中国低碳城市规划研究进展与实践解析，本文主要内容关键词为：研究进展论文,城市规划论文,中国论文,低碳论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
［文章编号］1006－0022（2011）05－0011－05 ［中图分类号］TU984 ［文献标识码］A
1 引言
在当前世界经济快速发展的情况下，能源短缺与温室气体排放量增加引起了全球专家学者的广泛关注。城市是人类物质文明和精神文明的生产地，同时也是高能耗、高碳排放的集中地。发展低碳经济、低碳城市日益成为世界各城市应对全球变暖的主要措施。城市规划决定着城市的经济社会系统的发展、布局、规模、生活方式、消费习惯、资源利用和交通等，而这些因素则与低碳城市建设密切相关。同时，城市规划作为建设城市和管理城市的主要依据，必然在建立低碳城市过程中承担重要角色。通过低碳城市规划，可以寻求城市发展的低碳化方向，探索可持续的低碳城市发展模式[1]。
由全球变暖所引发的极端气候事件与城市规划之间存在内在联系，这一观点已经得到部分学者的认可[2]。国外低碳城市的规划经验表明，通过编制和实施“零排放城市和区域规划”，可以实现城市的低碳发展[3]。低碳城市规划作为低碳城市发展的关键技术之一，是基于低碳价值观基础之上，试图以不损害自然环境的方式实现人类价值的规划。它坚持以人与自然、人与社会的和谐共生为价值取向，实现可持续发展；通过实现城市经济发展、资源环境可持续发展和社会和谐，确保经济效益、社会效益和环境效益的协调；同时在空间尺度上实现城市—乡村或城市—区域的协同发展与和谐共生，从而实现城市复合生态系统的可持续性和高效性运转[4]。目前国际上低碳城市规划主要有“减缓”和“适应”两大策略。减缓规划策略主要是通过编制推动低碳城市建设的政策法规和规范标准，提出节能减排的激励政策，采用减少二氧化碳排放的城市规划、设计和建设方案，以减少温室气体的排放。适应规划策略则要求从“适应”的角度去分析因全球气候变暖所产生的不可避免的生物、自然和社会的变化，并制定策略去“适应”这种变化，从而把负面影响降到最低[5]。
由于经济发展水平和城市化阶段的不同，各国对低碳城市规划的理解和实践方式也有所不同。中国的工业化进程尚未完成，经济发展仍是第一要务。因此，探索一条工业化过程中的低碳发展模式，走出一条具有中国特色的低碳城市规划之路就显得尤为重要。在此背景下，本文将低碳城市规划分为技术层面和空间层面两部分，从建筑节能、低碳产业、指标体系、紧凑城市、综合交通模式和城市碳汇系统等方面（图1）总结国内低碳城市规划的研究与实践进展，归纳这些研究的共同特点，最后指出目前国内低碳城市规划存在的问题。
图1 国内低碳城市规划研究与实践框架
2 中国低碳城市规划研究与实践进展
2.1 技术层面
目前，对新能源及节能减排等低碳技术的研究和运用实践较多，如太阳能、生物能及混合动力汽车的使用等。但是这些大多是独立于城市规划之外的低碳技术。本文所讨论的低碳技术是指城市规划中可以用来减少城市碳排放的低碳规划技术，可以说是低碳技术的一个子集，如控制性详细规划中建筑物节能的应用、低碳产业体系的建立及低碳城市规划指标体系的构建等。
2.1.1 建筑物节能的应用
建筑的能耗已占据社会总能耗的20％以上[6]。据此，有的学者主张在城市详细规划和小区规划设计时，可以通过改变小区地面和建筑物顶层建筑材料等方法来改变“城市的小气候”[2]。上海崇明岛东滩生态城在小区规划中，将屋顶草坪和植物作为城区的天然隔热层，这样可以增强建筑物的隔热保温能力，降低建筑能耗[7]，同时又可以不征用土地而扩大绿地面积，美化环境。据研究，这样的建设区域每年可减少35万吨二氧化碳的排放[8]。有的学者主张从建设的形式设计出发来控制建筑使用中的能耗[9]，如曹妃甸国际生态城的“绿色大厦”和空中花园生物圈，不仅可以降低建筑物的能耗，而且也可以营造出多元的城市环境[10]。还有一些学者提出建筑节能要与当地的气候条件相适应，加强生活及公共建筑中的节能措施[11]。此外，规划还可以增加太阳能、地热能、风能等的利用设施，以实现建筑物内的资源及能源的循环利用[12]。
2.1.2 低碳产业体系的建立
在任何一种经济发展模式下，产业都是国民经济的重要组成部分和国民经济增长的推动力[13]。目前中国的产业结构以重工业为主[14]，产业发展仍然是城市碳排放的一个重要来源。建立低碳产业体系、优化城市产业结构已经被公认是实现低碳城市的基本模式之一[15]。低碳产业体系是指一个地区或城市具有的保持能源消耗和二氧化碳排放处于较低水平的产业结构或产业体系[16]。顾朝林等在进行黄河三角洲低碳生态产业园区规划时，设计了循环生态农业和绿色海洋农业、循环经济型工业和循环型服务业等低碳产业体系[16]。在《苏州工业园区科技创新区控制性详细规划》中，规划师提出了以产业结构调整为导向的产业减碳策略[17]。南通根据目前的产业基础，重点从农业、工业、建筑业和服务业等方面构建低碳产业体系，实现节能减排，促进经济转型升级[18]。杭州则通过发展都市型工业、推动知识型产业发展及拓展高新技术产业等措施，建立了低碳产业体系，并取得了很好的效果[19]。建立低碳产业体系是低碳城市发展的要求，同时也是我国产业结构调整、产业升级的方向。
2.1.3 低碳城市规划指标体系的构建
指标体系作为规划实施的主要控制手段，是将低碳城市规划由概念层面推进到可操作层面的关键所在[17]。2009年，中国城市科学研究会对外发布了《中国低碳城市发展战略》，其中探索性地提出了中国低碳城市规划的指标评价体系框架。该指标体系共包括居住环境、土地利用和交通出行3个准则层、10个具体指标，并给出了具体的指标值[20]。中国科学院可持续发展战略研究组在《2009年中国可持续发展战略报告》中，从经济、社会和环境3个方面提出了低碳城市的指标体系。该指标体系涵盖范围较广，其中涉及低碳城市规划的主要有森林覆盖率、人均绿地面积、建成区绿地覆盖率等[21]。
在具体实践方面，曹妃甸国际生态城从生态城建设的角度制定了规划指标体系。规划指标共109项，主要分为3个层面：系统层面有68项规划指标，街区层面有16项，地块层面有25项，分别属于总体规划、控制性详细规划和修建性详细规划3个层次。曹妃甸国际生态城规划指标体系的最大特点是首先进行生态城概念性总体规划工作，根据概念性总体规划方案提炼和量化出具体指标，然后制定指标体系[22]。
此外，一些学者从城市规划的编制角度探讨了低碳城市总体规划的技术方法，如运用“生态足迹”研究方法来确定人口的规模[23]。这种方法根据规划区范围内的生物生产能力和规划区的实际情况由上自下确定人口规模。相较于传统的根据人口现状和社会经济发展趋势来预测人口规模的方法，此种方法有利于避免以往城市规划中人口数量求多、规模求大的局面，进而确保低碳城市建设的顺利进行。
低碳城市规划技术的应用有助于从源头减少碳的排放，有利于低碳城市的长远发展。低碳城市规划技术是低碳城市规划的重要方面，是实现我国城市低碳发展的核心，同时也是实现我国城市跨越式发展的途径。
2.2 空间层面
城市规划决定了城市的空间结构。城市的空间结构一旦建立起来就很难改变，并会对环境、生活及经济的发展产生重大影响。城市物质空间结构具有锁定作用。研究表明，由于这种锁定作用，西方国家城市交通所需消耗的能源及排放的二氧化碳和其他温室气体总量增长迅速且很难控制[24]。由于技术上的进步而取得的低碳效果，很容易被城市空间结构的锁定作用所抵消。因此，城市空间安排对于低碳城市规划来说至关重要。目前国内主要采用紧凑、多功能的城市空间布局、综合交通模式及城市碳汇系统来进行低碳城市空间安排。
2.2.1 紧凑城市的运用
低碳城市规划的发展赋予了紧凑城市新的意义。紧凑城市最早是由Dantzig.G和Saaty.T提出[25]，主要是为了应对当时城市的无限蔓延。由于紧凑的城市空间布局具有土地利用率高、功能多样及有利于减少居民出行距离和次数等特点而受到城市规划学者的重视。在低碳城市规划的研究中，潘海啸认为，目前的城市总体规划应该推崇紧凑、多功能的用地方式，主张用地的有效混合，避免巨型或单一化的功能分区，以提高短距离出行的比例[26]。在低碳城市规划的实践中，顾朝林在其主持的黄河三角洲低碳产业园区规划中，采用多中心紧凑型空间布局来组织规划区范围内的村镇体系，在城镇内部同样采用集中式的空间布局[16]。在中新天津生态城和曹妃甸国际生态城规划中，规划师把一定程度的紧凑性作为城市空间的一个特点，并将居住、办公、商业和文化服务等用地混合起来[10,27]。保定中国电谷概念规划设计则以产业为基础，逐步引导新区向城市综合新城的目标发展，实现功能的有效混合、居民的就地就业，以防止由于职住用地的结构失衡而产生巨大的钟摆式交通流[28]。
2.2.2 综合交通模式的采用
交通是城市碳排放的一个重要来源。目前城市交通的碳排放对大气的污染已经超过了工业污染[23]，且随着城市化的进一步发展，交通碳排放在城市总体碳排放中的比重还会上升[29]。据研究，小汽车的人均能源消耗是公共交通的8倍以上，而人均每公里的二氧化碳排放量则是公共交通的50倍以上[30]。在这种情况下，城市规划师们越来越多地采用以公共交通为主的综合交通模式。
有的学者认为，在中国，最合理的都市区发展模式应是以轨道交通或区域公共交通为导向的走廊式发展模式，并主张将新的开发集中于公共交通枢纽，把公共交通可达性作为确定控制性详细规划的一个基本依据[26]。在黄河三角洲低碳生态产业园区规划中，顾朝林主张用高效、高速的区域交通系统将产业园区、汽车站、旅游服务中心和渔港连接起来，以提高远距离交通运输效率[16]。中新天津生态城提出了绿色出行不小于90％的目标，确立了公交主导、慢行优先的低碳、绿色交通模式，采用TOD模式大力发展以轨道交通为主、大运量交通为辅的公交体系[31]。但有的学者认为一个城市的交通系统规划应该是首先考虑步行系统的建设，然后才是其他系统的建设[24]。
2.2.3 城市碳汇系统的建立
碳汇是指由绿色植物通过光合作用吸收、固定大气中的二氧化碳，通过土地利用调整和林业措施将大气中的温室气体储存于生物碳库。森林、草地和湿地系统是中国城市碳汇的主体[14]。在增强城市碳汇能力方面，有的学者主张用绿环将居住用地和第二产业用地隔开，同时扩大绿地、公园的规模，并避免建筑与绿地相互隔离[2]。这种绿环状碳汇系统可以起到固定二氧化碳等温室气体的作用。但是，由于居住和就业的分离，很容易产生大量的钟摆式交通，这样由碳汇系统而起到的减排作用，又会被交通系统排放的大量温室气体所抵消。更多的学者主张采用楔形的绿地空间模式[16,24]。这种绿楔状的城市碳汇系统在保证城市碳汇能力的同时，有利于实现就业、居住的平衡，以及城市居民与绿地系统的充分接触（图2）。
图2 绿环状与楔形状城市碳汇系统
在实际操作中，厦门市的低碳城市总体规划用绿地将中高密度的城市居住区分开，使各个居住区都能够接触到绿色开敞空间[4]。在黄河三角洲低碳产业园区规划中，顾朝林主要从机制碳汇、生态廊道、生态节点3个方面来建设碳汇系统，并通过不规则的形态拉长城镇与周围环境的交汇界面[16]。在距离相同、城市绿地面积相同的情况下，这种不规则拉长的交汇界面，可以大大增加城市与绿地的接触面（图3）。但是，顾朝林也指出，因为湿地系统的二氧化碳排放量大于吸收量，所以应尽量避免规划大面积的城市湿地空间[14]。
图3 城镇与绿地的直线交汇面与不规则交汇面
在曹妃甸国际生态城规划中，绿色（公园、球场、娱乐场）和蓝色（河道、池塘、河流）贯穿整个规划区域，渗透到城市的各个街坊，并将街坊连接在一起[10]。这种连成线状的城市生态景观能够创造更多的绿色空间[32]，同时有利于城市的通风。
3 评述
3.1 总体评述
综上所述，在控制性详细规划中可以通过采用新型建筑节能材料、“空中花园”及创新建筑设计来减少建筑物的碳排放。目前我国“高投入、低产出”的工业发展模式，已经不再适应当今经济发展的要求，产业亟待升级，可以借此机会建设低碳产业体系。低碳城市规划指标体系是低碳城市规划的重要方面，没有指标体系，低碳城市规划将会失去前进的方向。
低碳的城市空间一般以紧凑、多功能的形式进行组织。紧凑城市布局能够提高土地的利用效率，并且可以加强社会的流动性，进而使城市特征明显[30]。而多中心的空间布局和混合的土地利用模式能够通过劳动分工组织功能性城市区域，从而大幅减少由于通勤造成的碳排放量[33]。低碳型城市的空间形态的形成需要有绿色交通体系的支撑[26]。综合的交通模式有利于发展步行、自行车等零碳排放的交通方式，这样有利于小汽车数量的减少和公交优先政策的实行。积极扩大碳汇系统是成本较低的减碳途径[11]，楔形绿地开敞空间则是城市碳汇系统的基本组成部分。
3.2 完善建议
目前低碳城市规划在国际上尚处于探索阶段，在我国也大多处于战略层面，虽然少数省市进行了低碳城市规划的实践，但还有许多方面需要进一步完善。
（1）低碳城市规划理论的完善。目前低碳城市规划尚处于战略层面，其理论较少。我国目前还处于工业化的重要阶段，因此构建适合我国国情的低碳城市规划的理论研究框架尤为重要。低碳城市规划理论的构建除了要考虑传统的城市规划理论、低碳城市发展理论之外，还要结合我国目前产业结构升级、生态城市、循环经济等相关理论，使低碳城市建设不以经济的发展减速为代价，使低碳城市的发展能够与经济发展相协调[34]。
（2）城市空间布局紧凑度的确定。自紧凑城市空间布局理念提出后，城市紧凑度就成为城市规划师的讨论话题[35-36]。目前，由于紧凑城市空间布局成为低碳城市的一种空间组织方式，城市紧凑度又吸引了城市规划师的注意。对于低碳城市来说，紧凑和多功能的城市空间布局可以减少居民的出行，实现就近就业，从而可以减少碳的排放，但是城市布局过于紧凑、人口密度过大也会产生“高碳”的后果，交通拥堵和昂贵的交通设施投入，都会增加城市的碳排放[29]。低碳城市的建设在很大程度上取决于对城市紧凑度的把握，因此传统的城市紧凑度的测度方法要增加衡量城市碳排放的测度方法与指标。
（3）低碳城市规划指标体系的建立。城市规划指标体系制约着城市规划的编制和实施。目前城市规划的各项指标均是在工业化过程中形成的。在当前我国大力发展低碳经济的形势下，城市规划指标体系需要加入新的能够反映城市低碳情况的指标，但是要注意这些指标的可操作性与对各地区的适用性。
（4）低碳城市规划成果的评估。城市规划成果具有滞后性，低碳城市规划成果更是如此。低碳城市规划中的各项措施是否有助于温室气体排放的减少，这是在短期内无法测度的。因此，需要建立长期的低碳城市规划的评价与监督机制，对低碳城市规划的绩效进行综合的评估。
4 结语
城市是碳排放的集中地，建设低碳城市成为应对气候及环境变化的重要内容[37]，传统的城市规划理论和方法面临着挑战。在城市规划理论研究和实践的过程中，应将低碳理念融入城市规划的编制体系当中，促进城市规划与时俱进，在公共政策和公共参与等的基础上加强对建筑物节能的研究、低碳产业体系及低碳规划指标体系的构建；在城市空间布局方面，根据目前的研究进展，宜采用紧凑、组团式、混合和公交导向的土地利用模式，并加强城市碳汇系统的建设，使低碳城市的发展与经济发展相结合，做到双赢。
［收稿日期］2010－03－15