人居生态环境营建类实验室建设及运行模式研究——以城乡生态环境北京实验室为例

宋 文 李 雄

(北京林业大学园林学院，北京 100083)

一、人居生态环境营建类实验室建设的内涵

人居环境是人类聚居生活的地方，是与人类生存活动密切相关的地表空间，它是人类在大自然中赖以生存的基地，是人类利用自然、改造自然的主要场所[1]。中国的高速发展和快速城镇化带来诸多的生态环境问题，人居环境质量也越来越受到人们的关注。人居环境建设当前面临最紧迫的当属生态环境问题，这关乎城乡建设的可持续发展以及人民生活的切身利益和幸福指数，因此人居生态环境的营建已成为人居环境学科群重点关注的核心问题。人居环境学科群由建筑学、城乡规划学、风景园林学三大支柱学科构成，注重理论与实践相结合，担负着生态文明建设、维持和改善人居生态环境的重任[2]。实验室作为高校科研成果落地实践的重要转化平台，无疑是人居环境学科群重要的科研和实践载体。人居生态环境营建类实验室作为人居环境学科群科研成果的孵化平台和成果落地实践的转化平台，目的在于改善人类居住的生态环境，打造宜居的生活环境，提高人民生活质量和幸福指数，促进我国人居环境建设和城乡建设的绿色可持续发展。

二、人居生态环境营建类实验室建设的现状

目前，包括城乡生态环境北京实验室在内，国内以人居环境科学为主导，通过宏观规划设计结合微观工程技术来改善和营建人居生态环境的省部级(含)以上级别实验室已有6个，其中国家级实验室2个，省部级实验室4个，(见表1)。

表1 国内以人居环境学科为主导建设的省部级(含)以上级别实验室的概况

①亚热带建筑科学国家重点实验室(华南理工大学，国家级实验室)，2007年成立，以建筑学和土木工程2个一级学科为核心，交叉融合声学、光学、交通、环境科学与工程、材料科学、信息技术、城市社会学等学科。该实验室紧紧围绕生态宜居城乡规划和绿色建筑这一总目标，突出亚热带地域特色，从生态宜居的城乡规划与设计理论、建筑物理环境与节能、防灾减灾、生态环境等方面展开协同攻关研究[3]。

②省部共建西部绿色建筑国家重点实验室(西安建筑科技大学，国家级实验室)，2018年正式成立，针对西部绿色建筑核心问题，以推进西部绿色建筑科学有序发展、提升我国绿色建筑整体水平为建设总体目标和任务，为国家重大工程项目、新型城镇化建设的设计、建造与安全运行提供科学依据和技术支撑[4]。

③高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室(同济大学，省部级实验室)，2008年成立，以同济大学建筑与城市规划学院为基础，重点围绕人居环境建设科技自主创新展开，促进城乡建设事业的全面、协调、可持续发展，为我国城镇化健康发展及建设资源节约型和环境友好型社会提供技术和决策支撑[5]。

④生态规划与绿色建筑教育部重点实验室(清华大学，省部级实验室)，2008年成立，总体目标是以生态规划与绿色建筑综合技术服务于城乡人居环境的可持续建设，包括构建国际领先的国家级人居环境科学科研平台，引领可持续城乡人居环境建设的生态规划和绿色建筑综合技术体系的发展。实验室发挥清华大学在城市可持续发展、生态规划和绿色建筑技术领域的领先优势，以人居环境科学理论为基础，融合建筑学、规划学、景观学、生态学、地理学、社会学、建筑技术科学等多学科[6]。

⑤山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学，省部级实验室)，2008年成立，实验室依托城乡规划、建筑学和土木工程3个一级学科，立足西南山地区域，聚焦国家新型城镇化建设，具有鲜明山地特色，开展山地城镇建设应用基础与共性关键技术研究[7]。

⑥城乡生态环境北京实验室(北京林业大学，省部级实验室)，2014年成立，依托北京林业大学优势学科风景园林学和林学，整合园林学院、林学院、生物学院、水土保持学院、工学院等校内各方力量，旨在研究北京城市人居环境和城乡核心区人居环境的基础理论、植物材料和核心技术，促进城乡合理布局和科学发展，开发城市生态环境改善技术，显著提高城市人居环境质量[8]。

从上表可以看出，除城乡生态环境北京实验室外，国内现有的依托人居环境学科而建立的国家级、省部级实验室均成立于建筑学科、规划学科排名前列的高校，并依托建筑学、城乡规划学或土木工程学而建立，鲜有包含风景园林学科，风景园林学在上述实验室的架构中基本为辅助学科，没有起主导作用。作为人居环境学科群重要组成之一，风景园林学于2011年由三级学科正式升级为一级学科，与建筑学、城乡规划学形成三足鼎立的人居环境学科群。作为唯一一个由风景园林学牵头，组织融合其他学科、聚焦改善城乡生态环境的人居生态环境营建类实验室，城乡生态环境北京实验室的成立，对于风景园林学科的发展、人居环境学科群的日益完善以及我国生态文明建设事业有着重要的意义。

三、城乡生态环境北京实验室建设的背景及概况

为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《高等学校中长期科学和技术发展规划纲要》相关精神，“十二五”期间，北京市教委在战略性新兴产业领域重点建设10个北京实验室，形成以科技和行业需求为导向、高校为主体、产学研深度融合的科学技术协同创新平台体系，旨在解决北京社会、经济快速发展带来的严峻问题[10]。“城乡生态环境北京实验室”(下称“实验室”)是继由北京理工大学牵头的新能源汽车北京实验室、由北京科技大学牵头的现代交通金属材料与加工技术北京实验室等之后，第8个获批的北京实验室，实验室每年获得北京市教委运行经费800万元[11]。

实验室由北京林业大学牵头，同时吸收北京农学院、北京市园林科学研究院、北京植物园、北京市园林绿化局、海淀区园林绿化局、北京林大林业科技股份有限公司、北京北林地景园林规划设计院有限责任公司等高校、科研院所、政府部门和企业作为合作单位，共同搭建成一个“政、产、学、研、用”的资源共享、优势互补的协同创新平台。各研究单位依据其自身优势和特长，各自分工见图1。北京林业大学、北京农学院负责人才培养和技术研发；北京市园林科学研究院、北京植物园负责技术研发；北京市园林绿化局和海淀区园林绿化局为研发的各项关键技术提供项目支撑和成果示范；北京林大林业科技股份有限公司和北京北林地景园林规划设计院有限责任公司负责各项成果的生产、设计与施工。实验室依托北京林业大学全国排名第一的风景园林学科和林学学科优势学术资源，组织园林学院、实验室与设备管理处、国家花卉工程技术研究中心、生物学院、林学院、水土保持学院、工学院等各方力量，包括风景园林学、林学、生物学、生态学、工学等学科，整合资源，形成多位一体的城乡生态环境学科群和多学科交叉融合的科研团队[12]。

图1 城乡生态环境北京实验室各成员单位的分工情况

实验室聚焦城乡生态环境营造技术、城乡绿地生态网络安全与构建、生态功能性植物材料选育、植物高效繁殖与栽培技术4个研究方向；由14个研究团队共同构成，针对北京城乡生态环境建设中存在的资源紧缺、环境恶化等关键问题，研究北京城市人居环境和城乡核心区人居环境的基础理论、植物材料和核心技术；实验室平台通过3～5年的建设，提出合理的北京城乡生态网络构建格局，选育一批生态功能性植物材料，提高繁殖栽培和养护效率，开发高效的节约型景观营造和栽培养护技术，为改善北京市生态环境，打造“绿色北京”，构建生态、美丽、和谐、宜居的北京提供理论和技术支撑[8]。

四、城乡生态环境北京实验室的建设模式

城乡生态环境北京实验室实行“政、产、学、研、用”协同创新建设模式，由北京林业大学牵头，包括2所高校、2个科研院所、2家园林绿化局和2家园林设计企业，重点建立专家智库，推进学科开放和交叉融合，注重落地示范和应用推广，其建设模式框架见图2。各研究单位分工明确，优势互补，协同创新，并基于实验室平台，探求深层次、稳定的研究合作，建立校校(高校与高校)、校企(高校与企业)、校所(高校与科研院所)等建设主体间的资源汇聚、人才流动、开放共享和常态化沟通机制，搭建高校科技合作交流新平台[13]。

图2 城乡生态环境北京实验室建设模式的架构

(一)高校间协同创新

北京林业大学“林木分子育种高精尖中心“吸收北京农学院为重要协同创新成员；北京农学院组织北京林业大学、北京农林科学院等单位合作建设“林果业生态功能提升协同创新中心”；北京林业大学与其他高校共同开设研究生课程，开展高校联合毕业设计。

(二)高校与企业协同创新

1.校企合作教学：北京林业大学与十余家企业共同开设研究生设计课程、共同培养专业硕士，并形成建立在平台基础上的专业硕士合作导师制度，着重在学术及专业技能上进行培养，对接社会需求。

2.校企合作成果推广及示范落地：北京林业大学与北京林大林业科技股份有限公司、北京北林地景园林规划设计院等企业合作进行科学研究70余项，高校提供技术咨询和理论支撑，举办技术培训班，企业将科研成果付诸实践，形成稳定、良好的合作模式；北京农学院与公司企业共建国际海棠登录中心，依托海棠品种园建设，推广海棠新优品种及先进栽培技术。校企合作加速优质科研与企业融合，打造出“资源共享、合作共赢”的新模式。

(三)高校与科研院所协同创新

高校充分发挥技术和人才队伍优势，利用实验室内部协同单位资源，优势互补：北京林业大学和北京农学院分别在北京植物园建立校外教学实践基地；北京林业大学和北京植物园等单位合作编制多项行业标准；北京植物园委托北京林业大学开展新品种特性研究，合作开展新品种选育与推广等项目。

(四)高校与政府协同创新

实验室与北京市园林绿化局及多个地方政府合作，一方面为其提供专业咨询服务和培训课程，另一方面承担多项政府委托实践项目，加速科研成果落地。北京林业大学承接北京市园林绿化局通州副中心建设项目，构建北京城市副中心通州区蓝绿空间生态安全格局，解决通州区生态空间侵蚀、环境破坏、城市风貌丧失等棘手问题；承接雄安新区、北京2019世界园艺博览会、2022北京冬奥会、北京大兴机场等特色重点工程的建设，引领京津冀区域生态格局与人居环境打造；与北京市园林绿化局合作完成“京津冀花卉产业协同发展战略研究”，编写《京津冀花卉产业协同发展调研报告》《京津冀花卉产业协同发展战略研究》；培育的林木良种“北林雄株1号”和“北林雄株2号”无飞絮毛白杨及几十种植物新品种广泛应用于通州副中心、雄安新区生态建设。

北京实验室成立以来，以风景园林学为核心，多学科多领域交叉发展、相互融合，实验室通过政府部门项目支持，基于高校间、高校与科研院所间平行合作，高校与企事业单位的平行、上下游合作等多元化、无缝对接的合作方式，在产业研究、标准制定修订、成果推广和转化、项目实施落地以及人才培养等方面获得了重大突破，构建了一个“政、产、学、研、用”的资源共享、优势互补的协同创新平台，为改善北京市生态环境、建设“美丽北京”提供充分的理论依据和技术支撑，有效促进北京及地方企业和农民增收，提高公众对生态环境建设的认知和关注，取得了显著的生态效益、经济效益和社会效益。

五、城乡生态环境北京实验室的运行模式

(一)参与行业发展顶层设计，聚焦重大战略和需求

1.制定国家行业科研发展规划，制定(或修订)全国、行业和企业标准，组织行业学术会议、技术培训、推广科普宣传等，对北京乃至全国相关行业的发展起到带动和推动作用，在种质资源开发、现代化花卉生产、新品种培育以及林木多倍体育种等领域达到国际领先水平。培育的无飞絮毛白杨国家良种，其推广应用有效缓解了北京、雄安新区以及山东、河北、河南、山西等地的杨柳飞絮危害，具有较高的经济、社会和生态效益。

2.积极响应、落实“京津冀协同发展”战略，紧密围绕京津冀地区生态环境建设需求，为调整优化城市布局和空间结构提出理论和技术支撑，促进京津冀地区生态环境一体化发展。实验室为国家花卉产业以及“十三五”林木花卉产业规划提供技术咨询；承担2019年延庆世界园艺博览会、2022年冬奥会等重大规划设计项目；京津冀协同森林游憩环带建设相关研究成果被纳入北京市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要。

3.支持首都城市副中心建设，构建北京城市副中心通州区蓝绿空间生态安全格局，解决通州区生态空间侵蚀、环境破坏、城市风貌丧失等棘手问题，为通州实现发展形象提出相应规划要求和应用策略，并进一步指明方向。

4.紧密围绕雄安新区建设，承接教育部等部门委托项目，构建新型绿色生态专业型特色化的智库平台，并将实验室科研成果应用于雄安新区城市建设和生态环境治理等方面，对雄安新区的生态建设、绿色发展提供持久的关键性和创新性的理论支撑和技术支持，促进雄安新区生态建设和绿色发展。

(二)以新技术、新品种积极推动产业技术进步

依托北京林业大学战略联盟理事单位和企业，构建产学研协同创新和成果快速转化体系，转化推广科研成果、解决产业发展中的技术难题，使科研成果在北京等我国花卉主产区得到快速应用，提高企业自主创新能力并推动花卉产业整体技术升级，提高生态环境服务功能，服务于首都经济和社会发展：建立京郊农业综合服务试验站，协同农业种植专业合作社，解决产业发展中的技术难题，为农民提供技术指导和培训，服务于当地特色产业，促进农民增收致富;开发的培育技术体系，攻克了繁殖栽培技术难题，培育的园林植物新品种丰富了北京乃至全国的园林绿化植物景观，提升了人民的生活环境品质。

(三)加强科教融合，探索人才培养新路径

将前沿科研技术成果与高校课程接轨，同时设置本科生实验课程，让本科生进入实验室进行科研训练，促进科技创新快速向教育体系转化，建立起科研育人、培养高素质专业人才的长效机制；理论与实践结合，与多家企业共同开设研究生课程，建立学校与企业共同培养专业硕士机制，并形成建立在平台基础上的专硕合作导师制度，在学术及专业技能上进行着重培养，对接社会需求。实验室政、产、学、研、用相结合的协同创新人才培养模式，实现了科研、人才培养与北京市地方生态建设的无缝链接，大幅度提高了人才培养质量。

(四)开展科普活动，提高社会影响力

举办大型展览和论坛，借助北京国际设计周等大型活动平台，利用VR热点技术，面向社会大众展示实验室相关研究成果，每年吸引上万民众参与，并被央视等主流媒体报导；建设科普网站和科普基地，提升民众参与度，增加实验室与外界互动，社会反响热烈。实验室通过一系列专业研究内容的展示、推广和公众科普，提高了社会公众对生态文明建设的关注度。

(五)拓宽国际视野，融入全球创新体系

实验室依托各优势学科，平均每年组织举办十余场大型国内、国际学术会议，邀请国内外相关行业领域内具有高影响力的专家学者参会；多名实验室成员担任国务院学科评议组和住房和城乡建设部风景园林专家委员会成员等重要职务，以及国际风景园林师联合会(IFLA)、国际园艺生产者协会(AIPH)、国际园艺学会(ISHS)等国际知名组织和赛事等活动的主席、委员、评委等，成为引领学科前沿和推动行业发展的核心智库；实验室多项研究成果已达到国际领先水平，并接受了美国、德国、澳大利亚、越南、马来西亚、比利时、摩纳哥、匈牙利等多国研究人员和学生的技术咨询；实验室运行期间共接待国内外讲学与访问学者近200人次，实验室成员国内外学术交流近200人次，并在多项国际重要竞赛中获奖；放眼全球，广泛吸引国内外访问学者，形成稳定、开放的访问学者机制；落实“一带一路”发展战略，与俄罗斯、菲律宾、巴基斯坦等十余个沿线国家和地区高校联合培养人才，开设国际化“一带一路”双语课程，培养留学生48人，推动实验室国际化水平不断提升，助力一流学科建设。

六、城乡生态环境北京实验室建设取得的成效

(一)学术成果丰硕

近5年实验室研究成果获国家科技进步二等奖1项、省部级科技奖励6项，获国际及国内设计奖188项。获国家专利59项，其中发明专利22项；获软件著作权48项；获林木良种23项；获植物新品种权53项，国际品种登录62项；制定标准19项；发表学术论文760篇，其中SCI论文160篇、EI论文32篇；出版教材、专著、论文集68部；编制咨询报告和调研报告98份；转化成果25项，转化经费逾1 000万元。

(二)承担课题数量众多

实验室自成立以来，承担纵向、横向科研课题600余项，获得科研经费支持合计逾3亿元，其中国家级课题70余项，科研经费逾1亿元。

(三)学术交流频繁

实验室主办、承办国际、国内学术会议100余次，其中国际会议19次；规模1 000人以上会议2次，规模500人以上12次，规模300人以上会议占1/3。邀请国内外200多家高校和单位的知名专家近300人次来实验室讲学交流，其中1/3为来自美国哈佛大学、荷兰阿姆斯特丹大学、法国巴黎大学、德国卡塞尔大学、日本千叶大学、英国皇家植物园等的外国专家。选派教师、研究生400余人次前往美国、英国、德国、澳大利亚、加拿大、意大利等近20个国家以及我国香港、台湾地区参加学术会议，其中研究生参加150余人次。

(四)人才培养效果显著

实验室先后引进58名优秀科研人员，成员晋升正高级职称19人、副高级职称23人。获得国家级精品资源共享课1门，入选2019年全国生态文明信息化教学成果1项，入选“十二五”“十三五”国家级规划教材5部，出版教材11部。

培养研究生737人(其中硕士研究生623人、博士研究生114人)，博士后16人，海外留学生48人，成为我国风景园林学、林学研究和实践的骨干力量。培养的研究生获国际风景园林师联合会(IFLA)大学生设计竞赛等国际级奖24项；获中国风景园林学会(CHLSA)大学生设计竞赛奖、中国观赏园艺学术年会优秀论文奖等74项；获国家奖学金、优秀研究生、学术创新奖等各类奖项496项。

北京市“十三五”规划中明确了建设“国际一流的和谐宜居之都”的首都发展新目标。然而，随着北京城乡建设的快速推进，生态环境问题正在成为制约首都建设“和谐宜居之都”的重要因素之一。作为唯一一个省部级(含)以上级别的、以风景园林学为主导的探讨人居生态环境营建的实验室，城乡生态环境北京实验室自2014年9月成立以来，重点考虑中长期战略规划，聚焦经济社会发展主战场，面向首都重大战略需求，以高校为主体，以“政、产、学、研、用”创新建设模式为内核驱动，组建专家智库，注重落地示范和应用推广，通过科技创新引领产业结构升级，逐渐成为城乡生态环境建设的技术创新基地、新材料新技术的示范应用基地和生态环境建设拔尖创新人才的培养基地。城乡生态环境北京实验室的成立和良好的运行发展，标志着风景园林学从国家发展战略层面得到了充分的重视和认可，也为风景园林学科的蓬勃发展和同类实验室的申报及建设运行提供一定的借鉴和参考。

资助项目：2019年北京市与中央在京高校共建项目“北京城乡节约型绿地营建技术与功能型植物材料高效繁育”。