城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展文獻述評

漆宇　蔣志華

[提要] 城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展問題，備受學者關注，相關研究文獻頗豐。以生態(tài)城市、可持續(xù)發(fā)展等相關理論為指導，對國內(nèi)外城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展問題的相關研究進行梳理，歸納分析現(xiàn)有研究的不足以及需要進一步研究的問題。

關鍵詞：城市生態(tài)系統(tǒng);可持續(xù)發(fā)展;文獻述評

中圖分類號：F127;X21 文獻標識碼：A

收錄日期：2018年4月19日

生態(tài)環(huán)境惡化是全球共同面臨的重大問題，推動生態(tài)文明建設是人類社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。城市作為社會經(jīng)濟發(fā)展的載體，承擔著協(xié)調其發(fā)展的重要職能。城市生態(tài)系統(tǒng)建設是可持續(xù)發(fā)展理論在城市發(fā)展中的具體應用，是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體行動，有利于構建自然系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會系統(tǒng)三者相統(tǒng)一的城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

一、國外相關研究

（一）生態(tài)城市理論。20世紀初，自美國帕克教授在《城市》中明確提出城市研究的人類生態(tài)學方向后，學者們開始著手研究城市生態(tài)學。1971年教科文組織（UNESCO）制定“人與生物圈”（MAB）計劃，針對日趨嚴重的人口、資源、環(huán)境等問題，提出從生態(tài)學角度研究城市人居生態(tài)環(huán)境及“生態(tài)城市”的概念。1980年，美國國家科學基金會（NSF）支持了5個核心領域的生態(tài)系統(tǒng)研究，開啟了長期生態(tài)學研究（LTER）計劃，建立了以城市生態(tài)系統(tǒng)為核心的城市生態(tài)系統(tǒng)理論框架。

（二）系統(tǒng)動力學理論。20世紀50年代美國福雷斯特教授發(fā)表《工業(yè)動力學》，提出系統(tǒng)動力學的方法論，用以研究認識系統(tǒng)問題和解決系統(tǒng)問題，并對城市的興衰問題進行研究并提出城市模型。20世紀60年代羅馬俱樂部提出增長的極限，但也無法解決人類目前及未來所面臨的困境等問題，最后福雷斯特運用系統(tǒng)動力學理論，以五大重要因素建立起“世界模型”，在宏觀和微觀經(jīng)濟學之間展開討論。

（三）可持續(xù)發(fā)展理論。1980年國際自然保護聯(lián)盟首次公開使用“可持續(xù)發(fā)展”的概念。此后，關于可持續(xù)發(fā)展的研究就成為專家和學者研究的熱點問題之一，同時可持續(xù)發(fā)展的理念也逐漸被滲透到社會經(jīng)濟發(fā)展的各個領域。1992年“地球會議”通過了《21世紀行動議程》等3項文件，為保護全球環(huán)境和資源，在可持續(xù)發(fā)展進程上邁出了重要的一步。此后，可持續(xù)發(fā)展開始成為世界各國政府重要的行動綱領，對可持續(xù)發(fā)展的理論研究上升到一個新階段并獲得新的共識。

二、國內(nèi)相關研究

（一）生態(tài)足跡理論。高長波等人研究發(fā)現(xiàn)1990～2002年間廣東城市生態(tài)系統(tǒng)處于高壓、高強度下，可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)不穩(wěn)定;大部分研究者研究發(fā)現(xiàn)城市生態(tài)處于不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，張燕通過測算2003～2004年廣西區(qū)域生態(tài)足跡狀況，得出人均生態(tài)赤字逐年增大，經(jīng)濟社會活動對生態(tài)環(huán)境的需求強度超過了生態(tài)承載力的供給，廣西城市生態(tài)不可持續(xù)。

（二）能值理論。20世紀70年代美國生態(tài)學家H.T.Odum教授創(chuàng)立了能值理論，基于物質將原本難以統(tǒng)一度量的各種能流、信息流、經(jīng)濟流聯(lián)系在一起，使其能夠進行比較分析。羅昆燕等人從生態(tài)經(jīng)濟效益及環(huán)境影響的角度，剖析了國際現(xiàn)行可持續(xù)發(fā)展能值指標的不足之處，選取能值自給率、進出口能值比等6個指標進行分析，提出實現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)的前提是從提高資源能值利用效率出發(fā)優(yōu)化調整產(chǎn)業(yè)結構。

（三）系統(tǒng)動力學理論。20世紀70年代楊通誼、許慶瑞等人將系統(tǒng)動力學引入我國。此后，王雷等人在分析城市生態(tài)系統(tǒng)水資源利用與城市經(jīng)濟發(fā)展、污染物排放等指標之間的關系的基礎上，提出與姚平不同的4種城市生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展模式，通過分析其水資源的利用情況，得出綜合發(fā)展模式能大幅度提高水資源利用率，實現(xiàn)城市可持續(xù);李昊（2017）從低碳經(jīng)濟角度進行模擬預測，提出調整城市產(chǎn)業(yè)結構，提高污染治理能力，從源頭上控制大氣污染才是城市可持續(xù)發(fā)展的有效對策。

（四）耗散結構理論。1969年，普里戈金教授提出耗散結構理論，基于該理論，國內(nèi)學者引入信息熵從城市復合生態(tài)系統(tǒng)熵變來定量分析城市可持續(xù)發(fā)展能力。張衛(wèi)民等人從“經(jīng)濟-社會-環(huán)境”三個子系統(tǒng)進行評價;陳玉娟等人從“經(jīng)濟-社會-環(huán)境-支撐”復合系統(tǒng)角度出發(fā)，構造評價城市可持續(xù)發(fā)展的可持續(xù)系數(shù)和協(xié)調系數(shù)，合理地解決了張衛(wèi)民等人尚未解決的關于發(fā)展水平、速度和子系統(tǒng)協(xié)調性關系的問題，且評價結果與實際情況較為吻合;張妍、陳雷等人對城市生態(tài)系統(tǒng)演化進行了熵變分析，均得出城市生態(tài)系統(tǒng)不斷向健康可持續(xù)方向演進，但系統(tǒng)活力有待改善;王龍、徐剛等人進一步采用GM（1，1）灰色預測模型對城市演化趨勢和方向進行了預測分析。

三、國內(nèi)外現(xiàn)有研究差異

（一）時間維度上看，我國的相關研究相對滯后。早在20世紀初期，帕克教授明確提出城市研究的人類生態(tài)學方向后，國外研究者們就開始著手城市生態(tài)學及城市生態(tài)系統(tǒng)的研究，而我國城市生態(tài)系統(tǒng)研究在20世紀中后期才開始緩慢起步。1971年我國參與聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）的MAB計劃，開始我國城市生態(tài)系統(tǒng)研究之路，而此時國外研究者們已經(jīng)從單純的城市生態(tài)系統(tǒng)一體化研究上升到生態(tài)能否維持平衡、社會經(jīng)濟能否可持續(xù)發(fā)展等問題，尤其是1992年聯(lián)合國里約“地球會議”之后，可持續(xù)發(fā)展開始成為世界各國政府重要的行動綱領，對城市生態(tài)系統(tǒng)的理論研究上升到一個新階段。同時期，我國發(fā)布《中國21世紀議程》（1994），著手研究我國城市生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展問題。

（二）理論層面，我國更關注資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展。國外城市生態(tài)系統(tǒng)研究從單純的城市生態(tài)學研究逐步上升到可持續(xù)層面的研究，著重于從系統(tǒng)論的角度，把城市生態(tài)系統(tǒng)看作是一個結構合理、動態(tài)平衡狀態(tài)的整體，強調人與人、人與自然的和諧共生，而我國的研究著重于將城市生態(tài)系統(tǒng)看作一個復合生態(tài)系統(tǒng)進行評價研究，重點關注資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

四、文獻研究評析

（一）研究視角：城市復合生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)研究有待拓寬。城市作為一個復雜的復合生態(tài)系統(tǒng)，其子系統(tǒng)之間存在著相互影響、相互促進的關系，這一點眾多學者經(jīng)過研究論證已經(jīng)達成了普遍共識，但是由于學科研究的差異性，已有的相關研究成果對于復合生態(tài)系統(tǒng)子系統(tǒng)的界定上仍存在較大分歧，尚未形成統(tǒng)一的標準，也未能從城市復合生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)視角進行全面分析，存在一定的欠缺。

（二）研究數(shù)據(jù)：時間和空間多維度結合研究有待完善。研究者們大多集中于單要素的分析，要么從縱向時間序列數(shù)據(jù)研究某個城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)能力，要么從橫向空間比較城市之間生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，缺少時間和空間多維度結合的比較研究。然而，我們不能忽視城市之間比較研究、相互學習、相互競爭的重要性。通過時間和空間多維度結合，對比分析不同城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力，找出各自的發(fā)展優(yōu)勢和制約其發(fā)展能力的影響因素，能夠讓城市在可持續(xù)發(fā)展過程中更加準確地定位自身綜合能力的狀況，進而提出相應的優(yōu)化對策去改善城市生態(tài)系統(tǒng)，朝著更可持續(xù)的方向發(fā)展。

（三）研究方法：評價理論與方法匹配研究有待創(chuàng)新。城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)能力研究的評價理論與方法較為豐富，但由于該研究本身特有的復雜性、跨學科性等決定了城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展評價方法是一項極為困難的工作。雖然目前的評價方法在一定程度上都滿足評價的要求，但均存在一些問題。比如生態(tài)足跡模型單純強調人類發(fā)展對環(huán)境系統(tǒng)的影響，而不關心經(jīng)濟、社會及技術因素方面的可持續(xù)性，高估了城市的生態(tài)狀況;能值法要用能值轉換率來計算各種物流、經(jīng)濟流、信息流的能值，但是能值轉換率的確定比較困難;系統(tǒng)動力學模型對數(shù)據(jù)的要求特別高，如果數(shù)據(jù)的真實可靠性存在問題，往往會得到非常不準確的結果;信息熵法在遇到負值、極值的情況下表現(xiàn)不足。到目前為止，尚未形成公認的統(tǒng)一方法。因此，采用何種理論何種方法，怎樣設計指標體系才能更加合理、有效地評價城市生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力值得進一步探討。

主要參考文獻：

[1]海熱提·涂爾遜，楊志峰.試論城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[J].環(huán)境科學進展，1988.6（6）.

[2]Haughton Getel.Sustainable Cities[M].London：Jessica Kingsley Publishers，1996.

[3]牛棟，楊萍，何洪林.美國長期生態(tài)學研究網(wǎng)絡（LTER）信息化基礎設施現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與未來發(fā)展趨勢——LTER信息化基礎設施戰(zhàn)略規(guī)劃介紹[J].地球科學進展，2008（2）.

[4]李杰蘭，陳興鵬，王雨，張子龍.基于系統(tǒng)動力學的青海省可持續(xù)發(fā)展評價[J].資源科學，2009.31（9）.

[5]Vester F.Von Hesler A.Ecology and Planning in Metropolitan Areas Sensitivity Mode[M].Berlin：Federal Environmental Agency，1980.

[6]尹昌斌，陳基湘，魯明中.建立自然資源開發(fā)利用預警系統(tǒng)[J].生態(tài)經(jīng)濟，1999（5）.

[7]高長波，張世喜，莫創(chuàng)榮，陳新庚.廣東省生態(tài)可持續(xù)發(fā)展定量研究：生態(tài)足跡時間維動態(tài)分析[J].生態(tài)環(huán)境，2005（1）.

[8]張燕，吳玉鳴.西南巖溶區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)足跡分析——以廣西為例[J].冰川凍土，2006（2）.

[9]陸宏芳，沈善瑞，陳潔，藍盛芳.生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的一種整合評價方法：能值理論與分析方法[J].生態(tài)環(huán)境，2005（1）.

[10]羅昆燕，程鵬，池家西，楊煬.基于能值分析的貴州生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究[J].中國農(nóng)學通報，2012（32）.

[11]馬國豐，陸居一.國內(nèi)外系統(tǒng)動力學研究綜述[J].經(jīng)濟研究導刊，2013（6）.

[12]王雷，吳明，賈馮睿，姚堯，馬躍，劉杰.城市生態(tài)系統(tǒng)水資源利用的系統(tǒng)動力學分析[J].遼寧石油化工大學學報，2012（3）.

[13]姚平，孫璐，梁靜國，陳培友.煤炭城市可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)動力學模擬與調控[J].數(shù)學的實踐與認識，2008（21）.

[14]李昊，張靜.城市低碳經(jīng)濟發(fā)展路徑的系統(tǒng)動力學模擬[J].吉林師范大學學報（自然科學版），2017（1）.

[15]李松，崔大樹.關于城市空間耗散結構研究的文獻綜述[J].經(jīng)濟論壇，2011（6）.