基于自然解决方案对我国城市适应性转型发展的启示

林伟斌 孙一民

摘 要:改革开放以来,我国经历了世界上最大规模和最快速的城市化进程,与此同时也产生了最复杂的城市化遗留问题。在生态文明时代背景下,城市面对这些问题进行适应性转型,走绿色可持续的发展道路是必然选择。西方国家在解决城市化问题的过程中,探索出通过有效管理生态系统来解决复杂的社会、环境、经济问题的新概念和理论。因此,本文首先阐明基于自然的解决方案概念的起源,辨析其与相关概念之间的关系,阐述现有的研究框架、评价体系和实施流程,并介绍了欧美的成功案例。然后,分析城市化、气候变化、工程化思维、行政体制、人才缺失五个方面给我国城市建设带来的机遇和挑战。最后,阐明在我国城市适应性转型的关键时期,基于自然的解决方案在跨尺度和系统性、基础设施带动、可操作性、开放共享等四个方面的启示。

关键词:城市化;工程化思维;基于自然的的解决方案;适应性转型;启示

引言

进入21 世纪,全球的城市化进程不断加剧,预计到2050 年生活在城市的人口将会增加25 亿[1]。改革开放40 年来,我国经历了世界上最快速、最大规模的城市化进程,自1979 年至今,城市化率从38%增长到约56%[2]。预期2030 年我国城市人口将达到10 亿[3],到2050 年城市化率将达到72.9%[4]。然而,生态系统退化、环境污染、大城市病、贫富悬殊等城市化遗留的社会[5]、经济[6]、环境[7]问题复杂而尖锐。此外,全球气候变化、海平面上升等新问题,已经对社会生态系统产生显著、广泛、不可逆的负面影响,例如洪涝灾害、风暴潮等。发达国家的城市化进程中,也同样面临与我国类似的问题,而基于自然的解决方案(NBS: Nature-based Solutions)便是在此背景下产生的新发展思路和理论。其通过对自然资源的有效管理,将危机转化为城市转型发展新机遇,同时保护生物多样性,提升人类健康和福祉。在欧美地区,已应用该理论指导解决自然灾害、环境修复、公共健康等问题。中国自改革开放以来,社会经济持续繁荣,城市建设如火如荼,而这些多半得益于科学技术手段的进步和西方城市规划模式的借鉴,这一点在深圳等新兴的特大城市的快速发展中体现得尤为突出。但近年来,快速城市化的遗留问题不断涌现,一方面,我国在城市建设的过程中通过管理自然资源来解决城市病的意识淡薄;另一方面,单纯工程手段所造成的城市问题多而复杂,例如生态破碎、洪涝灾害。

在此背景下,在国家层面相继提出了加强城市设计以营造城市特色,并推行了海绵城市和城市双修的新政策。党的十九大报告也指出“生态文明建设是中华民族永续发展的千年大计”,强调了生态文明新时代的要求。此外,国家也提倡在经济发展上放缓步伐,从粗放式经济增长模式转向精细化品质化发展,寻找经济发展与环境保护之间的新平衡,推动供给侧结构性改革和存量发展。值得一提的是,2018 年3 月印发的《深化党和国家机构改革方案》以成立新的自然资源部来统筹管理自然资源,力图科学合理解决自然资源的开发、利用、配置等核心问题,并肩负起“建立国家空间体系并监督实施”的历史使命。综上,适应性转变城市发展模式,走绿色、环境友好的可持续发展之路是我国的内在需要和必然趋势。在这机遇和挑战并存的转型时期,笔者认为以自然资源驱动的社会经济转型发展模式,围绕自然资源的空间结构转型调整是重要的解决策略之一。因此,本文试图结合NBS 的理论、方法和案例,为我国社会经济结构调整、机构改革、空间规划体系建立的关键转型时期提供参考;并在分析我国城市发展的机遇和挑战的基础上,提出NBS 在跨尺度和系统性、基础设施带动、可操作性、开放共享等四个方面对我国城市转型发展的启示。

1 NBS 概念的缘起和发展

1.1 2008 年前的研究:从农业到工业,从水系统到生态系统

21 世纪初,NBS 的概念首先被用于病虫害综合治理、减缓农田径流等农业问题[8]。其中,布雷斯和巴雷特(Blesh &Barrett)试图将生态学与农业教育和实践相结合,作为提高粮食可持续性生产的手段[9]。同一时期,NBS 的理念也被应用于土地使用管理和水资源管理相关的领域中,包括使用湿地进行废水处理[10-11]。到了2007 年,这个概念从农业领域拓展到工业设计范畴,辛格等(Singh et al.)在研究人造表面的疏水性和减摩性能时,通过模拟防水叶的形貌来解决机械系统中的磨损问题,从而促进了对工业设计NBS 的探索[12]。此外,“仿生学”一词也被用于绿色基础设施和城市水管理的软工程方法[13]。值得一提的是,2005 年世界卫生组织、联合国环境规划署和世界银行等第一次对全球生态系统进行了多层次的综合评估,并发布了《千年生态系统评估报告》,指出自然生态系统与未来人类福祉有着密切关系[14]

1.2 2008 年至今的研究:缓解城市化和气候变化对社会生态系统的压力

全球气候变化带来的灾害事件已经引起科学家、政府、研究者的广泛关注和高度重视,其中政府间气候变化专门委员会(IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change)第五次评估报告指出,全球气候变暖和海平面上升是全人类的共同挑战。2008 年之后,NBS 相关的研究热点也转向该领域,并得到了广泛的国际关注和具有影响力的组织机构的采纳。例如:2008 年世界银行发布的《生物多样性、气候变化和适应》报告中,将NBS 作为气候变化减缓和适应项目投资的重点[15];2009 年国际自然及自然资源保护联盟(IUCN: International Union for Conservation of Nature and Natural Resources)在联合国气候变化框架公约的一份意见书中提出应用NBS 来解决气候变化问题,并于2012 年正式通过了该提议,将其作为2013—2016 年工作计划中三项重点项目之一。由于国际研究机构的资助以及NBS 在解决城市问题方面特有的优点,许多欧洲国家迅速采纳并将之作为应对环境变化挑战的创新策略。值得一提的是,该类型的课题研究被纳入“欧盟地平线2020”(Horizon 2020)的研究与创新政策的优先资助类别,在已获资助课题中已发表优秀的成果。例如:2015 年,欧盟专家组发布的报告《基于自然的解决方案和再生城市》中提出了NBS 的具体目标和行动方案;2017 年,EKLIPSE 专家工作组发布的《评估和实施基于自然解决方案综合效益的框架》(A Framework For assessing and Implementing the Co-benefits of Nature-based Solutions in Urban Areas)提出了NBS 的评价指标体系和操作流程,进一步完善了该理论[16]。此外,IUCN 也对该概念进行了深入研究,2015 年其发布的《基于自然解决方案应对全球社会挑战》报告中,提出了以生物多样性和人类福祉为核心的NBS 运营框架。NBS 的发展时间轴见图1。

图1 NBS 概念发展时间轴

资料来源:作者根据参考文献[17]改绘

2 NBS 的理论

2.1 NBS 的定义及相关概念辨析

(1)NBS 的定义概述

目前,NBS 作为一种新概念已经在欧美地区得到了广泛的研究和实践,不同的国际组织和研究者都提出了该概念的定义。例如:欧盟认为“NBS 受到自然的启发和支持,具有成本效益,同时提供环境、社会和经济效益,并能帮助建立韧性。这些解决方案通过当地适应的、资源有效的和系统性的干预,将更多和多样的自然、自然特征和过程引入城市、景观和海景”[18],该定义的核心是希望通过应用自然资源来创造绿色经济收益和促进绿色增长;IUCN 认为“NBS 是通过自适应保护、可持续管理和恢复、自然或改良的生态系统来有效应对社会挑战,同时提供人类健康和生物多样性的好处”,其总体目标是“支持实现社会发展目标以反映文化和社会价值,并通过增强生态系统复原力、更新能力和提供服务的方式保障人类福祉”[17];埃格蒙等(Eggermont et al.)认为“NBS 是通过对社会生态系统的综合管理,为人类社会传递持续和增长的生态服务,是动态的并留有空间作自我修复”[19];梅斯和雅各布斯(Maes &Jacobs)认为“NBS 是一些使用生态系统服务的转变行为,减少不可再生自然资本的投入并增加对可再生自然过程的投资”[20]

虽然国际组织和学者在概念文字描述上有所差异,但其核心内容都是围绕通过生态系统的有效管理来解决气候变化、快速城市化遗留问题及其叠加效应。作为政府组织的欧盟更加注重绿色经济发展;IUCN 则偏向于生态系统的修复,而个人研究者定义的范畴似乎更加广泛,相关的研究范围较为模糊。总体而言,不管是国际组织还是个人研究者,对NBS 的定义似乎都不能概述其对人类社会系统的贡献,笔者认为将来需要针对不同的社会生态系统问题进行更为具体的定义和分类。

(2)相关概念的辨析

一直以来,关于自然生态系统给人类带来益处的研究成果不断涌现,相关的研究成果也启发了NBS 概念。为了明确NBS 的研究范围和边界,笔者选取目前国际上三个最为密切相关的概念进行辨析,即绿色基础设施(GI: Green Infrastructure)、基于生态系统的适应性(EbA: Ecosystem-based Adaptation)和生态系统服务(ESS: Ecosystem Services)。

首先,从这些概念的定义入手,GI 指的是“通过支持本土物种,维持自然生态过程、空气和水资源,为生命的健康和质量作出贡献”[21];EbA 指的是“在总体适应战略中,利用生物多样性和生态系统服务,帮助人们适应气候变化的不利影响”[22];ESS 指的是“人们从生态系统中获得的好处”[23]。虽然这些概念之间的边界是模糊的,但是相互之间具有一定的共性:(1)对自然生态系统保护的共识;(2)对城市区域问题的关注;(3)注重长期效益;(4)注重成本绩效。区别在于,ESS 定义的范围更为宽泛和基础,可以说是其他几类的子集;EbA 涉及更多应对气候变化的议题,能很好地为NBS 在该领域的拓展提供借鉴意义;而GI 虽是最成熟且接近NBS 的概念,但其应用范围更多集中于城市区域问题,例如雨水管理。相比较而言,NBS 需要面对不同尺度、维度更加复杂和多元的社会和环境难题。

随着改革开放的不断深入,目前我国正处在从经济发展优先模式向环境保护、资源集约模式转型的关键时期,城市双修和海绵城市是转型时期的重要政策,可将之视为另两个可比概念。与NBS 相比,虽然短期看两者具有较强的针对性和较为显著的效果,例如局部城市内涝的缓解和生态功能的恢复,但从全生命周期看NBS 更具长期的综合成本效益。换言之,海绵城市和城市双修是NBS 的重要组成部分,是其基本的功能之一。除环境问题以外,NBS 也关注社会平等、公共健康、循环经济、社会网络等方面的内容。NBS 与其他概念之间的关系见图2,以上六个概念之间的比较见表1。

表1 六个相关概念的比较

资料来源:作者根据参考文献[21-23]整理

图2 NBS 与其他概念的关系图

资料来源:作者绘制

2.2 NBS 框架研究

作为一个新兴的概念,最重要的是其有一个清晰明确的理论框架,虽然NBS 提出和发展的时间较短,但是已形成相对成熟的理论框架。其中,IUCN 的研究报告中提出以生态系统作为基础的NBS 框架,并发展出生态系统修复、相关特定生态系统的方案、绿色基础设施和自然基础设施的方案、基于生态系统的管理方案、基于生态保护的方案等五个具体解决方案,同时将其应用于解决水资源安全、食品安全、人类健康、灾害风险、气候变化等社会挑战[17],该研究框架的核心是人类福祉和生物多样性(图3)。此外,内舍弗等(Nesshöver et al.)提出了NBS 应用于工程实践的研究框架[24](图4)。基斯特等(Keestra et al.)提出以土地管理为核心的框架,围绕土地管理提供供水、防洪、土壤保护和水质调节四种生态系统服务,并得益于上述措施而衍生出多种生态系统价值[25](图5)。综上所述,NBS 的概念已经得到EU 及ICUN 的大力采纳支持和推广,笔者总结比较了现有框架的优缺点(表2)。

表2 NBS 框架比较

资料来源:作者根据参考文献[17,24-25]总结

图3 以生态系统为基础的框架

资料来源:参考文献[17]

图4 设计和实施NBS 策略的过程框架

资料来源:作者根据参考文献[24]改绘

图5 NBS 与土地管理的框架

资料来源:参考文献[25]

2.3 NBS 的评价体系和实施流程

一个新的理念从概念转向工程实践需要具有能对其进行评估的指标体系,并可应用于指导项目的设计与实施。雷蒙德等(Raymond et al.)通过对500 多篇论文和1 200 多份规划和政策文件的筛选和分析,提出了从社会文化和经济系统、生物多样性、生态系统和气候要素四个维度进行评估的NBS框架,并指出需要解决的10 个社会环境挑战[16](图6)。同时,在评价框架的基础上进一步提出了灵活循环的实施流程,其中涉及7 个并非完全独立的阶段(图7),需要在不同的阶段进行相互沟通,以便接触到有不同专长和兴趣的利益相关者。2015 年,德国联邦自然保护署在全国组织了一次关于缓解气候变化的NBS 专家研讨会,会议由7 个欧洲国家的34 名研究专家以及政策参与者和社会参与代表组成。这次的研讨会提出了以综合环境绩效、人类健康和福祉、公民参与、可转让性为核心的效用指标,并对各项指标进行了细分,涉及生态系统管理、影响评估、项目追踪等内容。此外,研讨会总结了NBS 存在的知识差距,主要集中在其效力、社会关系、实施和设计四个方面的内容,并对各项内容进行了细分,涉及时间、证据、技术知识等内容[26]。另外,研讨会总结出了NBS 在部门孤岛、短期行动与长期目标和规划的脱节、对未知的恐惧、增长模式等障碍。

图6 NBS 的评估框架

资料来源:作者翻译自参考文献[16]

图7 NBS 的实施流程

资料来源:作者翻译自参考文献[16]

3 欧美地区应用NBS 促进城市适应性转型的案例

3.1 美国的实践应用

全球气候变化所引发的自然灾害是对人类影响最大的威胁之一。2005 年卡特里娜飓风造成美国千余人死亡,数百万人流离失所;2012 年桑迪台风使美国死亡131 人,损失高达630 亿[27-28]。为增加城市灾害适应能力,NBS 成为促进城市适应性转型的重要措施。纽约斯塔滕岛(Staten Island)为了防范风暴潮灾害,摈弃了传统的堤防模式,而转变思路采用具有多重环境、经济效益的牡蛎生态堤防模式。这一方面可以净化雨水;另一方面,牡蛎作为经济产业,将增加当地居民的就业机会;此外,牡蛎壳可以通过加工制作成建造材料,实现绿色循环经济,同时降低海岸建设和维护的成本,并提供社会参与基础设计建设的机会(图8)。纽约皇后区的霍华德海滩社区(Howard Beach)在卡特里娜飓风来临之际遭到严重破坏,但在灾后的重建中并没有继续沿用单纯的工程措施,而是通过NBS 实现了转型发展,包括在春溪公园修复沼泽和贻贝,在海岸区域恢复0.57 km2 的湿地,新建2 064 m3 的带肋贝类岸线和183 m 的岩石腹股沟。这种NBS和灰色基础设施相结合的方式,在应对百年一遇的洪水灾害时将减少约2.25 亿美元的损失[30](图9)。除了解决自然灾害之外,在岸线侵蚀问题上NBS 也有显著效果。美国路易斯安那州在船舶浅滩侵蚀控制管理上,应用了填充贝壳的石笼、带有植被的渗透性沙土床垫和植被堤防组合的方式来解决海岸侵蚀问题(图10)。

图8 斯塔滕岛岸边养殖牡蛎防范风暴潮

资料来源:参考文献[29]

图9 纽约霍华德社区的综合NBS 策略

资料来源:左图源自参考文献[31],右图源自参考文献[30]

图10 美国路易斯安那州的船舶浅滩侵蚀的NBS 策略

资料来源:左图源自参考文献[32],右图源自参考文献[33]

3.2 欧洲的实践应用

荷兰作为世界著名的低地国家,其独特的堤防系统作为社会经济系统的生命防护线,是这个国家最显著的特征之一。而在全球气候变化的影响下,不断袭击荷兰的洪涝灾害,引发了其对单一水利工程措施的反思和对更具灵活性和韧性策略的探索,NBS 就是其中一项重要的成果。在诺德瓦德(Noordwaard)的斯特加特堡,为了增加堤防的防洪能力,在堤外种植了宽度约为60~80 m 的网格交错排列的柳树林,每平方米约有4 根树干并产生了数百根树枝。与传统通过加高堤防的方式相比,这样做不仅节省建设和维护成本,且每衰减1 m 的浪高可节省1 550 欧元,还创造了用作生物燃料的碳和柳树枝,改善了环境品质[34](图11)。此外,荷兰外海的风暴潮也是严峻挑战之一,NBS 是首选的应对策略。在海牙以南的代尔夫兰海滩(Delflandse Kust),政府通过堆叠40 m 高的超级沙丘开展“沙丘擎”实验。在20 年内,由于风、波浪和水流的作用,沙子将沿着海岸自然地分散,并将海滩扩大到海洋区域形成新的低沙丘,这些沙丘擎为防御洪水提供了额外的安全性,同时提供了更多自然和娱乐的空间(图12)。在荷兰的政府报告中,三角洲委员会提议在未来100 年内使用沙子堆积来增加宽1 000~1 200 m 的可以抵御强风暴的沿海岸缓冲区[35]

图11 在荷兰诺德瓦德种植柳树防洪的方案

资料来源:左图源自参考文献[36],右图源自参考文献[37]

图12 海牙以南代尔夫兰海滩(Delflandse Kust)的沙丘实验

资料来源:参考文献[35]

在荷兰对岸的英国,通过跨尺度的重建盐沼来避免沿海洪水,同时清除海堤建立湿地栖息地,增加区域的生物多样性、安全和韧性(图13)。

图13 两种不同海岸线建设的模式

资料来源:作者翻译自参考文献[38]

3.3 小结:欧美实践的特点

从以上案例可以看出欧美的实践具有几处特点。首先,在时空维度上,从场地尺度拓展到区域、流域尺度,同时注重自然过程及空间要素流动的关系。注重长期和短期效益相结合,将自然演替过程考虑到整体设计过程中。其次,从复杂社会生态系统出发,重视生物多样性保护,通过NBS 的应用增加系统应对环境变化的韧性,同时提升环境品质。再次,注重成本绩效、低维护以及地域性材料的应用,精细化监测不同措施的成本投入和效益产出。此外,从解决环境问题拓展到解决公众就业等社会问题,为大众创造绿色经济收入。综上,NBS 作为综合的解决途径,指出了应对城市化和气候变化带来复杂问题的新出路。

4 NBS 应用于我国城市适应性转型的机遇和挑战

2014 年我国开始实施国家新型城镇化策略,2017 年十九大提出“将生态文明建设作为我国的基本国策”,近年中央城镇化工作会议和中央城市工作会议提出,我国的城市发展正从粗放式扩张发展向集约内涵式发展转变。在此背景下,内在如何解决快速城市化遗留问题,外在如何应对全球气候变化,是决定我国深化改革和可持续发展走向的关键问题。在目前我国已经实施海绵城市、城市双修政策的作用下,NBS 作为一种更加综合的解决途径,将具有良好的发展机遇。当然,也存在多个方面的挑战。首先,在意识形态层面,我国存在根深蒂固的工程化思维,通过对自然资源的有效管理来应对城市问题的意识淡薄;其次,在制度层面,NBS 与传统做法存在较大差异,很难融入现有规划编制和审批体系。最后,由于相关专业人才的缺乏也将影响NBS 措施在我国的推广和应用。详细阐述如下。

4.1 城市化遗留问题

城市建成区无序蔓延造成大量耕地、林地、湿地消失,大量的交通基础设施造成景观破碎、都市空间离散。同时,巨大的建设量造成资源过度消耗,引起环境承载力下降和生物多样性丢失。根据2015 年世界银行的报告,珠江三角洲在城市集聚上已超越东京湾区成为世界上最大的城市群,而在城市化的过程中大规模的填海造陆导致珠江口湾区面积缩减了15%以上,面积超过270 km2[39];长江三角洲的上海沿海城区也已经扩大了580 km2[40]。此外,城乡发展不协调,贫富差距不断加剧,公共健康、环境污染、自然灾害等问题复杂而尖锐。因此,以何种方式来解决如此复杂的问题是决定未来城市发展模式走向的关键问题,而NBS 作为一种有效且环境友好的策略,将成为缓解和消除城市化遗留问题的重要抓手。

4.2 全球气候变化的风险

世界银行的报告指出,到2050 年由于气候变化、地面沉降的影响,全球洪灾损失将达1 万亿美元[41]。我国沿海地区汇集了我国50%的人口和约70%的大中城市,创造了超过一半的GDP[42]。然而,滨海区域和河口三角洲生态敏感度高、受潮汐作用影响明显,易受台风、风暴潮等自然灾害的侵袭,地质构造复杂,同时大规模建设后土地沉降严重。相关研究表明,由于海平面上升和土地沉降,中国18 000 km的海岸线中有3%为高度脆弱状态,29%为非常脆弱,58%为中度脆弱,只有10%为低脆弱[43]。我国在应对气候变化问题上也将投入巨大的社会资源,而面对未来气候变化的高度不确定性,什么才是最具有成本效益的解决方案?NBS作为一种无悔策略,具有适应气候变化、创造环境效益等多重功能,可成为我国应对气候变化的重要选择之一。

4.3 根深蒂固的工程化思维

长期以来,工程化思维一直主导我国的社会经济建设。一方面,在规划决策中应对诸多复杂的挑战,更偏向于选择简单、可复制、可预测的解决策略,例如应用物理、化学的手段对水、空气进行过滤[44],通过加高河堤来防范未来洪水灾害[45]。我国自建国以来修建各类堤防达25 万km,其中主要堤防6.57 万km[46]。但是,从长远看来这些并不是最有效的解决方案,同时存在不可预估的风险,例如堤坝决堤之后的灾害损失。另一方面,灰色基础设施在公共政策和城市建设法律体系中依然占主流,对于NBS 的质疑和排斥依然存在,在实际的工程建设中更偏向于选择灰色基础设施,以至于影响了大多数决策者的决策和大众的思维。

4.4 行政体制的桎梏

我国行政体系庞杂,职能划分存在混淆甚至错位、缺位,在行政执行上各部门各自为政、上下脱节的现象屡见不鲜,造成项目审批效率低下。此外,时常因为权责不清、部门间相互推诿,导致有价值的项目无法顺利实施,或者实施后的维护管理脱节,造成项目烂尾。在管理体制上也存在不足之处:一方面,由于现行的绩效考核标准缺乏弹性,部分项目在通常的行政周期内很难见到显著的效果,短期绩效作为评价重要指标造成了对具有长期公共效益项目的轻视,同时普遍缺乏对不同维度和时间尺度的价值判断标准;另一方面,由于现行的建设标准本身的局限以及更正的不及时,往往与新理念、新做法相互矛盾,而使得有价值的理念无法实施。NBS 作为一种新的理念,更加需要多部门的合作和不同层级执行的一致性,在项目的效果上更加注重长期绩效,这些都是我国开展NBS 的规划实践将面对的严峻问题。

4.5 专业人才的缺失

目前多数的新型研究成果起源于欧美,将其应用于我国的社会经济建设可能会出现“水土不服”,通常需要根据我国不同区域特点和拟解决的问题研发对应的成果。然而,借鉴西方先进经验的过程中,不管是现有的高校教育系统,还是国家层面的专业再教育的体系,都缺失诸如NBS 这类新理念的内容。因此,除少量留学归国人员外,新概念推行的早期将会遇到人才匮乏的问题,实际执行时会对很多问题考虑得不到位。

5 对我国城市发展适应性转型的启示

面对尖锐迫切的气候变化危机、复杂多元的快速城市化遗留问题、僵化陈旧的工程思维,城市修补、生态恢复、防灾减灾等工作迫在眉睫。在生态文明建设的时代背景下,要实现从粗放扩张式增长转向集约内涵式发展,笔者建议将NBS 作为我国转型发展的优先选择策略之一(图14)。同时需要转变思维、调整行政体制、加强专业人才的培养,提倡多专业学科融合、多部门合作、多行业协助。此外,欧美NBS 相关的研究和实践,不管是对海绵城市和城市双修政策,还是将来自然资源部主导的国家空间规划体系的建立,都有启发和借鉴之处。

图14 NBS 促进适应性转型的框架

资料来源:作者绘制

5.1 跨尺度、系统性的转型发展

面对气候变化和快速城市化的复杂问题,城市作为最庞大、复杂的人造系统,单一、静态的模式已无法支撑正确的城市发展决策。因此,在一些重大规划中,需要突破行政、区域边界,甚至从国家尺度执行基础建设计划,避免片面和局部。例如:在海绵城市建设上,从场地尺度拓展到集水区、流域的综合管理,从地表径流深化到地下水层的系统性考虑。在时间维度上,考虑在生命周期内气候变化对其有效性的影响,在跨时间、空间尺度上进行创新性的设计。在城市双修上,以生态修复和城市修补为核心,还需要涉及社会平等、公共健康、社会网络等多层次的修复,同时提供就业及带动区域经济发展的机会。在构建国家空间规划体系上,需要考虑系统的动态性,其中每个自然子系统都有各自的演替过程,并具有流动性。建议划分重要子系统之间空间界面时,考虑边界的弹性,避免单一、刚性的划分,并开展不同时期的监测和动态调整。

5.2 基础设施建设带动的转型发展

在工程化思维主导的社会环境中,基础设施是带动城市经济发展的重要驱动力,将这种强大效应用于促进城市转型是重要措施。在新区建设中,利用基础设施建设的机会将NBS 与基础设施一体化实施,例如市政系统、交通系统,避免重复建设,省时省力。另外,在旧城区则以NBS 的建设带动基础设施的更新,促进区域产业转型,增加就业机会。同时,在政府整体区域协调规划中,将NBS 转变成重要管制工具,同时提供项目的经费保障,既能解决NBS 实施的法律效力问题又有财政经费支持。此外,在规划成果的绩效方法上,建议从以GDP 增长作为核心的评价体系拓展到兼顾生物多样性保护、环境修复等层面的综合评估,走绿色可持续的发展道路。

5.3 可操作的转型发展

在现行庞杂的规划体系中,为保证适应性转型发展的有效实施,需要有一套目标明确、边界清晰、技术流程明朗和权责分明的可操作体系,形成以问题为导向的成果。在欧盟资助的NBS 项目中,已经建立相应的案例库和工具来帮助项目的实施,例如OpenNESS 和OPERAs。美国也开发了基于互联网的互动工具NRCsolutions.org,该工具会帮助当地决策者、规划者和工程师发现NBS 的机会,并根据不同尺度、类型提供精确的解决方案。我国在应用NBS 时可以借鉴西方较为成熟的系统,根据实际情况将这些可操作的工具本土化,形成简洁实用的操作工具。

5.4 开放共享的转型发展

我国区域发展差异性大,资源分配不平衡,局部地区专业人才缺失严重。开放共享的平台有利于打造共同设计、共同管理、共同参与的全过程模式,促进不同地区之间利益相关者和参与者的相互交流,有利于在线共享有价值的NBS知识、经验和工具,缓解专业人才缺失的局势。在欧洲已经有成熟的平台上线,例如OPPLA 和 ThinkNature。在生态文明建设的新时期,应结合我国国土空间规划体系构建以及城市双修、海绵城市等政策要求,应用3S、大数据等技术采集多源数据,与政府、设计师、利益相关者一起建立数据共享的信息反馈收集平台,并逐渐建构成熟的知识智库,解决因区域差异、资源分布不平衡带来的政策实施不到位的问题。

特别感谢匿名评审专家对本文提出的宝贵修改意见。

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The Enlightenment of Urban Adaptive Transformation Based on Nature-based Solutions in China

Lin Weibin,Sun Yimin

Abstract: Since the reform and opening up,China has experienced the world’s largest and most rapid urbanization.At the same time,it produces the most complex problems of urbanization.To solve these problems,adaptive transformation and green and sustainable development are inevitable choices under the background of ecological civilization.Western countries have explored new concepts and theories that solve complex social,environmental,and economic urbanization problems through effective management of ecosystems.First,this paper describes the origin of the concept of nature-based solutions and its difference with other related concepts,elaborates existing research framework,evaluation system and implementation process,and introduces successful practice cases in Europe and the United States.Then,it analyzes the opportunities and challenges brought by urbanization,climate change,engineering thinking,administrative system and lack of talents to China’s urban development.Finally,it clarifies the enlightenment of natural-based solutions in the transscale and systemic,infrastructure-driven,operability,and open sharing in this critical period of urban adaptive transformation in China.

Keywords: Urbanization;Engineering Thinking;Nature-based Solutions;Adaptive Transformation;Enlightenment

国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(51761135025),国家自然科学基金面上项目(51778233)

作者:林伟斌,华南理工大学建筑学院—荷兰代尔夫特理工大学建筑与建成环境学院联合培养博士研究生。scutlinweibin@163.com

孙一民(通信作者),博士,华南理工大学建筑学院院长,教授,博士生导师,亚热带建筑科学国家重点实验室副主任。359914017@qq.com

(本文编辑:许玫)