04城市化进程及其生态环境效应20160315

4.城市化进程及其生态环境效应4.1城市化进程4.2城市化的生态环境效应4.3城市环境问题的生态学本质4.4如何解决城市环境问题？（几种比较思路）·快速城镇化阶段，年均增幅超1%·目标：2020年常住人口城镇化率达到60%、户籍人口城镇化率达到45%比较：世界城市化发展历程（1800—2000）50%78%·2011年，中国城市化率超过50%，新型城镇化阶段：“质”·50%之后，快速城镇化过程还将持续„„4.1城市化进程城市化发展规律：“S”曲线城市化的实质？速率阶段性：城市化与工业化-后工业化工业化发达——城市化水平高——生态环境问题凸显城市化水平高——工业化（经济）发达？宁夏某县„„沙漠侵蚀牧场、原生生态问题，生态移民——被动城市化辽宁阜新，煤矿城市的逆城市化，资源依赖型城市的转型？北方游牧民族的南侵、现代战争——与生态环境压力直接相关1870—1995瑞典城市化进程与环境策略时段工业化发展阶段城市化水平主要环境问题环境策略1870—1900工业化早期低于30%无明显环境问题1900—1930工业化时期30%——40%环境影响初现自然保护运动1930—1950早期福利阶段40%——50%城市扩张明显、环境污染加剧从系统角度看待环境问题1950—1970“强有力的社会”50%——70%城市快速扩张、空气污染及水污染污染治理1970—1990工业化高级阶段70%——85%83%（1980）86%（1985）城市扩张趋缓、但机动性增强整体思维下的生态保护1990—今“绿色社会”85%——90%以上全球生态危机环境法案、生态循环“先工业化、城市化，再生态化”的典型发展过程城市扩张（快速城市化）与机动性增强是先后来临的中国城市正处在工业化—后工业化—信息化的不同阶段（基地？）拐点中国城镇化特征：人口基数巨大，发展速度快，发展质量不高（超英国、美国、日本两倍多）中国城市化发展进程1978年17.9%2014年底54.8%......中国城市化发展速度是世界同期平均速度的两倍左右2011年超过50%（基本实现城市化）2020年预计60%，未来10—20年依然是我国城镇化高速发展阶段地区分化明显，中西部以工业区（制造业）、新区的建设发展为主，东部以质量提升为主城市仍将面临巨大的环境压力和挑战。重要课题：城镇化+生态化？/新型城镇化转型发展：在城市快速发展需求与巨大的人口基数、有限的环境容量、匮乏的人均资源之间寻求平衡2014——“新常态”、新型城镇化4.2城市化的生态环境效应4.2.1城市化的生态环境正效应（集聚效应）•城市选址于较好的生态位/区位——更高的生态生产效益生态位（niche）是有机体在环境中所占据的地位、所处的位置（物理的、生物的）。•城市特征：集聚效应——人口、建筑物、工商业、设施集聚„„“1+12”经济效益、社会效益、生态效益高密度、土地利用效率（6—10倍）公共、市政基础设施共享：污染集中治理效应资源利用集约效应：人均占用资源相对较少•城市规模越大，集聚效应越显著2012〔美〕经济学家爱德华·格莱泽《城市的胜利》如果你热爱自然，请搬到摩天大楼里如果你热爱地球，请搬到城市里城市是人类最伟大的发明，寄托着人们对未来最美好的希望；城市让我们变得更加富有、智慧、绿色、健康和幸福；高密度的城市生活不仅有利于保护环境，而且能够带来创新和发展，推动人类文明的进程；无论我们身处何处，都要精心培育和维护自己的城市，否则将会自食其果。4.2.2城市化的生态环境负效应主要表现：“城市病”、（1）城市化“占用”大量土地•以上海60年多来城市用地拓展为例(如图)•城市向外扩展的方式：以低密度发展、空置地或待建地为特征——全国各类开发区、新区面积达3.6万平方公里，但实际利用率只有约30%•城市内部的“棕地”、未充分利用地稳定增长期缓慢增长期快速增长期高速增长期？城市生态问题„„上海1911—2015城市建设用地的扩展南京1920—2007人口密度的变化1990年118平方公里150万人口1.272000年201平方公里200万人口0.992007年570平方公里520万人口0.91港媒发布：2014内地“鬼城”地图色调越暖（偏红），表示城市越有机会变成“鬼城”（近五年竣工建筑的空置率）地方政府任意匆忙地发展新城、新区、房产项目，试图以此推高GDP增长、实现城镇化目标，但若不能提供足够的就业机会、不能持续吸引入住，过度城镇化——“鬼城”（2）城市化使自然生态系统受损图与底——城市人工系统与自然生态系统自然生态——›人工生态“大地疮疤”——自然生态网络被人为切断（河流、湿地、山系„）——生物多样性减少，物种结构单一——滨水、沿海生态系统（10亿人）受到威胁大量的湿地和沼泽被抽干或填埋，大规模填海，在海滨和沙丘上修建房屋或旅游设施等，当沙丘、沼泽、红树林、暗礁等防止风暴的天然屏障、缓冲物遭到破坏，海岸就很容易被侵蚀——植物与人类的生物量比值下降植物与人的生物量比值：东京1:10；北京1:8；伦敦7:10联合国环境署要求城市人均绿地应达到60平方米，我国城市规划的目标人均9平方米——15平方米（3）城市化对人群的健康效应积极的与消极的两方面对自然生态环境的影响与破坏——长期的、潜在的过程城市生活方式“文明病”及“公害病”呼吸道疾病、肺癌多发——空气污染/PM2.5、AQI食品卫生安全堪忧——水体、大气、土壤污染——农药、添加剂、防腐剂和催生剂的过量使用——转基因食品（4）城市化带来建筑的丘陵化高层与超高层建筑群——城市下垫面呈丘陵状一系列问题：水泥森林——气候调节能力粗糙度增加——城市风道受阻“高楼风”——狭管效应（5）城市化与地面沉降宏观方面：打破力的平衡，改变地形地貌，可能引发土壤侵蚀、塌方、滑坡等地面沉降原因东京、墨西哥城、上海、深圳、西安„„——过度抽取地下水，地下水位下降水资源承载力是城市发展规模预测的关键！——在城市地下大量开采矿物——不透水性下垫面，阻止雨水向下渗透危害——破坏建筑物、构筑物——严重破坏城市基础设施——易受洪水侵袭（6）城市化与环境污染本质：被改变的能量流、物质流水资源缺乏中国50%城市缺水，北京依赖区域供水，河北省水资源„2009北方（农村）大旱：耕地受旱面积逾3亿亩——专家分析：城市恶性膨胀、侵占水资源是导致生态恶化、农业受旱主因。水污染（排污量农村:城市=1:10，80%污水直排）空气污染（75%煤炭，机动交通、扬尘、工业）固体废弃物污染（97%填埋）城市交通运输（私人小汽车激增，南京15年从0.4%—20%）中国癌症村地图2013污染的松花江青岛海藻福建铜矿污水池4.3城市环境问题的生态学本质•前提：城市——生态系统首先构成城市生态系统的某些生态要素可能发生问题；其次是城市生态要素之间关系的紊乱；城市环境问题的本质是城市与自然之间关系的紊乱、以及城市与社会、经济之间关系的紊乱•所谓生态：谐而不均拓而不竭适而不滞周而不回生态是一种整合（非断裂）的关系；一种“平衡有序”的生存状态•城市环境问题的生态学本质（王如松）：——物质滞留（对环境：输入输出）自然生态系统：物质循环城市生态系统：单向流动、线形的城市物流链：资源——生产——消费——废物产业：发展循环型产业生活：生活垃圾的分类收集、处理与再利用——资源耗竭（对环境：输入输出）土地资源水资源能源„„——结构破碎自然生态系统：食物链、网结构，连接、有序结构城市生态系统：破碎、断裂、非整体的无序结构——系统板结系统自组织部分失效：停滞的、非整体的、非联系的4.4如何解决城市环境问题？4.4.1“先污染，后治理”——环保、交通部门传统的环境保护战略：“末端处理”（大气污染控制、水污染控制、固体废弃物处理等），是目前国内、外控制污染的最重要手段，作用重大，但耗资巨大。美国统计局统计，1990年美国用于三废处理的费用高达1200亿美元，占GDP的2.8%，国家的沉重负担。我国近几年用于三废处理的费用一直仅占GDP的0.6%—0.7%左右，已使大部分城市和企业不堪重负。风险：接近或超过环境承载能力极限，环境崩溃不可逆发展阶段与背景变化，发展中国家面临更严峻的挑战。4.4.2问题导向（局部、非整体）的解决方法——以圆明园塑膜防渗风波为例2005年03月，圆明园防渗膜工程——初衷是要解决园区的缺水、保水和景观整修问题。——做法：所有湖底被挖开，然后铺满大片白色塑料，四周用水泥严密封闭。管理方解释，这样做是为了防止湖水渗漏。往年公园每年要向园内湖中放水三次，水费约几百万元人民币。铺设防渗塑料一年可以只注水一次。缺乏基本的生态学常识——塑料膜材料——“活水”变“死水”：水体自净能力减弱。水生生态系统是由浮游植物,浮游动物和各种动物和微生物与水体和底泥、地下水系共同组成的。“流水不腐”是维持水体生态健康的秘诀。——侧防渗：地下水位下降，土壤干旱化，园中湿地植物受影响——关键：改变了圆明园湿地生态系统赖以生存的山形水系，影响流域水生生态系统（西山、海淀与北京城市生态系统）专家听证会：圆明园水危机必须从流域水循环和城市生态建设的全局去统筹解决——收集雨水——附近污水处理厂尾水白白流走/湿地净化功能圆明园防渗事件具有典型性：例如一些北方城市的“水景”圆明园风波教训：生态知识、技术的普及和观念的创新4.4.3遵循自然之道，解决城市环境问题综合的问题、关系的问题：系统地解决！理顺关系！需要生态的思维方式、生态的技术方案“自然之道”——解决城市生态系统问题仿效自然生态系统的本质进行设计——对于原有自然系统的生态恢复——对于现状城市人工系统的优化与调整——新建一个人工系统，如可持续交通体系、特色历史文化网络等