，但是过多人口在短时间内集聚，使城市出现交通拥挤、环境污染、生态破坏等一系列严重问题。

正是基于人类生态文明的觉醒和对传统工业城市的反思，人类意识到未来发展的潜在模式应该是生态化发展，于是国际社会从生态学角度建立了一个崭新的城市发展概念——生态城市。生态城市与生态学尤其是城市生态学的发展关系密切。20世纪之初，生态学成长为一门独立的学科。到20世纪20年代，盛极一时的芝加哥人类生态学派创始人帕克提出了城市生态学，将生态学的观点引入到城市社会的研究中。1969年美国麦克哈格所写的《设计结合自然》一书，被誉为是城市环境生态学方面的指导性学术著作。他认为人与自然必须是伙伴关系，人必须与大自然合作才能共同繁荣。

1971年，联合国教科文组织开展了一项国际性的研究计划——“人与生物圈计划”，明确指出将城市作为一个生态系统，要从生态学角度、用综合生态方法来研究城市问题和城市生态系统，并在世界范围内推动生态学理论的广泛应用与生态城市、生态社区、生态村落的规划建设与研究。联合国教科文组织先后召开了多次国际学术讨论会，在1984年的MAB报告中确定了生态城市规划的5项原则：生态保护策略，生态基础设施，居民的生活标准，文化历史的保护，将自然融入城市。我国在1972年参加了MAB计划的国际协调理事会，并被选为理事国。1978年我国建立了中国MAB研究委员会。1992年联合国环境与发展大会召开之后，生态城市理念得到全世界的普遍关注与认同。

20世纪80年代生态城市的概念已正式出现，但是目前国内外对生态城市仍没有形成统一的定义，仅英文说法就有好几种，有时又称生态社区。

联合国在“人与生物圈计划”报告中指出：生态城市规划，即要从自然生态和社会心理两方面去创造一种充分融合技术和自然的人类活动最优环境，诱发人的创造性和生产力，提供高水平物质和生活方式。

苏联城市生态学家杨尼特斯基阐述了生态城市的概念：生态城市是一种理想城市模式，其中技术与自然充分融合，人的创造力和生产力得到最大限度的发挥，居民身心健康和环境质量得到最大限度的保护，物质财富、能量、信心高效利用，是生态良性循环的一种理想栖境。

美国生态建筑学家瑞杰斯特认为生态城市是紧凑、充满活力、节能与自然和谐共存的聚居地。国内学者对生态城市主要有以下观点：第一，生态城市不是一个不可企及、尽善尽美的理想境界，而是一种可望可及的持续发展过程，一场破旧立新的生态革命，通过生态城市的建设，我们可以充分发挥现有的资源潜力，实现一种既非传统又非西方化的生产与生活方式，从而达到高效、和谐、健康和殷实。第二，生态城市是根据生态学原理，综合研究城市生态系统中人与“住所”的关系，并应用社会工程、生态工程、环境工程、系统工程等现代科学与技术手段协调现代城市经济系统与生物系统的关系，保护与合理利用一切自然资源以及能源的再生和综合利用，提高人类对城市生态系统的自我调节、修复、维护和发展能力，使人、自然、环境融为一体，互惠共生。第三，生态城市是一类基于生态选择和组织作用，由意识定位、资本驱动和制度调节下的人与自然相易合发展的地表层人居形态。人不总是处于支配地位，而是与生物、理化环境保持动态的均衡。

综合而言，生态城市具有如下的内涵：

（1）生态城市是用生态学理论指导城市建设与发展的。

（2）生态城市强调人与环境的和谐共生，并反思人对环境的支配关系。

（3）建设生态城市的目的是为了让人类能可持续、更高品质地生活与发展。

（4）生态城市不是纯自然的生态，而是自然、社会经济易合共生的。

（5）生态城市理念并不是独立的，而是与其他理念并存着，如可持续发展思想、综合运动等。

（6）生态城市的理论应该是动态的，因为生态学理论是动态发展的，对城市的认识与研究也是动态变化的。

2.早期生态城市的主要思想理论

虽然生态城市的提出相对较晚，但是对城市生态化发展的思考及生态城市的建设实践在很早以前已经出现。以联合国MAB计划为分界点，将之前的理论称为早期生态城市理论。

生态城市的思想可以追溯到16世纪的“乌托邦”思想，之后一直发展延续不断，如后来马塔的带形城市、霍华德的田园城市、芝加哥学派的人类生态学理论、勒·柯布西耶的光辉城市、雅典宪章、伊利尔的有机疏散理论、怀特的广庙城市和马丘比丘宪章等。

霍华德的田园城市理论被誉为现代城市规划理论的两大理论源头之一，同时也是现代生态城市思想的直接起源。霍华德认为，城市无限制地发展和土地投机是城市的灾难之源，城市人口过于集中是由于城市对乡村人口的“磁性”所致。因此，城市应该限制自身的自发膨胀，将土地收归为统一机构管理，避免土地投机，同时适当地移植和控制城市的“磁性”，平衡“城市-乡村”磁力，限制城市过分膨胀。这也是他的“Garden”所指，即通过城市周边的农田和园地控制城市用地的无线扩张。

人类生态学理论是芝加哥学派的主要理论。20世纪初的欧洲和美国已基本实现了工业化，城市化进入加速期。美国的芝加哥市正处于发展动荡时期，人口激增、环境恶化、贫富悬殊等引发一系列的城市问题，这是芝加哥学派诞生之地，联想到达尔文所描述的“生存竞争”：他认为城市中的人们在竞争与合作中组成各类群体相当于动植物群落，所以支配自然生物群落的竞争、共生、演替、优势度、隔离等也可以应用于城市社会。他的思想经伯吉斯等的补充与完善，形成了一套城市与人类生态学研究的思想体系。其思想的主要体现有：

（1）社区是城市中人类互动和特定环境相结合的产物，是某一人类群体在城市环境的特定空间中形成的一种相互独立又相互依存的共生关系。

（2）社区生态可分为4种类型，即基本服务社区、商业社区、工业社区和经济基础社区，它们构成了城市社区生态学组织，而交通网络结构的改变是导致社区空间结构变化的重要因素。

（3）在深入研究人口流动所引起的城市空间分异的基础之上，从生态学的角度出发，提出了城市地域的同心圆景观结构模式。主要认为城市空间扩展存在着与植物群落的延伸、侵入、迁移等相类似的思想，而其本质则是由集中与分散两种相互对立又相互互补的过程构成。

为了克服大城市过分膨胀所带来的一系列负面问题，芬兰建筑师伊利尔·沙里宁提出了有机疏散的理论。有机疏散理论不是一个具体的技术方案，而是对城市发展的一种哲思。伊利尔·沙里宁认为，城市是人类创造的一种有机体，人类应该在大自然中寻找与城市建设相类似的生物生长、变化的规律来研究城市。因此城市被认为是由许多“细胞”组成的，细胞间需要一定的空隙，是细胞生长扩张和繁殖之所，因此这些空间使得有机体的生长具有灵活性，同时也保护了有机体。

有机疏散理论把城市划分为不同的集中点所使用的区域，而这些区域又可以进一步划分为不同活动所需要的地段。在沙里宁眼中，城市是由一个个的功能团组成的，而城市交通如人体的血管一样沟通各个功能体。他认为连接城市主要部分的快车道应设在带状绿带系统中，就是要把快速交通集中在单独的干线上，避免它们对其他需要安静的功能场所干扰。

3.现代生态城市的理论与实践

无论是带形城市、田园城市、芝加哥学派的人类生态学理论，还是光辉城市思想，它们共有的两个缺点是：(www.xing528.com)

（1）没有利用当代最近的生态科学的定量定性测试、评价和规划设计理论和方法。

（2）无法杜绝大气、水、垃圾等环境污染。现代生态城市理论是建立在现代生态学基础上，基于现实的可能性，运用科学技术与综合的生态系统方法来研究分析城市的发展问题。

基于地理环境与国情的差异，现代生态城市理论实践可以划分为两大类别，即西方现代生态城市理论和我国生态城市理论。

西方现代生态城市理论主要分为三大类，美国、欧洲以及日本的理论与实践。以下对几种理论进行逐一介绍。

（1）有人认为理查德·雷吉斯特领导建设的“生态城市”伯克利是全球生态城市的样板。1996年，雷吉斯特提出了更为完整的生态城市建设十原则，其中主要内容有：第一，优先开发紧凑的、多种多样的、绿色的、安全的、令人愉快而有活力的混合土地利用社区。第二，把步行、自行车、马车和公共交通出行方式置于比小汽车方式更为优先的位置。强调“就近出行”。第三，修复被损坏的城市自然环境，尤其是河流、海滨、山脊线等。第四，建设低价、完全、方便、体面的，适用于多种民族的、经济实惠的混合居住区。第五，培育社会公正性。第六，支持地方化农业，支持城市绿化项目，实现社区花园化。第七，提倡回收，应用新型优良技术，减少污染物及危险品的排放。第八，与商业界共同支持各种具有良好生态效益的经济活动。第九，提倡简单化的生活方式，反对过分消费资源。第十，通过宣传教育，提高公众局部的环境和生物区域意识。

（2）美国俄勒冈州的波特兰市被认为是避免或解决了许多城市问题的城市。20世纪60年代末期，波特兰像许多城市一样处在困境之中，例如，交通堵塞、住房紧张、环境恶化、文化颓废等。为此波特兰市制定了一项发展新城市的计划。其一，限制新购汽车进市区。把原有的一个市区停车场改造为公共广场，把城市边缘沿河岸延伸的一条高速公路改造成为沿河公园，并建设一条轻轨铁路代替高速公路的功能。新城区通过规划，积极支持建设步行型、公交导向型的交通体系，力图以公共交通的发展来限制私人汽车的使用。其二，集中力量解决市区的住房问题。在各项计划之中，始终将重点放在住宅建设上，致力发展一般家庭能承受得起的住房。其三，十分关注公共文化艺术。要求所有的新建项目都要向公共文化艺术捐赠一定比例资金。同时注意保护历史遗产，努力保护历史建筑。

（3）美国的“新城市主义”产生于20世纪70年代，兴起于80年代，它实际上也是一种力求解决城市问题的新模式，与生态城市的建设思想具有异曲同工之处。“新城市主义”强调解决城市问题时要综合考虑社会、环境等要素、强调城市的和谐与宜人，注重居住区社会感的创造。它鼓励发展公共交通，建设形式多样的住宅，保持原有的自然环境和历史文化特色，使住宅融入当地的环境中，全面改造街区，创造一种经济、优美、舒适的人居环境。高密度的住宅，管线较短的供水、供电、供气、排水等公共设施为城市建设节约大量的资金。商业区和公共交通中转站之类的公共空间设计在每户住宅的步行距离之内，减少了人们日常互动的时间损耗。“新城市主义”在美国的旧城市改造和新区开发中被广泛地应用，美国著名建筑师杜安妮、普雷特·兹伯格按照该思想设计的“滨海城市”获得1984年美国“进步建筑奖”。一项社会调查显示，有84%的居民非常喜欢这种“新城市”的居住环境。

欧洲与北美的生态城市建设实践在环境保护方面存在许多共同的追求与一致的发展原则，尤其是在交通体系的设计方面都出现了公交导向的趋势。

（4）丹麦首都哥本哈根的生态城市建设是一个内容丰富的综合性项目，该项目试图在城市密集区内实现可持续发展。其生态城市建设的主要特色有如下几个方面：第一，建立绿色账户。绿色账户记录一个城市、一个学校或一个家庭日常活动的资源消费，提供有关环境保护的背景知识，提高人们的环境意识。同时绿色账号能够比较不同城区的资源结构，确定主要的资源消费量，并为有效削减资源消费和资源循环利用提供依据。第二，生态市场交易日。它是改善地方环境的又一个创意活动，从1997年8月开始，每周六商贩们携带生态产品（包括生态食品）在城区的中心广场进行交易。通过这种活动，一方面鼓励了生态食品的生产和销售；另一方面也让公众们了解到生态城市项目的其他内容。第三，吸引学生参与。吸引学生参与是发动社区成员参与的重要部分。丹麦生态城市建设十分重视学生的参与，绿色账号和分配资源的生态参数和环境试验对象都选择了学校，并且在学校课程中加入生态课，甚至一些学校的所有课程设计都会围绕生态城市的主题，对学生以及学生家长进行与项目实施有关的培训等。

（5）埃尔兰根是德国南部的一个10万人口的小城市，距离慕尼黑200 km。该市从20世纪70年代起就开展生态城市建设，在城市发展决策中同时考虑环境、经济和社会三方面的需求和收益。其生态城市建设成功的精要主要有如下几个方面：第一，在景观规划的基础上制定可持续发展总体规划。第二，高度重视重要生态功能区的保护，市区内的森林、河谷和其他重要的生态区域占总土地面积的40%。第三，在城区内和周边地区建设更多的绿地和绿带，确保居民就近到达绿地。第四，城市规划中充分尊重生态限制，在生态承载力范围内确保经济社会的发展。第五，广泛开展节能、节水和其他资源的节约活动，采用多种措施，强化污染防治工作。

（6）实行步行、公交优先的交通政策，确保行人、自行车与汽车享有同等权利。

（7）广泛开展公众参与，在决策中广泛听取公众意见。

日本国土狭小，人口密集，资源缺乏，因此日本特别重视资源的高效利用，在生态城市的建设方面采取了许多有效的措施。

20世纪80年代以后，日本提出了各种“生态城市计划”。例如《环境白皮书》中提出的“生态政策——人和环境的共生城市”计划，强调在城市社会经济系统中，以生态再生的角度来考虑环境政策，并由日本政府向实施生态政策计划的地区提供补助金。日本建设省则提出了“生态城市-环境共生政策”的构想，从环境保护的角度，以整治城市环境基础入手，实施城市的再开发。这一构想在1992年的日本内阁会议上被确定为国家的计划和政策。

以建设省提出的计划为例，主要包括以下三个方面的内容：

（1）创造和改善良好的城市环境事业；

（2）规划和诱导良好的城市环境形成；

（3）诱导和促进居民及企业进行与城市环境相关的各项活动。

日本的生态城市建设特别强调资源的节约与高效利用，包括提高环境意识，推广节能技术，使用循环水，保护自然环境，改善交通系统，回收废物，建设生态建筑等。同时还强调市民参与，着重提高市民的环保意识，使市民积极参与生态城市的建设，同时加强地方政府与企业的合作。

20世纪70年代初，我国加入MAB计划。1982年，吴良镛提出要“重视城市问题，发展城市科学”，1985年，钱学森倡导建立城市学，并在1990年提出创立“山水城市”。马世骏等在20世纪80年代提出了城市是典型的社会-经济-自然符合生态系统的思想和建设天人合一的中国生态城市思想。黄光宇等一批专家学者则在乐山等地区开展了富有成效的生态城市规划研究活动。

从理论类型上分，我国的生态城市理论与实践可以从“社会-经济-自然符合生态系统”的理论与“山水城市”建设两个方面加以论述。

（1）我国生态学者马世骏和王如松于1984年提出了“社会-经济-自然复合生态系统”理论，明确指出城市是这种典型的复合生态系统。王如松和欧阳志云后来又提出了天城合一的中国生态城思想，并指出建设生态城市所满足的原则：①人类生态学满意原则，包括满足人的生理需求和心理需求，满足现实需求和未来需求以及人类自身进化的需要。②经济生态学的高效原则，包括资源的有效利用，最小的人工维护，时空生态位的重叠作用，社会、经济和环境效益的优化。③自然生态学和谐原则，包括共生原则、自净原则和可持续原则等。此外，王如松提出了生态城市建设所应依据的生态控制论原理，主要有胜汰原理、拓适原理、生克原理、反馈原理、乘补原理、扩颈原理、循环原理、多样性原理等。他认为城市生态调控就是要调节好城市生态关系的时、空、量、序4种表现形式。

国内生态学界从专业的角度对生态城市进行了深入的研究，并逐步应用在实践中，如江苏省大丰市、安徽省马鞍山市的生态城市规划等。城市规划界黄光宇等（1997）认为生态城市是根据生态学原理，从社会-经济-自然-复合生态系统的角度，综合应用生态工程、社会工程、系统工程等现代科技手段来建设社会、经济、自然可持续的人类社区；并提出来了生态城市规划设计应满足经济生态原则、自然生态原则和复合生态原则，强调要将城市所在区域作为一个整体进行规划，要分析城市的环境容量和社会经济的复合能力，空间规划、生态规划和社会经济要相互结合，强调对土地的适宜性分析与合理的开发保护，重视公众参与和规划的持续性、动态性，并在城市功能区规划设计上提出一系列的详细对策。

（2）“山水城市”的思想是我国著名科学家钱学森提出来的。1990年7月31日，钱学森在给吴良镛的一封信中首次提出“山水城市”。其大意是，能不能把中国的山水诗词、古典园林建筑和中国的山水画融合在一起，创立“山水城市”的概念。1993年2月27日，中国城市科学研究会、中国城市规划学会、中国建设文化艺术协会环境艺术委员会联合在北京召开“山水城市座谈会”，为“山水城市”的概念界定奠定了基础。之后，“山水城市”的思想不断发展，并逐步升华为“山水城市”理论。钱学森的“山水城市”概念归纳起来大致有3点：①“山水城市”把中国的山水诗词、古典园林建筑和中国山水画融合于一体，使人离开自然又回归自然。②“山水城市”是充分利用现代科学技术成果的城市。③“山水城市”是21世纪社会主义中国的城市模型。

“山水城市”提出后，引起国内学界与业界的广泛重视，不少专家学者也提出了关于“山水城市”的理念。吴良镛院士认为，“山水城市”提倡人工环境与自然环境相融合的人类聚居环境。黄光宇等认为，山水城市的概念具有深刻的生态意义与文化意义，因为在中国传统文化中，山水不但具有自然属性，更具有文化上的意义，它受到万物有灵的山水自然观的影响。周干峙在参加2000年广州山水城市论坛时认为，山水城市不仅要理解人与自然的关系问题，还要理解它的文化艺术内涵。中国传统文化中“山水”二字代表了我们的绘画特点，“山水城市”很好地概括了我国的城市历史与文化特色。“山水城市”是一种思想理念，是城市的一种形态模式。

综合而言，“山水城市”是一个包含人工与非人工、自然与人文的城市，是一个具有中国传统韵味又拥有现代化城市气息的、开放进步的城市，是一个宜人的、可持续的人文环境。