人居环境科学体系完善

第1章　绪　论

城市是人类文明的载体，也是人类改造自然最彻底的地方。现代城市的诱惑与矛盾并存。面对当今社会快速变革，人们在享受人居环境建设所创造的巨大物质财富的同时，也播下了危及人类生存环境的危险种子。人类建设活动为主体的人居环境建设，加速了资源枯竭进程，吞噬耕地，消耗着大量的能源。人居环境建设直接影响着城市与区域的可持续发展。

然而，在当今社会发展背景下，人居环境建设过程中所伴生的种种问题是不可避免的，关键是要正确面对人居环境建设的正反两方面的实际功效，寻求合理评价人居环境建设成就的评估方法，降低其负面影响。因此，人居环境建设可持续评价方法业已成为当今城市规划学科亟待解决的重要科学问题之一。据此，本研究尝试运用解析研究方法，从微观的物质消耗层面和中观的城市建设探寻人居环境建设的评价方法，揭示城市耕地流转的关键性问题，并从宏观的学科发展层面探讨城市规划学科应对策略。

本章首先介绍开展人居环境建设可持续评价的研究意义；然后凝练出人居环境建设可持续评价的科学问题；其次介绍了本研究所依托的相关科研课题；最后对本研究所采用的研究方法与研究内容进行了较详尽的介绍。

1.1　研究缘起

20世纪五六十年代以来，人类经受了人口膨胀、资源匮乏和环境恶化三大危机，特别是温室气体排放、臭氧层破坏、森林锐减、物种灭绝、土地退化和淡水资源短缺等一系列全球环境变化及伴随的重大问题（林海，1997）。人类活动造成的全球环境变化问题已危及人类生存。

随着人口的增长和科技的进步，人类活动对地球表层的作用还在加剧。“全球每年所消耗的矿物资源是自然营力通过河流搬运到海洋的沉积物的3倍，人类活动已被看成一种新的地质营力（国家自然科学基金委员会地球科学部，2004）”。人类活动已成为改变地球表层的重要营力。（Lawson，etal.，1998）

以人类建设活动为主体的人居环境建设与全球环境变化关系密切。“住房需要消耗大量的不可更新能源；建筑原材料的过度开采造成资源枯竭；人居环境建设及住房维护引发能源巨大消耗（Pulselli，etal.，2007）”。人类活动（主要是矿石燃料的燃烧）正在导致大气中温室气体浓度不断升高，而温室气体浓度的升高则会改变大气中的辐射平衡。“在能源消耗和温室气体排放方面，建筑师比其他任何一个职业群体担负的责任都大（布赖恩，2003）”。据统计，发达国家建筑业的自然资源的消耗占总自然资源消耗量的30%～40%；在全球范围内，建筑物因照明与空调使用消耗的能量占世界总能耗的40%（Omer，2007），其中，建筑物中空调所消耗的能源约占建筑物总能耗的50%；建筑业约消耗世界原料的40%，住宅能耗约占世界总能耗的30%。而在美国，国家能源预算的35%～60%被用于建筑的维护，并且，美国发电量75%是热电能，将产生大量的CO2气体的排放（Pulselli，etal.，2007；布赖恩，2003）。“大约78%的碳化合物排放来源于水泥生产过程中的化石燃料燃烧，城市工业木材消耗量占世界上总消耗量的76%。”“并据世界能源委员会估计，如果不对现在的能源使用情况采取任何措施，到2020年，世界能源需求将会在1990年的基础上增加50%～80%（即世界能源需求从2007年的220亿千瓦增加到2020年的530亿千瓦）；另据美国能源部资料，美国能源年需求将从现在（2007年）的3.63亿千瓦增加到2020年的750亿千瓦（Omer，2007）”。能源需求的增长，不仅造成对能源基础设施建设的压力，同时也加大了温室气体（CO，CO2，SO2，NOx）排放对环境的影响，造成全球环境变暖。

在城市与区域可持续发展方面，“大多数城市和小城镇面临着一些共同的问题，如，由于人口集中、水和空气污染、住房条件恶化和土地荒芜、空地面积减少等，而造成城市环境恶化（布赖恩，2003）”。与此同时，城市建设对不可再生能源、建筑材料与钢铁等资源的需求日益高涨，给人类生存环境带来了巨大压力，甚至影响到了人类的可持续发展。

虽然近年来人们在可持续发展方面开展了大量探索性的研究与实践，例如，“欧洲委员会于1990年欧洲议会创立之初，就发表了一份《关于城市环境的绿色文件》，呼吁欧洲采取统一行动来解决人居环境问题，意味着要把环保因素融入城市规划、交通运输、遗址保护、建筑设计、能源管理、垃圾管理和社会立法的功等各方面的政策当中（布赖恩，2003）”。但是，将可持续发展从全世界共同认可的抽象概念，变成切实可操作的行动纲领，仍然是我们共同面对的现实难题。

与此同时，在城市与区域协调方面，就“城市”论“城市”的现象依然存在；重大基础设施与产业布局，受到各地方利益的驱动，还存在着重复建设、条块分割的问题；城市规划学科从建筑学脱离至今，其学科体系建设还比较薄弱，诸如此类问题，严重制约城市规划学科发展与资源高效利用，急需探寻区域观指导下的城市建设模式，推进城市规划学科体系建设。

由此可见，急需深入开展城市规划学科基础理论与方法研究，为全球可持续发展提供有力的理论与技术支撑，促进全人类生存环境的健康发展。

1.2　科学问题的凝练

1.2.1　科学问题一：人居环境建设可持续评价方法

从上述分析可见，以人类建设活动为主体的人居环境建设与全球气候变暖和臭氧层破坏息息相关。以人类建设活动为主体的人居环境建设需要消耗大量的不可再生资源，可能产生大量的废弃物，必将吞噬大量的耕地，也可能污染我们周围空气和水体。人居环境建设本身是一个不可持续过程。但是，人居环境建设在促进城市与区域发展、改善人们生活条件与生活质量、推进城市化等方面发挥着不可替代的作用。正是由于人居环境建设存在着正反两方面的作用，决定了人居环境建设是一对矛盾的统一体。因此，只有从正反两方面开展人居环境建设可持续评价，才可能从根本上解决人居环境建设的负面影响，规范人类行为，缓解全球环境变化步伐。

因此，针对人类活动引发全球环境变化的重大科学问题，尝试从建筑规划学科角度探寻人类活动对全球环境变化累积性影响，探寻人居环境建设可持续性评估方法，科学全面评价人居环境建设对人类的正反两方面的作用，特别是寻求将公共物品、社会服务、资源消耗、环境影响等进行统一的综合评价方法，业已成为亟待解决的科学问题之一，并逐渐成为当今科学研究的热点领域（Vogel，etal.，2006）。

1.2.2　科学问题二：人居环境科学体系完善

吴良镛先生创造性地提出人居环境科学，是中国对国际建筑规划学科发展的贡献。“人居环境建设基本目标是构建可持续发展的、宜人的居住环境；其核心是探询人与自然协调共生的居住模式（吴良镛，2001）”。因此，完整的人居环境建设评价包含人居环境建设满意度评价、人居环境建设的可持续性评价（见图1-1）。近年来，国内外众多学者主要围绕人居环境建设的适居性开展了大量的探索性研究，而对人居环境建设可持续性评价的研究却少见。因此，开展本研究可完善人居环境科学学科体系。

图1-1　人居环境建设框架

1.2.3　科学问题三：融贯综合研究指导下的城市规划学科体系

吴良镛先生创造性地提出了“融贯的综合研究”思想体系，使我们能够全面地认识比建筑更为复杂的人居环境。运用该研究方法对现代城市规划学科的思考，我们能够更全面地审视城市规划与建筑学的学科关系。现代城市规划学科已逐步发展成为独立于建筑学外的一门新的学科，探寻现代城市规划学科的形成、学科体系构成及人才培养的方式，同样是现代城市规划学科的重要科学问题之一。

据此，本研究工作将尝试对此三个方面的科学问题进行初步研究。

1.3　研究内容

针对人居环境的建构，陈秉钊等参照吴良镛院士提出的“将人居环境科学范围简化为全球、区域、城市、社区（村镇）、建筑5大层次”观点，提出“中国人居环境则应包括区域、城镇、社区、家居4个层面的体系”，并提出了“区域协调——营造丰富多彩的人与大自然融合的人居环境；紧凑集约——建设城市可持续的人居环境；温馨家园——社区的可持续发展建构；住房中的可持续发展”的策略（陈秉钊等，2003）。

从上述分析可看出，人类活动是引发全球变化的重要驱动因子，探讨以人类建设活动为主体的人居环境建设已成为当今科学研究领域的热点，而且从理论、方法及典型案例研究上人们都做了大量的工作，并取得了许多研究成果与进展。然而，尚有不少问题值得进一步深入探讨。

本研究以人居环境建设、土地利用变化为研究对象，运用“解析”研究方法，开展以下3个方面研究：

①微观的物质消耗层面，运用能值分析手段，尝试从物质流—能量流—信息流的时空变化的角度，构建反映人居环境建设可持续发展的能值评价模型，推进人居环境建设正反两方面统一评价的研究。

②中观的土地利用层面，探寻人居环境建设过程中土地利用变化过程与机理，为促进资源可持续利用，特别是耕地资源的保护提供理论支撑。

③宏观的城市规划学科发展层面，运用“融贯的综合研究”思想，重新审视城市规划学科的形成与发展、现代城市规划学科体系建设及规划人才综合素质培养方式。