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摘要:城市本身并不适合生态系统的完善，需要依赖于其他生态系统的存在而存在。从系统控制论和城市生态学的角度看，城市作为一个开放性的区域系统，它和周边的农村集镇以及其他城镇构成了一个更大范围的，互动辐射都市圈层或城市地带。城市依赖性强的特征使每一地区城市发展，都必须处理好农村社会的关系，将城乡视为一个整体，才能使城市生态系统正常运作。对城市生态的管理必须从整个都市圈 区域进行规划管理。同时，在城市生态系统循环中，生态发展的管理也不能仅限于对环境要素的单一管理，而必须将环境循环圈和人口、资源以及经济循环圈作 协调统一的整合控制。本文首先较系统剖析了当前我国城市生态恶化的主要趋向，然后提出了建设可持续城市的新生态发展观，最后从“制度创新”、“行动创新”、“组织创新”等层面论述了促进城市可持续发展的科技创新方案。
关键词:可持续发展；可持续城市；都市圈；生物圈；生态系统管理
可持续城市发展。可持续发展被定义为满足现代人需要而又不损害子孙后代满足他们需要的能力的发展方式。 但是，可持续发展着重于过程，强调改善、进步和良性变化，将环境和社会因素融合起来，籍此获得可持续性。但是，可持续发展着重于过程，强调改善、进步和良性变化，将环境和社会因素融合起来，籍此获得可持续性。可持续城市发展强调改革市场机制的需要以达成环境目标以及取得环境、社会、经济诸因素的平衡考虑。
城市本身并不适合生态系统的完善，需要依赖于其他生态系统的存在而存在。而连接两者之间的就是人类本身，而人的自身又在破坏生态的平衡。随着城市化进程加快，更多的人将生活在狭小的城市空间中。人口增多使消费需求迅速增长，尤其在超过百万、千万的特大城市中，对各种消费品需求更是急剧扩大，城市郊区已不能满足城市增长的消费需求，城市生态系统就需要从更广大的空间中获得各种生产资料和生活资料的供给。城市依赖性强的特征使每一地区城市发展，都必须处理好农村社会的关系，将城乡视为一个整体，才能使城市生态系统正常运作。随着城市化水平的提高和可持续发展观念的崛起，现代城市中的生态发展也日益成为城市发展与管理的突出主题。
从系统控制论和城市生态学的角度看，城市作为一个开放性的区域系统，它和周边的农村集镇以及其他城镇构成了一个更大范围的，互动辐射都市圈层或城市地带。对城市生态的管理当然也绝非仅仅是中心城区的单一管理，而必须从整个都市圈 区域进行规划管理。同时，在城市生态系统循环中，生态发展的管理也不能仅限于对环境要素的单一管理，而必须将环境循环圈和人口、资源以及经济循环圈作协调一的整合控制。因此，一个完整科学的城市生态发展，必然是在较广泛意义上进行的都市圈和生物圈双重规划管理，这便是本文试图阐明的新发展理念。
一、现代城市生态系统的恶化趋向
城市生态良性化是城市发展的最终目标之一，它的实质是从本地的实际出发，在现有条件下，统筹规划城市居民的活动，平衡各种生态关系，使得经济、生态、社会协调发展，获取最大的综合效率，最终求得人与自然的和谐。城市不仅是一个典型的人工生态系统，而且是一个多层次、多因素，关系复杂的自然、经济、社会复合的生物大循环系统，城市生物圈的系统构成要素主要有五个方面，即社会结构、经济结构、资源结构、人工结构和环境结构等要素。这个系统必须依靠人工的调控和管理，而不是完全自发的。这个系统，一方面要从系统外输入所需的大量物质和能量来维持;另一方面也向系统外输出产品和文明。在正常情况下，生态系统是均衡而循环演进的，在人类社会早期，由于从事规模狭小的农牧业生产，生态圈受损程度很低。人类诞生于环境，又作用于环境。城市生态恶化成为一个大范围的环境问题，并且发展成为一个危害人类生存和经济发展的社会公害，是在近代工业诞生之后才出现的。大工业的产生和发展，一方面促使了社会的进步和人们生活水平的提高;另一方面，也排放出大量有害物质造成环境污染，并且日趋严重。城市发展的历史证明，城市一方面是人类作用于环境最深刻最集中的区域;另一方面也是人类社会中环境污染最严重的区域。城市生态系统恶化归因于人类经济、社会发展与环境的协调关系被坏，主要是资源的不合理利用和浪费所造成的。具体来说，有这样几方面的原因。
一是人口的增长和经济的发展超出了环境承载能力和环境容量。科学家们的研究表明，在其它因素不变的条件下，环境污染与人口密度和经济开发强度成正比。这就使污染在大城市比中小城为甚、工业城市比其它城市为甚，尤其是以重工业和化学工业为主的大城市。
二是社会生活需求激增而技术防治能力滞后的矛盾成因。一方面工业化国家中过分追求豪华舒适的生活模式和铺张奢侈的消费习惯，而另一方面防治和消除环境污染的技术手段还远远不能适应社会的需要。统计表明，发达国家在创造了高度的物质文明的同时，也给世界遗患无穷。用作制冷剂的氟里昂是破坏臭氧层的元凶;无所不包的家用电器使电力消耗登峰造极;普及化的家用小汽车更是城市空气污染的罪魁祸首。
三是不尊重生态规律，不以反映城市生态规律的理论来指导组织经济、社会生活，不能合理使用土地与空间，建筑布局、工业布局混乱，从而破坏城市的生态系统，减弱城市生态系统的调节机能。这一点确实应该让我们记取恩格斯于工业化早期在审视一个又一个经济奇迹背后潜伏的危机时所发出的警告:“不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。”下图则反映了城市化增长中处于高速经济活动中的城市人与生态环境的相互作用:
当代城市生物圈系统循环的被破坏，主要原因是与城市人口和经济的迅速增长以及政府规划与管理不善紧密联系在一起的。国外学者曾用“过度规模假说”(excesssealeh”洲〕thesis)来解释城市环境的退化问题。即由于人口压力以及政府规划与管理不善，导致城市增长超过城市自然和生活环境的承载能力，由此引起城市基础设施的拥挤和环境质量的下降。在许多城市，由于政府部门对不断涌现的各种城市问题处理不当，如人口迅速增长、工业活动过度集中、城市基础设施不足以及缺乏发展规划等，导致城市环境出现退化。在发展中国家，城市生态恶化问题大体可分为三类，即环境污染、城市系统的拥挤和自然支持系统的退化。这些城市环境问题对居民的生活和生产都有着重要的影响。这里需要强调的是，当今城市环境问题所造成的影响并非仅局限于城市地区之内，其影响范围已涉及到整个地区、整个国家甚至全球。中国的城市生态恶化迹象于本世纪70年代逐渐为世人所瞩目，其主要特征和趋势表现为:
1.水资源缺乏、水质污染。中国多个城市缺水，每年缺水60多亿耐，相当多的城市淡水资源受到污染，主要是一些污水未经处理直接排放。目前工业废水处理率仅68%，生活污水处理率不到l0%，导致90%以上的城市水域严重污染，近50%的重点城镇水源不符合饮用水标准。
2.用其他手段不合理地利用资源所造成的对自然环境和生态平衡的破坏也十分严重，这也直接或间接地影响着城市的环境。如我国森林覆盖率只有12.7%，在世界上列为第120位。森林的减少引起了一系列恶果，如城市气候紊乱、水土流失、旱涝灾害加剧等等。还有不少城市，特别是北方的工业城市，由于对水资源的过度开采，地下水位不断下降，有的甚至达到每年降低0.5-l米。
3.空气污染。中国是以煤为主的能源结构，而煤燃效率较低。据测，中国J匕方城市二氧化硫大气浓度平均超标30%，南方城市平均超标19%;西南、华南地区由于燃煤中含硫量高，造成一些地区酸雨严重。目前中国一些大城市如北京、广州和西安，二氧化硫和空气悬浮颗粒物平均浓度都远远超过了世界卫生组织(WHO)确定的标准，引起土壤、水体酸化，危害植物生长和人体健康，损害建筑设施。据有关资料，20世纪90年中期中国酸雨面积已达250万平方公里，比80年代中期扩大100万平方公里。
4.固体废弃物污染。主要是由于城市垃圾处理率低造成的，现在中国城市固体废弃物和生活垃圾处理率只占30%。据有关城市调查统计，全国垃圾历年堆存量目前已达8亿多吨，侵占土地面积多达5亿平方米，6座城市中，有2座城市陷于垃圾包围之中。我国城市人均垃圾的年产量达到4亿公斤，1996年城市生活垃圾清运量已达1亿吨，且以每年8%-10%的速度增长。大量垃圾的产生对城市环境卫生的负面影响也在增长。而绝大部分城市采用露天堆放、自然填沟和填坑的原始方式消纳城市垃圾，对土壤、地下水、大气等造成极大的影响和潜在的危害。
5.噪声污染。据有关环境监测部门的资料表明，在我国有近2/3的城市居民在超分贝的噪声环境中生活和工作。中国城市噪音比西方国家约高12分贝，尤其大城市、工业区更为严重。据报道，近年来北京、上海、天津、广州等大中城市在收到有关环境污染的投诉中，噪声扰民的已占到印%以上。随着我国经济的快速发展，城乡建设日新月异，无论是大中城市，还是县、乡、集镇，建筑施工工地比比皆是，由于大都是中高层建筑，整个施工基本实行机械化作业，无不发出强烈的噪声。城市生态的恶化，不仅给城市居民生活带来了极大的威胁，也给人类生态系统造成了严重损害，它的恶化已引起每个有责任心的世人的关注。
城市环境污染的直接后果首先是恶化了城市人的生存条件。许多本来就缺水的城市，由于地表水与地下水遭污染而处于雪上加霜的境遇;久有“东方威尼斯”美誉的姑苏古城，对于其纵横成网的水系环境质量，却流行着这样的民谚，“60年代，淘米洗菜;70年代，水质变坏;80年代，鱼虾绝代;90年代，不能洗马桶盖。”与此同时，我国西北的城市每年要在“沙暴”中静候沙漠的威胁。其次是严重破坏了城市景观。环境污染，使有的城市变得花木凋零、鸟兽绝迹、文物古迹遭受腐蚀。再次便是对人体健康的威胁。污染物通过人体的呼吸、消化系统进人体内，或通过皮肤接触与感官刺激作用于体表，其中的有害有毒成分对人体造成损害，引发疾病甚至夺去人的生命。据世界卫生组织1978年提供的资料，城市肺癌死亡率是农村的2-5倍;而历史上那些杀人于无形的环境公害事件也几乎总是发生在城市。因此，尽管今天的医疗卫生条件比以前不知要优越多少倍，城市里的人们却依然成天为自己脆弱的健康而忧心忡忡。第四是造成无法估量的经济损失。仅因大气污染造成的直接经济损失，美国每年达200亿美元，德国为25亿马克，法国为30亿法郎;另据欧共体国家的调查，环境污染造成的经济损失通常占国民生产总值的3%-5%。而我国80年代每年污染损失为800亿元，其中大气污染损失是70亿元，水污染损失是380亿元，固体污染是80亿元;这800亿元，相当于我国1987年国民生产总值的7.7%。
二、新生态发展观:建设可持续城市
1982年5月，联合国环境规划理事会特别会议认为，通过10年来的环境工作，已逐渐形成了新的环境理念。其内涵主要有以下六点:
1.资源的合理利用与资源的保护战略应符合经济发展的基本要求，而且应被视为经济持续增长的先决条件;
2.对不同的消费模式、技术类型和土地使用战略需要进行研究，并提供必要的经济、法律和教育资助;
3.经济社会发展计划必须慎重考虑到在地球生命支持系统中的各个要素和各种反应过程之间的相互联系，对一个部门的有利行动，可能会对其它部门引起意想不到的损害，这种后果在规划阶段就应考虑到;
4.由于环境要素的各种反应过程在不同时间与不同空间里都有极大的可变性，而且技术和社会的变化模式也可能对环境产生不利影响，因此，环境发展与环境管理规划应该富有弹性，并经常进行环境监测;
5.经济与社会发展计划必须考虑到环境系统的稳定性的“极限”，以消除环境系统稳定性失衡引起对社会经济计划的干扰;
6.必须防止转让不适当的技术，产出有毒物质和有害物质给环境带来的严重危害。
对环境问题的深化认识和新环境观的形成，最终导致了环境与经济的可持续发展战略的出台。1992年6月3日至14日巴西里约热内卢召开了举世瞩目的联合国环境与发展大会。会议通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》两个纲领性文件，表明全球50亿人终于在生死攸关的前途问题上达成了共识——可持续发展。可持续发展有两层含义，优先考虑当代人，尤其是世界上贫穷人的基本需求;在生态环境可以支持的前提下，满足人类眼前和将来的需要。它寻求的不是在几个地方或几年内的发展，而是整个地球遥远未来的持续发展。用这一新环境发展战略理念来指导当前的城市生态建设，我们认为在跨世纪的城市现代化规划中必须补充原有的，甚至重新设计生态规划;在新的生态规划中必须明确一个新的而又十分重要的城市发展目标，“建设可持续城市”。这里有必要区分“城市可持续发展”与“可持续城市”这两个既有联系，又有区别的概念。虽然二者都强调要协调好城市经济、社会发展与城市环境之间的关系，但前者更侧重于城市发展的动态过程，而后者则是城市可持续发展所达到的一种状态和结果。一个城市能否称之为可持续城市，主要是看其在自然环境、经济和社会发展等方面是否具有可持续性。而维护城市的可持续性，关键是保护城市的生态环境，提高城市自然和环境的承载能力;并通过加强需求管理，采取经济、行政和法律手段，限制和防止需求的过度增长，以使供给与需求保持适度的平衡。在实施可持续城市战略目标中，我们必须做好以下若干方面的生态规划和管理工作:
(1)修订完善科学的城市环境规划。环境规划一般由四个方面组成。生态规划(土地利用规划);污染综合防治规划;自然保护(或重点保护对象)规划以及环境科学技术发展规划。各项环境规划因其所要解决的重点问题不同，所以其侧重点也不同。如城市环境规划，侧重点则包括污染综合防治和工城区生态管理规划。在防治城市污染的规划中，既要列出分年度的实施要求，又要把防治污染的有关措施分别纳入基本建设、技术措施、科研计划之中，使费用、材料、设备得到充分的保证。在制定防治污染的规划时，要搞清楚污染源及可能污染城市区域的程度，要综合考虑社会经济各方面的因素，掌握污染物质对环境和生态系统的影响程度，要对各个区位、各个行业污染环境的每一个因素，进行系统分析比较，寻求最优的控制方案，以建立综合防治技术体系。对新建企业，要坚持防治污染的“三同时”建设原则;对有污染危害的老企业，特别是位于居民稠密区的企业，要分期分批加快治理污染的步伐或进行拆迁。总之，要把治理污染，保护城市环境纳人城市协调与可持续发展的轨道，并进行全面规划，科学管理。
(2)城市生态建设和环境保护也必须依法管理、依法治理，以法制化为根本保障。近20年来，各国的环境保护法令日趋完善，数量有的多达一二百项，规定得非常详细。我国在1989年颁布了《中华人民共和国环境保护法》，其中第一条规定，我国城市环境保护工作的方针是“保护和改善生活环境与生态环境，防治污染和其他公害，保障人体健康，促进社会主义现代化建设的发展。”为了保证这一系列法规的执行，必须加强法制宣传，维护法律的权威性和严肃性;要制定严格的城市环境质量标准与“三废”排放标准;要建立健全监督、检查、执法的机构和制度;要建立健全监督网。同时，还必须将法律手段、经济手段和行政手段三者结合起来，切实贯彻环境保护责任制度的原则。要根据“谁污染谁治理”的原则，强调明确各地区、各部门、各企业、直至每个职工对环境保护应负的法律和经济责任。这是搞好城市生态管理的重要措施。
(3)根据城市功能和科学规划要求，对城市布局作更进一步的科学综合、合理分区。合理布局是保护城市环境的重要前提，它有利于充分利用自然界的自净能力，促进资源的综合利用和“三废”的集中回收与治理。不合理的城市布局一方面加重城市的污染，造成环境的负荷过大;另一方面破坏环境的自净能力，使环境容量变小，从而加剧了城市生态环境的失衡。从保护城市生态环境的角度，当前需进一步作好城市的分区布局规划。这是一种城市规划措施，它是指市政当局根据城市中各类活动的特点，以及这些活动对环境质量的要求和影响程度，在空间上规定这些活动的特定范围，以改善城市的生活环境质量，如分别划出工业区、商业区、生活区、娱乐区。城市布局分区的重点是把有可能损害自然环境的许多经济与社会活动，从生活区中隔离出去，或设置绿化带等屏障。
(4)积极研制和引进先进技术和工艺，为城市生态管理优质化奠定科学基础。保护环境与发展经济一样，一靠政策，二靠科学。本世纪末核能的利用、新型材料的开发，以及生物工程、计算机技术、激光技术、遥感、遥测、遥控、机器人等新兴技术，在工农业生产和环境防治工作中已崭露头角，前景远大。如果我们能及时地把这些新兴技术运用于工业生产，那么不仅可以较大程度地提高产品的质量，降低物质消耗，提高经济效益，同时也会大大减少废弃物的排放，使得对环境的污染大为减轻。可持续城市的发展方针应该使城区经济向低公害、低消耗的方向发展。因此，应在工业生产中，积极革新并采用无污染或少污染的新工艺和技术，以减少城市环境污染，进而促进城市生态系统的良性循环，有效提高城市带内居民的生活环境质量。
(5)在城市生态规划管理中须应用科学方法，认真实施城市环境质量的评价工作。通过科学的环境质量评价，既可以客观判断城市环境污染现状，又可以对城市在大规模发展工业之后可能造成的环境危害程度进行超前性预测评价。整个评价工作的目的在于了解环境现状及其污染变化趋势，以便更好地改善城市环境;同时环境质量评价也为国家机关和部门拟定环境管理的对策、法律和经济措施以及城市合理的环境规划提供科学依据。环境质量评价最早是在1964年于加拿大召开的一次国际环境质量评价的学术会议上提出来的。1969年的美国《国家环境政策法》，在世界范围内第一次把环境质量评价作为一项法律制度肯定下来。目前，我国的城市生态质量评价的基本内容和程序主要是污染源调查，编制污染源的分布图;从城市性质和污染特点出发，确定主要环境污染要素和污染因子;编制各主要污染因子浓度分布图，以表明污染物在环境中的扩散分布情况;根据国家已颁布的有关环境标准的规定，并参照地区实际情况，确定环境质量评价标准;计算单污染要素的环境质量;污染程度分级，编制单要素环境质量评价图;环境质量综合评价，即在单要素环境质量评价的基础上，选择几个要素作为参数，并作合理加权，以对环境质量作出综合评价。
三、促进城市可持续发展的科技创新方案
在现代科技高速发展的同时，与人民生活息息相关的城市社区持续进步也日益为国际社会所重视。在1976年联合国人类住区大会通过的《温哥华人类住区宣言》中便提出，改善人类生活质量是每个人类住区政策的首要目标，即首先是满足人们对食物、住房、洁净水、就业、卫生、教育、培训、社会安全等基本需要。由此可见，我们所着力推进的城市发展不仅仅指区域的整体规划、资源开发以及城市公共管理和硬件设施的配套建设等，它还包括一个内在发展质量逐步提高的深层次目标。只有提高城市的生态质量，才能实现真正意义上的可持续发展。制约城市持续发展的主要因素有两个，一是社区发展的科学化水平，另一是社区居民的整体素质。前者既包括社区在规划、建设、管理等诸多宏观领域的科学化水平，也包括在具体的生产过程、生产设施(如劳动工具、日常用品、医疗设备等)方面的科学化程度;后者主要是指社区内整体居民的身体素质、科学文化素质以及思想道德素质。其中，居民身体素质的提高，有赖于他们对自身健康、卫生、生理结构以及发病原理等等的科学认识程度;思想道德素质的提高，依赖于他们对社会发展实质的科学认识，依赖于他们科学人生观的确立。两者都离不开现代科学的进步和新知识的普及。从城市可持续发展的角度来看，高新技术的推广和运用，无疑也是其发展质量提高的主要因素，新型建材的产生、电脑的普及，还有医疗技术的提高等，无不为城市社会的发展提供了强大的推动力，促进了现代社区服务、社区文化事业的大发展。针对目前我国城市生态发展的实际情况，我们认为，为了确立科技进步在城市建设中的主导地位，相关的制度、行动以及组织等多方面的发展与创新必须及时提上议事日程。
1.制度创新当前巫须通过一系列制度创新措施，确立并推进科技在我国城市可持续发展中的主导战略。
(l)建立决策民主化制度。各项城市建设重大决策的出台，都应该遵循一定的科学化程序，确实有科技专家们的参与。今后还应逐步建立和完善科技专家咨询系统以及信息分析支撑系统。
(2)制定区域性政策法规，加强对重大高新技术产业化工程的组织实施，为重点学科建设、重点实验室建设、技术装备配置等提供明确保证。
(3)出台有效的保障措施，鼓励地方企业自筹资金、自组人才进行科学研究和技术攻关，或主动与科研院所合作研究。
(4)创建科学的人才培养制度。人才是城市科技进步和经济社会发展中最重要的资源，而建立一套有利于人才培养和使用的激励机制非常必要。其中，科技推广人才的培养和使用也是不容忽视的重要一面。
2.行动创新这里说的行动创新包含两方面的内容
一是迅速地将“科技兴市”战略贯彻落实到社区经济、社会发展的具体方案之中;
二是行动中坚持以城市区内各要素优化组合、协调发展为目标，以市场和社会需求为导向，以科技进步为动力，体现改革和锐意创新的精神。当前应着力采取的主要创新行动方案有以下几个方面:
(l)尽快制定城市科技发展中长期规划。各地应根据自己的实际情况和发展需要，制定近期以及中长期的科技发展规划。规划中应突出重点，坚持做到有所为，有所不为;
(2)大力扶植高新技术产业。对于城区所属的耗能高、污染严重的企业或项目，应加强限制，直至取消;
(3)不断加大科技投人。首先，要努力持续地提高地方财政对科技发展的投人。每年的投人份额应有硬性规定;其次，制定必要的政策措施，鼓励城区内各个企业，甚至个人增加对科技的经费投人;再次，要采取措施，积极吸收国内外的科技贷款，推进本市区的科技进步。
3.组织创新从现代化的需要来看，我国不少城市仍存在科技事业游离于现实重大攻关项目，科技体制和市场经济取向不相适应，条块分割、力量分散、科技成果转化滞缓等问题，必须加大科技领域组织创新的力度，在科技体制、机制的优化中实施可持续发展方案。为此，我们建议:
(1)根据城市经济社会以及生态发展的跨世纪战略和市场经济的客观需要，合理配置科技资源，改善现有科技力量布局，在国家政策引导下促进社区科技人才的分流重组，建立人才、技术、资金、信息等合理流动、需求引导、公平竞争的市场机制，从而优化科研队伍，以进一步满足城市可持续发展的人力资源需要。
(2)调动一切可利用的组织资源，鼓励跨地区、跨行业部门的科技事业合作，加强不同城市之间、科研机构之间、科技人员之间的合作与交流，积极推动与海外科研机构和科技人员的交往合作，从而促使我们的科教兴市战略、城市可持续发展战略汇入全球高科技时代的洪流。
(3)抓住经济结构调整的大好机遇，积极推进科技等第三产业的发展，鼓励省属以及各市县科研机构各部门，推广自己的科研产品，积极发展技术中介、技术咨询、企业诊断服务等第三产业。与此同时，进一步完善技术市场，强化应用技术的开发和推广，促进科技成果向现实生产力的转化，解决城市经济、生态协调发展中的重大和关键技术问题。
关键词:可持续发展；可持续城市；都市圈；生物圈；生态系统管理
可持续城市发展。可持续发展被定义为满足现代人需要而又不损害子孙后代满足他们需要的能力的发展方式。 但是，可持续发展着重于过程，强调改善、进步和良性变化，将环境和社会因素融合起来，籍此获得可持续性。但是，可持续发展着重于过程，强调改善、进步和良性变化，将环境和社会因素融合起来，籍此获得可持续性。可持续城市发展强调改革市场机制的需要以达成环境目标以及取得环境、社会、经济诸因素的平衡考虑。
城市本身并不适合生态系统的完善，需要依赖于其他生态系统的存在而存在。而连接两者之间的就是人类本身，而人的自身又在破坏生态的平衡。随着城市化进程加快，更多的人将生活在狭小的城市空间中。人口增多使消费需求迅速增长，尤其在超过百万、千万的特大城市中，对各种消费品需求更是急剧扩大，城市郊区已不能满足城市增长的消费需求，城市生态系统就需要从更广大的空间中获得各种生产资料和生活资料的供给。城市依赖性强的特征使每一地区城市发展，都必须处理好农村社会的关系，将城乡视为一个整体，才能使城市生态系统正常运作。随着城市化水平的提高和可持续发展观念的崛起，现代城市中的生态发展也日益成为城市发展与管理的突出主题。
从系统控制论和城市生态学的角度看，城市作为一个开放性的区域系统，它和周边的农村集镇以及其他城镇构成了一个更大范围的，互动辐射都市圈层或城市地带。对城市生态的管理当然也绝非仅仅是中心城区的单一管理，而必须从整个都市圈 区域进行规划管理。同时，在城市生态系统循环中，生态发展的管理也不能仅限于对环境要素的单一管理，而必须将环境循环圈和人口、资源以及经济循环圈作协调一的整合控制。因此，一个完整科学的城市生态发展，必然是在较广泛意义上进行的都市圈和生物圈双重规划管理，这便是本文试图阐明的新发展理念。
一、现代城市生态系统的恶化趋向
城市生态良性化是城市发展的最终目标之一，它的实质是从本地的实际出发，在现有条件下，统筹规划城市居民的活动，平衡各种生态关系，使得经济、生态、社会协调发展，获取最大的综合效率，最终求得人与自然的和谐。城市不仅是一个典型的人工生态系统，而且是一个多层次、多因素，关系复杂的自然、经济、社会复合的生物大循环系统，城市生物圈的系统构成要素主要有五个方面，即社会结构、经济结构、资源结构、人工结构和环境结构等要素。这个系统必须依靠人工的调控和管理，而不是完全自发的。这个系统，一方面要从系统外输入所需的大量物质和能量来维持;另一方面也向系统外输出产品和文明。在正常情况下，生态系统是均衡而循环演进的，在人类社会早期，由于从事规模狭小的农牧业生产，生态圈受损程度很低。人类诞生于环境，又作用于环境。城市生态恶化成为一个大范围的环境问题，并且发展成为一个危害人类生存和经济发展的社会公害，是在近代工业诞生之后才出现的。大工业的产生和发展，一方面促使了社会的进步和人们生活水平的提高;另一方面，也排放出大量有害物质造成环境污染，并且日趋严重。城市发展的历史证明，城市一方面是人类作用于环境最深刻最集中的区域;另一方面也是人类社会中环境污染最严重的区域。城市生态系统恶化归因于人类经济、社会发展与环境的协调关系被坏，主要是资源的不合理利用和浪费所造成的。具体来说，有这样几方面的原因。
一是人口的增长和经济的发展超出了环境承载能力和环境容量。科学家们的研究表明，在其它因素不变的条件下，环境污染与人口密度和经济开发强度成正比。这就使污染在大城市比中小城为甚、工业城市比其它城市为甚，尤其是以重工业和化学工业为主的大城市。
二是社会生活需求激增而技术防治能力滞后的矛盾成因。一方面工业化国家中过分追求豪华舒适的生活模式和铺张奢侈的消费习惯，而另一方面防治和消除环境污染的技术手段还远远不能适应社会的需要。统计表明，发达国家在创造了高度的物质文明的同时，也给世界遗患无穷。用作制冷剂的氟里昂是破坏臭氧层的元凶;无所不包的家用电器使电力消耗登峰造极;普及化的家用小汽车更是城市空气污染的罪魁祸首。
三是不尊重生态规律，不以反映城市生态规律的理论来指导组织经济、社会生活，不能合理使用土地与空间，建筑布局、工业布局混乱，从而破坏城市的生态系统，减弱城市生态系统的调节机能。这一点确实应该让我们记取恩格斯于工业化早期在审视一个又一个经济奇迹背后潜伏的危机时所发出的警告:“不要过分陶醉于我们对自然界的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。”下图则反映了城市化增长中处于高速经济活动中的城市人与生态环境的相互作用:
当代城市生物圈系统循环的被破坏，主要原因是与城市人口和经济的迅速增长以及政府规划与管理不善紧密联系在一起的。国外学者曾用“过度规模假说”(excesssealeh”洲〕thesis)来解释城市环境的退化问题。即由于人口压力以及政府规划与管理不善，导致城市增长超过城市自然和生活环境的承载能力，由此引起城市基础设施的拥挤和环境质量的下降。在许多城市，由于政府部门对不断涌现的各种城市问题处理不当，如人口迅速增长、工业活动过度集中、城市基础设施不足以及缺乏发展规划等，导致城市环境出现退化。在发展中国家，城市生态恶化问题大体可分为三类，即环境污染、城市系统的拥挤和自然支持系统的退化。这些城市环境问题对居民的生活和生产都有着重要的影响。这里需要强调的是，当今城市环境问题所造成的影响并非仅局限于城市地区之内，其影响范围已涉及到整个地区、整个国家甚至全球。中国的城市生态恶化迹象于本世纪70年代逐渐为世人所瞩目，其主要特征和趋势表现为:
1.水资源缺乏、水质污染。中国多个城市缺水，每年缺水60多亿耐，相当多的城市淡水资源受到污染，主要是一些污水未经处理直接排放。目前工业废水处理率仅68%，生活污水处理率不到l0%，导致90%以上的城市水域严重污染，近50%的重点城镇水源不符合饮用水标准。
2.用其他手段不合理地利用资源所造成的对自然环境和生态平衡的破坏也十分严重，这也直接或间接地影响着城市的环境。如我国森林覆盖率只有12.7%，在世界上列为第120位。森林的减少引起了一系列恶果，如城市气候紊乱、水土流失、旱涝灾害加剧等等。还有不少城市，特别是北方的工业城市，由于对水资源的过度开采，地下水位不断下降，有的甚至达到每年降低0.5-l米。
3.空气污染。中国是以煤为主的能源结构，而煤燃效率较低。据测，中国J匕方城市二氧化硫大气浓度平均超标30%，南方城市平均超标19%;西南、华南地区由于燃煤中含硫量高，造成一些地区酸雨严重。目前中国一些大城市如北京、广州和西安，二氧化硫和空气悬浮颗粒物平均浓度都远远超过了世界卫生组织(WHO)确定的标准，引起土壤、水体酸化，危害植物生长和人体健康，损害建筑设施。据有关资料，20世纪90年中期中国酸雨面积已达250万平方公里，比80年代中期扩大100万平方公里。
4.固体废弃物污染。主要是由于城市垃圾处理率低造成的，现在中国城市固体废弃物和生活垃圾处理率只占30%。据有关城市调查统计，全国垃圾历年堆存量目前已达8亿多吨，侵占土地面积多达5亿平方米，6座城市中，有2座城市陷于垃圾包围之中。我国城市人均垃圾的年产量达到4亿公斤，1996年城市生活垃圾清运量已达1亿吨，且以每年8%-10%的速度增长。大量垃圾的产生对城市环境卫生的负面影响也在增长。而绝大部分城市采用露天堆放、自然填沟和填坑的原始方式消纳城市垃圾，对土壤、地下水、大气等造成极大的影响和潜在的危害。
5.噪声污染。据有关环境监测部门的资料表明，在我国有近2/3的城市居民在超分贝的噪声环境中生活和工作。中国城市噪音比西方国家约高12分贝，尤其大城市、工业区更为严重。据报道，近年来北京、上海、天津、广州等大中城市在收到有关环境污染的投诉中，噪声扰民的已占到印%以上。随着我国经济的快速发展，城乡建设日新月异，无论是大中城市，还是县、乡、集镇，建筑施工工地比比皆是，由于大都是中高层建筑，整个施工基本实行机械化作业，无不发出强烈的噪声。城市生态的恶化，不仅给城市居民生活带来了极大的威胁，也给人类生态系统造成了严重损害，它的恶化已引起每个有责任心的世人的关注。
城市环境污染的直接后果首先是恶化了城市人的生存条件。许多本来就缺水的城市，由于地表水与地下水遭污染而处于雪上加霜的境遇;久有“东方威尼斯”美誉的姑苏古城，对于其纵横成网的水系环境质量，却流行着这样的民谚，“60年代，淘米洗菜;70年代，水质变坏;80年代，鱼虾绝代;90年代，不能洗马桶盖。”与此同时，我国西北的城市每年要在“沙暴”中静候沙漠的威胁。其次是严重破坏了城市景观。环境污染，使有的城市变得花木凋零、鸟兽绝迹、文物古迹遭受腐蚀。再次便是对人体健康的威胁。污染物通过人体的呼吸、消化系统进人体内，或通过皮肤接触与感官刺激作用于体表，其中的有害有毒成分对人体造成损害，引发疾病甚至夺去人的生命。据世界卫生组织1978年提供的资料，城市肺癌死亡率是农村的2-5倍;而历史上那些杀人于无形的环境公害事件也几乎总是发生在城市。因此，尽管今天的医疗卫生条件比以前不知要优越多少倍，城市里的人们却依然成天为自己脆弱的健康而忧心忡忡。第四是造成无法估量的经济损失。仅因大气污染造成的直接经济损失，美国每年达200亿美元，德国为25亿马克，法国为30亿法郎;另据欧共体国家的调查，环境污染造成的经济损失通常占国民生产总值的3%-5%。而我国80年代每年污染损失为800亿元，其中大气污染损失是70亿元，水污染损失是380亿元，固体污染是80亿元;这800亿元，相当于我国1987年国民生产总值的7.7%。
二、新生态发展观:建设可持续城市
1982年5月，联合国环境规划理事会特别会议认为，通过10年来的环境工作，已逐渐形成了新的环境理念。其内涵主要有以下六点:
1.资源的合理利用与资源的保护战略应符合经济发展的基本要求，而且应被视为经济持续增长的先决条件;
2.对不同的消费模式、技术类型和土地使用战略需要进行研究，并提供必要的经济、法律和教育资助;
3.经济社会发展计划必须慎重考虑到在地球生命支持系统中的各个要素和各种反应过程之间的相互联系，对一个部门的有利行动，可能会对其它部门引起意想不到的损害，这种后果在规划阶段就应考虑到;
4.由于环境要素的各种反应过程在不同时间与不同空间里都有极大的可变性，而且技术和社会的变化模式也可能对环境产生不利影响，因此，环境发展与环境管理规划应该富有弹性，并经常进行环境监测;
5.经济与社会发展计划必须考虑到环境系统的稳定性的“极限”，以消除环境系统稳定性失衡引起对社会经济计划的干扰;
6.必须防止转让不适当的技术，产出有毒物质和有害物质给环境带来的严重危害。
对环境问题的深化认识和新环境观的形成，最终导致了环境与经济的可持续发展战略的出台。1992年6月3日至14日巴西里约热内卢召开了举世瞩目的联合国环境与发展大会。会议通过了《里约环境与发展宣言》和《21世纪议程》两个纲领性文件，表明全球50亿人终于在生死攸关的前途问题上达成了共识——可持续发展。可持续发展有两层含义，优先考虑当代人，尤其是世界上贫穷人的基本需求;在生态环境可以支持的前提下，满足人类眼前和将来的需要。它寻求的不是在几个地方或几年内的发展，而是整个地球遥远未来的持续发展。用这一新环境发展战略理念来指导当前的城市生态建设，我们认为在跨世纪的城市现代化规划中必须补充原有的，甚至重新设计生态规划;在新的生态规划中必须明确一个新的而又十分重要的城市发展目标，“建设可持续城市”。这里有必要区分“城市可持续发展”与“可持续城市”这两个既有联系，又有区别的概念。虽然二者都强调要协调好城市经济、社会发展与城市环境之间的关系，但前者更侧重于城市发展的动态过程，而后者则是城市可持续发展所达到的一种状态和结果。一个城市能否称之为可持续城市，主要是看其在自然环境、经济和社会发展等方面是否具有可持续性。而维护城市的可持续性，关键是保护城市的生态环境，提高城市自然和环境的承载能力;并通过加强需求管理，采取经济、行政和法律手段，限制和防止需求的过度增长，以使供给与需求保持适度的平衡。在实施可持续城市战略目标中，我们必须做好以下若干方面的生态规划和管理工作:
(1)修订完善科学的城市环境规划。环境规划一般由四个方面组成。生态规划(土地利用规划);污染综合防治规划;自然保护(或重点保护对象)规划以及环境科学技术发展规划。各项环境规划因其所要解决的重点问题不同，所以其侧重点也不同。如城市环境规划，侧重点则包括污染综合防治和工城区生态管理规划。在防治城市污染的规划中，既要列出分年度的实施要求，又要把防治污染的有关措施分别纳入基本建设、技术措施、科研计划之中，使费用、材料、设备得到充分的保证。在制定防治污染的规划时，要搞清楚污染源及可能污染城市区域的程度，要综合考虑社会经济各方面的因素，掌握污染物质对环境和生态系统的影响程度，要对各个区位、各个行业污染环境的每一个因素，进行系统分析比较，寻求最优的控制方案，以建立综合防治技术体系。对新建企业，要坚持防治污染的“三同时”建设原则;对有污染危害的老企业，特别是位于居民稠密区的企业，要分期分批加快治理污染的步伐或进行拆迁。总之，要把治理污染，保护城市环境纳人城市协调与可持续发展的轨道，并进行全面规划，科学管理。
(2)城市生态建设和环境保护也必须依法管理、依法治理，以法制化为根本保障。近20年来，各国的环境保护法令日趋完善，数量有的多达一二百项，规定得非常详细。我国在1989年颁布了《中华人民共和国环境保护法》，其中第一条规定，我国城市环境保护工作的方针是“保护和改善生活环境与生态环境，防治污染和其他公害，保障人体健康，促进社会主义现代化建设的发展。”为了保证这一系列法规的执行，必须加强法制宣传，维护法律的权威性和严肃性;要制定严格的城市环境质量标准与“三废”排放标准;要建立健全监督、检查、执法的机构和制度;要建立健全监督网。同时，还必须将法律手段、经济手段和行政手段三者结合起来，切实贯彻环境保护责任制度的原则。要根据“谁污染谁治理”的原则，强调明确各地区、各部门、各企业、直至每个职工对环境保护应负的法律和经济责任。这是搞好城市生态管理的重要措施。
(3)根据城市功能和科学规划要求，对城市布局作更进一步的科学综合、合理分区。合理布局是保护城市环境的重要前提，它有利于充分利用自然界的自净能力，促进资源的综合利用和“三废”的集中回收与治理。不合理的城市布局一方面加重城市的污染，造成环境的负荷过大;另一方面破坏环境的自净能力，使环境容量变小，从而加剧了城市生态环境的失衡。从保护城市生态环境的角度，当前需进一步作好城市的分区布局规划。这是一种城市规划措施，它是指市政当局根据城市中各类活动的特点，以及这些活动对环境质量的要求和影响程度，在空间上规定这些活动的特定范围，以改善城市的生活环境质量，如分别划出工业区、商业区、生活区、娱乐区。城市布局分区的重点是把有可能损害自然环境的许多经济与社会活动，从生活区中隔离出去，或设置绿化带等屏障。
(4)积极研制和引进先进技术和工艺，为城市生态管理优质化奠定科学基础。保护环境与发展经济一样，一靠政策，二靠科学。本世纪末核能的利用、新型材料的开发，以及生物工程、计算机技术、激光技术、遥感、遥测、遥控、机器人等新兴技术，在工农业生产和环境防治工作中已崭露头角，前景远大。如果我们能及时地把这些新兴技术运用于工业生产，那么不仅可以较大程度地提高产品的质量，降低物质消耗，提高经济效益，同时也会大大减少废弃物的排放，使得对环境的污染大为减轻。可持续城市的发展方针应该使城区经济向低公害、低消耗的方向发展。因此，应在工业生产中，积极革新并采用无污染或少污染的新工艺和技术，以减少城市环境污染，进而促进城市生态系统的良性循环，有效提高城市带内居民的生活环境质量。
(5)在城市生态规划管理中须应用科学方法，认真实施城市环境质量的评价工作。通过科学的环境质量评价，既可以客观判断城市环境污染现状，又可以对城市在大规模发展工业之后可能造成的环境危害程度进行超前性预测评价。整个评价工作的目的在于了解环境现状及其污染变化趋势，以便更好地改善城市环境;同时环境质量评价也为国家机关和部门拟定环境管理的对策、法律和经济措施以及城市合理的环境规划提供科学依据。环境质量评价最早是在1964年于加拿大召开的一次国际环境质量评价的学术会议上提出来的。1969年的美国《国家环境政策法》，在世界范围内第一次把环境质量评价作为一项法律制度肯定下来。目前，我国的城市生态质量评价的基本内容和程序主要是污染源调查，编制污染源的分布图;从城市性质和污染特点出发，确定主要环境污染要素和污染因子;编制各主要污染因子浓度分布图，以表明污染物在环境中的扩散分布情况;根据国家已颁布的有关环境标准的规定，并参照地区实际情况，确定环境质量评价标准;计算单污染要素的环境质量;污染程度分级，编制单要素环境质量评价图;环境质量综合评价，即在单要素环境质量评价的基础上，选择几个要素作为参数，并作合理加权，以对环境质量作出综合评价。
三、促进城市可持续发展的科技创新方案
在现代科技高速发展的同时，与人民生活息息相关的城市社区持续进步也日益为国际社会所重视。在1976年联合国人类住区大会通过的《温哥华人类住区宣言》中便提出，改善人类生活质量是每个人类住区政策的首要目标，即首先是满足人们对食物、住房、洁净水、就业、卫生、教育、培训、社会安全等基本需要。由此可见，我们所着力推进的城市发展不仅仅指区域的整体规划、资源开发以及城市公共管理和硬件设施的配套建设等，它还包括一个内在发展质量逐步提高的深层次目标。只有提高城市的生态质量，才能实现真正意义上的可持续发展。制约城市持续发展的主要因素有两个，一是社区发展的科学化水平，另一是社区居民的整体素质。前者既包括社区在规划、建设、管理等诸多宏观领域的科学化水平，也包括在具体的生产过程、生产设施(如劳动工具、日常用品、医疗设备等)方面的科学化程度;后者主要是指社区内整体居民的身体素质、科学文化素质以及思想道德素质。其中，居民身体素质的提高，有赖于他们对自身健康、卫生、生理结构以及发病原理等等的科学认识程度;思想道德素质的提高，依赖于他们对社会发展实质的科学认识，依赖于他们科学人生观的确立。两者都离不开现代科学的进步和新知识的普及。从城市可持续发展的角度来看，高新技术的推广和运用，无疑也是其发展质量提高的主要因素，新型建材的产生、电脑的普及，还有医疗技术的提高等，无不为城市社会的发展提供了强大的推动力，促进了现代社区服务、社区文化事业的大发展。针对目前我国城市生态发展的实际情况，我们认为，为了确立科技进步在城市建设中的主导地位，相关的制度、行动以及组织等多方面的发展与创新必须及时提上议事日程。
1.制度创新当前巫须通过一系列制度创新措施，确立并推进科技在我国城市可持续发展中的主导战略。
(l)建立决策民主化制度。各项城市建设重大决策的出台，都应该遵循一定的科学化程序，确实有科技专家们的参与。今后还应逐步建立和完善科技专家咨询系统以及信息分析支撑系统。
(2)制定区域性政策法规，加强对重大高新技术产业化工程的组织实施，为重点学科建设、重点实验室建设、技术装备配置等提供明确保证。
(3)出台有效的保障措施，鼓励地方企业自筹资金、自组人才进行科学研究和技术攻关，或主动与科研院所合作研究。
(4)创建科学的人才培养制度。人才是城市科技进步和经济社会发展中最重要的资源，而建立一套有利于人才培养和使用的激励机制非常必要。其中，科技推广人才的培养和使用也是不容忽视的重要一面。
2.行动创新这里说的行动创新包含两方面的内容
一是迅速地将“科技兴市”战略贯彻落实到社区经济、社会发展的具体方案之中;
二是行动中坚持以城市区内各要素优化组合、协调发展为目标，以市场和社会需求为导向，以科技进步为动力，体现改革和锐意创新的精神。当前应着力采取的主要创新行动方案有以下几个方面:
(l)尽快制定城市科技发展中长期规划。各地应根据自己的实际情况和发展需要，制定近期以及中长期的科技发展规划。规划中应突出重点，坚持做到有所为，有所不为;
(2)大力扶植高新技术产业。对于城区所属的耗能高、污染严重的企业或项目，应加强限制，直至取消;
(3)不断加大科技投人。首先，要努力持续地提高地方财政对科技发展的投人。每年的投人份额应有硬性规定;其次，制定必要的政策措施，鼓励城区内各个企业，甚至个人增加对科技的经费投人;再次，要采取措施，积极吸收国内外的科技贷款，推进本市区的科技进步。
3.组织创新从现代化的需要来看，我国不少城市仍存在科技事业游离于现实重大攻关项目，科技体制和市场经济取向不相适应，条块分割、力量分散、科技成果转化滞缓等问题，必须加大科技领域组织创新的力度，在科技体制、机制的优化中实施可持续发展方案。为此，我们建议:
(1)根据城市经济社会以及生态发展的跨世纪战略和市场经济的客观需要，合理配置科技资源，改善现有科技力量布局，在国家政策引导下促进社区科技人才的分流重组，建立人才、技术、资金、信息等合理流动、需求引导、公平竞争的市场机制，从而优化科研队伍，以进一步满足城市可持续发展的人力资源需要。
(2)调动一切可利用的组织资源，鼓励跨地区、跨行业部门的科技事业合作，加强不同城市之间、科研机构之间、科技人员之间的合作与交流，积极推动与海外科研机构和科技人员的交往合作，从而促使我们的科教兴市战略、城市可持续发展战略汇入全球高科技时代的洪流。
(3)抓住经济结构调整的大好机遇，积极推进科技等第三产业的发展，鼓励省属以及各市县科研机构各部门，推广自己的科研产品，积极发展技术中介、技术咨询、企业诊断服务等第三产业。与此同时，进一步完善技术市场，强化应用技术的开发和推广，促进科技成果向现实生产力的转化，解决城市经济、生态协调发展中的重大和关键技术问题。