中国“城市病”的根源在哪里?
现在世界上有超过一半的人口居住在城市地区,而且这一比例预计还会增加,到2040年,世界城市人口预期将超过85亿。城市会越来越大、越来越拥挤,而生活在城市的人将面临的生态环境问题会越来越严峻。
世界超大型城市的分布 (图片自wikipedia)
欧洲、美国、日本及新加坡等发达国家的大型城市经过了长期的资本积累和技术垄断,通过长期的经济积累,建成了一个个生态友好型城市。以英国伦敦为例,其城市公园、居住区花园和农地等软质地面积占全市面积的63%,而住宅、道路和商业建筑等硬质地面积仅占37%,是名副其实的“世界公园城市”。
英国伦敦及周边卫星图(图片自Google Earth)
美国纽约及周边卫星图(图片自Google Earth)
中国的城市化进程主要集中在改革开放后。随着1980年以来中国经济的腾飞,大量人口涌入城市,中国城市化水平得到了空前发展。当前中国正处在城市化进程的最快时期,城市化率以每年接近2%的速度递增,未来城市人口在全国总人口中所占的比重将达到70%以上。
中国城市夜间灯光图,夜间灯光亮度可以间接反映城市的规模(图片自 Xu et al. Sustainability 7(10): 13469-13499)
中国城市在短短的40年间完成了西方200余年的发展历程。2010年来中国一年的水泥用量相当于美国在20世纪100年的用量。中国东部平原地区聚集的城市数量已经超过了欧洲和北美的城市数量之和,发展速度之快令全世界瞩目。快速城市化也带来了各种各样的问题(城市病),这些问题的根源最终都集中在了城市中人与自然环境之间的各种矛盾。例如被誉为花园城市的成都市,从卫星图片上看仍然缺乏连片的绿色。
中国成都市及周边卫星图(图片自Google Earth)
中国城市与生态环境的矛盾体现在以下几个方面:
1.城市的发展与环境承载能力存在矛盾
新千年来,中国西部人口大规模向东部沿海地区集中,长三角、珠三角、京津冀等主要城市群及中心城市吸纳了大量流动人口,使得胡焕庸线东南侧的人口分布更为集聚。但这些大型城市的迅速膨胀,将远远超出其环境的承载能力。
胡焕庸线(又称黑河-腾冲线,大致划分出了中国人口在区域上的分布,体现了中国人口东南和西北的分布区域之悬殊差异)
例如中国的首都北京市,常住人口有2189万,城区人口1775万,80%的人口集聚在六环以内。如此巨大的人口规模,远远超出了城市的环境承载能力,水资源要靠从长江调水来补给,工农业产品也绝大多数依靠外部输入。粗略测算,今天北京需要相当于其22个行政区区域的资源环境承载能力才能够维持。
北京CBD天际线(图片自wikipedia)
超出环境承载能力的直接后果就是城市内部环境脆弱性的增强,尽管大多数资源是可以通过搬运输入到城市之中的,但生态足迹、环境容量和污染物排放量则很难通过搬运得到解决,最终将会引起城市与生态环境之间的高度失衡。例如当城市硬质地面超出一定面积或者过于集中,其对雨水的吸收阻滞能力就会大大下降。2021年7月的郑州城市内涝除了极端暴雨因素之外,还与城市高速发展带来的环境脆弱有一定的关系。
硬质地面的储水、滞水能力明显下降
2.城市的污染源在不断的演变与治理方法的矛盾
城市扩张的基础是工商业的发展,从事工商业的劳动者的集中带动了各种资源在城市中的集中。但是随着中国环境治理的深入和产业格局的重组,城市的污染源也一直在变化之中。过去城市的主要污染物来源于造纸、水泥、化工、电力等工业领域,近年来大型城市的污染密集型产业大都得到了疏解,工业污染物占比逐渐缩小。而随着人民生活水平的不断提高,汽车尾气为主的生活源污染物成为城市的最主要污染源。
汽车尾气是城市污染物的重要组成部分
生活源污染物不能像工业污染那样通过改变产业结构、搬迁工厂等方式简单处理。一方面需要通过改变能源类型来减少污染物排放,另一方面还需要在城市中建设更多的生态设施消解掉一部分。一减一消才可能更好的解决城市环境污染的问题。
3.中国的城市空间与自然生态空间的矛盾
中国城市大都分布在东部平原地区,很多城市都是毗邻相连,缺乏自然空间,不能利用区域内的自然资源来平衡城市人口的生态足迹。研究显示只有超过10公顷以上的大型连续绿地才能有效的降低环境温度,在缺乏自然生态资源的中国城市能否拿出如此大规模的连续土地来建设人工森林是受到各种因素的严重制约的。
例如上海市除了西南部有一些残存的山体外,城市里几乎没有自然生态系统存在的空间,这种城市空间与自然空间的矛盾就显得尤为明显。因此寻找一切可绿化空间,让城市水泥森林绿起来、连起来、多样起来,人工的在城市中再造自然,提高建成区内的绿化数量和质量,才有能补齐这个短板,实现人与环境的和谐共处。
地势平坦并缺乏自然资源的长江下游地区(图片自Google Earth)
4.城市存在严重的“五岛效应”与人类环境需求之间的矛盾
人类的生产生活活动会影响城市的局地气候,全国800个气象观测站点的资料显示,城市中年平均气温、最低和最高气温都呈逐年上升趋势。城市中逐渐形成了热岛、干岛、湿岛、雨岛和浑浊岛等“五岛效应”。其中热岛效应最深入人心,干岛是城市的湿度都低于郊区的现象,湿岛指城区的水汽压高于郊区,雨岛指城市存在降水增多的效应,浑浊岛则强调本地污染物排放。这些环境气候效应都降低了人在城市中生活的舒适性,而为了获取更好的舒适性需要释放更多的耗散热量来调节环境,进而会加剧“五岛效应”。
城市热岛效应理论图(图片自wikipedia)
研究显示,城市热岛效应的最主要原因是地表的改变,能源产生的废热倒是次要因素,这与公众的普遍认知存在偏差。所以通过改变地表(包括建筑物顶部、立面)的性质,增加绿化和浅色表面数量,将多余的太阳能吸收或反射可以有效的降低城市热岛效应。
美国芝加哥大楼的屋顶绿化,用来降低热岛效应(图片自wikipedia)
中国城市用40年间走过了西方200余年的发展历程,今天我们出现的所有城市生态环境问题,其实西方城市都曾经历过。例如1948年美国多诺拉烟雾事件、1952年英国伦敦烟雾事件、1966年美国纽约烟雾事件以及1973年美国洛杉矶烟雾事件等都是城市空气污染物导致的严重生态环境事故。我们邻国日本六七十年代城市的生态问题比我们现在严重的多,但随着经济的发展和城市治理的深入以及越来越重视生态环境建设,今天的日本城市也渡过了困难的时期。
1953年11月20日,从美国纽约帝国大厦俯瞰克莱斯勒大厦(图片自wikipedia)
所以我们完全不用讳言当前快速城市化中出现的种种生态环境问题与矛盾,因为这种现象是城市发展中必然会出现的。只需要正视发展中遇到的问题,吸取西方弯路上的经验教训,并利用现有的城市生态技术将这些问题逐一解决。最终当中国的城市化达到70%至基本完成时,就会随着政策的完善和技术的进步,将城市中人与生态环境的矛盾逐步化解,“城市病”将最终被我们“治愈”。这是世界的经验,也是我们有能力实现的愿景。
上海辰山植物园城市生态修复团队
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