生态视角下智慧城市的新挑战

林麦琪

（华东理工大学）

1 引言

智慧城市是信息时代下的产物，同时,智慧城市也影响信息社会的发展。过去的10年时间，见证了智慧城市作为一种新的城市理想和具体的转型过程在全球范围内的崛起，智慧城市已在许多城市展开——不仅是那些富裕的、技术发达的国家，也包括发展中国家[1]。2013年，20个城市列为国家“智慧城市”试点示范城市，2014年，国家印发的《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》（发改高技[2014]1770号）提出：到 2020年，建成一批特色鲜明的智慧城市，聚集和辐射带动作用大幅增强，综合竞争优势明显提高，在保障和改善民生服务、创新社会管理、维护网络安全等方面取得显著成效。欧洲的智慧城市发展更为成熟，已了解到信息通信技术对生态环境的影响，开始着手构建绿色智慧城市，推动城市低碳可持续发展。虽然已意识到智慧城市模式中生态的重要性并着手研究，但是，面对全球生态问题愈发严峻的现象，必须对智慧城市发展中产生的问题进行梳理，继续完善智慧城市运行模式，并提高城市的可持续性。

2 智慧生态城市意义

2.1 智慧城市概念解读

“智慧城市”的概念正式提出是在2008年IBM发表的《智慧地球：下一代的领导议程》中，自此，智慧城市迅速渗透到我们的生活中。智慧城市的概念同许多“流行词汇”一样有多种解读，智能城市（Intelligent Cities）、虚拟城市（Virtual Vities）、数字城市（Digital Cities）和信息城市（Information Cities）都体现着智慧城市的各个方面，其共同之处在于以信息通信技术作为未来城市运转的核心[2]。智慧城市无法明确单一定义的原因有2个：①智慧城市是多学科跨专业共同建立起来的概念模型，不同专业对其的解读不同；②智慧城市是一种发展目标和发展过程，因此，它不存在终级形态，无法对其进行准确地描绘。多样的定义虽然能够不断拓展智慧城市的发展领域，但也容易在发展中迷失目标。

从最初的目的分析，智慧城市技术的最终目标是优化对城市系统的控制，在智慧城市系统中，人是城市转型的中心，也是“数据来源”。任何技术的本质都是要让人变得更加强大、让环境更适宜人的生活、为人提供更多的发展机会、让人与人的沟通更加顺畅。这个概念的主要目标是通过在人类用户和智能技术之间建立积极的反馈循环系统来提高城市治理的有效性，创建一个通信模式，在这种模式中，会给对象在日常生活中配备微型控制器、数字通信收发器以及合适的协议中转站，使他们能够相互沟通并与用户进行交流[3]。智慧城市模式的目标是降低成本，提高效率，提高公民的生活质量，从而为城市规划者提供工具来利用各种人类行为信息。

城市物联网可以为公民提供大量的公共服务，并且通过城市基础社会来了解与反映城市居民的生活方式与问题，随着智能技术的应用，通过物联网的联系，使大规模的协同合作成为可能。

2.2 智慧生态城市的可持续意义

大多数人对智慧城市都是一种积极的解读，对其的批判却少之又少。由于智慧城市的复杂性使其在推广的过程中极易偏离发展的主线，特别是对于技术的过度追求容易忽视对人与自然的真正需求的思考。从工业革命开始后，人类活动对自然环境的影响越来越大，全球变暖和物种灭绝的速度大大提高，敲响了人类的警钟。面对这些挑战，20世纪70年代，提出了“可持续发展”理念和“生态城市”模式，“智慧发展”也是在如今信息时代背景下提出的应对策略。然而回首过去的实践，在城市发展中“生态城市”模式和“可持续城市”理念逐渐变成一种口号式的宣传标语，为了防止智慧城市变成言语上的说辞，有必要将其内容落实到实际中。

现在，智慧城市的模式还未真正成熟，为提高城市可持续性的目标并未完全体现，仍然存在较多的问题需要解决。目前，智慧城市实践主要以发展技术为主导，忽略了使用技术的真正目的，因此，智慧城市如何实现生态可持续性需要进一步探讨研究。智慧城市所面临的挑战正是未来智慧城市的发展方向。智慧城市的出现让人与自然的关系有了新的思考方式。

3 智慧城市面临的新挑战

3.1 基础设施带来的网络安全和环境污染问题

智慧城市基础设施的发展速度超过了安全工具，为不同类型的网络攻击和其他形式的事件（如工业间谍、恐怖分子、设备故障、蠕虫感染和自然灾害）提供了充足的空间。智慧城市拥有各个复杂的子系统，为了防止有害特性通过系统传播，应增强智慧城市的弹性，采用模块化的形式让不同的子系统各自发展，由互联网共同联系起来。网络作为连接线，其地位变得更加重要。通过网络将不同目的的系统的基础设施（如交通控制和能源管理）相互联系起来，创建一个“协作系统”，这种协作系统的复杂性就会呈指数级增长。因此，智能城市系统的漏洞数量将明显高于其子系统。这使网络安全成为智慧城市发展面临的最大挑战之一。

从目前智慧城市的结构规划来看，智慧城市的根基是数以万计地散布在城市各个角落的传感器与收集器，但这些基础设施并不生态，甚至过度密集的传感设备也会导致生态环境的破…坏。在全球范围内，2011年产生的电子垃圾约为 4.150×107t，2016 年达到 9.35×107t。因此，如何解决基础设施带来的网络安全问题和环境污染问题成为智慧城市下一步需要思考的问题。

3.2 智慧城市对社会阶层的影响：利益方的博弈与数字边缘化人群

智慧城市的发展一直在影响社会阶层的变化。智慧城市理论与实践涉及多学科交叉，介入的不同阶层会随着发展的推进而发生转变。互联网的兴起和发展在信息技术与智慧城市理论之间建立了联系，信息技术与计算机科学技术成为了智慧城市相关技术研发的主要力量。受全球市场化经济的影响，未来会有更多的商业公司加入智慧城市的研究中。而政府部门为了刺激经济的增长，从公共管理学的角度协助制定政策，进一步推动了智慧城市的理论研究与具体实践。如今，信息和通信技术对智慧城市的影响越来越大，Facebook、谷歌、亚马逊以及中国的阿里巴巴等企业正在不断引领智慧城市的发展。“智慧城市”是一个在全球市场上进行激烈的资本竞争和自我推销的竞赛的流行语，如何确保城市居民和环境能够在其中占主导地位，使智慧城市模式成为促进城市环境和社会可持续发展的新思路还有待研究。

智慧城市基础设施不断完善，互联网不断渗透到生活方方面面，这会引发另一个问题：智慧城市将会改变原有的社会阶层的分布——不熟练数字技术和拒绝使用数字技术陷入数字边缘化的人将无法享受社会的公共设施与机会，成为社会边缘阶层。例如，2010年，约有15%的瑞典人不使用互联网。大多数非使用者是老年人，但是，在年轻人中也可以找到非使用者。其中，最为显著的因素是对尝试和测试新技术设备和服务的消极态度。智能城市的发展威胁到没有互联网接入或无法负担技术成本的公众的公平和平等机会的基本问题，成为智慧城市模式的空白部分。

3.3 虚拟现实与现实生活的矛盾

智慧城市的一个较为重要的技术手段就是VR虚拟现实，通过这种技术在虚拟空间中模拟出真实的生活场景，让人们在同一空间中体会到不同空间的生活。但是，这种感知与人们对现实的感知记忆密切相关，当人们与生态自然的真实互动时间越来越短，对生态自然的感知记忆也就越来越少。同时，智慧城市的推广应用会产生更多的“屏幕时间”。日常工作中的 “屏幕时间”增加往往以牺牲直接与社会生态环境相互作用的时间为代价。虚拟空间（如聊天室，Twitter，Facebook等）代替了传统公共空间中相互交流的需求，并进一步拉开人类活动在时间与空间上的联系。从负担自然经验的地方分离出来的代价，包括从与自然环境的感官互动中获得的健康益处。有关城市化的公共卫生文献表明，自然环境的直接经验为减轻压力或应对压力提供了更好的机会，降低了抑郁，并对心理健康产生显著的积极影响。身体上的活动会促进身体和心理的健康。在户外的时间量与个体的体力活动有关，因为它需要某种形式的身体活动，通常是步行。从人类起源起，人类一直保持着对自然的依赖心理，这种心理的产生源于人与自然的互动体验，而虚拟空间阻碍了这种体验，这可能会引发对环境的态度的变化。当人类情感不再依附于自然环境，对自然的重视程度也会随之降低。引用米勒的话说：“如果人们不再重视自然或将其视为与生命有关，他们是否愿意投资于保护？”[4]目前，智能城市文献中关于如何整合数字技术来增加户外活动的时间以及设计如何通过步行或骑自行车来影响现实生态环境的可访问性，也是有限的讨论。如何处理城市社会可持续性问题，包括健康、教育、安全和社会关系等方面，如何增强归属感和凝聚力，以及这对现实的身心健康是否有益是一个值得思考的问题。

4 生态视角下的智慧城市的发展对策

智慧城市的快速发展让社会生态问题显现出来，这些问题不应该成为发展智慧城市的限制，而应该被当作未来智慧城市的发展方向，使其成为智慧可持续城市的一个必要的切入点。生态视角下的智慧城市的发展对策主要可以采取以下几个方面：

1）改善基础设施系统，建立可循环式的安全智慧系统

重新规划现有的基础设施，使其与智慧城市基础设施相融合，减少非必要性的基础设施建设。

2）加强网络安全管理和建设

当智慧城市完全建立起来后，网络安全问题将成为其最大的威胁，因此，需要不断提高网络安全防护等级。

3）建立具有包容性的智慧城市

对不会使用智能工具的人提供公平的生存机会。

4）增强智慧城市在现实生活中的应用

目前，智慧城市更多地应用于虚拟世界中，产生了现实世界中身心健康的问题，因此，需要重点研究如何整合数字技术来增加户外活动的时间[5，6]。

5 结语

本文阐述了智慧城市在生态可持续方面所面临的挑战，但是这仍然需要长期的思考与探索。鉴于全球生物多样性和气候变化造成的巨大损失，应创造有效的技术和工具，重新将人类连接到生物圈，并促进城市生态系统的管理。围绕着智慧城市的设计如何改变人们的态度和消费行为，应思考如何才能设计出与自然界一起运行的智慧城市，以及社会科技世界观如何帮助解决环境挑战，并演变为更为全面的城市可持续性概念。也许，这样的生态城市主义可以更多地使用“基于自然并与数字技术相结合的解决方案”，使其成为具有意义的概念，人们可以从中学习如何照顾环境，这些生物社会技术解决方案也可以为公民提供基本的需求。同时，还需要对智慧城市模型的网络安全性进行更多的研究，重点关注如何使ICT连通性不易受到不必要的冲击和意外影响。这种关于防灾能力的讨论也应涉及如何保障人类的基本需求。智慧城市不仅仅是一种城市发展模式，更是一种新的人类认知，对健康、自然环境以及科技的价值判断，必须对这些问题有所思考和判断，才能让人类与自然更加可持续发展[7]。