城市生态工程研究

城市生态工程研究

【摘要】

随着社会发展的进步，人们日益增长的物质文化需求不断提高，其“以人为本”的理念潜移默化的影响着城市发展及人类的生产生活，同时，诸多资源环境问题发生，包括交通、噪声、绿化、公共基础设施建设等。如何协调城市建设与人类健康发展，成为城市生态工程中重要的课题。

在生态学和城市生态学基本原理的指导下进行规划、建设、运营、管理城市人类居住地，体现了城市居民的生活方式、生活质量、人口素质、生态知识及生态参与，强调人、生物和环境的共同行动或活动。

【关键词】

太阳能利用、低碳、绿化、节能减排

【正文】

1.城市生态学定义：

城市生态学（urban ecology）是以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科。由于人是城市中生命成分的主体，因此，城市生态学也可以说是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。

城市生态学的研究内容主要包括城市居民变动及其空间分布特征，城市物质和能量代谢功能及其与城市环境质量之间的关系(城市物流、能流及经济特征)，城市自然系统的变化对城市环境的影响，城市生态的管理方法和有关交通、供水、废物处理等，城市自然生态的指标及其合理容量等。可见，城市生态学不仅仅是研究城市生态系统中的各种关系，而是为将城市建设成为一个有益于人类生活的生态系统寻求良策。

生态城市是按照生态学原理建立起来的一类社会、经济、信息、高效率利用且生态良性循环的人类聚居地。换句话说，就是把一个城市建设成为一个人流、物流、能量流、信息流、经济活动流、交通运输流等畅通有序，文化、体育、学校、医疗等服务行为齐全文明公正，与自然环境和谐协调、洁净的生态体系。所以城市生态学是根据生态学研究城市居民与城市环境之间相互关系的学科。

2.城市生态工程发展的历史和现状：

2.1城市生态住区的发展现状（以欧洲为例）

欧洲多国城市生态区普遍重视利用太阳能解决住宅能源问题，例如德国在城市生态住区建设中大面积采用了太阳能光电板，其产生的电力不仅可以自给，而且盈余部分可以送到城市电网上去。

由于住宅能耗在总能耗中占有1/5~1/4的比例，建筑节能是欧洲各国城市生态住宅建设中重点课题，城市生态住区规划设计中从建筑朝向、外墙面积、墙体热工性能、窗户密闭性能、南向窗户面积大小等方面都作了认真的规划和设计。

节约用水已是欧洲各国城市生态住区的共同要求，德国、英国等国的生态住区中都设有完善的雨水收集设施，收集起来的雨水可用来冲洗厕所和浇灌绿地。许多生态住区都对生活污水作了净化处理，大多采用生物技术加以处理，经济、高效，且净化后的水可用于生态住区景观用水等方面。

在城市生态住区中，扩大绿化的重要技术措施之一就是实现屋顶绿化。屋顶绿化夏季可吸热防晒，冬季可保温御寒。在国外一些城市生态住区中，屋顶绿化成为一种特殊景观，住宅区的绿化质朴自然，没有国内住宅区中常见的大量人工雕凿的绿化，也很少有大面积铺砌的广场和喷水池。

欧洲各国城市生态住区对选用的建筑材料都有一定的要求，如德国慕尼黑市规定住宅建设中不准用铝制门窗，原因是铝材在制造过程中能耗大、污染大。但有些金属由于可回收利用，也被大量采用，作为外墙皮、承重骨架、阳台等。欧洲多国近年来绿化率高，森林处在良性循环中，木材亦是生态性建材，在住宅建设中便得到普遍使用，许多住宅采用木制品作骨架、墙体和建筑配件。为了减少化学物质的用量，在德国不刷油漆的金属外墙使用很普遍。与此同时，在建造过程中，他们大量采用集成配套技术，如对复合墙体保温技术、屋面保温技术、太阳能装置技术、屋顶植被技术、渗水池修建技术等的综合使用。

2.2国内城市生态住区的发展现状（以深圳万科城市花园为例）

城市生态住区在我国尚属于起步阶段，在全国城市住区建设中所占比例低，主要分布在经济比较发达的地区。

充分利用我国南方城市气候条件因素，绿化程度较好，住区景观得到改善。真正的生态住区不等同于景观设计中的、绿地、水系等，而是要充分考虑人与自

然和谐共处的本质问题。

物业管理智能化程度较高。城市住区的生态体系正向高科技型转变。

节能与环保水平有待提高。在能源利用方面，该城市生态住区主要利用从外界输入的电能和天然气等能源。其对太阳能等新能源的利用率较低，主要是用于太阳能热水器。在生活固体废弃物的处理方面，固体垃圾主要是垃圾处理厂集中处理，垃圾收集虽然要求袋装、分类、无害，但实际上很多分类收集流于形式；大部分的生活污水是先排放到城市的下水道管网里然后进入污水处理厂处理。

3.我国城市生态住区的发展趋势

3.1规划和选址趋向合理

城市生态住区的规划日益注重维持原生态系统，尽量减少对周边环境的影响，并且逐步充分考虑合理的自然通风、日照、交通条件等；应用生态学基本原理规划、设计和建造居住区，力求居住区结构良好、布局合理、功能协调，与所在区域的可持续发展能力相适应。

选址则首先要考虑到居民的健康需求，包括生理健康和心理健康。选址时要远离污水、垃圾、噪声等污染源；尽量少在城市中心商业区建造住宅，充分利用郊区荒地、坡地、丘陵地段，尽量避免占用耕地。

3.2布局多样化、建材无害化

在布局上，住宅形式趋向多样化，重视改变通常的条形住宅和兵营式布局，结合自然环境，从层数、体量、造型、曲直、朝向、组合等方面着力营造多种布局和多样空间。住宅的建设提倡全部采用对人体无害的建筑材料和装饰材料，例如要尽可能使用3R（即可重复使用、可循环使用、可再生使用）材料。同时，要尽可能提高材料的回收利用率。

3.3科学使用资源和能源

住区运行中提倡4R原则。.即减少使用（Reduce）、回收利用（Recover）、重复使用（Reuse）和循环使用（Recycle），在住区建成后要尽量减少并高效利用不可再生资源、充分利用可再生资源、不断采用新能源。

3.4突出以人为本的理念

城市生态住区首先要充分考虑其主体——人的生存和发展需求，主动将住区条件与人类发展融为一体，营造优美和谐的自然与人文环境，并运用各种进步理

念和现代技术，使城市生态住区不仅是美观舒适的客观实体，而且是和谐幽雅的精神家园。

现以近期上海松江区建设“垃圾焚烧厂”引起市民恐慌为案例进行分析：松江区日均垃圾产量1200多吨，垃圾处置方式大多由生活垃圾卫生填埋场和固废综合处置厂承担。从目前情况来看，垃圾填埋场已经接近饱和，固废厂的残渣率又较高，残渣最终只能进入填埋场进行填埋，建立一个技术含量高、可持续利用的垃圾处置中心势在必行。

如何面对垃圾焚烧工艺对环境产生的影响问题？相对于填埋和堆肥处置方式，焚烧工艺的优势在哪里？其中，生活垃圾末端处置与综合利用中心将采用欧盟2000标准和最先进的焚烧技术，焚烧过程中基本不会产生影响居民生活的气味。而针对焚烧产生的二噁英浓度仅为吸烟的1/14，汽车尾气排放的1/10，同时低于煤气、天然气等气体燃烧时排放的二噁英浓度。

如何将理论“以人为本”展现在市民面前，同样是城市规划中重要的议题。垃圾焚烧厂的建立，从表观上看来对环境污染将造成巨大的损害，对人体健康和生存环境带来恶劣的影响，但同时我们应考虑其自身存在的价值及其科技能力带来的进步及能源循环利用。

4.发展城市生态的主要难题：

4.1理论的完善和推广

城市生态理论未能够简单化推行，人们往往重视环境保护，资源节约，却忽略了如何将资源环境与人类健康发展有机结合，人们在认识中孤立了城市生态理论，往往造成城市生态规划无法落实。

4.2生产市场化和短期经济利益的驱使

在城市生态发展的进程中，日趋利益化成为其存在的又一大弊端，学科建设过于趋向生产市场化，而存在的诸多问题并不能有效解决，例如如何大面积引用太阳能电池板，如何简单高效利用水电资源，如何落实建设低碳环保设施，如何增加绿地面积等问题。

过度的市场化和利益驱使，往往忽略了上述存在的问题，而注重城市美观及经济收益，这样偏离了城市生态建设的主题。

4.3资金短缺

在发展城市生态工程上同样存在大量资金短缺问题，其中包括环境治理，资源开发，以及新型技术的研发和实践工作的普适。也因如此，造成城市规划无法与环境建设相耦合各自为其发展做出贡献。

5.成果分析及未来展望(参考澳大利亚的Halifax生态城、Whyalla生态市)

澳大利亚的Halifax生态城是在Adelaide市外60km的一片17h㎡退化的农田上建设的。当地居民通过社区自助性开发方式进行生态恢复、治理水土流失，并向传统房地产商挑战。首期开发了一片2．4h㎡混合功能居住区，居民800余人，90%的技术是对区内及区域环境良好的，70%的植物种是当地种。区内综合开发了各种节水、节能、节物的生态建筑技术，包括太阳能供热水、制冷、取暖、自然采光、中水及雨水利用技术，选用对人体无毒、无过敏、节能、低温室气体排放的建筑材料等。

Whyalla生态市在Adelaide市北400km，占地15h㎡，居民2．6万人。该地原是一个废弃的钢铁工业基地，通过各种生态恢复措施，如人工湿地，废水回用，垃圾堆肥，太阳能的利用以及生态建筑的规划设计与社区参与型管理等进行生态建设。城市形态和格局一反澳大利亚传统方式的殖民地形态的城市布局，按Kevin Lynch提出的3种城市形态进行生态设计。其生态建设的12条原则是：退化生态系统的恢复；适应当地生态型；在环境容量限度内开发；防止城镇摊大饼式外延。

6.以上事例作为参考，可对国内城市规划做如下展望：

6.1首先，要实现“全民绿化”

提高全民环保意识，增加绿化面积，提倡创新思想，将环境保护与城市生态建设有机结合，既不失城市基础设施功效、经济利益，亦可充分利用土地资源提高环境质量。

6.2其次，“高效发电”节约能源，创建资源节约型环境友好型社会

能源供应、能源安全、经济效益和环境影响之间的良好平衡，有助于保证城市和大都会地区能源供应系统的可持续发展。随着经济的发展,上海的能源需求不断攀升。在中国，火电厂的平均能效为36%。西门子先进的燃煤发电技术，助力上海外高桥第三发电厂大幅提升燃煤效率，通过与电厂多项自主创新技术的结合，实现了高于46%的供电净效率，为世界发电行业树起了“中国标杆”。

6.3其三，发展低碳产业，推动高新技术产业进步

发展低碳产业、促进消费节能、争创森林城市。

加快林业发展、增加森林碳汇，已经成为增加城市经济社会发展的潜力、赢得更广阔发展空间的战略举措。一个城市，人均森林占有量，既是城市生活品质的象征，也是一个城市可持续发展能力的标志。发展城市森林，实际上就是一个推动城市发展方式转变、促进城市可持续发展的战略工程。随着城镇化进程的加快，把森林建在城市、把绿色留在身边，已成为城市生态建设的现实需要和广大人民群众的强烈诉求，也成为建设城市森林的起点和动力。实现低碳生活，必须节约能源资源、减少碳排放。而怎样不通过降低生活水平来实现低碳生活，这是当前和今后城市建设面临的现实问题。

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