從“地球系統視角”看清可持續發展城市的全貌

未來的智慧城市，必將是一個人類智慧與人工智能協同共創、共治共享的生命體。

文｜陳德亮

ID | BMR2004

2025年10月最新發布的《全球臨界點報告》顯示，全球變暖持續推高全球平均地表溫度，2025年的增溫已經突破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、水循環和生態系統緊密相連，作為人類活躍主陣地的“城市”必然不能被看成是地球系統中偏安一隅的存在。以快速擴張為主要目的的城市規劃思維需要轉向一種新的思維模式，即從長期主義的角度出發，統籌基礎設施建設、產業模式轉化以及治理結構優化“協同共治”的系統性思維。

01

從“地球系統”的角度重新定義可持續發展城市

城市其實是地球系統中的一個關鍵節點。

說到可持續發展城市，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，綠色城市強調生態環境保護，低碳城市重點在于減少碳排放、推動能源轉型，而智慧城市則注重用科技提升管理效率和生活質量，可持續發展城市的概念相比起來會更全面。

傳統意義上，我們可能更關注城市內部的表現，比如碳排放是否達標、能源是否高效、交通是否便利。但從地球系統科學來看，城市是一個開放系統，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、動態又復雜的系統。開放是指城市和外界不斷交換能量、物質和信息；動態是指城市在經濟、社會和生態上不斷變化；復雜則體現在城市內部各個要素之間存在多層次、非線性的相互作用。

城市的發展和全球系統緊密相關。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。

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

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

舉個例子，如果一個城市實現了內部的碳平衡，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系統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發展。真正的可持續發展城市，不僅要看自身的指標，更要考慮對整個地球系統的影響，包括遠方生態、水資源和氣候系統的承載力。

因此，一個真正意義上的可持續發展城市，不是只在某個方面做得好，而是能在經濟發展、社會公平和生態環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發展的基礎。換句話說，它既要有發展的活力，又要有面對未來挑戰的韌性，比如應對氣候變化、極端天氣和資源壓力。

可持續發展城市的建設標準應該是整體的、系統的，關注內部和外部的協同發展，追求對全球環境、社會和經濟都盡可能低沖擊、高適應的模式。可持續發展城市更像是一個“系統工程”。它把綠色、低碳、智慧這些理念都包括在內，更強調統籌思維和長期發展。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定和彈性。

02

從系統和長期的角度規劃城市發展

國內城市的發展已經從單純追求效率轉向效率與可持續并重，也為很多新的產業和商業模式提供了機會。

城市發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劃者、建設者和投資者從根本上轉變思維，需要基礎設施建設、產業模式轉化以及治理結構優化三者共同發力，形成協同共治的系統性思維。

過去，我們規劃城市時往往假設氣候比較穩定，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。但現在，氣候變化已經成為常態，極端天氣、洪澇、熱浪等事件越來越頻繁，這要求我們的規劃思維也必須轉變。

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

這種轉變意味著我們不能再僅僅追求短期經濟效率，而是要從系統和長期的角度規劃城市。結合全球氣候模型和區域氣候模擬的結果，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地發展。

從支撐整個城市運轉的經濟學視角來看。以往，傳統城市財政很大程度上依賴土地經濟，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系統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：第一是定量化生態服務價值，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濟價值；第二是創造激勵機制，比如綠色債券、生態補償基金或者“碳交易”機制，讓政府和企業在投資綠色基礎設施時能夠獲得明確的經濟回報。

舉個例子，有些城市在河流和濕地保護區實施了生態補償機制，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投資。通過這種方式，不僅保護了生態系統，還提升了城市的防洪能力和環境質量，實現了經濟、生態和社會的多重收益。

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

在注重經濟增長、社會公平與環境優化的可持續城市發展模式下，國內有一些城市已經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，成功建設了千萬千瓦級別的風電和光伏發電基地，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基地，建立了全國廢舊電池回收網絡，極大地減少了環境污染；青海西寧作為全球最大的鋰電材料生產基地，依托本地生產的電池，大力發展儲能系統集成技術，并將其應用于青海省的清潔能源供暖、電網側調峰及無電地區供電等項目，將產業優勢直接轉化為本地能源轉型的動力。

由此可以看到，國內城市的發展已經從單純追求效率轉向效率與可持續并重，也為很多新的產業和商業模式提供了機會。除了儲能、新能源之外，在一些傳統環保產業之外的領域，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據和預測轉化為城市規劃、農業生產、保險和金融等實際決策工具；而韌性農業和食品系統不僅提高了食物供應安全，還能減少極端氣候對糧食生產的沖擊。

這些領域的共同特點是：它們能夠結合技術創新、市場機制和生態效益，讓可持續發展不僅是社會責任，也成為經濟機會。可以說，隨著城市發展理念的轉變，這些新賽道將成為推動綠色經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了可持續發展時，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量，包括健康、教育、社會公平等綜合指標；二是城市系統的韌性與生態和諧度，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定運行，同時與自然環境保持平衡。

這意味著我們評價城市成功的哲學基礎正在發生轉變，從過去主要看規模和經濟增長，逐漸轉向關注福祉、韌性和生態系統的健康。換句話說，可持續發展不僅僅是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、經濟和環境的綜合平衡，讓人們生活得更好，同時地球系統也能承載這樣的發展。

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，配合儲能系統能夠滿足城市能源轉型的規模化需求。

同時，AI城市管理也很有發展空間，它可以通過智慧調度、用能優化和預測維護，提升城市能源和交通系統的效率，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，實現快速減排和規模化應用；長期則需要持續研發和示范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發展城市

結合本地實際，建立科學、長期、系統的規劃和治理機制，同時讓公眾、企業和政府形成共同責任和參與，這樣才能真正實現可持續發展。

對于理解可持續發展城市思路的轉變，對今天的城市領導者、商業決策者和每一位建設者而言，意味著必須徹底轉換行動的底層邏輯。

從政府層面來看，只有制度上打通信息流和決策鏈條，城市才能真正實現綜合協調、長期可持續的轉型，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、系統化的城市可持續發展治理機制。

具體來說，這種機制能夠把環境、能源、交通、土地、財政等不同部門的數據和決策納入同一個框架，實現政策的協同和科學評估。比如建立城市可持續發展委員會或類似的跨部門協調平臺，由政府高層統籌，結合科學模型和數據支撐，讓每一個投資和規劃決策都能兼顧生態、經濟和社會效益。

對于企業決策者和投資者來說，未來氣候風險數據是戰略性的重要信息。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。科學家提供的數據，包括氣候模型預測、區域極端事件概率和生態風險評估，都可以作為參考。關鍵是要把這些復雜數據轉化為易于理解的風險指標和場景分析，便于企業進行戰略規劃和風險管理。

目前，科學與商業決策之間存在信息鴻溝：一方面，科學數據通常復雜、專業；另一方面，企業需要快速、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據可視化和場景化表達，讓非專業人士也能理解風險；二是建立跨界平臺，讓企業、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長期財務和供應鏈評估體系，讓科學數據真正影響投資和運營決策。

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

在推動城市可持續發展方面，北歐和一些歐洲城市有很多值得借鑒的經驗。

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

同時，也有失敗或不足的教訓。例如，一些城市在環保基礎設施上投入很大，但缺乏跨部門協同和長期維護機制，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，但缺乏經濟激勵或公眾認同，難以形成規模化影響。

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