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发展中国家在快速城市化进程中面临严重挑战。联合国科技促进发展委员会于2013年发表秘书长报告，论述了科学技术创新在实现可持续城市发展中的重要作用，并为决策者提供了若干参考建议。
一、城市化挑战
发展中国家正以前所未有的速度进行城市化。虽然城市化提高了许多人的生活水平，但也给政策制定者带来了诸多挑战。
1.城市无序扩张和快速机动化。
城市无序扩张在发展中国家十分普遍，导致基础设施和资源利用模式效率低下。人口向扩张城市的快速迁移和人口增长，为预测、规划和建设高效的公共交通服务带来了更大困难。发展中国家大部分城市的公共交通仍然效率低下，私家车数量在未来几年将会显著增长，交通堵塞将成为普遍趋势。如果公共交通得不到有效改善，这将对城市经济和环境造成严重损害。
2.基础设施匮乏。
许多发展中国家，尤其是最不发达国家，没有合适、充足的城市基础设施满足其迅速增长的人口和经济需求。而低密度的城市无序扩张导致能源和水资源的人均配给及维护成本急剧增加。大型集中式能源生产设施需要高昂的远距离输配系统，这种供方驱动的思路将能源销售置于节能之上，不利于提高能效。
3.资源耗竭。
在发展中国家，收入增长导致资源消费增加，对能源、粮食和水资源的压力不断增加。建筑在资源效率方面构成了挑战，因为它占全球能源使用量的40%、全球温室气体排放的38%，全球饮用水量的12%，占发达国家固体废物排放量的40%。缺水是不断城市化面临的另一个严峻挑战。城市水资源需求增加引起水价上涨，还可能会导致地下水过度开采，造成长时期干旱。
4.环境恶化。
城市无序扩张可造成土地城市化快于居民城市化。城市无序扩张会占用农业、旅游和休闲用地，也会造成空气污染、缺少绿色空间等对环境的不利影响。固体垃圾得不到管控，既会破坏环境，又会对城市人口造成严重的健康风险。到2025年，全球每年产生的固体废物量预计将从13亿吨增加到22亿吨，而增长最快的包括中国、东亚其它国家。固体废物管理的代价高昂，最高可达低收入国家中等城市市政预算总额的一半。
5.自然灾害风险。
影响城市地区的自然灾害包括海平面上升、风暴潮、洪涝、热浪/热岛效应、缺水和空气污染。未来数十年，这些灾害将进一步威胁人类健康、环境、城市基础设施和资源。发展中国家人口众多的滨海城市地区特别容易遭受气候相关危害。位于城市边缘的非正规居住区和其他低质量建筑由于建设标准低、排水系统差，仍是发展中国家有待解决的严峻难题。
二、科学技术促进可持续城市化
科学、技术和创新可为市政管理提供多种解决方案，既包括以高科技为基础的更新改造方案，也包括使用更基本技术的其他创新城市规划和治理方法。
1.信息通信技术。
信息通信技术在城市管理中可发挥关键作用，可利用这些技术解决多种跨部门的城市问题。在城市空间规划方面，地理信息系统等地理空间工具有诸多用途，包括测绘城市的基础设施分布情况、地震和洪灾等自然灾害风险地区、自然资源和应保护的历史文化场所，还可结合多层统计信息与卫星地图进行各种分析。在进行长期规划和投资决策时，城市规划者可使用模拟、建模和可视化技术作为辅助工具，包括进行交通、能源分析及排放量计算。信息通信技术可以从交通管理、多式联运规划、拥堵定价等多个方面改进城市交通。信息通信技术能够优化能源和水管理，可通过智能电网增加能源生产和分配的灵活性，还可鼓励个人采用可持续的能源和水资源消费模式。在灾害监测和响应方面，信息通信技术可提高自然灾害抵御力，能够用于早期预警和土地利用规划，能分析城市各处安装的传感器所发送的数据，发现和解决某些重大的基础设施与安全性问题。
2.可持续交通。
综合运用“避免、转变、改善”三种战略，城市交通能够得到改善。这三种战略可改变行为，并对技术选择产生影响。“避免”战略旨在减少行程和避免出行需求，具体措施包括：制定土地利用和交通计划，使步行和自行车成为主要出行方式，使公交成为大多数远距离出行的常用工具；管理车辆需求，实行单双号限行、电子道路定价制度，在市中心建立低排放区，征收燃料使用税和排放税。“转变”战略旨在转而采用对环境更友好的运输工具，例如，提高非机动交通的优先性；构建快速公交系统这种成本相对较低的交通解决方案；发展更适合人口密度高地区的轻轨和地铁。“改善”战略旨在提高交通运输工具的能效，减少污染、资源耗竭等环境影响，改进途径包括：采用液化石油气、天然气或生物燃料；使用混合动力车和电动汽车。
3.可持续城市资源管理。
城市的长期可持续发展依赖能够最大程度节约资源和减少垃圾的技术。在能源方面，城市当局可通过监管、激励和补贴等手段鼓励采用先进的可再生能源和高效的传输技术，对新建建筑或翻新改造建筑运用各种技术和做法，优化能源消费和取暖需求。在水资源技术方面，蓄水、灌溉和提水技术有助于解决中国家城市周边地区的农业缺水问题。利用树木和植物净化水质的“植物修复法”则是一种城市污水再利用的创新方法。城市屋顶绿化能够减少供暖和制冷成本，吸收雨水并过滤污染物，还能减少噪声和热岛效应。另外，减少建筑、人行道、道路和停车场的占地面积既能减少本地热岛效应，又能降低暴雨期间排水系统的压力。在固体废物处理方面，综合固体废物管理则从次优的废物处理处置方法和各种垃圾掩埋法转向减少废物、再利用和循环利用废物的循环经济模式。
三、创新促进可持续城市化
在城市建设方面，创新是指能够以更加高效、更见成效的可持续方式满足城市人口需求的任何新的方法、商业模式、政策、制度设计或规制。
1.创新城市治理。
快速城市化的地区需要制定新的包容性的规划和治理方法，从整体上解决地区需求，并着眼长远。创新的城市治理方式包括：发挥区域治理机构的作用，为公平且有战略性的城市管理和规划提供总体框架，从而保护环境，为贫困人口提供基本服务，并解决因城市扩张而引起的土地纠纷；建立城市综合管理方式，将空间设计、土地利用、交通、建筑设计等结合起来，识别出由各个部门分别管理时可能忽略的增效点和机遇；确立城市决策公众参与模式，在城市化进程中预防城市、周边地区和农村的利益主体之间的资源冲突。 2.空间规划与设计。
空间规划是城市空间设计与密度的战略决策，需将人口增长预测、地形特点、容量等因素纳入考虑，以实施空间改造。城市可组合利用设置增长界限、推出分区发展措施、发展混合用途居民区、进行密度管控等监管手段，对土地利用、空间设计和密度规划进行管理，满足人口不断增长的需要。从一开始就考虑城市交通需求的空间规划是帮助公共交通成为优先选择的关键。
3.建筑创新。
发展中国家地方政府可通过推行着眼于建设可负担、可持续的住房，改造非正规住宅等计划，解决住房不足的问题。同时，地方政府可为建筑公司提供现金支付、贷款、减税等激励措施，使这些企业能够从生态建筑资源用量减少所产生的长期资金节省中受益，使楼房业主降低运营费用。另外，还应推广建筑能效和温室气体排放绩效的标准测评和报告制度，并建立多级建筑评级体系，引导房地产部门采用综合绿色建筑标准。
4.自然灾害管理。
城市可在城市规划中纳入自然灾害适应措施，包括在危险区以外新建开发区、改造非正规居民点，解决缺少基础设施和环境恶化等问题。主动投资于基础设施，可增强自身适应能力，尤其是自然灾害适应能力。将空间规划与基础设施建设融为一体，有助于提高灾后恢复能力。此外，风险评估能够指明最容易受灾的地区，并帮助调整土地利用和开发战略。
四、建议
通过兼顾城市化在经济、环境和社会方面的需求，科学技术创新能够促进城市的可持续发展。报告建议，在推进城市化建设时，应考虑以下要点：（1）确立促进一体化、跨部门和多元利益主体的城市规划治理机制，让负责空间规划、交通、能源、垃圾管理、环保、建筑以及灾后重建的部门参与；（2）在国家、区域和地方三级确立监管框架，将可持续发展问题纳入城市建设项目的主流，并支持能够扩大创新型解决方案的商业模式；（3）分析技术和创新应用及其影响方面的市场趋势，并支持对城市化社会经济影响方面的研究工作，从而帮助制定知情的公共政策；（4）根据城市和城乡结合部不断增长的人口对基本服务和基础设施的估计需求，建立区域扩张计划；（5）运用基于信息通信技术的模拟工具，预测扩建城市地区未来的交通运输需求，能源、粮食和水资源消耗，垃圾产生以及住房供给；（6）鼓励城市加入国家和国际合作网络，以借鉴其它地区和国家城市建设的最佳实践；（7）就提高城市和城市周边地区灾后重建以及适应和减缓气候变化的能力，寻找双边或多边合作机会。
（作者：张丽娟，中国科学技术信息研究所研究实习员，主要研究方向为科技政策与管理。
刘润生，中国科学技术信息研究所助理研究员，科技参考研究室负责人，主要从事科技战略与政策研究。）
链接：1987年，联合国环境与发展委员会在《我们共同的未来》一书中正式提出可持续发展（Sustainable Development）--“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展”的命题后，迅速成为地理、环境、经济、规划等学科研究的焦点和前沿课题。
城市可持续发展是一个城市不断追求其内在的自然潜力得以实现的过程，其目的是建立一个以生存容量为基础的绿色花园城市。城市要想可持续发展，必须合理地利用其本身的资源，寻求一个友好的使用过程，并注重其中的使用效率，不仅为当代人着想，同时也为后代人着想。
城市可持续发展具体说是围绕生产过程这一中心环节，通过均衡地分布农业、工业、交通等城市活动，促使城市新的结构、功能与原有结构、功能及其内部的和谐一致，这主要通过政府的规划行为达到。
城市发展是一个比较复杂的过程，包含了自然、经济、社会等各方面要素彼此消长的过程，因此，要想真正地评价一个城市是否朝可持续方向演进，也是一个比较复杂的过程。城市可持续指标是反映城市经济、社会和环境长久健康发展的根本要素和可持续发展的标尺。因此，建立城市可持续指标对评价和调控城市可持续发展具有重要意义。
按照城市发展规律，国外城市多已跨过城市的起动期、发展期，而进入成熟期，由于城市发展道路基本上都是沿“先发展，后整治”行进，所以出现了城市资源过度利用、环境污染、贫富差别加大等问题，经过综合评价，各个城市不可持续问题有所差别，不过客观上都要求发挥政府和公众的作用，共同达到城市的可持续发展。
一、城市化挑战
发展中国家正以前所未有的速度进行城市化。虽然城市化提高了许多人的生活水平，但也给政策制定者带来了诸多挑战。
1.城市无序扩张和快速机动化。
城市无序扩张在发展中国家十分普遍，导致基础设施和资源利用模式效率低下。人口向扩张城市的快速迁移和人口增长，为预测、规划和建设高效的公共交通服务带来了更大困难。发展中国家大部分城市的公共交通仍然效率低下，私家车数量在未来几年将会显著增长，交通堵塞将成为普遍趋势。如果公共交通得不到有效改善，这将对城市经济和环境造成严重损害。
2.基础设施匮乏。
许多发展中国家，尤其是最不发达国家，没有合适、充足的城市基础设施满足其迅速增长的人口和经济需求。而低密度的城市无序扩张导致能源和水资源的人均配给及维护成本急剧增加。大型集中式能源生产设施需要高昂的远距离输配系统，这种供方驱动的思路将能源销售置于节能之上，不利于提高能效。
3.资源耗竭。
在发展中国家，收入增长导致资源消费增加，对能源、粮食和水资源的压力不断增加。建筑在资源效率方面构成了挑战，因为它占全球能源使用量的40%、全球温室气体排放的38%，全球饮用水量的12%，占发达国家固体废物排放量的40%。缺水是不断城市化面临的另一个严峻挑战。城市水资源需求增加引起水价上涨，还可能会导致地下水过度开采，造成长时期干旱。
4.环境恶化。
城市无序扩张可造成土地城市化快于居民城市化。城市无序扩张会占用农业、旅游和休闲用地，也会造成空气污染、缺少绿色空间等对环境的不利影响。固体垃圾得不到管控，既会破坏环境，又会对城市人口造成严重的健康风险。到2025年，全球每年产生的固体废物量预计将从13亿吨增加到22亿吨，而增长最快的包括中国、东亚其它国家。固体废物管理的代价高昂，最高可达低收入国家中等城市市政预算总额的一半。
5.自然灾害风险。
影响城市地区的自然灾害包括海平面上升、风暴潮、洪涝、热浪/热岛效应、缺水和空气污染。未来数十年，这些灾害将进一步威胁人类健康、环境、城市基础设施和资源。发展中国家人口众多的滨海城市地区特别容易遭受气候相关危害。位于城市边缘的非正规居住区和其他低质量建筑由于建设标准低、排水系统差，仍是发展中国家有待解决的严峻难题。
二、科学技术促进可持续城市化
科学、技术和创新可为市政管理提供多种解决方案，既包括以高科技为基础的更新改造方案，也包括使用更基本技术的其他创新城市规划和治理方法。
1.信息通信技术。
信息通信技术在城市管理中可发挥关键作用，可利用这些技术解决多种跨部门的城市问题。在城市空间规划方面，地理信息系统等地理空间工具有诸多用途，包括测绘城市的基础设施分布情况、地震和洪灾等自然灾害风险地区、自然资源和应保护的历史文化场所，还可结合多层统计信息与卫星地图进行各种分析。在进行长期规划和投资决策时，城市规划者可使用模拟、建模和可视化技术作为辅助工具，包括进行交通、能源分析及排放量计算。信息通信技术可以从交通管理、多式联运规划、拥堵定价等多个方面改进城市交通。信息通信技术能够优化能源和水管理，可通过智能电网增加能源生产和分配的灵活性，还可鼓励个人采用可持续的能源和水资源消费模式。在灾害监测和响应方面，信息通信技术可提高自然灾害抵御力，能够用于早期预警和土地利用规划，能分析城市各处安装的传感器所发送的数据，发现和解决某些重大的基础设施与安全性问题。
2.可持续交通。
综合运用“避免、转变、改善”三种战略，城市交通能够得到改善。这三种战略可改变行为，并对技术选择产生影响。“避免”战略旨在减少行程和避免出行需求，具体措施包括：制定土地利用和交通计划，使步行和自行车成为主要出行方式，使公交成为大多数远距离出行的常用工具；管理车辆需求，实行单双号限行、电子道路定价制度，在市中心建立低排放区，征收燃料使用税和排放税。“转变”战略旨在转而采用对环境更友好的运输工具，例如，提高非机动交通的优先性；构建快速公交系统这种成本相对较低的交通解决方案；发展更适合人口密度高地区的轻轨和地铁。“改善”战略旨在提高交通运输工具的能效，减少污染、资源耗竭等环境影响，改进途径包括：采用液化石油气、天然气或生物燃料；使用混合动力车和电动汽车。
3.可持续城市资源管理。
城市的长期可持续发展依赖能够最大程度节约资源和减少垃圾的技术。在能源方面，城市当局可通过监管、激励和补贴等手段鼓励采用先进的可再生能源和高效的传输技术，对新建建筑或翻新改造建筑运用各种技术和做法，优化能源消费和取暖需求。在水资源技术方面，蓄水、灌溉和提水技术有助于解决中国家城市周边地区的农业缺水问题。利用树木和植物净化水质的“植物修复法”则是一种城市污水再利用的创新方法。城市屋顶绿化能够减少供暖和制冷成本，吸收雨水并过滤污染物，还能减少噪声和热岛效应。另外，减少建筑、人行道、道路和停车场的占地面积既能减少本地热岛效应，又能降低暴雨期间排水系统的压力。在固体废物处理方面，综合固体废物管理则从次优的废物处理处置方法和各种垃圾掩埋法转向减少废物、再利用和循环利用废物的循环经济模式。
三、创新促进可持续城市化
在城市建设方面，创新是指能够以更加高效、更见成效的可持续方式满足城市人口需求的任何新的方法、商业模式、政策、制度设计或规制。
1.创新城市治理。
快速城市化的地区需要制定新的包容性的规划和治理方法，从整体上解决地区需求，并着眼长远。创新的城市治理方式包括：发挥区域治理机构的作用，为公平且有战略性的城市管理和规划提供总体框架，从而保护环境，为贫困人口提供基本服务，并解决因城市扩张而引起的土地纠纷；建立城市综合管理方式，将空间设计、土地利用、交通、建筑设计等结合起来，识别出由各个部门分别管理时可能忽略的增效点和机遇；确立城市决策公众参与模式，在城市化进程中预防城市、周边地区和农村的利益主体之间的资源冲突。 2.空间规划与设计。
空间规划是城市空间设计与密度的战略决策，需将人口增长预测、地形特点、容量等因素纳入考虑，以实施空间改造。城市可组合利用设置增长界限、推出分区发展措施、发展混合用途居民区、进行密度管控等监管手段，对土地利用、空间设计和密度规划进行管理，满足人口不断增长的需要。从一开始就考虑城市交通需求的空间规划是帮助公共交通成为优先选择的关键。
3.建筑创新。
发展中国家地方政府可通过推行着眼于建设可负担、可持续的住房，改造非正规住宅等计划，解决住房不足的问题。同时，地方政府可为建筑公司提供现金支付、贷款、减税等激励措施，使这些企业能够从生态建筑资源用量减少所产生的长期资金节省中受益，使楼房业主降低运营费用。另外，还应推广建筑能效和温室气体排放绩效的标准测评和报告制度，并建立多级建筑评级体系，引导房地产部门采用综合绿色建筑标准。
4.自然灾害管理。
城市可在城市规划中纳入自然灾害适应措施，包括在危险区以外新建开发区、改造非正规居民点，解决缺少基础设施和环境恶化等问题。主动投资于基础设施，可增强自身适应能力，尤其是自然灾害适应能力。将空间规划与基础设施建设融为一体，有助于提高灾后恢复能力。此外，风险评估能够指明最容易受灾的地区，并帮助调整土地利用和开发战略。
四、建议
通过兼顾城市化在经济、环境和社会方面的需求，科学技术创新能够促进城市的可持续发展。报告建议，在推进城市化建设时，应考虑以下要点：（1）确立促进一体化、跨部门和多元利益主体的城市规划治理机制，让负责空间规划、交通、能源、垃圾管理、环保、建筑以及灾后重建的部门参与；（2）在国家、区域和地方三级确立监管框架，将可持续发展问题纳入城市建设项目的主流，并支持能够扩大创新型解决方案的商业模式；（3）分析技术和创新应用及其影响方面的市场趋势，并支持对城市化社会经济影响方面的研究工作，从而帮助制定知情的公共政策；（4）根据城市和城乡结合部不断增长的人口对基本服务和基础设施的估计需求，建立区域扩张计划；（5）运用基于信息通信技术的模拟工具，预测扩建城市地区未来的交通运输需求，能源、粮食和水资源消耗，垃圾产生以及住房供给；（6）鼓励城市加入国家和国际合作网络，以借鉴其它地区和国家城市建设的最佳实践；（7）就提高城市和城市周边地区灾后重建以及适应和减缓气候变化的能力，寻找双边或多边合作机会。
（作者：张丽娟，中国科学技术信息研究所研究实习员，主要研究方向为科技政策与管理。
刘润生，中国科学技术信息研究所助理研究员，科技参考研究室负责人，主要从事科技战略与政策研究。）
链接：1987年，联合国环境与发展委员会在《我们共同的未来》一书中正式提出可持续发展（Sustainable Development）--“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展”的命题后，迅速成为地理、环境、经济、规划等学科研究的焦点和前沿课题。
城市可持续发展是一个城市不断追求其内在的自然潜力得以实现的过程，其目的是建立一个以生存容量为基础的绿色花园城市。城市要想可持续发展，必须合理地利用其本身的资源，寻求一个友好的使用过程，并注重其中的使用效率，不仅为当代人着想，同时也为后代人着想。
城市可持续发展具体说是围绕生产过程这一中心环节，通过均衡地分布农业、工业、交通等城市活动，促使城市新的结构、功能与原有结构、功能及其内部的和谐一致，这主要通过政府的规划行为达到。
城市发展是一个比较复杂的过程，包含了自然、经济、社会等各方面要素彼此消长的过程，因此，要想真正地评价一个城市是否朝可持续方向演进，也是一个比较复杂的过程。城市可持续指标是反映城市经济、社会和环境长久健康发展的根本要素和可持续发展的标尺。因此，建立城市可持续指标对评价和调控城市可持续发展具有重要意义。
按照城市发展规律，国外城市多已跨过城市的起动期、发展期，而进入成熟期，由于城市发展道路基本上都是沿“先发展，后整治”行进，所以出现了城市资源过度利用、环境污染、贫富差别加大等问题，经过综合评价，各个城市不可持续问题有所差别，不过客观上都要求发挥政府和公众的作用，共同达到城市的可持续发展。