从“地球系统视角”看清可持续发展城市的全貌

未来的智慧城市，必将是一个人类智慧与人工智能协同共创、共治共享的生命体。

文｜陈德亮

ID | BMR2004

2025年10月最新发布的《全球临界点报告》显示，全球变暖持续推高全球平均地表温度，2025年的增温已经突破1.5℃，世界正在逼近多个灾难性临界点，温水珊瑚礁大规模的死亡就是其中的一个显著标志。另外，温度的上升加速格陵兰和南极冰川消融，雨林大面积退化，大西洋洋流运动轨迹被打乱，从而扰乱了全球气候系统的运行模式。而诸如化石燃料燃烧、土地利用变化等人类活动是导致二氧化碳、甲烷等温室气体浓度显著升高的主要原因。

当人类的活动与全球气候、水循环和生态系统紧密相连，作为人类活跃主阵地的“城市”必然不能被看成是地球系统中偏安一隅的存在。以快速扩张为主要目的的城市规划思维需要转向一种新的思维模式，即从长期主义的角度出发，统筹基础设施建设、产业模式转化以及治理结构优化“协同共治”的系统性思维。

01

从“地球系统”的角度重新定义可持续发展城市

城市其实是地球系统中的一个关键节点。

说到可持续发展城市，我们通常会将其与绿色城市、低碳城市或智慧城市等同起来。但实际上，绿色城市强调生态环境保护，低碳城市重点在于减少碳排放、推动能源转型，而智慧城市则注重用科技提升管理效率和生活质量，可持续发展城市的概念相比起来会更全面。

传统意义上，我们可能更关注城市内部的表现，比如碳排放是否达标、能源是否高效、交通是否便利。但从地球系统科学来看，城市是一个开放系统，它的影响远远超出自身边界。

城市不是孤立的，它是一个开放、动态又复杂的系统。开放是指城市和外界不断交换能量、物质和信息；动态是指城市在经济、社会和生态上不断变化；复杂则体现在城市内部各个要素之间存在多层次、非线性的相互作用。

城市的发展和全球系统紧密相关。比如，城市的能源使用和土地变化会影响温室气体排放，进而参与全球气候变化；而气候变化又会通过极端天气、热浪、洪水等影响城市安全和运作。

在水循环上，城市化会改变地表径流、增加不透水面积，从而影响区域水资源和洪涝风险。同时，城市排放的物质和污染也会参与大气和水体的生物地球化学循环，影响更大尺度的生态系统。

所以，城市其实是地球系统中的一个关键节点。理解它与气候、水循环和生态系统的互动，有助于我们设计更可持续、更有韧性的城市，也为应对气候变化提供科学依据。

举个例子，如果一个城市实现了内部的碳平衡，但它的能源、食品或其他资源大量依赖外部供应，而这些供应链在远方对生态系统造成了巨大压力或者破坏，那这个城市就不能算真正的可持续发展。真正的可持续发展城市，不仅要看自身的指标，更要考虑对整个地球系统的影响，包括远方生态、水资源和气候系统的承载力。

因此，一个真正意义上的可持续发展城市，不是只在某个方面做得好，而是能在经济发展、社会公平和生态环境三者之间找到平衡。这样的城市不仅要满足当代人的需求，也要为子孙后代留下可以持续发展的基础。换句话说，它既要有发展的活力，又要有面对未来挑战的韧性，比如应对气候变化、极端天气和资源压力。

可持续发展城市的建设标准应该是整体的、系统的，关注内部和外部的协同发展，追求对全球环境、社会和经济都尽可能低冲击、高适应的模式。可持续发展城市更像是一个“系统工程”。它把绿色、低碳、智慧这些理念都包括在内，更强调统筹思维和长期发展。这样的城市不仅要建设得漂亮、运行得高效，更要让不同群体都能受益，并在变化和冲击中保持稳定和弹性。

02

从系统和长期的角度规划城市发展

国内城市的发展已经从单纯追求效率转向效率与可持续并重，也为很多新的产业和商业模式提供了机会。

城市发展所遭遇的种种困境，迫切需要一场从效率城市到韧性城市的深度范式革命。这场革命要求城市的规划者、建设者和投资者从根本上转变思维，需要基础设施建设、产业模式转化以及治理结构优化三者共同发力，形成协同共治的系统性思维。

过去，我们规划城市时往往假设气候比较稳定，所以城市基础设施和土地利用的设计都是按照历史平均条件来做的。但现在，气候变化已经成为常态，极端天气、洪涝、热浪等事件越来越频繁，这要求我们的规划思维也必须转变。

具体来说，城市需要为持续变化的气候做准备。在基础设施投资上，要更注重韧性和灵活性，比如道路、排水、能源系统不仅要满足当前需求，还要能适应未来几十年可能发生的气候波动。在土地利用和空间布局上，也要考虑风险分区，避免在易受洪水、风暴等影响的区域过度开发，同时增加绿地、透水面和生态缓冲带来吸收气候冲击。

这种转变意味着我们不能再仅仅追求短期经济效率，而是要从系统和长期的角度规划城市。结合全球气候模型和区域气候模拟的结果，我们可以更科学地评估风险、预测变化趋势，从而让城市既安全又可持续地发展。

从支撑整个城市运转的经济学视角来看。以往，传统城市财政很大程度上依赖土地经济，所以在投资决策上往往倾向于混凝土工程和短期收益项目。要改变这一点，我们需要建立能够衡量和交易生态系统服务价值的金融与治理机制。

具体来说，可以通过两方面实现：第一是定量化生态服务价值，比如通过科学方法评估城市绿地、湿地、河流对防洪、空气净化、热岛缓解等功能的经济价值；第二是创造激励机制，比如绿色债券、生态补偿基金或者“碳交易”机制，让政府和企业在投资绿色基础设施时能够获得明确的经济回报。

举个例子，有些城市在河流和湿地保护区实施了生态补偿机制，政府通过财政资金或税收激励支持湿地恢复和水系保护，同时允许私营部门参与生态投资。通过这种方式，不仅保护了生态系统，还提升了城市的防洪能力和环境质量，实现了经济、生态和社会的多重收益。

总的来说，核心是把生态系统服务变成可测量、可交易的价值，让绿色投资不再只是道德选择，而是经济上合理的决策。

在注重经济增长、社会公平与环境优化的可持续城市发展模式下，国内有一些城市已经开展了一些值得借鉴参考的前沿实践。

尤其是在储能和新能源方面，比如，河北张家口作为国家级风光氢储综合示范区，成功建设了千万千瓦级别的风电和光伏发电基地，为北京冬奥会提供了50%的绿色电力；浙江湖州长兴县作为全球知名的铅蓄电池生产基地，建立了全国废旧电池回收网络，极大地减少了环境污染；青海西宁作为全球最大的锂电材料生产基地，依托本地生产的电池，大力发展储能系统集成技术，并将其应用于青海省的清洁能源供暖、电网侧调峰及无电地区供电等项目，将产业优势直接转化为本地能源转型的动力。

由此可以看到，国内城市的发展已经从单纯追求效率转向效率与可持续并重，也为很多新的产业和商业模式提供了机会。除了储能、新能源之外，在一些传统环保产业之外的领域，也有很大的潜力。

比如分布式水处理可以让城市和社区更灵活地管理水资源，同时减少对中心化水厂的依赖；被动式建筑设计通过自然通风、光照和隔热材料降低能耗，是绿色建筑的升级版；气候信息服务能够把气候数据和预测转化为城市规划、农业生产、保险和金融等实际决策工具；而韧性农业和食品系统不仅提高了食物供应安全，还能减少极端气候对粮食生产的冲击。

这些领域的共同特点是：它们能够结合技术创新、市场机制和生态效益，让可持续发展不仅是社会责任，也成为经济机会。可以说，随着城市发展理念的转变，这些新赛道将成为推动绿色经济和城市韧性的重要引擎。

未来，当我们衡量一个城市是否成功地实现了可持续发展时，我们或许可以看两个最关键的、具有共识性的核心指标：一是城市居民的福祉和生活质量，包括健康、教育、社会公平等综合指标；二是城市系统的韧性与生态和谐度，也就是说城市能否在面对气候变化、自然灾害或其他风险时保持稳定运行，同时与自然环境保持平衡。

这意味着我们评价城市成功的哲学基础正在发生转变，从过去主要看规模和经济增长，逐渐转向关注福祉、韧性和生态系统的健康。换句话说，可持续发展不仅仅是GDP增长，也不仅仅是绿化率高低，而是一个城市能否长期保持社会、经济和环境的综合平衡，让人们生活得更好，同时地球系统也能承载这样的发展。

此外，在未来10—20年，中国城市在碳中和方面的技术选择，需要兼顾成本效益和可规模化。从目前来看，可再生能源和储能技术是最有潜力的。光伏、风电等技术成本不断下降，而且可以快速部署，配合储能系统能够满足城市能源转型的规模化需求。

同时，AI城市管理也很有发展空间，它可以通过智慧调度、用能优化和预测维护，提升城市能源和交通系统的效率，从而降低整体碳排放。

相比之下，像CCUS（碳捕集、利用与封存）和绿色氢能技术，目前成本仍然较高，基础设施建设和技术成熟度还有待突破，但从中长期来看，它们在工业减排、重载交通和高耗能领域仍然具有巨大的潜力。

所以可以这样理解：短期和中期，城市应重点推进可再生能源、储能和智能管理，实现快速减排和规模化应用；长期则需要持续研发和示范CCUS、绿色氢能等技术，为更深层次的碳中和目标提供支撑。

03

多方携手共建可持续发展城市

结合本地实际，建立科学、长期、系统的规划和治理机制，同时让公众、企业和政府形成共同责任和参与，这样才能真正实现可持续发展。

对于理解可持续发展城市思路的转变，对今天的城市领导者、商业决策者和每一位建设者而言，意味着必须彻底转换行动的底层逻辑。

从政府层面来看，只有制度上打通信息流和决策链条，城市才能真正实现综合协调、长期可持续的转型，而不是部门之间各自为政、短期行为主导。同时还要打通部门壁垒、确保科学决策，最关键的单一制度设计是跨部门、系统化的城市可持续发展治理机制。

具体来说，这种机制能够把环境、能源、交通、土地、财政等不同部门的数据和决策纳入同一个框架，实现政策的协同和科学评估。比如建立城市可持续发展委员会或类似的跨部门协调平台，由政府高层统筹，结合科学模型和数据支撑，让每一个投资和规划决策都能兼顾生态、经济和社会效益。

对于企业决策者和投资者来说，未来气候风险数据是战略性的重要信息。他们在投资选址或布局供应链时，需要关注的不仅是历史气候条件，更要理解气候变化带来的长期趋势和极端事件风险。科学家提供的数据，包括气候模型预测、区域极端事件概率和生态风险评估，都可以作为参考。关键是要把这些复杂数据转化为易于理解的风险指标和场景分析，便于企业进行战略规划和风险管理。

目前，科学与商业决策之间存在信息鸿沟：一方面，科学数据通常复杂、专业；另一方面，企业需要快速、可操作的决策信息。弥合这个鸿沟，需要三个方面努力：一是科学家要加强数据可视化和场景化表达，让非专业人士也能理解风险；二是建立跨界平台，让企业、政府和科研机构共同参与信息交流；三是把气候风险纳入企业长期财务和供应链评估体系，让科学数据真正影响投资和运营决策。

总的来说，企业应把气候风险视为战略资产，而不是额外负担；科学界则要把专业知识转化为可操作的工具和信息，让决策更科学、更可持续。

在推动城市可持续发展方面，北欧和一些欧洲城市有很多值得借鉴的经验。

比如北欧城市在交通、电力和建筑等领域坚持长期规划，高度重视公共交通、步行和自行车网络建设，鼓励可再生能源的应用，同时把生态系统服务和公众参与纳入决策。这种系统化、长期视角和公众共识，是可持续城市发展的关键。

同时，也有失败或不足的教训。例如，一些城市在环保基础设施上投入很大，但缺乏跨部门协同和长期维护机制，导致项目效果打折，甚至浪费资源。还有一些政策虽然初衷良好，但缺乏经济激励或公众认同，难以形成规模化影响。

对国内城市来说，这意味着我们不能仅仅照搬技术或政策，更重要的是结合本地实际，建立科学、长期、系统的规划和治理机制，同时让公众、企业和政府形成共同责任和参与，这样才能真正实现可持续发展。（本文由本刊实习记者王玉冰采访整理）