美丽城市生态环境协同治理:基于生态韧性与协同增效的考察

李海东,马伟波,张龙江,吕玉娟,刘臣炜,赵立君

(生态环境部南京环境科学研究所,江苏 南京 210042)

超大特大城市生态环境治理和乡村生态振兴是推进以人为核心的新型城镇化的重要内容。党的二十大报告提出,以城市群、都市圈为依托构建大中小城市协调发展格局,推进以县城为重要载体的城镇化建设。改革开放40多年来,中国城市数量由1978年的193个增加至2021年的692个(地级市300个),城镇常住总人口由1.72亿增加到9.14亿,占全国总人口的比例由18.1%提高到64.7%[1]。2012年以来,我国有1.3亿农业转移人口在城镇落户,19个城市群集聚了全国70%以上的人口和80%以上的经济总量,中心城市辐射带动能力逐步增强,中小城市活力增强,县城补短板强弱项稳步推进。快速城市化一方面孕育了城市现代文明,提高了居民生活水平;另一方面也加剧了以城市为中心的环境污染及其导致的人体健康和生物多样性丧失等问题[2]。从发展趋势看,未来城市规模越来越大,人口将进一步向大城市聚集,高密度、高强度、高流动的城市发展模式加剧了疾病的传播与扩散[3],城市步入高风险管理阶段,生态环境安全和健康受到持续高度关注。

城市是现代化的重要载体,也是人口最密集、污染排放最集中的地方。2015年第四次中央城市工作会议(前3次分别于1962、1963和1978年召开)指出,城市工作要把创造优良人居环境作为中心目标,努力把城市建设成为人与人、人与自然和谐共处的美丽家园。近年来,我国城市生态环境治理取得显著成效,促进了人与自然和谐共生,但也依然存在生态环境质量持续改善压力大、生态安全格局破碎化严重、环境基础设施建设有待加强、智慧化精细化管理水平不均衡、绿色低碳发展任务仍然较重等问题。目前,我国中西部省会城市虹吸集聚发展与中小城市城镇化“伪增长”现象突出,“大城市病”愈发显著,出现了碳排放强度和总量“双控”转变以及人居生态环境健康等新难题,给新时期城市生态环境治理和美丽中国建设造成新挑战。为提升快速城市化地区生态文明建设水平,2022年3月以来,笔者所在课题组先后开展了北京、上海、江苏、广西、福建、浙江、四川、湖北、湖南、重庆、贵州、陕西、新疆、山东、辽宁、安徽16个省(区、市)23个典型城市生态保护与监管调研,结合地方关于城市生态环境治理的意见和建议,辨析了市域、建成区、市辖区和城区的概念,分析了我国城市生态环境治理存在的主题问题,研究提出基于生态韧性与协同增效的城市生态环境治理策略。

1 概念辨析

1.1 市域、建成区、市辖区和城区

根据GB/T 50280—98《城市规划基本术语标准》,城市(city)是指以非农产业和非农业人口聚集为主要特征的居民点,主要是国家行政建制设立的市;城市包括的全部国土面积称为市域。城市建成区(urban built-up area)是指城市行政区内实际已成片开发建设、市政公用设施和公共设施基本具备的地区,具体指一个市政区范围内经过征用的土地和实际建设发展起来的非农业生产建设的地段。市辖区(municipal district)是指直辖市、副省级城市和地级市下设的行政区,是城市建成区的核心组成部分,居民以城镇人口为主。根据TD/T 1064—2021《城区范围确定规程》,城区范围是指在市辖区和不设区的市,区、市政府驻地的实际建设连接到的居民委员会所辖区域和其他区域,是实际已开发建设、市政公用设施和公共服务设施基本具备的建成区。《宪法》将直辖市以外的市分为设区的市和不设区的市,设区的市即设立市辖区的市,地级市为市辖区的上级。从统计学角度,建成区的范围可能大于、等于或小于市辖区的范围,但肯定小于或等于市域范围。从边界来看,建成区为统计学概念,随着城市建设发展其边界和范围会动态变化,而市辖区范围明确,很少发生调整(图1)。

图1 市域、建成区、市辖区和城区的范围示意Fig.1 Schematic diagram of the scope of city, built-up area, municipal district and urban area

1.2 韧性城市和生态韧性建设

韧性(resilience)最早来源于物理学概念,20世纪60—70年代开始被一些生态学家采用,有时也称恢复力、弹性,指的是生态系统恢复平衡的速度、应对危机并恢复的能力以及适应新环境的能力[4]。目前,韧性城市(resilient city)仍然没有统一的规定性概念[5-6]。联合国防灾减灾署将韧性城市定义为“面对冲击和压力,能够做好准备、恢复和适应的城市”。MEEROW等[7]认为,城市韧性是指城市系统及其所包含的跨越时空尺度的社会生态和社会技术网络,在面对干扰时维持或迅速恢复所需的功能及适应变化的能力,并使限制当今或未来适应能力的系统快速转型。中共北京市委办公厅、北京市人民政府办公厅发布的《关于加快推进韧性城市建设的指导意见》指出,韧性城市是具备在逆变环境中承受、适应和快速恢复能力的城市,是城市安全发展的新范式。2022年版《国际城市蓝皮书》的主题是“全球韧性城市建设”。城市包括经济、政治、社会、空间结构、生态环境及要素流动等系统,各要素相互交织重叠,共同维护城市系统稳定与发展[8]。韧性城市建设一般包括经济韧性、社会韧性、空间韧性、基础设施韧性和生态韧性[9],生态韧性是韧性城市建设的重要维度。

不同学者由于关注点的差异(城市规划、防灾减灾、人居环境健康、生态系统保护、绿色低碳等)提出了不同的见解与诠释。1973年,加拿大学者HOLLING[10]最先基于生态系统的动态平衡特点,将生态韧性定义为当生态系统受到外部干扰时的自身重组能力、适应恢复到均衡状态的能力。PIMM[11]进一步将生态韧性定义为生态系统在遭受扰动后,恢复到原有稳定状态的速度。BRAND[12]将生态韧性定义为生态系统抵抗干扰并保持特定状态的能力。2016 年,《新城市议程》从城市规划的角度将城市生态韧性定义为城市内部的生态系统可以承受的多种冲击,并从冲击中恢复,且能逐渐提高其功能的能力。CHAFFIN等[13]认为,生态韧性是指系统在保持结构、功能、反馈和基本系统特性的情况下承受干扰的能力,是复杂系统一种非规范的属性。姜子璇[14]从韧性城市特征角度将生态韧性定义为生态系统在面对外界压迫和内在压力时,能够及时进行抵御、承受和灾后恢复的能力。城市生态韧性体现在2个方面,一是城市生态系统自身提供的韧性,指城市通过优化生态安全格局、加强城市生态建设来提高隔离、规避和消解破坏性影响的能力;二是依赖城市系统底层的多样性、相互依赖性和自组织能力形成的韧性,以自下而上的方式构成社会生态系统的稳定性和恢复重建能力,并具有一定的适应性演化能力[15]。由此可见,城市生态韧性着重于提升市域特别是建成区生态系统的多样性、稳定性、可持续性,发挥自然系统在水源涵养、洪水调蓄、气候调节、生物多样性维护、减污降碳等方面的生态系统服务功能,增强城市适应气候变化灾害能力和人与自然和谐共生的现代化水平。

2 城市生态环境治理存在的主要问题

2.1 生态环境协同治理滞后于城市建设,人居生态环境“大城市病”依然严峻

习近平在江苏考察时强调,建设人与自然和谐共生的现代化,必须把保护城市生态环境摆在更加突出的位置。从城市建设来看,我国城市建成区面积由2000年的2.24万km2增加到2021年的6.24万km2,增长了179%[1],城市建设成绩斐然。从城市热环境来看,有研究表明,2000—2018年城市地表热岛效应最高增速为1.13℃·(10 a)-1,主要发生在夏季,我国绝大多数城市热岛效应强度在持续增大[16-18]。城市建设活动和路网建设活动改变了局部地貌特征和生态景观,长期以来城市运行的生态环境安全未得到充分保障,存在重污染防治、轻生态保护的短板。《全国生态状况变化(2015—2020年)调查评估报告》指出,2015—2020年我国城市开发建设强度不断增大,2020年城镇生态系统面积为31.09万km2,增幅达6.3%,主要表现为侵占周边农田。从城市健康来看,良好的生态环境质量和高效的资源利用是城市健康发展的重要基础。根据《城市蓝皮书:中国城市发展报告(2020)》[9],我国中等规模城市健康管理指数最高(56.61),其次是大城市(56.00)和特大城市(55.47),小城市(54.46)和超大城市(50.34)较低,说明小城市和超大城市存在明显的健康管理短板,超大城市的生态环境治理体系以及小城市的生态环境治理能力有待加强。

2.2 治理体系和治理能力的区域差异显著,基础设施建设面临“快还旧账、不欠新账”双重压力

城市生态环境是国家治理体系和治理能力现代化的重要内容。从治理体系来看,当前城市生态环境治理面临生物多样性提升、气候变化风险适应性管理等新问题,城市生态系统和安全保障体系正在经历重大考验。调研表明,我国城市人口密度大,难以借鉴西方城市建设经验,尚未从单体建筑—社区—城市—城市群等多个尺度考虑生态保护,破解“大城市病”需考虑立体空间利用。超大特大城市生态环境治理体系仍显不足,亟待提升精细化和智能化水平。从治理能力来看,中小城市受经济发展水平限制,生态环境监测能力、环境风险防控能力、专业技术队伍等与环境治理现代化要求存在较大差距。调研表明,西部地区有些省份城市生态环境治理的基层人员少,执法队伍呈倒三角形,有机构但人员不足,县级执法监管能力难以支撑垂改后的工作任务。从基础设施来看,《2021年中国城市建设状况公报》指出,2021年我国污水处理率为97.89%,生活污水集中收集率为68.60%,比上年增加3.8百分点,上海、新疆、天津、北京、陕西、甘肃、内蒙古、河南、宁夏、江苏、吉林、河北、山东、广东、山西15个省(区、市)和新疆生产建设兵团的城市生活污水集中收集率超过70%。有些城市存在污水收集处理能力与城乡发展不匹配的问题,生活污水处理厂配套管网建设总体滞后,雨污分流、污水截污还不到位;工业园区污染治理设施建设不足,难以适应新型工业化建设发展。

2.3 “双碳”目标任重道远,工业园区降碳减污扩绿增长亟待技术创新

城市是产业积聚和人口集中分布区域,是降碳减污扩绿增长的“主战场”。有报道指出,从全球的角度来说,城市地区排放的CO2占总量的比例为75%左右;中国城市地区占比更高,在80%左右[19]。从产业绿色转型来看,目前战略性新兴产业、高技术产业尚未成为多数城市经济增长的主导力量,产业链、供应链还处于向中高端迈进的重要关口。调研表明,有些城市以煤炭和石油为主的能源结构和以公路运输为主的运输结构仍将持续较长时间,传统发展路径的惯性依然存在,污染物排放总量仍较大,仅依靠节能的减碳空间有限。从碳排放“双控”来看,能源消耗量仍呈刚性增长趋势,以降碳为重点的城市生态文明建设任重道远,特别是工业园区。2022年国家级和省级工业园区有2 543家,经济总量约占全国GDP的60%以上。园区既是城市绿色低碳发展的主阵地,也是生态环境领域推动“双碳”战略落实的重要抓手。生态化改造是园区绿色低碳发展必由之路,但当前已命名和在建的国家生态工业示范园区不足100家,同时也存在区域不平衡现象,东部地区开展建设起步早、数量多,中西部地区建设滞后。从技术创新来看,作为城市降碳减污、绿色发展示范引领的“排头兵”,园区却面临着碳排放底数不清、“运动式”减碳的问题[20],需要着眼于城市和工业园区“双碳”目标,研究构建以产业生态化和生态产业化为主体的生态经济体系,亟待加强降碳减污协同增效和绿色低碳转型发展技术的研发及实践创新研究。

2.4 顶层谋划发展的系统性不强,缺乏针对性的城市生态环境治理举措

城市生态环境精细化管理是人与自然和谐共生现代化的客观要求。长期以来,我国快速城市化地区过度关注经济增长,强调城市的生产功能,协同推进生态环境高水平保护和经济社会高质量发展面临多重压力。城市“重高楼、轻绿色”“重地上、轻地下”的现象尚未得到根治,1985—2020年我国地表不透水面增加了13.1万km2,居全球首位[21]。从环境质量来看,臭氧污染防控工作进入瓶颈期、攻坚期,碳排放量仍在增加,水环境治理存在“重厂轻网”“微容量、重负荷”现象。东部地区资源利用率最高,但超大特大城市和城市群环境质量持续提升难度大,西部地区环境质量优良,但环境基础设施受经济制约明显,区域之间生态环境本底和经济社会发展水平存在明显差异性。从人居生态环境来看,生态文明建设有力提升了生态环境意识和法治意识,但仍存在噪声污染、汽车尾气、餐饮油烟、施工扬尘、城市内涝等问题[22],特别是在老城区,严重影响和谐宜居环境建设。根据近10 a的《中国环境噪声污染防治报告》,噪声污染投诉连续占据环境投诉总量的前2位(达38%以上),某些城市噪声投诉占比甚至达70%以上,是居民生活中的闹心事、烦心事。调研表明,居民对于城市高品质生态环境的需求日益增长,但以“人在绿中,城在园中”“出门见园、开窗见绿”“十五分钟生活圈”为引领的城市生态建设尚未融入多数城市规划目标。从政策实施来看,快速城市化地区具有单体建筑—社区—城市—城市群的地上地下多维度空间特点以及基质—廊道—节点的宏观生态安全格局[23-24]。打好污染防治攻坚战的重点在京津冀等关键区域和主要城市,生态保护修复的重点在生态脆弱区和重点生态功能区。目前对城市建成区生态韧性提升和生物多样性保护的关注不够[25-27],站在人与自然和谐共生的高度谋划发展的系统性不强,同新时期生态文明建设和“打造宜居、韧性、智慧城市”要求相比,仍缺少针对性的城市生态环境治理举措。

3 城市生态环境治理策略

3.1 加强顶层设计,站在人与自然和谐共生的高度谋划城市生态环境治理

以习近平生态文明思想为指导,深入践行“人民城市人民建,人民城市为人民”和“绿水青山就是金山银山”重要理念,推进城市建设与生态环境治理重大战略协同增效,完善新时期协同增效的城市生态环境治理体系。打破城市建设与生态环境保护、园林绿地、自然保护地建设、生态保护红线划定、生物多样性保护、产业结构调整等要素化、条块化分割治理的局面,共同推进符合“人民城市”理念的生态环境治理新路子,协同打造宜居、韧性、智慧城市,实现城市生态环境治理的目标协同、政策协同和技术协同,全面提升城市生态文明建设水平。

图2 城市生态环境治理存在的主要问题和路径探析Fig.2 Major problems and potential paths in urban eco-environment governance

3.2 突出生态韧性,强化超大特大城市生态服务和中小城市环境基础设施建设

破解超大特大城市生态环境治理体系和中小城市生态环境治理能力存在的问题,需要强化城市生态韧性建设,其中城市生态空间保护、区域/流域生态用地调控、生物多样性提升是关键任务,城市规划源头控制、城市更新与生态修复、生态基础设施建设等精细化管理是重要手段。结合《“十四五”全国城市基础设施建设规划》[27],从单体建筑—社区—城市—城市群等多尺度强化城市生态空间保护,科学布局与优化公园绿地、生态廊道、生态缓冲带,构建覆盖建成区和非建成区的生物多样性观测网络,提高城市生物多样性和生态系统服务[26]。针对风险与灾害防控,构建生物安全、外来入侵物种、花粉污染、气候变化灾害等非传统安全风险的防范系统,加强中小城市环境基础设施建设,提升人居环境健康和生态安全水平。

3.3 锚定协同增效,聚焦城市和工业园区降碳减污扩绿增长新任务

系统谋划碳达峰碳中和纳入城市生态文明建设、生态环境高水平保护促进经济高质量发展新任务,基于生态环境协同治理理论,深化数字技术应用,制定城市和工业园区降碳减污扩绿增长的精准细化和智能化管理技术政策。聚焦降碳减污协同增效的控制路径和有效模式,构建以产业生态化和生态产业化为主体的城市生态经济体系,分阶段部署实施城市和工业园区生态环境协同治理目标和任务,创新城市和工业园区差异化生态环境治理模式,探索工业园区降碳减污协同治理机制及碳中和路径,赋能碳达峰碳中和目标实现。

3.4 强化分区分类,提升城市生态系统多样性、稳定性、可持续性

人与自然和谐共生的现代化是中国式现代化的重要内容。依托市域、建成区、市辖区和城区的差异性,严守城市自然生态安全边界,加强物种多样性保护和生物多样性管理,分区分类实施城市生态系统管理。围绕打造宜居、韧性、智慧城市和城市生态修复,保护重要生态系统和物种的栖息地及生态服务功能,通过生态用地优化、城市更新行动、生态廊道建设等构建生态安全格局[28]。结合生物多样性定位观测或实地调查,优先开展建成区生物多样性本底状况调查,评价古树名木保护、外来入侵物种防控、指示生物类群物种变化等情况。针对城市复合生态系统管理和生物多样性保护的相关政策、规划、项目、工程等实施情况,评价资金投入、公众参与和地方特色,综合反映城市人与自然和谐共生情况。

3.5 加强科技支撑,破解新时期城市生态环境协同治理难题

研究“人民城市人民建,人民城市为人民”和“绿水青山就是金山银山”重要理念的耦合性,加强城市生态韧性与环境污染治理协同控制理论技术创新研究,研发基于人工智能、大数据的超大特大城市生态环境治理精细化和智慧化管理技术。围绕城市生态服务提升、人居环境健康和绿色低碳转型发展,研究区域和城市生态产品“供体-受体”调控机制,建立基于城市更新和多尺度生态空间调控的城市生态韧性建设技术体系。 针对城市建成区热岛效应和非建成区冷却效应,开展韧性城市生态服务提升机制研究,揭示气候变化与生物多样性的影响及反馈机制。

4 结语与展望

相较于自然生态系统,城市和城市群以人口、生产、生活等要素资源高度聚集为基本特征,是自然-社会-经济相互依赖的复合生态系统。党的二十大要求“坚持人民城市人民建、人民城市为人民,提高城市规划、建设、治理水平,加快转变超大特大城市发展方式,实施城市更新行动”和“站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”。城市生态韧性提升的目标是人与自然和谐共生,在建成区必须强化以人为本的理念,协同推进韧性城市建设、环境污染治理、生态廊道建设和生物多样性提升,实施城市生态环境的精细化治理和智慧化管理;在非建成区应强化以自然为本的理念,加大自然保护地、生态保护红线等生态空间保护力度,依托城市功能定位,推进生态产品价值实现和自然生态安全屏障建设。

该研究面向新时期城市生态环境协同治理,阐释了城市生态韧性的内涵,凝练总结了当前存在的主要问题:(1)生态环境协同治理滞后于城市建设,人居生态环境“大城市病”依然严峻;(2)治理体系和治理能力的区域差异显著,基础设施建设面临“快还旧账、不欠新账”双重压力;(3)“双碳”目标任重道远,工业园区降碳减污扩绿增长亟待技术创新;(4)顶层谋划发展的系统性不强,缺乏针对性的城市生态环境保护举措。鉴于此,笔者基于生态韧性与协同增效提出了5条城市生态环境治理策略:(1)加强顶层设计,站在人与自然和谐共生的高度谋划城市生态环境治理;(2)突出生态韧性,强化超大特大城市生态服务和中小城市环境基础设施建设;(3)锚定协同增效,聚焦城市和工业园区降碳减污扩绿增长新任务;(4)强化分区分类,提升城市生态系统多样性、稳定性、可持续性;(5)加强科技支撑,破解新时期城市生态环境协同治理难题。2023年7月17—18日召开的全国生态环境保护大会指出,把建设美丽中国摆在强国建设、民族复兴的突出位置,推动城乡人居环境明显改善、美丽中国建设取得显著成效,以高品质生态环境支撑高质量发展。上述研究结果可为站在人与自然和谐共生的高度谋划城市生态环境治理体系和治理能力建设提供依据,特别是超大特大城市,并结合海绵城市、园林城市、森林城市、公园城市、国家环境保护模范城市等生态城市建设,提升城市生态建设和环境管理水平,协同推进城市生态环境高水平保护和经济社会高质量发展,为我国新时期美丽城市生态环境治理、城市更新行动和生态韧性提升提供决策参考。

致谢：感谢生态环境部卫星环境应用中心、生态环境部环境与经济政策研究中心、中国科学院南京地理与湖泊研究所、国家环境保护快速城市化地区生态环境科学观测研究站等单位多位专家的宝贵意见和建议。