生态城市建设观测指标： 基于人与自然和谐共生的考察

赵立君，李海东，马伟波，王 楠，仇宽彪，张龙江，刘臣炜

(生态环境部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042)

城市和城市群生态安全、人居环境健康一直是快速城市化地区生态文明建设研究的热点问题。目前，全球以不到陆地表面3%的城市地域承载着半数以上的人口[1]，而到2050年城市居住人口将达70%[2]。根据2021年第七次全国人口普查公报，我国城镇化率已经达到63.9%[3]。快速城市化导致生态用地被挤占、生物多样性丧失、环境污染、人居环境健康受到威胁等一系列生态环境问题[4-6]。有报道指出，在全球碳排放进程中，城市地区CO2排放量约占总量的75%，中国城市地区占比约80%[7]。早在1996年，原国家环境保护总局授予张家港市“国家环境保护模范城市”称号。2019年11月，习近平总书记在上海考察时提出了“人民城市人民建，人民城市为人民”的重要理念。2022年2月，《国务院关于同意成都建设践行新发展理念的公园城市示范区的批复》(国函〔2022〕10号)要求“成都打造山水人城和谐相融的公园城市”。城市生态环境治理、绿色发展与碳达峰碳中和受到决策者的高度关注。20世纪70年代以来，国际上提出了生态城市(ecological city)的发展理念和规划建设模式。1984年，联合国教科文组织(UNESCO)在《人与生物圈计划》的研究报告中提出了生态城市规划的5项原则，即生态保护战略(包括自然保护、动植物区系及资源保护和污染防治)、生态基础设施(自然景观和乡村腹地对城市的持久支持能力)、居民的生活标准、文化历史的保护和将自然融入城市[8]。1987年，苏联学者严尼茨基(Yanitsky)首次提出了生态城市的概念。1990年，美国加利福尼亚的伯克利举办了第一届国际生态城市会议(Ecocity World Summit)。2002年深圳召开了第五届国际生态城市大会并通过了《生态城市建设的深圳宣言》，主要包括生态安全、生态卫生、生态产业代谢、生态景观整合和生态意识培养[9]。2005年以来，唐山市、天津市、上海市等先后开展了生态城市建设试点，超240余个城市提出了生态城市建设目标[10]。生态城市建设观测指标与成效评价一直是研究的热点，相关指标体系主要包括水、气、土、声、辐射、植被覆盖、生物丰度等人居环境质量指标，产业结构、能源利用、污染物排放等经济转型发展指标，以及公共服务、基础设施、生活方式等社会和谐进步指标[11-14]。2021年4月，生态环境部印发《国家环境保护模范城市管理规程》《国家环境保护模范城市考核指标(征求意见稿)》，着力于打造和谐宜居、生态环境质量优良的城市典范。为此，笔者在梳理生态城市的内涵演进和建设路径的基础上，试图构建以城市生态安全格局、生物多样性保护、人居环境健康和绿色转型发展为框架的生态城市建设观测指标体系，提出城市生态系统服务提升和绿色转型发展的对策建议。

1 生态城市建设与城市生态系统观测现状

1.1 生态城市的内涵演进

生态城市是人类对过去粗放型建设路径进行深刻反思后提出的城市发展范式，其内涵在不断深化(表1)。

表1 部分代表性学者提出的生态城市概念比较

美国生态学家雷吉斯特(Richard Register)认为，生态城市指生态健康的城市，是充满活力、节能并与自然和谐共存的聚居地，所寻求的是人与自然的健康及可持续发展。20世纪80年代，随着我国社会经济发展与生态环境问题日益突出，相关研究以马世骏和王如松[15]提出的社会-经济-自然复合生态系统理论为代表，明确生态城市是典型的社会-经济-自然复合生态系统，并且在此基础上提出了生态城市的建设标准和生态控制论原理[16]。20世纪90年代，我国已经形成了一套以社会-经济-自然复合生态理论为指导的相对完整的城市建设理论与方法体系。对生态城市的普遍认识如下：生态城市是一个经济发达，社会公平、繁荣，自然和谐，技术与自然达到充分融合，城乡环境清洁、优美、舒适，能最大限度地发挥人的创造性，并促使城市文明程度不断提高的自然-经济-社会协同发展的复合生态系统[9]。其后，生态城市建设理论与实践进入快速发展时期，相继出现“低碳生态城市”“生态海绵城市”“智慧生态城市”等新的生态城市建设方向[17-19]。从经济学的角度，生态化是一种最高效的资源配置。生态城市的内涵为建设自然-社会-经济相互依赖的复合生态系统，但由于时代背景和建设目标、考察重点不同，对其的诠释也在不断发生变化，目标是更好地服务于城市生态安全、人居环境健康和经济社会可持续发展，最终实现人与自然和谐共生。

1.2 城市生态系统观测现状

相较于自然生态系统，城市生态系统作为自然-社会-经济相互依赖的复合生态系统的属性，决定了其更易受到人为干扰。同时，良好生态环境和城市生态系统服务直接影响人居环境健康和生态产品价值实现水平。生态系统观测是指通过遥感观测、长期样地观测、定位观测和社会经济调查相结合的技术方法进行的长期连续观测，以阐明生态系统发生、发展和演替的内在机制，为生态系统管理和决策提供依据。城市生态系统观测是掌握城市生态系统状态、结构及演化趋势，开展复合生态系统研究的前提和基础。为此，城市生态系统观测可理解为：以研究城市生态系统长期演变规律和城市生态要素(自然环境要素、生物要素和社会经济要素)特征，反映城市生态系统状态、结构、功能及质量的长期连续的综合观测[24]，其特点和主要内容见表2和图1。

目前，北京、深圳等城市通过建立城市生态系统定位观测研究站，已连续开展多年城市生态系统结构、功能、干扰等方面的研究。

表2 城市生态系统及其观测的概念、特点和主要内容[15，24-26]

图1 城市生态系统观测与研究架构

其中，北京城市生态系统研究站是中国城市系统研究网络(CERN)中首家以城市生态系统为研究对象的生态站点，国家环境保护快速城市化地区生态环境科学观测研究站依托深圳生态环境监测中心站运行。从观测技术标准来看，原环境保护部先后发布HJ 623—2011《区域生物多样性评价标准》《生物多样性观测技术导则》(2014—2016年，包括陆生维管植物、水生维管植物、蜜蜂类、地衣和苔藓、陆生哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物、内陆水域鱼类、淡水底栖大型无脊椎动物、蝴蝶、大中型土壤动物、大型真菌13类)、《区域生态质量评价办法(试行)》(环监测〔2021〕99号)等。住房和城乡建设部先后发布GB 50513—2009《城市水系规划规范》、GB/T 50563—2010《城市园林绿化评价标准》、CJJ/T 85—2017《城市绿地分类标准》等，规定了城市水体和绿地建设标准。国家林业和草原局先后发布LY/T 2990—2018《城市生态系统定位观测指标体系》、GB/T 37342—2019《国家森林城市评价指标》，围绕城区及周边森林、湿地等自然生态系统，规定城市生态系统定位观测需要包括城市森林资源、气象、大气环境、游憩康养环境、水文与水质、土壤、植物群落等内容。经统计，现有与城市生态系统观测相关的国家标准/规范18则、生态环境保护标准36则、林业标准24则、其他部门标准16则以及地方标准9则，共计103则。研究发现，我国缺乏明确的生态城市建设观测指标体系，相关指标分散在生态环境、林业和草原、住房和城乡建设等部门的标准体系中，较难在生态城市建设观测与成效评价中得到应用。同时由于城市生态系统的空间异质性，观测技术标准在指标、内容和方法上存在较大的差异性。

2 生态城市建设观测指标体系构建

城市是以人的行为为主导、自然环境为依托、资源流动为命脉、社会文化为经络的社会-经济-自然复合生态系统。2021年4月，国家主席习近平出席领导人气候峰会，发表《共同构建人与自然生命共同体》重要讲话时强调：“自然遭到系统性破坏，人类生存发展就成了无源之水、无本之木。我们要像保护眼睛一样保护自然和生态环境，推动形成人与自然和谐共生新格局。”坚持人与自然和谐共生的原则，结合生态城市内涵演进和城市生态系统观测现状[27]，从城市生态安全格局、生物多样性保护、人居环境健康、绿色转型发展4个方面，构建了基于人与自然和谐共生的生态城市建设观测指标体系(表3)。

表3 生态城市建设观测指标体系

2.1 城市生态安全格局观测

城市生态安全格局是保障城市和城市群生态安全、保护城市生物多样性和维护人居环境健康不可或缺的自然生态空间，同时也是维持区域主导生态功能(水源涵养、生物多样性维护、水土保持、防风固沙、减灾防灾等)和城市“绿水青山就是金山银山”转化的生态源地。城市生态安全格局的建设内容包括格局演变监测和生态用地变化两大类，一方面反映城市景观格局特征与演变，包括城市建成区面积(S1)、区域开发强度(S2)、城市城市热岛效应强度(S3)3项观测指标；另一方面反映城市生态空间保护，包括生态用地面积比指数(S4)、建成区绿地率(S5)、城市生态廊道达标率(S6)3项观测指标，指标解释见《城市统计年鉴》《2021年城市体检指标体系》《国家生态园林城市分级考核标准》《区域生态质量评价办法(试行)》(环监测〔2021〕99号)。

2.2 城市生物多样性保护观测

城市生物多样性保护是人与自然和谐共生的重要内容，更是生态系统服务和生态产品再生产的主要供体[28]。然而，城市的扩张深刻地改变了生物多样性分布格局和作用。相关研究表明，快速城市化是生物多样性降低、外来种入侵和本地种灭绝的重要原因，城市物种组成的同质性也使生物多样性保护面临前所未有的挑战[5,29]。城市生物多样性保护的内容包括物种多样性保护和生态系统服务提升两大类，观测指标有9项：维管束植物物种数量的变化(S7)、鸟类物种数量的变化(S8)、蝴蝶物种数量的变化(S9)、外来物种入侵度(S10)、指示生物类群生命力指数(S11)、原生功能群种占比指数(S12)、人均公园绿地面积(S13)、公园绿地500 m服务半径全覆盖率(S14)和岸线生态保护修复(含海岸线)(S15)，指标解释见《新加坡城市多样性指数》《区域生态质量评价办法(试行)》《城市统计年鉴》《国家环境保护模范城市建设指标》和HJ 623—2011《区域生物多样性评价标准》。

2.3 城市人居环境健康观测

良好的生态环境是最普惠的民生福祉。人居环境健康是生态城市建设的基本内容，是衡量环境质量改善和环境风险管控的重要体现。城市人居环境健康的内容包括环境质量改善和环境风险管控两大类，主要观测指标有8项：空气质量优良天数比例(S16)、地表水达到或好于Ⅲ类水体比例(S17)、城市黑臭水体消除比例(S18)、重点建设用地安全利用(S19)、城市环境噪声达标地段覆盖率(S20)、危险废物规范化环境管理(S21)、化学物质环境风险管理(S22)和城市辐射安全管控(S23)，指标解释见《国家生态文明建设示范区建设指标》《国家环境保护模范城市建设指标》《2021年城市体检指标体系》。

2.4 城市绿色转型发展观测

《中国绿色生态城市指标体系研究报告》[30]认为，未来生态城市的经济发展必须是生态化的，同时城市也是实现碳达峰和碳中和的关键和难点所在。城市绿色转型发展是在保护和高效利用资源环境的基础上，面向碳达峰碳中和目标，构建产业生态化和生态产业化为主体的生态经济体系，以期推进城市减污减碳扩绿增长协同治理。城市绿色转型发展的建设内容是推进产业生态化和生态产业化，主要观测指标包括生态产业产值占比(S24)、单位地区生产总值CO2排放下降率(S25)、重点行业企业清洁生产水平(S26)、规模以上单位工业增加值用水量下降率(S27)、规模以上单位工业增加值能耗下降率(S28)5项，指标解释见《中国绿色生态城市指标体系研究报告》《国家环境保护模范城市建设指标》。

3 生态城市建设功能提升路径

3.1 国家政策引导型

自1989年始，我国以示范创建为抓手开展了一系列生态城市相关的建设活动(表4)，通过国家政策引导与激励推进不同类型生态城市建设，包括爱国卫生运动委员会开展的国家卫生城市创建(1989年)、住房和城乡建设部开展的园林城市(1992年)、原国家环境保护总局开展的国家环境保护模范城市(1997年)和国家生态工业示范园区(2007年)，中央精神文明建设指导委员会开展的国家文明城市(1999年)，全国绿化委员会、原国家林业局开展的国家森林城市(2004年)，国家发展和改革委员会等部门实施的低碳城市试点(2010年)、智慧城市(2014年)和公园城市(2022年)，财政部、住房和城乡建设部、水利部实施的海绵城市(2015年)，生态环境部实施的无废城市建设试点(2018年)等。随着生态城市理念和内涵的不断演进，其目标也不仅局限于城市生态环境和居住条件改善，将生态优先的原则扩展到城市的经济、社会、交通等各个领域。经笔者不完全统计，自2000年开始国家发布关于引导城市生态建设的相关政策文件达150份之多，涉及生态环境、工业和信息化、自然资源、住房和城乡建设、卫生健康委员会、林业等相关部门，生态城市建设的功能定位不断完善，建设内容不断丰富。

3.2 地方实践创新型

1986年，江西省宜春市率先在全国提出建设生态城市的发展目标，1988年编制《宜春市生态市建设规划》，标志着生态城市建设试点工作正式启动[31]。之后，诸多城市开启了生态城市建设探索(表5)。2007年，中新天津生态城批准建设，目标为建设“资源节约型、环境友好型”的宜居示范新城，围绕智能城市、清洁水源、生态平衡、清洁环境、清洁能源和绿色建筑开展建设行动[32]。2008年，唐山市曹妃甸生态城以“绿色、生态、宜居的新型城市”为目标，以生态指标体系规划指导，构建了多层次水文生态格局[33]。2010年，深圳市坪山新区和光明新城作为“国家低碳生态示范城市”的试验田，开启了低碳城市建设探索[34]。2022年，成都市践行新发展理念打造公园城市示范区，围绕生态产品价值实现、人民宜居宜业、城市治理现代化的定位，探索山水人城和谐相融新实践和超大特大城市转型发展新路径。

表4 生态城市建设的相关类型和功能定位

表5 典型生态城市建设的目标和指标

从生态城市建设实践上看，经历了由城市环境污染治理到生态保护建设、从广泛性的生态城市建设到更有针对性的生态城市建设，同时人民群众的满足感和获得感、城市生态系统服务和生态产品价值实现正成为生态城市建设的重要目标。

3.3 理论研究探索型

近年来，生态城市研究的文献呈现持续上升趋势[35-36]。针对生态城市建设，国内学者基于不同视角提出了有差别的代表性观点(表6)。王祥荣[37]提出从结构建设、功能建设和城乡生态关系协调3个方面推进生态城市建设。王如松[38]提出了生态城市建设的3个支撑点，包括区域生态安全与城镇生态管理、循环经济建设与产业生态转型、生态城市规划与和谐社会。达良俊等[39]提出生态城市建设需要重建“近自然型”城市生态系统。吴岩等[40]结合“公园城市”的内涵，提出了4种理念和具体的实践路径。综合相关研究可以看出，生态城市建设从过去被动的城市结构形态和环境污染治理转为主动打造生态宜居、人与自然和谐共生的生态环境综合治理，从被动适应城市发展的需要转变为积极推进城市生态环境治理体系与治理能力的现代化。

表6 典型的生态城市研究与建设路径比较分析

综上，生态城市建设观测指标体系构建是科学体现生态城市功能和建设成效评价的重点与难点，也是推进城市人与自然和谐共生的重要内容[45]。不同建设主体采用的指标各有侧重(表7)，其中，国家政策引导型侧重于对某一定时间段内生态城市建设成效的考察，以建设结果倒逼城市建设过程；地方实践创新型更关注城市发展建设的全过程，对建设目标进行逐年逐项分解，同时更加兼顾地方实际特点；理论研究探索型则从生态城市建设观测指标体系的构建方法、理论和发展思路进行学理层面的探索和实践。

由于我国的地域差异性和生态城市建设的复杂性，现行的相关指标体系仍然存在着不够完善的地方[46]，《中国绿色生态城市指标体系研究报告》[30]提出了6项重点趋势和相关参考指标，其中重要的一项便是打造“优质生态服务圈”，重塑健康生态城市，强化城市生态系统服务。因此，下一步生态城市建设的功能提升，要更加突出建成区自然生态保护和生态系统服务提升，如城市生物多样性保护、生态廊道建设、河湖岸线生态保护修复等。

4 结论

(1)生态城市的内涵是建设自然-社会-经济相互依赖的复合生态系统，但由于时代背景和建设目标、考察重点的不同，内涵诠释不断变化，以期更好地服务于城市生态安全、人居环境健康和经济社会可持续发展，实现城市人与自然的和谐共生。

(2)梳理了生态城市的内涵演进历程和城市生态系统观测现状，基于人与自然和谐共生的理念，研究构建了涵盖城市生态安全格局、生物多样性保护、人居环境健康和绿色转型发展的生态城市建设观测指标体系，包含28项观测指标，其中包括城市生态安全格局6项、生物多样性保护9项、人居环境健康8项和绿色转型发展5项。

表7 不同提升路径的生态城市建设指标比较分析

(3)结合我国生态城市建设实践，从国家政策引导、地方实践创新和理论研究探索3个维度，研究提出了生态城市功能提升路径。不同维度的生态城市建设指标各有侧重，国家政策引导型侧重于对某一时间段内生态城市建设成效的考察，以建设结果倒逼城市建设过程。地方实践创新型更关注于城市发展建设的全过程，对建设目标进行了逐年逐项分解，同时更加兼顾地方特点。理论研究探索型则从生态城市建设观测指标体系的构建方法、理论和发展思路进行学理层面的探索和实践。总体上，生态城市建设呈现“被动”向“主动”、“适应”向“适宜”的发展趋势。