将城市的生态控制原理归结为3类:一是对有效资源及可利用的生态位的竞争或效率原则;二是人与自然之间、不同人类活动间以及个体与整体间的共生或公平性原则;三是通过循环再生与自组织行为维持系统结构、功能和过程稳定性的自生或生命力原则。三者的有机结合才能推进城市的可持续发展。
第三,应认清我国城市生态研究的重点问题。1999年8月昆明全国城市生态学术讨论会总结了近年来我国城市生态理论和应用研究的进展,提出了城市复合生态系统研究框架(王如松,2000)。建议城市生态研究在对象上要从以物与事为中心转向以人为中心,空间尺度上要重视区域和流域研究,时间尺度上要重视中跨度间接影响的研究;研究方法上要从描述性转向机理性;研究目的上要从应急型、消耗型转向预防型、效益型。可以预见,这些城市生态系统研究的重点问题与城市可持续发展具有十分重要的联系,对城市生态环境质量的改善具有重要的作用。
3.4 以污染预防作为城市生态环境改善的重要指导思想
1992年联合国里约环发大会把环境与发展联系起来,提出了可持续发展的思想,随之各国政府纷纷调整环境保护策略,得出这样一条结论:可持续发展的主要环境要素是环境保护工作要向预防环境污染方向转移。从全社会对生态环境问题的响应的四个发展阶段看,目前已从被动响应、接受现实、建设性发展到预防性阶段。这表明人们已发现,过去环境保护的理念、路线、战略及由此产生的政策、法规存在本质性的缺陷。世界几十年的环境保护的实践表明,末端治理的路线已经走到尽头,因其有两个根本弊端无法回避。一是为了处理污染物要耗费巨额的资金、消耗大量的能源和物料;二是其效果并没有达到所预期那么好,有些环境问题根深蒂固,彻底解决十分困难,由此造成的生态环境品质不良的问题将长期存在。Suren Erkman更从7个方面“批判”了末端治理的弊端。一是部门分割;二是增量发展;三是成本越来越高;四是产生恶性经济效益;五是导致科技发展的动力丧失;六是可能有损于发展中国家;七是不提供全面的解决问题的框架。 污染预防与传统的末端治理比较有几个优点:
3.4.1污染预防通过减少废物数量和产生的污染,减少了处理、治理的投入。 3.4.2污染预防总的来看比污染捕获和治理更经济。一旦污染物排放到环境,恢复是一件困难和花费巨大的事情。比如在生产场所削减危险化学品的使用,要比污染地下含水层之后再去去除更加容易。
3.4.3污染预防将会使企业节约成本。通过实施污染预防措施,可降低能源、原材料和废物治理费用,减少环境责任。
城市是全球生态环境问题产生的重要因素与原因,在城市的发展过程中,强调污染预防
必将对全球生态环境质量的改善作出重要的贡献。应使所有城市的企业和城市管理者都认识到,污染预防不只是技术介入,而是关系到如何对待污染、保护公众健康、保护国家、民众生存环境的问题。无论政府管理者、企业经营者、社会团体和公众个人都必须以预防的观点来思考问题,并学会寻找污染预防机会。为了使这种思维方式影响全社会,进而变成他们的实践活动,首要的是国家最高层对污染预防的承诺,指示全社会把污染预防作为对付污染的方法和优先的选择,并且建立一个环境管理等级制度,明示污染处理与处置是最初级的对待污染方法、最不经济的一种方法,要制订一个时间表,向污染预防过渡。城市规划与管理也应从过去的“下风向”、“下游”等常规的布局角度走出,探索与污染预防路线相适应的城市要素空间布局理念与管理策略。
3.5 充分估计到Bio-X学科发展对城市发展及建设生态城市、提高城市生态环境质量带来的契机
Bio指生物学(Biology),X指物理学、化学、数学、工程等各种自然学科。Bio-X是指以生物学与其他学科的交叉为契机,解决人类遇到的各种问题。生物学在世界学科发展史上作过多次“带头学科”,对整个科学体系的发展作出过杰出贡献。当今世界学术界的一个共识即是未来科学上革命性的突破最有可能发生在生物学、化学、生理学等学科的结合点上。 美国洛基山研究所总裁埃墨里·洛文斯和亨特·洛文斯所作的《自然资本主义》(这本书被美国前总统克林顿高度评价,他甚至让每位部长都认真阅读,以此了解新工业革命中的‘带有指南性’的观点)在某种程度上也具有这种思想的特征。他们认为,世界正处在一种新的工业革命的前夕,现代工业文明带来了新的环境挑战。用什么办法来解决环境损失呢?他们认为:应根据生物模型重新设计工业,使经济由片段地获得商品向获得连续的价值和服务流动。
Suren Erkman指出,就促使现有工业体系与生物圈更为协调而言,生物技术的潜在作用相当大。生物技术最有价值的贡献之一,无疑就是目前正在进行的合成微生物生态系统的研究。这一人工生态系统可以分散化地处理有机废料,转化生产净水、氧及食品;通过调节温度和酸度条件,系统可以准确控制进流废料、副产品和出流产品。
我国有的学者也指出,随着生物、电子、信息技术的发展,新型的建筑材料的诞生,城市建筑的概念将发生根本的变革,更重要的还将连带通过产业关联和经济社会运行影响城市的生态环境形态与特征。这表明,我国学术界也对以上提到的趋势有所认识。此外,新城市主义所大力提倡的都市农业、城市村庄等新型的城市元素在城市生态建设中的作用日益重要,也在一定程度上反映出这一趋势。笔者认为,Bio-X学科的发展及突破,将可能极大地影响城市人类的生产方式和生活方式,从而影响城市的空间结构形态和特征,并对提高城市
生态环境带来更多的有利因素,为生态城市的建设提供以往不具备的条件。这一方面的课题,无疑是值得深入研究的。 3.6 城市产业转型
人类的生产和生活方式对生态环境的质量及演进具有基础性的作用。从这个意义上说,城市产业转型作为产业转型的最主要的部分,对城市及全球生态环境的质量具有重要的影响和作用。不少专家和国际组织都认为,当今城市面临的挑战之一是产业转型,产业转型是建构城市工业生态系统的基础工作。同时,城市产业结构的转型也是缓解和控制全球生态环境问题的重要举措。国际科联和国际社科联发起的有关全球环境变化研究的几个主要计划中,产业转型(IT)计划就是其中最活跃的一组(王如松,2000)。1999年在世界各地召开了9次有关产业转型的区域性会议,并在此基础上制定了产业转型与人类影响的科学研究计划,提出了产业转型研究中与城市生态系统有关的一系列关键科学问题。该计划认为,为了满足世界人口增长的需要和可持续地利用环境资源,生产、生活体制及行为方式的改变是必需的。IT的目标是理解复杂的社会经济相互作用,辨识变化的动力学机制,探索能显著减少环境影响的发展途径。IT研究就是要以产业为突破口,将生产者和消费者相关联,研究城市社会—经济—环境变化间的关系,及其与全球环境有关的系统变化,如水、交通、居住、食物、能源、物质利用、信息与通讯、金融服务、娱乐旅游等。其实质就是人类生态关系的系统研究。其内涵远远超过生产过程、效率或产品的“绿化”,或单个部门或行业的改造,它是一种系统创新(技术加体制),并非只靠单个行动者或单个部门,涉及大的地理尺度(跨国、跨洲)和时间及行业范围,要求多学科的系统研究。
在城市产业转型的过程中,笔者认为,首先,必须认识到这样一个趋势,即,环保产业将成为城市支柱产业。环保产业是一项新兴的“朝阳产业”也是控制污染、改善环境必不可少的技术支撑和物质基础。发达国家城市的环保产业已与金融、电子等产业并驾齐驱,成为支柱产业。美国已形成1300亿美元以上的环保产业规模,超过了计算机、制药等重要行业;加拿大的环保产业已成为该国的第五大产业;日本的环保产业发展速度为各产业中的第二位。预测到2020年,全球环保产业的总产值将达到7500亿元(直接环保产业)。随着全社会对环保设施及绿色产品的需求极大地增加,环保产业的发展领域更为广泛,几乎涉及到生产和消费的各个方面。此外,有不少专家预测,由于环保产业具有的综合性产业的特征,使其在各行各业和人民生活中起到一种“润滑剂”的作用,各行各业的发展将逐步向环保产业靠拢,并最终融入环保产业广阔的领域之中。这就要求我们对此趋势予以足够的认识和重视,加大城市环保产业的比重和投入,使环保企业成为城市的支柱产业。城市规划也应在用地、标准、政策和管理等方面留有充足的余地。
其次,在城市产业转型的过程中,还必须重视生态产业在城市中的发展。生态产业是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型产业。它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合,使物质、能量能多级利用、高效产出,资源、环境能系统开发、持续利用。企业发展的多样性与优势度,开放度与自主度,力度与柔度、速度与稳度达到有机的结合,污染负效益变为经济正效益(表1)。
表1 生态产业不同于传统产业的特点②
类别 特征
1.横向耦合 不同工艺流程间的横向耦合及资源共亨, 变污染负效益为资源正效益
2.纵向闭合 从源到汇再到源的纵向耦合,集生产、流 通、消费、回收、环境保护及能力建设为一体, 第一、二、三产业在企业内部形成完备的功能组合 3.区域耦合 厂内生产区与厂外相关的自然及人工环境构 成产业生态系统或复合生态,逐步实现有害 污染物在系统内的全回收和向系统外的零排放 4.功能导向 以企业对社会的服务功能而不是以产品或利 润为经营目标,谋求工艺流程和产品的多样化 5.柔性结构 灵活多样、面向功能的结构与体制,可随时 根据环境的随机波动调整产品、产业结构及工艺流程
6.软硬结合 配套的硬件、软件和心件研究与开发体系, 配合默契的决策管理、工程技术和售销开发 人员
7.自我调节 以生态控制论为基础,能自我调节的决策管 理机制、进化策略和完善的风险防范对策; 8.增加就业 合理安排和充分利用劳力资源;增加而不是 减少就业机会
9.人类生态 工人一专多能,是产业过程自觉的设计者和 调控者而不是机器的奴隶
10.网络经济 内外信息及技术网络的畅通性、灵够性、 前沿性和高覆盖度
可以预见,生态产业在城市中的发展,将极大地改变城市的生产方式,使得城市人类与自然环境的关系得到较大的改善,从而缓解全球生态环境问题的严重程度。
第三,在城市产业转型的过程中,要致力于从生产本位经济向职能经济(Functional Economy)的转变。我们目前的经济体制是建立在生产本位主义的信条之上的。人们都坚信不疑地认为,财富的增加直接依赖的就是生产增加。在现行的生产本位主义思想中,中心概念是交换价值。而职能经济的基本理念就是:增加财富,但并不扩大生产。为了达到这一目标,其基本战略就是优化和提高长期使用物品的质量,而不是最大限度地生产、大规模地销售、使用寿命很短的产品。职能经济的中心概念是使用价值。职能经济中,占主导地位的已不是推销产品,而是推销服务。换句话说,就是出售设备的使用,而不是设备本身。使用者从此成为中心经济人,而不再仅仅是一个购买消费者。使用者无须购买和拥有物质的设备,他只须在一个为满足其需求而组织起来的体系中支付服务费用就可以了。在这种体制下,服务质量达到最优,因而是向真正的服务经济和职能经济的有效过渡。从生产本位经济向职能经济的转变,首先将影响城市的生产方式,同时也将影响城市市民的生活方式,无疑,对城市规划的传统理念、城市第三产业的发展取向等有相当重大的影响。
第四,在城市产业转型的过程中,要致力使城市工业系统从一级、二级生态系统向三级生态系统转变。工业体系的发展历程是人类与自然关系的缩影。在其初期,可获得的资源无穷无尽,而有机生物的数量是那样的少,以至于它们的存在对可利用资源的影响几乎可以忽略不计。在这个过程中,资源是无限的,废料也是无限的。这即是Braden Allenby命名的一级生态系统。一级生态系统产品的使用寿命常常极短,往往仅使用几星期,甚至几天,大部分的原材料仅使用一次便被扔掉,散落于周围环境之中。使用的许许多多产品是消耗性的,废物再循环利用微乎其微。在随后的进化过程中,资源变得有限了,生物及人类的数量有了很大的增长,遂产生了二级生态系统。二级生态系统内部的物质循环变得极为重要,物质和废料的进出受到资源数量与环境接受废料能力的制约。与一级生态系统相比,二级生态系统对资源的利用虽然已经达到相当高的效率,但也仍然不能长期维持下去,因为其物质流、能量流都是单向的;且资源不断地减少,而废料不可避免地不断增加。必须指出,在城市产业转型的过程中,应有意识地促使现代工业体系向三级生态系统转换(图3)。由于集约再循环,三级生态系统内不同行为者之间的物质流远远大于出入生态系统的物质。在这样一个生态系统之内,众多的循环借助太阳能既独立地进行,也以互联的方式进行物质交换。三级生态系统应朝“理想”生态系统过渡(图4)。所谓理想生态系统包括四类主要行为者:资源开采者,处理者(制造商),消费者和废料处理者。理想的工业社会(包括基础设施和农业),应尽可能接近三级生态系统。这将使城市人类对全球生态环境的负面影响减少到最低限度,使城市人类与自然环境达到最大限度的和谐。 4 小结
全球生态环境问题对于包括城市在内的所有人居环境都有着深刻的影响,认识全球生态环境问题的性质、表现及特点,认识城市对全球生态环境问题的影响和作用,对于人类逐步控制全球生态环境问题有着重要意义。解决全球生态环境问题,城市人类及城市规划工作者都应该作出积极的贡献,这是完全控制全球生态环境问题的必要途径之一。应该指出,城市规划对全球生态环境问题的应对是一个综合性、跨学科的重大问题,从实践层面上,还应该包括城市生态环境保护战略、城市能源发展战略、城市生态建设战略以及城市生态良性循环战略等问题。思想理念层面与实践层面的结合,应当是这一问题较为完整的考虑。由于篇幅
所限,这些问题留待今后作进一步探讨。
全球生态环境问题及其城市规划的应对精
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