運迎霞,胡俊輝,任利劍
自可持續(xù)發(fā)展理念提出以來,城市與可持續(xù)之間的關(guān)系雖得到世界各國和地區(qū)的廣泛關(guān)注,但城市仍面臨諸如氣候變化、人口暴漲、交通擁堵、環(huán)境惡化、社會差異加大等威脅人類健康的問題。2015年聯(lián)合國人居署指出到2050年,世界城市人口比例將從2010年50%增加到70%,預(yù)計增加13億,但這些城市對容納其迅速增長的人口缺乏相應(yīng)準備,這將持續(xù)對自然環(huán)境、生活質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生不利影響;同時,聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標第十一大類目標也時刻提醒我們的城市并沒有走上可持續(xù)發(fā)展的軌道,相反面臨的問題更加復(fù)雜多元。我國城市化水平由1990年26.41%提高到2018年59.58%,建成區(qū)面積由1990年的1.29萬km2增加到2018年5.85萬km2,快速的城市化導(dǎo)致一系列城市環(huán)境、資源和社會問題。凡此種種都證實城市地區(qū)仍是造成不可持續(xù)問題的根源,可持續(xù)城市仍是學(xué)者們研究的熱點領(lǐng)域。在我國生態(tài)文明和健康城市理念日益深入人心及研究技術(shù)不斷進步的背景下,亟需對可持續(xù)城市研究進行切合時代發(fā)展要求的再認識及對最新研究成果進行梳理,以準確把握可持續(xù)城市的最新研究動態(tài)。
可持續(xù)城市是基于將可持續(xù)發(fā)展作為構(gòu)建未來理想城市的當代范式被提出的。1996年聯(lián)合國人居署第二次會議正式提出官方概念:環(huán)境、社會和經(jīng)濟3個維度均實現(xiàn)可持續(xù),對資源的使用維持在可持續(xù)水平,具有較高抵御風(fēng)險能力的城市[1]。至此之后,學(xué)者們從可持續(xù)發(fā)展環(huán)境、社會、經(jīng)濟3個維度[2]或者側(cè)重其中一或兩個[3-5]探討可持續(xù)城市概念,強調(diào)3個維度的和諧或強化側(cè)重的維度。國內(nèi)學(xué)者顧朝林在肯定可持續(xù)發(fā)展3個維度基礎(chǔ)上,定義并強調(diào)可持續(xù)城市的人口和政治可持續(xù)性[6];也有學(xué)者從土地利用[7]、技術(shù)[3]、社會福利[8]等角度定義。
不同的定義豐富了可持續(xù)城市的研究廣度,但源自對可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵的理解,導(dǎo)致其概念具有多維性和時間差異性。早期定義比較重視環(huán)境問題,認為是經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物,將社會維度包含在概念中,但并未突出社會維度;隨著城市經(jīng)濟增長、社會進步和公眾參與意識的增強,其主流定義側(cè)重于塑造資源需求最少、環(huán)境影響最小的健康宜居環(huán)境的同時實現(xiàn)環(huán)境、社會和經(jīng)濟目標之間的平衡。故可持續(xù)城市有兩個特征:首先,對自然環(huán)境的負面影響最??;其次,在社會經(jīng)濟方面,提高居民生活品質(zhì),強調(diào)城市空間接近性及環(huán)境宜居性,實現(xiàn)社會凝聚和經(jīng)濟繁榮。
近年來,建立在復(fù)雜數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)之上的信息通信技術(shù)被廣泛用于城市環(huán)境診斷、修復(fù)治理和規(guī)劃設(shè)計等方面,尤其在應(yīng)對復(fù)雜多元城市問題方面的優(yōu)勢更為明顯,有力支撐了智能可持續(xù)城市研究。
智能可持續(xù)城市的提出是基于對智能城市概念的認知。學(xué)者們從數(shù)字技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施、資源管理、遺產(chǎn)保護、城市安全、城市治理與規(guī)劃、能源效率等方面對智能城市進行定義與探討。英國標準協(xié)會(BSI)將其視為數(shù)字系統(tǒng)在建筑環(huán)境中的有效集成,以創(chuàng)造可持續(xù)、繁榮和包容的未來[5]。智能城市更多地強調(diào)智能技術(shù)在可持續(xù)發(fā)展方面的作用,城市可持續(xù)發(fā)展?jié)摿w現(xiàn)的較弱。自2010年起,智能可持續(xù)城市逐步得以重視,但當前論述智慧可持續(xù)城市文獻較少,并且在概念上難以界定。國際電聯(lián)將其定義為一種創(chuàng)新城市,利用ICT和其它手段改善生活質(zhì)量、城市運營和服務(wù)效率以及競爭力,同時確保其滿足當代和后代在環(huán)境、社會和經(jīng)濟方面的需求[5];Bibri將其描述為城市物質(zhì)實體之間的復(fù)雜關(guān)系網(wǎng)絡(luò)且融合了智能技術(shù)[3]。Komninos認為它的關(guān)鍵在于智能環(huán)境、組織、人員、機器和協(xié)作模型之間進行創(chuàng)新[9]。本文認為它是綠色、技術(shù)先進和具有社會包容性的城市,融合先進數(shù)字技術(shù)和城市規(guī)劃方法解決環(huán)境、社會、經(jīng)濟等問題,為居民服務(wù)并改善生活品質(zhì)的城市模式。
在智能可持續(xù)城市研究學(xué)者中,Bibri的研究最具代表性,所撰寫的智慧可持續(xù)的未來之城(Smart Sustainable Cities of the Future)深入介紹了智能可持續(xù)城市的研究維度、技術(shù)及思路;國外學(xué)者Duvier[10]、Yeo[11]等也對此進行了探討。國內(nèi)學(xué)者對此也進行了探討與實踐,如中國工程院潘云鶴教授主導(dǎo)設(shè)計的寧波“城市大腦”實現(xiàn)了對可持續(xù)城市的智能化管控;吳志強教授團隊研發(fā)智能“城市樹”項目及城市智能模擬平臺,為智能可持續(xù)城市形態(tài)設(shè)計提供了依據(jù)。
智慧可持續(xù)城市是復(fù)雜、動態(tài)的系統(tǒng),實踐中,通過整合智慧城市在先進技術(shù)方面的優(yōu)勢及城市可持續(xù)設(shè)計方面的原則,來增強應(yīng)對復(fù)雜城市問題的能力,減輕城市化的負面影響。
可持續(xù)城市具有豐富的內(nèi)涵,涉及環(huán)境、資源、人口、經(jīng)濟、社會福利、智能技術(shù)等方面。顧朝林基于城市環(huán)境、社會、人口、政治、經(jīng)濟應(yīng)是完全可持續(xù)的角度,提出可持續(xù)城市發(fā)展的系統(tǒng)構(gòu)成[6](圖1)。從系統(tǒng)論角度,可持續(xù)城市構(gòu)成要素包含自然和人文兩大物質(zhì)化要素外,也包含經(jīng)濟、社會、文化等政策、制度等人化非物質(zhì)要素(圖2)。從系統(tǒng)運行機制分析,可持續(xù)城市系統(tǒng)的運行效果不僅取決于單一要素的作用,關(guān)鍵在于各構(gòu)成要素的組合形式及耦合機制,確保城市應(yīng)對風(fēng)險的長久彈性和實現(xiàn)環(huán)境、社會、經(jīng)濟三者的動態(tài)和諧并為居民持續(xù)提供三方面的福利。
圖1 可持續(xù)城市發(fā)展系統(tǒng)構(gòu)成
圖2 可持續(xù)城市系統(tǒng)構(gòu)成
進入新世紀,科學(xué)技術(shù)有了長足進步,促使可持續(xù)城市研究方法發(fā)生重大變革。多樣化的量化模型預(yù)示著研究定量化、科學(xué)化的發(fā)展趨勢,定量精確評估彌補定性描述的不足。
在不影響居民生活質(zhì)量前提下,可持續(xù)城市模型能在應(yīng)對各類突發(fā)干擾的同時適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。規(guī)劃者嘗試提出新方法重新設(shè)計不同尺度的空間,以達到所需的可持續(xù)水平,特別在整合環(huán)境、經(jīng)濟、社會和文化等方面,開發(fā)更具說服力的可持續(xù)城市模型。如從決策支持系統(tǒng)、耗散結(jié)構(gòu)論、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)、系統(tǒng)動力學(xué)、非線性多目標等方面構(gòu)建模型,通常情況下模型采用的是靜態(tài)統(tǒng)計數(shù)據(jù)且周期長,不利于可持續(xù)城市的動態(tài)優(yōu)化。當前信息技術(shù)的進步為克服這些障礙提供了可能,以此為基礎(chǔ),學(xué)者們研發(fā)了約束性CA[12]、擴展代謝[2](圖3)、區(qū)域-城市可持續(xù)、動態(tài)設(shè)計[13]、綜合概念框架[14]、未來城市發(fā)展[15]、生態(tài)系統(tǒng)概念框架、智慧可持續(xù)城市空間發(fā)展框架等模型[16]。學(xué)者們也基于可持續(xù)的跨學(xué)科性質(zhì)構(gòu)建了可持續(xù)城市評估模型,如SUD評估[17],土地利用和公共交通可達性指數(shù),可持續(xù)土地利用、環(huán)境和交通評估,微型城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)指數(shù)和土地綜合可持續(xù)利用評估等模型[18-21],為城市問題的深入分析提供依據(jù),然而不同模型的研究出發(fā)點存在差異,具有地域性,不具廣泛適用性。但不可否認的是重視量化模型在可持續(xù)城市研究中的作用已達成廣泛共識,仍是學(xué)者們關(guān)注的熱點。
圖3 擴展代謝模型
可持續(xù)城市評估始于1990年代,是不同時空尺度上監(jiān)測人與環(huán)境相互作用的重要工具,作為理論與實踐的紐帶,為分析城市可持續(xù)性績效提供依據(jù)。
3.2.1 城市尺度評估指標
城市是可持續(xù)評估的重要空間,評估指標以環(huán)境、社會、經(jīng)濟維度為出發(fā)點構(gòu)建,由于3個維度范圍寬泛導(dǎo)致指標過于復(fù)雜。對可持續(xù)城市來說,重要的是掌握城市的哪些方面是可持續(xù)的或不可持續(xù)的,故對指標價值的理解和城市特征的掌握就至關(guān)重要,常用的可持續(xù)城市評估指標有單一和復(fù)合兩類。
現(xiàn)有研究提出的單一指標有聯(lián)合國人類發(fā)展指數(shù)(IDH)、生態(tài)足跡(EF)、環(huán)境可持續(xù)性指數(shù)(ESI)、福利指數(shù)(WI)、真實進度指標(GPI)、可持續(xù)經(jīng)濟福利指數(shù)(ISEW)、城市發(fā)展指數(shù)(CDI)、人類發(fā)展指數(shù)(HDI)、環(huán)境脆弱性指數(shù)(EVI)、環(huán)境政策指數(shù)(EPI)、地球生命力指數(shù)(LPI)、經(jīng)環(huán)境調(diào)整的國內(nèi)生產(chǎn)總值(EDP)、真實儲蓄(GS)等,這些指標便于城市間的比較,但靈活性差,不能反映可持續(xù)城市發(fā)展績效;為此Koichiro(2012)在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了新的城市可持續(xù)發(fā)展指數(shù)(CSI),將其分為約束和最大化指標以評估城市可持續(xù)性績效[22]。
復(fù)合指標有別于單一指標,即構(gòu)建指標體系,是可持續(xù)城市評估的重要方法。學(xué)者們從環(huán)境、社會、經(jīng)濟、能源、生態(tài)、組織機構(gòu)等方面開展了大量復(fù)合指標體系研究[3,23-27],從不同方面評估可持續(xù)城市。國內(nèi)學(xué)者張盛和王鵬龍以聯(lián)合國SDG11指標為基礎(chǔ),結(jié)合新型多源數(shù)據(jù),構(gòu)建適合我國城市實際的評估指標體系[28]。國外研究組織也提出了相應(yīng)的復(fù)合指標(表1)。同時,隨著智慧技術(shù)日益普及,國際標準化組織也提出了智慧可持續(xù)城市指標標準體系[29](ISO37120;ISO37122;ETSI;ITU4901;ITU4902;ITU4903;UNSDG11),有利地推動了可持續(xù)城市建設(shè)。
表1 國外研究組織提出的可持續(xù)城市評估指標體系簡表
3.2.2 社區(qū)尺度評估指標工具
自古以來,城市在空間上被劃分為社區(qū)或街區(qū),用作居民的生活空間。從20世紀初開始,城市規(guī)劃者已實施了改善社區(qū)生活質(zhì)量的規(guī)劃項目,由此可知,雖然社區(qū)規(guī)劃歷史相對較長,但直到21世紀初,針對生活質(zhì)量的評估才出現(xiàn),之后規(guī)劃或環(huán)境學(xué)家開始設(shè)計基于社區(qū)尺度的可持續(xù)評估工具。
著名的社區(qū)可持續(xù)評估工具有LEED-ND、BREEAM、CASBEEUD、ECC(Earth Craft Communities)、HQE2R、Ecocity、SCR等(表2),其中LEED-ND、BREEAM和CASBEE-UD采用最多,影響最為深遠。除外,也有學(xué)者或機構(gòu)提出其他評估工具,如Hedman通過分析建筑物、交通和能源系統(tǒng)的需求,提出評估詳細規(guī)劃能源效率的工具[3];John采用生態(tài)標簽分析社區(qū)建筑物在環(huán)境方面的性能[30];日本學(xué)者淺見泰司提出社區(qū)居住環(huán)境的評價指標體系[31];聯(lián)合國環(huán)境署在《可持續(xù)城市與社區(qū)評價標準導(dǎo)則》中提出可持續(xù)社區(qū)評價指標等。相比較于社會和經(jīng)濟指標,現(xiàn)有社區(qū)評估工具更注重環(huán)境,如著名的BREEAM,CASBEE-UD和LEED-ND工具就對直接經(jīng)濟和社會評估的權(quán)重非常低[32](商業(yè)和經(jīng)濟平均為3%,福祉平均為5%)。
表2 城市社區(qū)可持續(xù)評估工具特征簡表[33]
可持續(xù)發(fā)展涉及面廣,評估指標在時空尺度上從全球大尺度到社區(qū)小尺度均有涉及,由靜態(tài)描述數(shù)據(jù)演化到動態(tài)評估的預(yù)測趨勢分析,構(gòu)建的評估指標種類繁多。為使評估工作更有效可靠、更具可比性和可用性,通常采用主成分分析、德爾菲、主體參與式等方法開展指標篩選,以確定代表性強的指標,用于可持續(xù)城市評估;另一方面由于不同城市的異質(zhì)性,現(xiàn)有評估方法雖有相似性,但不具普適性,且評估指標的構(gòu)建及相關(guān)權(quán)重的確定往往主觀性較強,實踐指導(dǎo)性有限。
2000年后,隨著3S、ICT、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的進步,為城市研究提供大樣本數(shù)據(jù)、更高效率數(shù)據(jù)分析及更高分辨率空間解譯等方法評估可持續(xù)性成為可能,如George提出計算“智慧城市”的模型,基于模糊邏輯程序評估“智慧城市”可持續(xù)性[34];Bibri從城市物聯(lián)網(wǎng)角度評估智慧可持續(xù)城市[35];Durahim[36]和Pappalardo[37]從微博、手機信令數(shù)據(jù)分析居民幸福感和人口移動與經(jīng)濟社會關(guān)系,評估城市可持續(xù)性。新興評估方法更多關(guān)注城市社會層面,雖然當前研究內(nèi)容較少,但今后將是學(xué)者們關(guān)注的熱點。
城市是開放的系統(tǒng),需依靠外部區(qū)域維持自身運轉(zhuǎn)。因此,評估城市可持續(xù)性,還需評估城市對外部區(qū)域的影響,如Koichiro嘗試將復(fù)合指標用于外部區(qū)域的環(huán)境評估,認為對外部環(huán)境影響(I)取決于人口(P)、富裕程度(A,人均資源消耗量)和技術(shù)(T)的乘積,以此量化對外部區(qū)域影響[22]。因此,城市可持續(xù)性評估涉及兩方面:其一,從環(huán)境、社會和經(jīng)濟等層面評估城市可持續(xù)性;其二,城市對外部區(qū)域的直接和間接的影響評估,特別是在環(huán)境方面。就目前的研究來看,從環(huán)境、社會、經(jīng)濟等方面開展的評估較多,城市對外部區(qū)域影響評估的研究較少。
可持續(xù)城市空間規(guī)劃最早萌芽于蓋迪斯自然融合城市的理念和霍華德“田園城市”理論??沙掷m(xù)發(fā)展理念得到廣泛共識后,學(xué)者們基于城鄉(xiāng)關(guān)系、交通與土地利用、密度、城市形態(tài)等方面進行可持續(xù)城市規(guī)劃的探索。國外學(xué)者賈巴林基于可持續(xù)城市形態(tài)特征提出新傳統(tǒng)主義、容納城市、緊湊城市和生態(tài)城市等4種規(guī)劃構(gòu)想模式,并就4種模式定義、特征及優(yōu)劣勢進行對比分析[38,39],這得到較多學(xué)者的討論,但何種模式最為可持續(xù)并無定論。歐美國家在城市蔓延發(fā)展過程中,緊湊城市被作為“救命良藥”得到廣泛推廣并由此產(chǎn)生了一系列空間發(fā)展策略以遏制城市蔓延,但學(xué)者們對緊湊城市的支持與質(zhì)疑卻一直存在(表3)。與此同時,雖然生態(tài)城市規(guī)劃理念由于其獨特的研究視角一直在不斷拓寬研究領(lǐng)域并得到不同國家和地區(qū)學(xué)者和政府的青睞,但更多側(cè)重于理論研究,深度不夠,較少的應(yīng)用于實踐案例指導(dǎo)而且效果不理想,這也是學(xué)者們對其質(zhì)疑的原因所在。
表3 緊湊城市的優(yōu)勢和劣勢
進入新世紀,眾多學(xué)者已逐漸退出對可持續(xù)城市主流理論及規(guī)劃構(gòu)想的無休止爭論,轉(zhuǎn)而關(guān)注可持續(xù)城市空間規(guī)劃與管理、量化模型與評估方法等實踐性較強的領(lǐng)域。一般認為,可持續(xù)城市空間規(guī)劃前期需首先進行城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和城市新陳代謝兩方面分析城市可持續(xù)功能的潛力,為可持續(xù)城市空間規(guī)劃提供依據(jù)。
城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是將系統(tǒng)中各類要素的相互作用以多種尺度聯(lián)系在一起,分析生態(tài)系統(tǒng)模式和過程,有助于整合自然和社會科學(xué)研究,從而將研究成果應(yīng)用于城市規(guī)劃和生物多樣保護等領(lǐng)域,是發(fā)揮可持續(xù)功能潛力的重要一環(huán)。盡管近年來對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究日益豐富,但對城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究較少。
城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究具有綜合性,涵蓋社會、文化、政治、環(huán)境、制度、機構(gòu)等方面,需綜合生態(tài)、社會、經(jīng)濟等領(lǐng)域理論。因此,對于它的研究即要解決生態(tài)、經(jīng)濟評估問題,還要解決規(guī)劃、治理和利益相關(guān)者參與等問題。若忽視這些,生態(tài)系統(tǒng)對可持續(xù)城市的重要性將無從談起,故關(guān)于生態(tài)服務(wù)對城市可持續(xù)的作用得到學(xué)者密切關(guān)注:Hawkin嘗試量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值,并指出對可持續(xù)城市功能的重要性[40];Daily在《社會對自然生態(tài)系統(tǒng)的依賴性》一書中就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對人類社會生存和福祉的作用進行了論述[41];2005年凝聚世界千位知名生物學(xué)家心血的《千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MEA)》對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進行了深入論述,為城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供了分析框架。
城市對環(huán)境的影響分析是可持續(xù)性功能發(fā)揮的重要前提。沃爾曼認為城市對環(huán)境的影響分析,首先需要采用新陳代謝評估支撐城市運轉(zhuǎn)所需的自然資源數(shù)量。他于1965年首次進行城市新陳代謝研究并將其定義為“城市中發(fā)生的技術(shù)和社會經(jīng)濟過程的總和,從而帶來增長、能源消耗和廢物排放”[42]。通過對投入、產(chǎn)出進行量化,跟蹤各自的流動變化揭示城市特征。城市新陳代謝分析往往采用質(zhì)量平衡和生命周期分析法[41]、城市宏觀經(jīng)濟學(xué)代謝模型量化估算法[43]、城市未來研究回推法、物流核算法[15]等測量代謝過程中流量。在流量測算基礎(chǔ)上,當前研究常將社會、健康和經(jīng)濟指標納入城市新陳代謝框架,分析城市新陳代謝空間屬性,引導(dǎo)可持續(xù)城市空間規(guī)劃與設(shè)計。
在快速城市化背景下,城市規(guī)劃通過耦合環(huán)境、社會、經(jīng)濟之間的內(nèi)在聯(lián)系并協(xié)調(diào)人與環(huán)境的關(guān)系以解決城市問題??沙掷m(xù)城市規(guī)劃作為主要規(guī)劃范式得到廣泛認可,它強調(diào)有序的空間組織、綠色的基礎(chǔ)設(shè)施、高效的環(huán)境管治、系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)、前沿的節(jié)能技術(shù)、多樣的開敞空間和便捷的交通出行等,滿足城市生活的宜居性。從具體的實施角度分析,即采用生態(tài)主義規(guī)劃方法。
生態(tài)主義規(guī)劃方法源于霍華德田園城市、賴特廣畝城市、格德斯生物區(qū)域主義、芒福德綠帶社區(qū)和麥克哈格生態(tài)土地利用規(guī)劃等早期規(guī)劃思想。在當前背景下,指能夠維持人類活動并對生態(tài)系統(tǒng)的破壞程度降到最小,指導(dǎo)和控制資源獲取、轉(zhuǎn)化和處置,是一種自然資源高效利用且對環(huán)境負面影響較小的規(guī)劃方法。在實現(xiàn)方法上,基于對人與土地之間關(guān)系的分析并作為調(diào)解人與自然關(guān)系的手段[7],一般包括生態(tài)系統(tǒng)邊界、信息和管理、監(jiān)控、目標、系統(tǒng)累積影響評估等五部分(圖4)[23]。已有研究指出,該方法重點考慮將生態(tài)地域作為規(guī)劃的空間單元,開展系統(tǒng)可持續(xù)性評估及以交通為導(dǎo)向的生態(tài)規(guī)劃,重視城市設(shè)計和居民行為的引導(dǎo),將傳統(tǒng)側(cè)重建筑和自然環(huán)境領(lǐng)域擴展到社會、經(jīng)濟及公共政策領(lǐng)域,構(gòu)建可持續(xù)城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)[44]和景觀規(guī)劃體系[45],強調(diào)生態(tài)游憩空間[46]和綠色社區(qū)設(shè)計等方面。
圖4 生態(tài)主義方法組成部分
綠色空間即存在于城市環(huán)境中的可見植被空間,包括公園、開放空間、住宅花園或林木、城市農(nóng)業(yè)等,作為生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分,可增強城市抗災(zāi)能力和復(fù)原力。通過將自然引入城市,為動植物提供棲息地、增強社區(qū)融合并提高環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益,提高生活品質(zhì),促進可持續(xù)城市建設(shè)。因此,綠色空間的識別與評估、規(guī)劃設(shè)計和管理、空間可訪問性和連通性,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布局策略[47]、豐富綠地規(guī)劃法律[48]、城市農(nóng)業(yè)制度設(shè)計[49]等被認為是可持續(xù)城市空間規(guī)劃的重要方面;同時,不能忽視綠色空間的外圍溢出效應(yīng),如對住宅價格的影響[50],體現(xiàn)可持續(xù)城市的社會公平。
21世紀的可持續(xù)發(fā)展問題將城市設(shè)計提高到一個新高度,即可持續(xù)城市設(shè)計,旨在強化城市設(shè)計在可持續(xù)發(fā)展中的作用。作為綜合性設(shè)計,本質(zhì)是復(fù)雜的、跨學(xué)科的,融合城市設(shè)計和可持續(xù)城市空間規(guī)劃,通過對物質(zhì)形態(tài)的優(yōu)化將環(huán)境、社會、經(jīng)濟、文化等問題進行分解并轉(zhuǎn)化為具體的空間形象與環(huán)境體驗,體現(xiàn)居民對城市生活的美好期望。故可持續(xù)城市設(shè)計涉及歷史遺產(chǎn)、土地混合、生態(tài)、建筑、交通、公共空間等,需要充分考慮區(qū)域、社區(qū)、地段等不同空間尺度,實現(xiàn)設(shè)計的空間連貫性,以確保較大規(guī)模的地塊、建筑物、街區(qū)街道、基礎(chǔ)設(shè)施和開敞空間等在應(yīng)對外界環(huán)境變化時保持足夠設(shè)計敏感度,在環(huán)境、社會、經(jīng)濟之間實現(xiàn)平衡,使城市更具彈性、吸引力、包容性和宜居性。現(xiàn)有研究在可持續(xù)城市設(shè)計的理論體系、策略和途徑等方面進行了較多探討[51-53],并在設(shè)計技術(shù)標準、以環(huán)境底蘊為依據(jù)設(shè)計住區(qū)形態(tài)、以人為本的交通設(shè)計、土地靈活混合與緊湊空間形態(tài)、強調(diào)地方性與多樣性、重視場所意義和社區(qū)建設(shè)等方面達成一致設(shè)計原則[13]。如Khaled(2017)通過問卷調(diào)查,提出迪拜可持續(xù)城市形態(tài)設(shè)計的關(guān)鍵:緊湊性、連通性、多樣性、文化、氣候敏感性、城市綠地、生態(tài)平衡設(shè)計的循環(huán)代謝、適應(yīng)性等,并明確提出公眾參與的重要性[54]。
城市更新對可持續(xù)城市的重要性已引起學(xué)者重視,如Christopher分析城市更新中的文化認同及歸屬感問題[55];Edwin Chan采用因子分析法確定城市更新社會可持續(xù)性項目的關(guān)鍵因素[56](圖5)。有學(xué)者認為城市更新是恢復(fù)城市活力的重要手段,可應(yīng)對不斷變化的城市環(huán)境,緩解城市問題。也有學(xué)者認為城市更新項目存在破壞現(xiàn)有社會網(wǎng)絡(luò)、驅(qū)逐弱勢群體等不利影響,為此,建議采用可持續(xù)城市設(shè)計來應(yīng)對這些問題[56]。文化遺產(chǎn)是城市更新的重要組成部分,世界各地的政府機構(gòu)及學(xué)者已認識到文化遺產(chǎn)的價值。歐洲委員會頒布《歐洲理事會文化遺產(chǎn)對社會的價值框架公約》,強調(diào)文化遺產(chǎn)對可持續(xù)城市的重要性。以往對遺產(chǎn)的研究傾向于技術(shù)解決,然而,在文化多元的社會中,關(guān)于遺產(chǎn)保護已成為可持續(xù)城市設(shè)計的首要問題。
圖5 城市更新社會可持續(xù)項目的關(guān)鍵因素
可持續(xù)城市空間管理是學(xué)者們關(guān)注的又一熱點領(lǐng)域,如Crilly構(gòu)建了可持續(xù)城市空間管理系統(tǒng),幫助城市可持續(xù)發(fā)展相關(guān)政策的指定及各利益相關(guān)者的溝通[57];Whitehead基于系統(tǒng)論分析城市環(huán)境、經(jīng)濟和社會等子系統(tǒng)相互作用機制并提出可持續(xù)空間管理政策[58]。梳理文獻可知,眾多學(xué)者也從交通、水資源、能源等方面分析可持續(xù)城市空間管理策略。
交通對可持續(xù)城市建設(shè)非常關(guān)鍵,當前大部分城市在可持續(xù)發(fā)展方面仍面臨交通擁堵帶來的環(huán)境污染問題,可持續(xù)交通為此提供了解決思路:設(shè)計創(chuàng)新的交通管理系統(tǒng)和提供生態(tài)化的出行選擇方案。
設(shè)計創(chuàng)新的交通管理系統(tǒng)旨在對現(xiàn)有貨運和客運系統(tǒng)進行整合,嘗試共享運輸和共享PRT(人快速運輸)-FRT(貨運快速運輸)等運輸模式的組合。從具體實施角度上分析,可持續(xù)的運輸組合通常從促進公共交通可達性以及實施擁堵定價[7]、可持續(xù)物流規(guī)劃和循環(huán)物流設(shè)計乃至其政策制定、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資金保障等方面實現(xiàn)[59]。
生態(tài)化出行選擇方案旨在鼓勵居民采用綠色環(huán)保的出行方式和政府積極營造慢行出行環(huán)境,以減少居民對私家車的依賴。現(xiàn)有的研究從維護自行車道、改善行人通道的連通性、整合公共交通與其它慢行交通、慢行交通影響因素分析及量化[60]、TOD、BRT、重大交通設(shè)施項目的可持續(xù)影響[61]、政策保障等方面指導(dǎo)生態(tài)化出行方案選擇。美國從1970年代開始將交通需求管理(Travel demand management TDM)作為主要的可持續(xù)城市空間管理政策在全國推行,如華盛頓州據(jù)此制定的“通勤減少出行計劃(Commute Trip Reduction CTR)”便積極落實該政策,并取得了顯著效果。梳理文獻發(fā)現(xiàn),當前尚未有評價可持續(xù)交通對居民生活影響程度的文獻。因此,建立可持續(xù)交通的社會指標體系衡量其對生活質(zhì)量的貢獻程度是今后學(xué)者們的研究熱點。
可持續(xù)城市水管理(SUWM)需要一種綜合、自適應(yīng)、協(xié)調(diào)和參與性的方法,同時靈活且跨學(xué)科,并考慮法律、經(jīng)濟、社會和環(huán)境等方面。目前,國內(nèi)外常見雨水管理有源控制和管道末端處置等兩種方法。在已有研究中,源控制得到更多關(guān)注,常用的理論和方法工具有:最佳管理實踐(BMP)、低影響開發(fā)、水敏感城市設(shè)計(WSUD)、可持續(xù)城市排水系統(tǒng)(SUDS)、創(chuàng)新雨水管理、更優(yōu)場地設(shè)計(BSD)、保護式發(fā)展(CD)和多目標洪泛區(qū)管理等。它們旨在最小化不透水覆蓋面以增加降雨滲透,側(cè)重于從源頭收集雨水,鼓勵蒸發(fā)、下滲、地下水補給和雨水回用,為雨水管理提供可持續(xù)解決方案。
相比較SUWM管理工具,國內(nèi)外學(xué)者們也從可持續(xù)城市雨水管理面臨障礙、影響因素及作用、信息系統(tǒng)及模型設(shè)計、管理路徑及設(shè)施評估、職能部門合作、水環(huán)境景觀和可持續(xù)給排水設(shè)計等方面進行探討[62-69]。以往學(xué)者的研究基于不同的地點和條件,基本上包含可持續(xù)城市水管理所涉及到的各方面。然而,重要的是合理的雨水管理策略及分析方法應(yīng)根據(jù)當?shù)靥攸c靈活設(shè)計,并考慮時間、空間和行政、法律等問題以及經(jīng)濟、技術(shù)因素,設(shè)計不同解決方案,才能適應(yīng)可持續(xù)城市建設(shè)需要。
能源消耗引起的氣候變化給城市帶來嚴重威脅,引起的連鎖效應(yīng)也在加速擴展。因此,可持續(xù)城市的首要問題是如何實現(xiàn)可持續(xù)的能源使用,當前的基本思路是在不加劇危害的前提下,從區(qū)域氣候規(guī)劃、地方適應(yīng)性規(guī)劃[70]、基礎(chǔ)設(shè)施干預(yù)[71]、可持續(xù)城市形態(tài)設(shè)計、基于自然的解決方案、基于生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)、基于生態(tài)系統(tǒng)災(zāi)害風(fēng)險解除、可持續(xù)能源戰(zhàn)略、能源系統(tǒng)可持續(xù)優(yōu)化模型、能源創(chuàng)新技術(shù)等方面緩解和適應(yīng)氣候變化及熱島效應(yīng)的減緩,實現(xiàn)對能源的可持續(xù)管理,指導(dǎo)可持續(xù)城市建設(shè)。
可持續(xù)發(fā)展具有跨學(xué)科的性質(zhì),除了以上的空間管理方面外,還涉及土地可持續(xù)利用、可持續(xù)城市轉(zhuǎn)型、密度管控、產(chǎn)業(yè)布局等方面。其中在密度管控方面,一致認為高密度比低密度更有效率,但高密度標準并未有公認的具體閾值,需根據(jù)地區(qū)實際分析,如香港提出“生態(tài)密度”概念,體現(xiàn)精心設(shè)計的高層建筑對環(huán)境友好、居民負擔(dān)得起的優(yōu)勢。
可持續(xù)城市作為當前人們對美好生活追求的一種必然選擇,已從浮于表面的理念泛化分析向城市環(huán)境和社會公平、包容、宜居、健康等關(guān)鍵議題的深入探討,特別在當前世界城市化整體上升之時和全球化一體化背景下,可持續(xù)城市研究呈現(xiàn)出新趨勢,體現(xiàn)在:①需從系統(tǒng)角度采用一種綜合的空間規(guī)劃方法,將生物、水文、生態(tài)學(xué)和其他物理科學(xué)與社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、市政工程、建筑科學(xué)結(jié)合在一起,分析城市作為重構(gòu)自然的生態(tài)影響及如何規(guī)劃建設(shè)實現(xiàn)人類改造自然的意圖;②智慧可持續(xù)城市研究處于起步階段,將是未來研究熱點。未來的智慧可持續(xù)城市需要在設(shè)計和功能上靈活調(diào)整其功能和管理,重視基于復(fù)雜性、數(shù)據(jù)科學(xué)構(gòu)建城市動態(tài)模擬模型和開發(fā)以應(yīng)對城市增長、環(huán)境壓力和社會經(jīng)濟需求的變化;③景觀設(shè)計關(guān)注大尺度的區(qū)域或城市的生態(tài)設(shè)計或規(guī)劃,強調(diào)以恰當方式將生態(tài)、文化、美學(xué)、經(jīng)濟和社會等維度進行系統(tǒng)有機整合,反映人與環(huán)境和諧關(guān)系,作為解決城市問題的關(guān)鍵,是未來可持續(xù)城市研究的核心議題之一;④城市形態(tài)被認為是不可持續(xù)問題的根源。這意味著要創(chuàng)建高效資源系統(tǒng)和良好城市設(shè)計,以打造具有高生活質(zhì)量的城市,故可持續(xù)城市形態(tài)設(shè)計將是未來熱點;⑤城市的主體是人,因此,實現(xiàn)可持續(xù)城市目標關(guān)鍵在于多種形式的政策、組織機構(gòu)、法律法規(guī)等的支持及公眾參與意識的增強和不同利益群體深入?yún)f(xié)作機制的建立。
圖、表來源
圖1:來自參考文獻[6];
圖3:來自參考文獻[2];
圖4:來自參考文獻[23];
圖5:來自參考文獻[56];
表2:來自參考文獻[33];
表3:來自參考文獻[39];
其余圖、表均由作者繪制。