生态城市新架构及其系统模型研究
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摘要：生态城市是未来城市发展的主要方向，建设生态城市已成为国内外许多城市发展的新追求，完善生态城市理论，为生态城市建设提供理论指导是非常迫切的任务。文章从生态城市涵义入手，对生态城市涵义提出新的理解与认识，时生态城市的构成与运行提出了一些新的观点。在此基础上提出“五位一体”的生态城市系统模型，并做出了详细解释。
关键词：生态城市理论模型架构运行规律
中图分类号：F127 文献标识码：A
文章编号：1004-4914(2010)11-069-03
一、生态城市涵义及特点
(一)生态城市的涵义
生态城市是一个崭新的概念。它产生于20世纪60年代，是人类对环境污染和生态破坏而造成的城市不可持续发展的深刻反思，是人类对自我生存方式、生活方式、城市建设发展模式的一次重新选择，是城市社会、政治、经济、文化、自然生态发展到一定阶段的必然。
笔者认为生态城市是以生态承载能力与环境容量为发展基础的，结构合理、功能完善、经济高效、环境宜人、社会和谐的可持续发展的城市。生态城市的发展包括社会、政治、经济、文化、自然各方面的均衡协调发展。其中：社会发展程度是生态城市的内在要求，经济发展程度是生态城市的物质基础，文化发展程度是生态城市的人文支撑，自然生态发展程度是生态城市的外在表现，政治发展程度是生态城市的核心表现与动力。
生态城市是自然、城市、人有机溶为一体，形成一个互惠共生结构复合体。其最终目标是实现人――自然的和谐，包含人与人和谐、人与自然和谐、自然系统和谐，其中：追求自然系统和谐、人与自然和谐是基础和条件，实现人与人和谐才是生态城市的目的和根本所在，即生态城市不仅能“供养”自然，而且能满足人类自身进化、发展的需求。达到“人和”。(邓伟，2004)
生态城市建设是以生态经济学、系统工程学等为理论基础。通过改变思维方式、生产方式、消费方式等，实现经济、政治、社会、文化和环境的优化整合的过程。
(二)生态城市的特点
生态城市是引进天人合一的系统观、道法天然的自然观、巧夺天工的经济观和以人为本的人文观，实现城市建设的系统化、自然化、经济化和人性化。与传统城市相比具有以下特点：
1.和谐性。现代人类活动促进了经济增长，但也破坏了环境，割裂了自然系统及人与自然的和谐，使人类处于“生态危机”的边缘。生态城市营造满足人类自身进化需求的环境；创建充满人情味、文化气息浓郁、互助协作的环境；实现人与自然共生共荣，各行业、各部门之间的协调；经济持续发展，社会健康稳定。其中政治、文化的作用尤重要，政治民主将成为生态城市建设的主要动力，文化个性与文化魅力将成为生态城市建设的灵魂。
2.高效性。生态城市改变传统城市“高能耗、低效率、高污染、非循环”的运行机制，建立一种科学发展、循环利用的新机制。在不断推进技术进步的基础上，科学高效地利用各种资源，提高一切资源的利用效率，达到物尽其用。人尽其才。生态城市发展的动力源于城市内部，源于构成生态城市的人、物、空间环境及其相互作用产生的意识、制度、资本的驱动。
3.可持续性。生态城市以可持续发展为根本，着眼未来，兼顾不同时间、空间，充分体现自然资源与人力资源的合理配置和可持续的开发利用，公平地满足现代与后代在发展和环境方面的需求，不因眼前利益而用“掠夺”的方式追求城市的暂时“繁荣”，保证其健康、持续、协调发展。
4.均衡性。生态城市是一个复杂的系统，由相互依赖的经济、政治、社会、环境和文化子系统组成，各个子系统在“生态城市”这个大系统的整体协调下均衡发展。生态城市在形态、构造和功能上是集中与分散的均衡，任何一个组分在时空上的过度密集或分散，都会造成生态城市的过度发展或衰退，危及生态系统的安全。在一个生态城市中，系统的各要素都有一个安全范围，一旦超出这个范围，平衡就会受到破坏。
5.整体性。生态城市不是单单追求环境优美，或经济的发展，或社会的进步或文化的繁荣，而是兼顾社会、政治、经济、文化和环境五者的整体效益，不仅重视经济发展与生态环境协调，更注重文化的繁荣和社会的进步，是在整体协调的新秩序下寻求发展，实现人类生活品质的根本提高。因此，生态城市是以人为主体，兼顾社会、政治、经济、文化和环境五者的整体效益的复合生态系统，子系统之间相互依存，互相制约，是一个不可分隔的有机整体。
二、生态城市的基本构成及运行规律
(一)生态城市的构成
城市的系统结构是指城市组成要素在一定空间范围内和一定时间阶段内相互联结、发生关系的方式和秩序，包括城市的组成要素及其相互关系。
生态城市系统是一个要素众多，关系交错，目标和功能多样的复杂大系统。一般来说，生态城市由生态政治系统、生态社会系统、生态经济系统、生态环境系统、生态文化系统五个子系统构成，而每个子系统本身又是众多要素组成的具有特定结构、功能和目的的系统，并且各子系统之间相互联系，相互影响，相互制约形成纵横交错、纷繁复杂的关系。其系统构成如图1所示。
(二)生态城市的运行
生态城市运行是生态城市适应外部环境变化及内部自我调整的过程，反映在政治、经济、社会、文化与环境五个组成系统各组分间以及与外界系统的相互作用的单向动态变化。但这种动态变化是以政治、经济、社会、文化、和环境协调发展为基础的，是一种特殊的生态演替过程。
生态城市的运行是按照3S原则，即综合、协调和共生的原则，强调各生态流发展的质量及相互之间的协调与平衡，强调整体功能的完善，以不断提高其整体质量水平，达到提高整体质量水平的目的，而不是强调增加城市生态流强度和速度。单一提升某一个系统功能。
生态城市的运行实际上是生态城市新陈代谢的过程，即为实现生态城市的生产、流通、服务和集聚等基本功能。各种生态流的代谢，体现为物质流、能量流、信息流和人口流这四种生态流的交换、转化、流动等过程。
(三)生态城市运行规律
生态城市这个社会――经济一自然复合系统是以一定空间地域为基础的，它隶属于更大范围的系统，并不断与之进行信息、物质、能量等多种“流”的交换，是一种开放系统。生态城市各子系统之间不是简单的因果链式关系，而是相互制约、互相推动、错综复杂的非线形关系。生态城市的运行并不是静态的平衡、绝对的平衡，而是动态的平衡、相对的平衡，即非平衡――平衡――非平衡一新的平衡的过程。而且在这个过程中，“作用力”与“反作用力”保持在可承受的时空范围(生态稳定阀值或门槛)内波动，这种过程从局部、短期看是动荡的、不平衡的，但从整体、长期看，是一种“发展过程的稳定性”(王如松，1990)，亦即运行的稳定性。这是生态城市运行的本质特征，过程的稳定比暂时的平衡更有生命力。生态城市运行的稳定性是以其各子系统发展、“协调作用”为基础的，表现为各系统结构合理、比例恰当且相互间发展协调。由于各子系统
协调有序地运转，旧的平衡被打破，通过正负反馈的交互作用，新的平衡随即形成，使生态城市总是在非平衡中去求得平衡，形成自组织的动态平衡，从而保持持续稳定状态，推动其螺旋式良性协调发展。
三、生态城市的系统模型
(一)生态城市模型
生态城市的发展取决于不同时期、不同条件下五个方面各自的作用状态和协同作用状态，也就是说生态城市的发展是五方面协同的函数，而具体的调控途径和规则就是通过城市空间结构的生态化和城市功能群的生态化。基于以上认识，笔者提出城市“五位一体”生态城市模型，即生态城市的规划建设必须在城市政治生态化、城市社会生态化、城市经济生态化、城市文化生态化和城市环境生态化这五方面的协同作用下，才能达到政治民主、经济高效、社会文明、文化创新、环境优越的标准，最终实现城市整体生态化的调控目标，用概念模型表示如下：
C=f(Po，Ec，So，Cu，En，t)
式中：
C――eco-city，生态城市；
P0――politics，政治生态化：包括政治理念、行政效率、法律制度，政府工作效率、工作作风、参与政治情况等；
Ec-economy，经济生态化：包括经济发展空间、产业布局、经济总量和发展速度、三次产业结构和产业内部结构等；
So-society，社会生态化：包括社会空间、人口、社会保障、教育、医疗、交通以及人居环境等；
Cu-ulture，文化生态化：包括公众的伦理道德观、消费观念、文化制度、文化产业等；
En-environment，环境生态化：包括城市环境生态空间、环境质量、环境容量、污染治理能力和生物多样性等；
t――时间因素。随着时间的推移城市生态系统结构和功能都会不断变化，城市生态化程度也会随之变化。
(二)模型解释
城市生态经济、城市生态政治、城市生态文化、城市生态环境和城市生态社会这五个方面相互作用、相互协调，共同统一于生态城市建设之中，城市在这五个层面的联合作用下实现整体的生态化，实现生态城市的发展。
1.经济生态化。经济生态化与政治、社会、文化、环境生态化密切相关经济济生态化就是要实现生态经济，它是一种可持续发展的经济，是一种有利于地球的经济。(莱斯特.R.布郎，1980)生态经济学认为：在任何物质生产活动中都存在着自然再生产和经济再生的相互制约和相互影响的作用，其中自然再生产是经济再生产的基础与前提条件。当前经济取得了极大的发展，创造了巨大的物质财富，推动了社会的快速发展，但同时也带来了自然资源的过度消耗，生态环境的严重破坏。发达国家曾经或正在走的“先污染，后治理”的老路不能再继续走，必须开拓一条“源头控制。走可持续发展”的道路，也就是实现经济生态化。
经济生态化的核心就是实现经营理念和生产方式转变，调整经济结构，实现产业结构的进一步优化；以技术密集型产业代替劳动密集型、资源密集型产业；以产品品质竞争替代产品数量竞争；推进循环经济建设，实现经济效益、社会效益、环境效益、生态效益的“多赢”。经济生态化主要包括：工业生态化、农业生态化、第三产业生态化。
(1)工业生态化。以市场为导向，以企业、工业园区为主体，以提高科技水平为依托。用生态经济学规律及循环经济方法把经济活动组织成一个“资源――产品――再生资源”的反馈流程，实现低消耗、高利用、低排放，最大限度地利用资源，提高其使用率。工业生态化重点做好：工业布局的优化与调整；推进循环经济的发展；引导传统产业和企业的生态化改造；推动集群经济的发展；推广绿色能源的使用，实施绿色能源战略、废物资源化战略等。
(2)农业生态化。运用生态经济学原理，以市场为导向，不断优化农业内部结构，改善农业基础设施，培育与建设生态种植业、养殖业或无公害绿色菜篮子工程、高档次的园艺业，高科技含量的加工业及活跃的流通产业，逐步形成具有地方特色的优质、高效及无公害农副产品系列与品牌。通过种地与养地相结合，充分利用和保护农业资源，使资源利用、环境保护与经济增长形成良性循环，不断提高农业的可持续发展能力。生态农业建设内容主要包括：优化农业结构，大力发展经济效益较高且对环境影响较小的特色农业和经济作物，重点发展一些农产品精加工项目；改善农业基础设施建没，加强农田基本建设工程；建设绿色食品基地，促进农业产业结构向绿色化、产业化、标准化方向发展；改善农业生态环境质量状况，大幅提高农业资源利用效率；推进林业生态体系建设。构建稳定的林业生态系统等。
(3)第三产业生态化。以提高资源利用效率为核心，加快传统第三产业的生态化改造，积极发展以绿色物流业、生态旅游业、绿色饭店、环境服务业等为主要内容的新兴第三产业，优化生态服务业产业结构，增强生态服务业的竞争能力。主要建设内容包括：一是发展生态旅游，结合地方特色的生态环境优势，发展以回归自然、认识自然、热爱自然、保护自然、陶冶情操为主要内容的生态旅游业，使生态旅游成为旅游业的龙头，成为地方国民经济的重要支柱产业。二是建设生态物流业，培育一批具有市场竞争能力、经营规模合理、技术装备水平高、注重资源与环境、生态效益优势的生态物流企业。最大限度降低物流中的能耗和货损，推进物流经营的绿色化。三是建设生态服务业，运用安全、健康、环保理念，坚持绿色管理、绿色消费、绿色运行的方针，创建绿色餐饮、绿色商场、绿色机关等；建立以资金融通、技术咨询、信息服务、人才培训等为主要内容的服务体系。
2.政治生态化。我国正处于市场经济初级阶段，政治体制改革正逐步展开，传统的政治体制、政治理念、民主法制程度等一系列政治上层建筑正在发生着重大变化，正在朝着生态化方向发展，这也是今后一段时间内政治建设的重要任务。政治生态化的主要内容包括：
(1)政治理论生态化。即政治学理论借助生态理念，建构起生态化的政治理论，要求政治活动必须从全人类的生存利益出发，建立国际政治经济新秩序，推动人类社会的可持续发展。
(2)执政理念生态化。转变施政观念，放弃政治中心主义和政治独尊主义，融政治于社会，实现政治社会化，以社会为服务对象，满足社会发展对于政治支持的要求，为社会发展创造良好的生态政治环境。
(3)加快政治体制改革，将生态政治核算机制纳入政治决策和制度创新的经常化规范之中，借以判断政治决策与制度创新的政治生态效益；加快以民主为主旨的生态政治建设，构建起以人民、社会组织为监督主体的政府行为监督和制约机制等。
3.环境生态化。环境包括自然环境与人工生态环境，所谓人工生态环境就是社会经济以及沟通自然、社会、经济的各种人工设施与上层建筑共同体。环境生态化就是人与环境的和谐，是人类与环境相互作用中最本质的内在联系，也是人类与环境相互作用中的核心规律。环境生态化就是实现人与环境从适应生存，到环境安全，到环境健康，到环境舒适。最后到环境欣赏的过程，这五个层次在和谐程度上是逐级递增的。环
境生态化内容主要包括：
(1)城市环境要素的生态规划与污染控制，主要指城市环境、大气环境、噪声环境以及同体废弃物环境的管理。
(2)城市景观生态建设，在尊重自然、尊重人性、尊重文化基础上。克服趋同化、一般化，体现城市个性和特色。
(3)城市生物多样性保护，生物多样性的保护包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性以及景观多样性的保护，生物多样性保护不仅是建立各种保护区，而且要从制度、意识和技术上给予支持。
(4)城市资源能源集约利用，包括水资源的节约利用，限制高耗水工业项目的发展，提高工业用水重复利用率。
(5)土地资源的保护，保证农业用地、城市建设用地和生态用地的“动态平衡”，及能源的合理开发，开发可再生新能源，不断提高清洁能源在能源消耗总量中的比重，努力减少煤炭的消耗总量，降低工业产品的单位能耗；加强城市园林、道路等绿化等。
4.社会生态化。人类社会正处于工业社会向生态社会过渡的重要转型期。与此相对应，生态文明正在逐渐取代工业文明，城市社会生态化是生态城市建设的最终目标。社会生态化体现在人与人之间的和谐、人与自然之间的和谐，体现于全新的发展观、幸福观、生产观、消费观等影响人类思维方式、行为模式和生活方式的观念之中(张鸿雁，2002)。社会生态化主要包括：
(1)构建生态交通体系。城市交通生态系统是城市功能子系统之一。在生态城市建设中，有必要构建与生态城市相匹配的健康、安全、高效、舒适的循环体系――生态交通体系。
(2)构建生态人居环境。在宏观层面上构建经济、高效的人居生态格局。提出合理的开发时序，实施人居组团生态规划和人居环境功能提升。
(3)社区建设。对各片区的社区现状进行评估分档，并提出各档社区生态建设方向，统筹规划各密度居住类型的社区布局，优化社区公共空间；在微观层面加强生态型住宅建设，提高社区服务水平。
(4)加强城市基础设施建设。基础设施作为城市社会经济活动的空间物质载体。既为物质生产又为人民生活提供一般条件的公共设施，是城市赖以生存和发展的基础。它不仅反映城市的综合实力和竞争力，还反映出城市居民的生活质量和社会福利水平。因此要加强教育、医疗、体育、文化等设施建设。
5.文化生态化。文化具有二重性，它既是人类生存发展中所创造的物质和精神财富的总和，又对人类自身的生存和发展产生巨大影响。因此，人类的生存发展离不开良好的自然生态，人类和自然的和谐发展，同样也离不开良好的生态文化。文化生态化就是从传统工业文明时代向生态文明时代的转变，生态文化教育即将成为一种新的文化标准。生态文化就是从人统治自然的文化过渡到人与自然和谐的文化。这是人的价值观念根本的转变，这种转变解决了人类中心主义价值取向过渡到人与自然和谐发展的价值取向。生态文化重要的特点在于用生态学的基本观点去观察现实事物，解释现实社会。处理现实问题，运用科学的态度去认识生态学的研究途径和基本观点。建立科学的生态思维理论。文化生态化的主要内容有：
(1)传统价值观到生态价值观的转变。价值观是人们行动的主导，有什么样的价值观就会有什么样的行为，传统的价值观认为：凡是没有劳动参与的东西或者不能交易的东西，都是投有价值的，因此环境资源没有价值。这是现实中造成环境污染、生态破坏和资源枯竭，阻碍和制约经济社会可持续发展的价值观根源。生态价值观认为：无论从功效论、财富论或地租论上来分析，环境资源是有价值的。因此生态城市建设必须建立在生态价值观的基础上。
(2)改变传统消费模式，构建生态消费模式。生态消费是一种适度消费，是一种可持续性的消费模式，是一种全面消费。是当代人类应该选择也必须选择的消费模式，唯有这种消费模式，生态城市建设才能协调可持续发展。
(3)构建绿色生活方式。生态环境的恶化促使人类必须选择一种与环境承载力相适应的生活方式――绿色生活方式。绿色生活方式是可持续发展在社会生活中的具体体现。这种生活方式是既能满足当代人生活的需求，又不危及后代人满足其需求的各种生活方式的总和，是一种文明、健康、科学的生活方式。
(4)建设传承与创新的融合文化。重视历史文化的延续性，民俗和传统文化的传承历史，城市文化历史的经营；拥有强有力的创新文化，允许不同背景的语言、习俗和伦理相互交流。
(5)保持城市个性化的文化。人文意蕴的设计要基于区域的禀赋特质，包括历史地理层面、自然生态层面、区域行政层面。
(6)重视科教普及。科教作为基础性力量长期发挥作用，通过科教的普及发展，全面提高城市居民素质。高素质的人力资本是城市可持续发展的核心，提高人口素质本身也是发展的目标。