绿色生态城市理论探索与系统模型构建

《绿色生态城市理论探索与系统模型构建》论文发表期刊：《城市发展研究》；发表周期：2020年10期

《绿色生态城市理论探索与系统模型构建》论文作者信息：　　杜海龙1 李 迅2 李 冰3( 1.山东建筑大学 建筑城规学院，山东 济南，250101; 2.中国城市规划设计研究院，北京，100044; 3. 中国生态城市研究院有限公司，天津，300467)

　　0引言

　　城市作为人类文明的载体，伴随着世界城市化持续推进，绿色化、生态化成为发展趋势。进入21世纪，中国的城镇化成为一场规模空前、速度超快、引领全球的运动，各种与城市可持续发展相关的目标概念不断涌现，学界对于绿色生态城市的认知在持续提升，但其内涵尚无定论，特征众说纷纭，理论基础还未夯实。正本清源、概念正确是开展各项研究的第一要义，作为生态文明建设重要内容的绿色城镇化，离不开绿色生态城市理论体系的完善。绿色生态城市建设是一项系统工程，绿色生态城市系统模型是对城市这一复杂巨系统进行抽象和概念化的表达，针对性的构建绿色生态城市系统模型可以为更好地认知绿色生态城市系统构成及发展规律提供方法工具。

　　1绿色生态城市理论探索

　　1.1城市可持续发展目标概念的梳理工业革命后，城市化逐渐成为一种全球现象。

　　从19世纪至今，城市人口与产业的双重聚集对人类生存环境造成愈加严峻挑战，在寻求高效、适宜、可持续的城市发展道路中，产生众多城市发展的理念和概念。19世纪末霍华德的“田园城市”成为理想城市理论的开端;20世纪“生态城市”、“健康城市”、“绿色城市”、“可持续城市”概念先后被西方提出，并发展成为研究热点;进入21世纪，全球城市化浪潮再次将“低碳城市”、“低碳生态城市”和“绿色生态城市”等理念推向新的高地。

　　对于以上概念，有学者认为绿色城市是生态城市理论经过不断发展完善而达到的新系统，从“生态城市”到“绿色城市”是历史必然。生态城市容易引起误解，使人们只关注自然生态而忽视了人类生态的社会学内容，即早期“生态城市”理论概念具有的局限性。另一个方面，“绿色”概念的深层次内涵和广阔外延包括了“绿色生产”、“绿色生活”、“绿色人文”等多方面的具体实践内容，使“绿色城市”在一个大的社会运动和思潮背景下的“绿色”体系中具有坚实的基础，实施内容也更广泛、具体，最终的城市建设目标就更容易达到“-1。

　　健康城市起源于人们对健康问题的思考，是当代人类对人与自然、环境等关系反思中的一部分，健康城市和可持续发展、生态城市、绿色城市等主题有着深刻的关系，健康城市和生态城市是可持续发展战略在实施层面的两个领域[1-3]。

　　健康城市起源于人们对健康问题的思考，是当代人类对人与自然、环境等关系反思中的一部分，健康城市和可持续发展、生态城市、绿色城市等主题有着深刻的关系，健康城市和生态城市是可持续发展战略在实施层面的两个领域41。

　　低碳城市缘起于全球气候变化，是随着低碳理念在经济和社会发展的各个层面迅速推广的基础上产生的，其指导思想根植在低碳生产、低碳生活、低碳消费等发展模式、生活方式和管理机制体制的转变中，是可持续发展思想在城市发展中的具体化，是绿色生态城市实现过程中的初级阶段，该城市概念的目标性和可操作性更强[]。以此为基础，将低碳经济和生态城市两个关联度高、交叉性强的发展理念复合起来便出现了“低碳生态城市”。

　　绿色生态城市与低碳生态城市类似都是一个复合概念。与“绿色生态城市”相类似的概念还有“绿色生态城区”，国家标准《绿色生态城区评价标准》(GBT51255-2017)中将绿色生态城区定义为：在空间布局、基础设施、建筑、交通、生态和绿地、产业等方面，按照资源节约环境友好的要求进行规划、建设、运营的城市建设区。查阅以“绿色生态城市”为关键词发表的研究论文发现，将“绿色生态城市”作为完整概念进行研究的更少，多是将其与“生态城市”、绿色城市’、“低碳城市”、“可持续城市”和“低碳生态城市”五者视为等同的概念进行认知、表述和研究的。

　　此外，与以上所提及的城市概念相类似的还有宜居城市、紧凑城市、安全城市、包容性城市、循环城市、智慧城市、韧性城市、海绵城市等。这些概念有的出发于物质空间的改良，有的希望推动人类城市行为活动的调整，也有对复杂城市系统的重构，但都可以归纳为城市的可持续发展谱系[”。可以将这些概念分为两类：一类是目标型的，如和谐城市、理想城市、宜居城市，都是描述一个综合、全面的“理想境界”;一类是路径型的，如紧凑城市、循环城市、智慧城市，都是实现“理想境界”的手段和方法l。

　　中国城镇化过程中，我国学者将“天人合一”、

　　“道法自然”、“因地制宜”和“生命共同体”的传统智慧与自然哲学贯穿于城市研究与实践，极大地丰富了“绿色生态城市”的内涵与外延。虽然各个概念的名词表述不同，但随着学者们对绿色、生态、低碳和可持续发展的认知不断加深，大家所描述的未来城市发展的理想目标逐渐趋同。即在城市这个载体上实现政治、经济、文化、社会、生态文明的“五位一体”建设，推进人与自然、社会、经济和谐共存，构建生命共同体。实现自然、社会、经济等“全要素”，城镇、农业和生态“全空间”，过去、现在、未来“全过程”的绿色化发展实践。

　　以上概念中“绿色生态城市”作为一个复合概念，其比“可持续城市”更具体也更具有人文和自然色彩，兼具“绿色”内涵的综合全面性和“生态学”研究的系统性、科学性和共生性，不易像其他概念那样产生理解的局限性和误区，是更适合的城市发展目标概念。

　　1.2绿色生态城市的内涵辨析内涵是指对象的特有属性、特别是本质属性在概念中的反映。逻辑学上指一个概念所反映的事物的本质属性和总和，也就是概念的内容。表1对上节城市可持续发展目标中的典型概念进行了内涵比较。在可持续发展理念下，可持续城市只是可持续发展的一个方向，且可持续城市更关注于城市的包容性、城市福祉的平等性。而气候、生物、能源和经济等内容的可持续发展则跳出城市，从更全局性推动。低碳城市与低碳生态城市本质还是绿色城市和生态城市，不过目标更加具体，是绿色城市和生态城市的初级阶段。健康城市则强调减少人类健康所受城市的影响，从城市规划、政策决策和具体实践的全过程积极促进人们健康水平的提高，其实质与联合国可持续发展目标3—一良好的健康与福祉相一致，也是可持续发展思想在城市发展中的具体化。绿色生态城市则是绿色城市与生态城市的集大成者。不论是“生态城市”还是“绿色城市，最终目标都是实现城市人工环境和自然环境达到完美的和谐，其核心思想就是可持续发展。

　　绿色生态城市中的“绿色”在20世纪后半叶成为席卷全球的环境意识运动和思潮，绿色在中国文化中有生命的含义，象征着青春与繁荣，包含着清新安全、平衡舒适、宁静和平、自然环保、和谐健康，其内涵与“可持续发展”相同但外延则更宽广2]。绿色生态城市中“生态”的含义已经突破了传统生态学中自然生态系统的局限，强调从系统学角度认识城市的开放与整体、复杂与多样、动态与循环、有限与适应、竞争与协同。目标是实现城市经济、社会、环境系统的生态化。

　　绿色生态城市本质是让自然做功，建设“自然共生、自然循环、自然而然”的城市。纠正以往改变自然、征服自然的行为，从修复自然、顺应自然、尊重自然、敬畏自然出发，实现城市自然系统和人类社会的和谐共生、天人合一，终极目标是人的可持续发展。

　　1. 3 绿色生态城市的基本特征

　　特征是一个客体或一组客体特性的抽象结果。特征是用来描述概念的，也是事物内涵的体现。

　　通过对绿色生态城市基本特征辨析与归纳，建立绿色生态城市基本特征的“房子图”。绿色生态城市的系统性、开放性和复杂性反映其构成特征，绿色生态城市的多样性、高效性、复合性、安

　　全性和健康性体现其目标特征，绿色生态城市的动态性和适应性则概括了其演化发展特征，为达成绿色生态城市的目标，循环和紧凑是最基本措施，而绿色生态城市的最终价值 追 求 则 是 共 生、人 本 与和谐。

　　1.4绿色生态城市的理论基础基于以上对绿色生态城市概念、内涵和特征的分析，本文认为绿色生态城市的理论基础主要由三大支柱构成，即城市规划建设相关的城市学，主要包括城市发展理论、城市空间理论、区域协同理论及城市经济学理论等;和生态学相关的生态可持续理论，主要包括复合生态学理论、生态可持续理论，循环经济理论及生态承载力理论等;最后是和系统学相关的城市系统工程理论，主要包括运筹学、控制论、系统动力学及复杂适应系统论等，见图3。这些理论对绿色生态城市研究的支撑众多学者均有论述，本文不再赘述。

　　2绿色生态城市系统模型构建绿色生态城市建设是一项系统工程，绿色生态城市系统模型是对城市这一复杂巨系统进行抽象和概念化的表达，其以绿色生态城市的价值目标和发展准则为指导，以城市结构组成和组织要素为对象，以城市发展模式逻辑和运行机制为支撑，将系统工程的原理、观点和方法应用于城市系统问题的研究解决之中，绿色生态城市系统模型的建立为城市规划管理、建设运营以及城市的可持续发展提供了概念模型工具。

　　基于前文对绿色生态城市概念、内涵和基本特征的辨析，应用系统工程三维结构方法论、软系统方法论从目标准则、结构组织、运行机制三个维度构建绿色生态城市三维系统模型，见后文“系统模型”部分。

　　需要强调的是，系统模型的搭建做为一种分析方法都是针对研究需要而进行的，并没有绝对的标准，其目的是便于人们认识客观规律。本文的搭建方式也是以为了更好地认识绿色生态城市的系统构成及发展规律为目的而设计的4]。

　　2.1日标准则

　　系统目标是系统发展要达到的结果，绿色生态城市的发展目标决定和影响城市规划、建设和运营管理的方向。系统工程的总目标一般都源自高度概括，在具体实施阶段可以结合系统结构和组成中的子系统进行分解，形成总、分两层结构的目标集，并通过设置实施准则，为目标的实现提供保障，如图4。

　　2.1.1价值目标

　　无论是被动适应自然的东方传统智慧，还是西方工业文明发展后的自然问题反思，都凝结着敬畏自然、尊重自然、保护自然的思想理念，进一步促进了生态文明的产生。而在此理论下的绿色生态城市，其核心价值特征是人本、和谐、共生，其目标是在城市这个载体上实现经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设“五位一体”的全面发展，通过调动自然、社会、经济等“全要素”，在城镇、乡村和生态(郊野“全空间”，兼顾过去、现在、未来“全过程”，实现人与自然、社会、经济和谐共存的永续发展[]。

　　2.1.2发展准则

　　因地制宜：绿色生态城市建设具有明显的地域性特征。由于各城市在地理与空间环境、技术与经济环境、经营与社会环境等各种客观情况的差异性，不同城市、不同区域实现绿色生态城市目标的建设途径应不尽相同。建立全面普适性的绿色生态城市发展模式难以实现，应基于不同城市的生态本底、规模、职能和性质等不同特征因地制宜发展。

　　安全健康：绿色生态城市应提供安全健康的环境，使人的创造力、生产力得到最大限度发挥，居民身心健康与环境质量得到最大限度保护。

　　高效循环：绿色生态城市的各个子系统之间应为高效循环的。资源和能源能充分利用，各个系统之间形成协同，实现最有效的合理利用。

　　协调互促：绿色生态城市应实现人、自然、经济社会之间的协调互促发展。复合生态强调经济系统、社会系统与自然系统的互动良性发展。复合多样：绿色生态城市发展应遵循复合多样的原则。注重生物多样性和栖息地的系统保护，实现生态空间系统的完整性、连续性和丰富性。包容开放：在复杂、开放的巨系统中，资本、物质、能量、信息等要素的流动性决定了不能以狭义的概念看待绿色生态，系统的“开放性”决定了生态的“复合性”。营造多元复合的开放系统，与自然环境共存，生物体平等互存，活动便利，提倡绿色包容的价值观。

　　2.2结构组织

　　2.2.1结构组成

　　绿色生态城市各子系统及影响要素组成的系统结构决定着系统的功能，建立绿色生态城市系统模型的目标是围绕城市社会、经济、环境系统，在绿色生态的总目标要求下重构系统结构以达到理想的功能。

　　城市系统的结构形式以研究的问题和内容不同而存在差异，既有研究基本形成了三类结构形式，一类将城市划分为自然、经济、社会三个子系统;一类从城市功能体系上进行分类;还有一类是基于对城市生态系统的分析，从系统结构、功能和协调度等方面建立。

　　本文结合前文对绿色生态城市的概念、内涵和特征的分析，基于层次分析法选取社会、经济、环境、资源和人口作为绿色生态城市研究和建设的五大子系统，社会子系统是主导，经济子系统是动力，资源子系统是基础，环境子系统是载体，人口子系统是根本，它们是决定绿色生态城市复杂巨系统兴盛的首要子系统[5-1]。

　　2.2.2组织要素

　　在以上社会、经济、环境、资源和人口五大子系统外，尚有部分子系统和发展要素对绿色生态城市的特征、城市功能和可持续发展目标的实现起到关键作用。将这些内容作为绿色生态城市系统架构的组织要素，依据绿色生态城市的研究需要，主要选择产业、生物多样、土地和空间、文化、交通、基础设施、公共服务、建筑和科技创新共计九项组织要素，与五大子系统联合构成绿色生态城市的系统结构组织。

　　2. 3 运行机制

　　绿色生态城市系统作为一个有机整体，在明确其目标准则和结构组织的基础上，还需研究这个系统的内部组织结构和要素之间相互作用的过程和方式，即绿色生态城市系统的运行机制，见图6。

　　宏观背景：城市镌刻着人类在特定宏观背景下经济水平、文化结构、民族特点、地理环境、历史传统和社会意识上的时代特征。对绿色生态城市系统运行机制的研究需要在其时代背景与宏观环境下展开。

　　理论支撑：科学技术水平同样影响和制约着城市发展，在城市的规划设计和建设管理方面，不同时期内哲学、基础科学、技术科学、社会科学和工程技术的发展水平决定着建设者和管理者认知城市发展内涵和解决城市发展问题的能力，不同国家与地区、不同性质与规模、不同阶段与文化的城市，支撑和引导城市发展的理论基础也截然不同。

　　驱动力：城市发展是多种驱动力共同作用的结果，各种动力之间互为条件、彼此协调。各种动力要素既是城市发展质量的体现，又随着城市政治、经济、社会和人文等的发展不断丰富与变换。城市的快速发展离不开发展动力的创造与更新，不同历史时期、不同发展阶段，主导城市发展的动力因素存在主次之分、强弱之别，建设绿色生态城市实现可持续发展，走科学发展之路，必须找到适合城市自身的驱动力?-1al。

　　全过程：绿色生态城市的建设是一个历经规划、建设和管理的全过程实践活动，实践的过程中因城市建设区域空间分布和条件差异，新建与更新是同时存在的，这就决定绿色生态城市运行机制的研究不能仅仅局限在规划和建设，还需延伸至城市的运营管理，并兼顾城市新区建设和旧区改造更新。

　　管理体制：事关城市发展的行政体制、财政体制、经济体制、管理体制等体制设计，在形式上是由该城市所处的国家政体来确定的。城市发展和运行机制的研究离不开对城市行政管理体制的研究，而行政管理体制是建立在经济体制基础上的，必须与经济体制相适应，经济体制决定着城市行政管理体制和职能体系，决定着城市管理模式的形成。城市财政：城市财政收支体制和收支规模直接制约和影响着城市发展的速度和质量。城市经济及其空间结构的变化，一方面可以决定城市财政的收入来源构成;另一方面又可以迫使城市财政支出调整或是改变方向。建设绿色生态城市，保证公共服务均衡、平等、可靠和适配提供，调节城市收入分配和城市经济发展，提升城市治理能力，离不开城市财政体制的改革和研究4-20]。

　　城市治理：治理的本意是服务，与统治、管制不同，城市治理是由共同的城市发展目标为支持的活动，这些城市管理活动的主体不完全是政府，也不完全依靠国家的强制力量来实现。城市治理是国家与公民社会的合作、政府与非政府组织的合作、公共机构与私人机构的合作、强制与自愿的合作。城市治理是一个上下互动的过程，政府、非政府组织以及各种私人机构主要通过合作、协商、伙伴关系，通过共同目标处理公共事务，所以其权力向度是多元的，并非纯粹自上而下。未来绿色生态城市的建设治理，离不开社会力量与行政力量的共同参与、相互作用-21。

　　模式逻辑：城市发展模式是指在城市的发展过程中，通过融合某种特有的驱动元素(如政策引领、资源支撑、文化主导、资本驱动、市场建设、工业发展、区位带动和价值理念等)，经过长期的积淀或演化，以共有信念的方式主导城市发展方向，并贯穿城市发展过程的一种均衡路径的自我维持系统。城市发展模式是城市发展逻辑和规律的体现，具有一定的阶段性和借鉴性，比如我国当前城市发展逻辑所柔持的价值和理念正在从以往的直接追求经济效益最大化转向追求社会公平正义;从满足物质主义转向文化和生态价值的守护与制造等方面的变化，可以说不同的城市的发展模式会随着城市发展条件与环境的变化而不断发生演变，并能为其他城市的发展提供借鉴与参考[23-24]。

　　2. 4 系统模型

　　依据前文对绿色生态城市的目标准则、结构组织和运行机制的分析与搭建，组合建立如图 7 的绿色生态城市系统模型。

　　依托该绿色生态城市系统模型，便于开展绿色生态城市在目标体系、功能体系、运行机制方面的具体实践工作，同时也可用于指导开展绿色生态城市标准体系的研究。该系统模型的建立能够更加立体全面的概括绿色生态城市这一复杂巨系统，为更好地认识绿色生态城市的系统构成及发展规律提供了方法工具。

　　3总结

　　通过研究可以发现绿色生态城市的理论基础主要由城市学、生态学和系统学三大支柱构成。运用上述学科可以获得这样的认识：绿色生态城市的系统性、开放性和复杂性反映其构成特征，绿色生态城市的多样性、高效性、复合性、安全性和健康性体现其目标特征，绿色生态城市的动态性和适应性则概括了其演化发展特征，为达成绿色生态城市的目标，循环和紧凑是最基本措施，而绿色生态城市的最终价值追求则是共生、人本与和谐。

　　通过对绿色城市的概念梳理、内涵辨析和特征研究发现，“绿色生态城市”作为更加综合的概念，比“可持续城市”、“绿色城市’、“生态城市”等概念更具体、更人文、更自然、更系统、更科学，是更适合的未来城市目标。其核心内涵则是实现城市自然系统和人类社会的和谐共生，即城市和人的可持续发展。发展和建设绿色生态城市必须把握住它的构成特征、演化特征、目标特征、措施特征和价值特征。

　　本文从目标准则、结构组织和运行机制三个维度构建的“绿色生态城市系统模型”能够更加立体全面的概括绿色生态城市这一复杂巨系统，模型的搭建为更好地认识绿色生态城市的系统构成及发展规律提供了方法工具。

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　　Theoretical Exploration and System Model Construction of Green Eco-city DU Hailong, LI Xun, LI Bing

　　[A bstract] For the research of green eco city, correct concept is the first important thing to carry out all kinds of work, and systemmodel is the basic tool of systematic analysis. With the continuous improvement of the academic circle's awareness of green eco city, this paper combs the related concepts of green eco city, analyzes the connotation and basic characteristics of green eco city, which isconductive to improving the theoretical system of green eco-city. In addition, methodology of system engineering is applied to build a"

　　green eco-city system model"from three dimensions of target criteria, structure organization and operation mechanism for better understanding of the composition and development of the green ecological city system.

　　[ Key words ] Green Eco-city; Theoretical System; System Model; Systematic Analysis