從“地球系統(tǒng)視角”看清可持續(xù)發(fā)展城市的全貌

未來的智慧城市，必將是一個人類智慧與人工智能協(xié)同共創(chuàng)、共治共享的生命體。

文｜陳德亮

ID | BMR2004

2025年10月最新發(fā)布的《全球臨界點報告》顯示，全球變暖持續(xù)推高全球平均地表溫度，2025年的增溫已經(jīng)突破1.5℃，世界正在逼近多個災難性臨界點，溫水珊瑚礁大規(guī)模的死亡就是其中的一個顯著標志。另外，溫度的上升加速格陵蘭和南極冰川消融，雨林大面積退化，大西洋洋流運動軌跡被打亂，從而擾亂了全球氣候系統(tǒng)的運行模式。而諸如化石燃料燃燒、土地利用變化等人類活動是導致二氧化碳、甲烷等溫室氣體濃度顯著升高的主要原因。

當人類的活動與全球氣候、水循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)緊密相連，作為人類活躍主陣地的“城市”必然不能被看成是地球系統(tǒng)中偏安一隅的存在。以快速擴張為主要目的的城市規(guī)劃思維需要轉(zhuǎn)向一種新的思維模式，即從長期主義的角度出發(fā)，統(tǒng)籌基礎設施建設、產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)化以及治理結(jié)構優(yōu)化“協(xié)同共治”的系統(tǒng)性思維。

01

從“地球系統(tǒng)”的角度重新定義可持續(xù)發(fā)展城市

城市其實是地球系統(tǒng)中的一個關鍵節(jié)點。

說到可持續(xù)發(fā)展城市，我們通常會將其與綠色城市、低碳城市或智慧城市等同起來。但實際上，綠色城市強調(diào)生態(tài)環(huán)境保護，低碳城市重點在于減少碳排放、推動能源轉(zhuǎn)型，而智慧城市則注重用科技提升管理效率和生活質(zhì)量，可持續(xù)發(fā)展城市的概念相比起來會更全面。

傳統(tǒng)意義上，我們可能更關注城市內(nèi)部的表現(xiàn)，比如碳排放是否達標、能源是否高效、交通是否便利。但從地球系統(tǒng)科學來看，城市是一個開放系統(tǒng)，它的影響遠遠超出自身邊界。

城市不是孤立的，它是一個開放、動態(tài)又復雜的系統(tǒng)。開放是指城市和外界不斷交換能量、物質(zhì)和信息；動態(tài)是指城市在經(jīng)濟、社會和生態(tài)上不斷變化；復雜則體現(xiàn)在城市內(nèi)部各個要素之間存在多層次、非線性的相互作用。

城市的發(fā)展和全球系統(tǒng)緊密相關。比如，城市的能源使用和土地變化會影響溫室氣體排放，進而參與全球氣候變化；而氣候變化又會通過極端天氣、熱浪、洪水等影響城市安全和運作。

在水循環(huán)上，城市化會改變地表徑流、增加不透水面積，從而影響區(qū)域水資源和洪澇風險。同時，城市排放的物質(zhì)和污染也會參與大氣和水體的生物地球化學循環(huán)，影響更大尺度的生態(tài)系統(tǒng)。

所以，城市其實是地球系統(tǒng)中的一個關鍵節(jié)點。理解它與氣候、水循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的互動，有助于我們設計更可持續(xù)、更有韌性的城市，也為應對氣候變化提供科學依據(jù)。

舉個例子，如果一個城市實現(xiàn)了內(nèi)部的碳平衡，但它的能源、食品或其他資源大量依賴外部供應，而這些供應鏈在遠方對生態(tài)系統(tǒng)造成了巨大壓力或者破壞，那這個城市就不能算真正的可持續(xù)發(fā)展。真正的可持續(xù)發(fā)展城市，不僅要看自身的指標，更要考慮對整個地球系統(tǒng)的影響，包括遠方生態(tài)、水資源和氣候系統(tǒng)的承載力。

因此，一個真正意義上的可持續(xù)發(fā)展城市，不是只在某個方面做得好，而是能在經(jīng)濟發(fā)展、社會公平和生態(tài)環(huán)境三者之間找到平衡。這樣的城市不僅要滿足當代人的需求，也要為子孫后代留下可以持續(xù)發(fā)展的基礎。換句話說，它既要有發(fā)展的活力，又要有面對未來挑戰(zhàn)的韌性，比如應對氣候變化、極端天氣和資源壓力。

可持續(xù)發(fā)展城市的建設標準應該是整體的、系統(tǒng)的，關注內(nèi)部和外部的協(xié)同發(fā)展，追求對全球環(huán)境、社會和經(jīng)濟都盡可能低沖擊、高適應的模式。可持續(xù)發(fā)展城市更像是一個“系統(tǒng)工程”。它把綠色、低碳、智慧這些理念都包括在內(nèi)，更強調(diào)統(tǒng)籌思維和長期發(fā)展。這樣的城市不僅要建設得漂亮、運行得高效，更要讓不同群體都能受益，并在變化和沖擊中保持穩(wěn)定和彈性。

02

從系統(tǒng)和長期的角度規(guī)劃城市發(fā)展

國內(nèi)城市的發(fā)展已經(jīng)從單純追求效率轉(zhuǎn)向效率與可持續(xù)并重，也為很多新的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式提供了機會。

城市發(fā)展所遭遇的種種困境，迫切需要一場從效率城市到韌性城市的深度范式革命。這場革命要求城市的規(guī)劃者、建設者和投資者從根本上轉(zhuǎn)變思維，需要基礎設施建設、產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)化以及治理結(jié)構優(yōu)化三者共同發(fā)力，形成協(xié)同共治的系統(tǒng)性思維。

過去，我們規(guī)劃城市時往往假設氣候比較穩(wěn)定，所以城市基礎設施和土地利用的設計都是按照歷史平均條件來做的。但現(xiàn)在，氣候變化已經(jīng)成為常態(tài)，極端天氣、洪澇、熱浪等事件越來越頻繁，這要求我們的規(guī)劃思維也必須轉(zhuǎn)變。

具體來說，城市需要為持續(xù)變化的氣候做準備。在基礎設施投資上，要更注重韌性和靈活性，比如道路、排水、能源系統(tǒng)不僅要滿足當前需求，還要能適應未來幾十年可能發(fā)生的氣候波動。在土地利用和空間布局上，也要考慮風險分區(qū)，避免在易受洪水、風暴等影響的區(qū)域過度開發(fā)，同時增加綠地、透水面和生態(tài)緩沖帶來吸收氣候沖擊。

這種轉(zhuǎn)變意味著我們不能再僅僅追求短期經(jīng)濟效率，而是要從系統(tǒng)和長期的角度規(guī)劃城市。結(jié)合全球氣候模型和區(qū)域氣候模擬的結(jié)果，我們可以更科學地評估風險、預測變化趨勢，從而讓城市既安全又可持續(xù)地發(fā)展。

從支撐整個城市運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟學視角來看。以往，傳統(tǒng)城市財政很大程度上依賴土地經(jīng)濟，所以在投資決策上往往傾向于混凝土工程和短期收益項目。要改變這一點，我們需要建立能夠衡量和交易生態(tài)系統(tǒng)服務價值的金融與治理機制。

具體來說，可以通過兩方面實現(xiàn)：第一是定量化生態(tài)服務價值，比如通過科學方法評估城市綠地、濕地、河流對防洪、空氣凈化、熱島緩解等功能的經(jīng)濟價值；第二是創(chuàng)造激勵機制，比如綠色債券、生態(tài)補償基金或者“碳交易”機制，讓政府和企業(yè)在投資綠色基礎設施時能夠獲得明確的經(jīng)濟回報。

舉個例子，有些城市在河流和濕地保護區(qū)實施了生態(tài)補償機制，政府通過財政資金或稅收激勵支持濕地恢復和水系保護，同時允許私營部門參與生態(tài)投資。通過這種方式，不僅保護了生態(tài)系統(tǒng)，還提升了城市的防洪能力和環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)了經(jīng)濟、生態(tài)和社會的多重收益。

總的來說，核心是把生態(tài)系統(tǒng)服務變成可測量、可交易的價值，讓綠色投資不再只是道德選擇，而是經(jīng)濟上合理的決策。

在注重經(jīng)濟增長、社會公平與環(huán)境優(yōu)化的可持續(xù)城市發(fā)展模式下，國內(nèi)有一些城市已經(jīng)開展了一些值得借鑒參考的前沿實踐。

尤其是在儲能和新能源方面，比如，河北張家口作為國家級風光氫儲綜合示范區(qū)，成功建設了千萬千瓦級別的風電和光伏發(fā)電基地，為北京冬奧會提供了50%的綠色電力；浙江湖州長興縣作為全球知名的鉛蓄電池生產(chǎn)基地，建立了全國廢舊電池回收網(wǎng)絡，極大地減少了環(huán)境污染；青海西寧作為全球最大的鋰電材料生產(chǎn)基地，依托本地生產(chǎn)的電池，大力發(fā)展儲能系統(tǒng)集成技術，并將其應用于青海省的清潔能源供暖、電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰及無電地區(qū)供電等項目，將產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢直接轉(zhuǎn)化為本地能源轉(zhuǎn)型的動力。

由此可以看到，國內(nèi)城市的發(fā)展已經(jīng)從單純追求效率轉(zhuǎn)向效率與可持續(xù)并重，也為很多新的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)模式提供了機會。除了儲能、新能源之外，在一些傳統(tǒng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)之外的領域，也有很大的潛力。

比如分布式水處理可以讓城市和社區(qū)更靈活地管理水資源，同時減少對中心化水廠的依賴；被動式建筑設計通過自然通風、光照和隔熱材料降低能耗，是綠色建筑的升級版；氣候信息服務能夠把氣候數(shù)據(jù)和預測轉(zhuǎn)化為城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保險和金融等實際決策工具；而韌性農(nóng)業(yè)和食品系統(tǒng)不僅提高了食物供應安全，還能減少極端氣候?qū)Z食生產(chǎn)的沖擊。

這些領域的共同特點是：它們能夠結(jié)合技術創(chuàng)新、市場機制和生態(tài)效益，讓可持續(xù)發(fā)展不僅是社會責任，也成為經(jīng)濟機會。可以說，隨著城市發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變，這些新賽道將成為推動綠色經(jīng)濟和城市韌性的重要引擎。

未來，當我們衡量一個城市是否成功地實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展時，我們或許可以看兩個最關鍵的、具有共識性的核心指標：一是城市居民的福祉和生活質(zhì)量，包括健康、教育、社會公平等綜合指標；二是城市系統(tǒng)的韌性與生態(tài)和諧度，也就是說城市能否在面對氣候變化、自然災害或其他風險時保持穩(wěn)定運行，同時與自然環(huán)境保持平衡。

這意味著我們評價城市成功的哲學基礎正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，從過去主要看規(guī)模和經(jīng)濟增長，逐漸轉(zhuǎn)向關注福祉、韌性和生態(tài)系統(tǒng)的健康。換句話說，可持續(xù)發(fā)展不僅僅是GDP增長，也不僅僅是綠化率高低，而是一個城市能否長期保持社會、經(jīng)濟和環(huán)境的綜合平衡，讓人們生活得更好，同時地球系統(tǒng)也能承載這樣的發(fā)展。

此外，在未來10—20年，中國城市在碳中和方面的技術選擇，需要兼顧成本效益和可規(guī)模化。從目前來看，可再生能源和儲能技術是最有潛力的。光伏、風電等技術成本不斷下降，而且可以快速部署，配合儲能系統(tǒng)能夠滿足城市能源轉(zhuǎn)型的規(guī)模化需求。

同時，AI城市管理也很有發(fā)展空間，它可以通過智慧調(diào)度、用能優(yōu)化和預測維護，提升城市能源和交通系統(tǒng)的效率，從而降低整體碳排放。

相比之下，像CCUS（碳捕集、利用與封存）和綠色氫能技術，目前成本仍然較高，基礎設施建設和技術成熟度還有待突破，但從中長期來看，它們在工業(yè)減排、重載交通和高耗能領域仍然具有巨大的潛力。

所以可以這樣理解：短期和中期，城市應重點推進可再生能源、儲能和智能管理，實現(xiàn)快速減排和規(guī)模化應用；長期則需要持續(xù)研發(fā)和示范CCUS、綠色氫能等技術，為更深層次的碳中和目標提供支撐。

03

多方攜手共建可持續(xù)發(fā)展城市

結(jié)合本地實際，建立科學、長期、系統(tǒng)的規(guī)劃和治理機制，同時讓公眾、企業(yè)和政府形成共同責任和參與，這樣才能真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

對于理解可持續(xù)發(fā)展城市思路的轉(zhuǎn)變，對今天的城市領導者、商業(yè)決策者和每一位建設者而言，意味著必須徹底轉(zhuǎn)換行動的底層邏輯。

從政府層面來看，只有制度上打通信息流和決策鏈條，城市才能真正實現(xiàn)綜合協(xié)調(diào)、長期可持續(xù)的轉(zhuǎn)型，而不是部門之間各自為政、短期行為主導。同時還要打通部門壁壘、確保科學決策，最關鍵的單一制度設計是跨部門、系統(tǒng)化的城市可持續(xù)發(fā)展治理機制。

具體來說，這種機制能夠把環(huán)境、能源、交通、土地、財政等不同部門的數(shù)據(jù)和決策納入同一個框架，實現(xiàn)政策的協(xié)同和科學評估。比如建立城市可持續(xù)發(fā)展委員會或類似的跨部門協(xié)調(diào)平臺，由政府高層統(tǒng)籌，結(jié)合科學模型和數(shù)據(jù)支撐，讓每一個投資和規(guī)劃決策都能兼顧生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。

對于企業(yè)決策者和投資者來說，未來氣候風險數(shù)據(jù)是戰(zhàn)略性的重要信息。他們在投資選址或布局供應鏈時，需要關注的不僅是歷史氣候條件，更要理解氣候變化帶來的長期趨勢和極端事件風險。科學家提供的數(shù)據(jù)，包括氣候模型預測、區(qū)域極端事件概率和生態(tài)風險評估，都可以作為參考。關鍵是要把這些復雜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于理解的風險指標和場景分析，便于企業(yè)進行戰(zhàn)略規(guī)劃和風險管理。

目前，科學與商業(yè)決策之間存在信息鴻溝：一方面，科學數(shù)據(jù)通常復雜、專業(yè)；另一方面，企業(yè)需要快速、可操作的決策信息。彌合這個鴻溝，需要三個方面努力：一是科學家要加強數(shù)據(jù)可視化和場景化表達，讓非專業(yè)人士也能理解風險；二是建立跨界平臺，讓企業(yè)、政府和科研機構共同參與信息交流；三是把氣候風險納入企業(yè)長期財務和供應鏈評估體系，讓科學數(shù)據(jù)真正影響投資和運營決策。

總的來說，企業(yè)應把氣候風險視為戰(zhàn)略資產(chǎn)，而不是額外負擔；科學界則要把專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為可操作的工具和信息，讓決策更科學、更可持續(xù)。

在推動城市可持續(xù)發(fā)展方面，北歐和一些歐洲城市有很多值得借鑒的經(jīng)驗。

比如北歐城市在交通、電力和建筑等領域堅持長期規(guī)劃，高度重視公共交通、步行和自行車網(wǎng)絡建設，鼓勵可再生能源的應用，同時把生態(tài)系統(tǒng)服務和公眾參與納入決策。這種系統(tǒng)化、長期視角和公眾共識，是可持續(xù)城市發(fā)展的關鍵。

同時，也有失敗或不足的教訓。例如，一些城市在環(huán)保基礎設施上投入很大，但缺乏跨部門協(xié)同和長期維護機制，導致項目效果打折，甚至浪費資源。還有一些政策雖然初衷良好，但缺乏經(jīng)濟激勵或公眾認同，難以形成規(guī)模化影響。

對國內(nèi)城市來說，這意味著我們不能僅僅照搬技術或政策，更重要的是結(jié)合本地實際，建立科學、長期、系統(tǒng)的規(guī)劃和治理機制，同時讓公眾、企業(yè)和政府形成共同責任和參與，這樣才能真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。（本文由本刊實習記者王玉冰采訪整理）