城市化应对气候变化的研究与实践

雷娜 熊宇斐

摘 要：气候变化带来的负效应引起了国内外学者的广泛关注。城市化造成的气候问题更为严重。本文论述了气候变化问题的发展以及气候变化背景下低碳城市的建设愿景，总结了目前城市化应对气候变化的研究现状、实践案例以及下一步的研究方向，可为建设低碳城市提供参考。

关键词：城市化；气候变化；理论研究；实践研究

20世纪80年代以来，以气候变暖为标志的全球气候变化逐渐引起各国政府、国际组织和科学工作者的高度重视。1979年2年月在世界气象组织的发起下于日内瓦召开了第一届世界气候大会，气候变化问题首次登上国际舞台。该会议号召各国政府“预见和防止可能对人类福利不利的潜在的人为气候现象”，此后越来越多的国家和相关学者开始关注气候变化问题，其相关研究和国际议程也日趋频繁。1988年11月世界气象组织和联合国环境规划署建立了政府间气候变化专门委员会，下设三个工作组，分别负责气候变化的科学知识评价，审查气候变化的环境、经济和社会影响，以及拟定和评估关于减缓气候变化的不利影响的对策和战略。1990年IPCC年首次公布评估报告，指出人类活动对气候变化的影响并预测了不进行减排的严重后果。1991年5月通过了《联合国气候变化框架公约》，并在1994年3月21日正式批准生效，成为国际社会第一个全面控制温室气体排放的国际条约；1997年通过了里程碑意义的《联合国气候变化公约京都议定书》简称《京都议定书》或议定书，首次规定了缔约方承担的减排量和减排期限，该议定书2005年2月16日正式生效，至此气候变化问题进入京都和后京都时代；2009年12月超过130位国家和国际组织领导人出席了哥本哈根联合国气候变化大会，会议达成《哥本哈根协议》，这是继《京都议定书》后又一具有重要意义的全球气候协议书。

1.全球气候变化问题的发展

在气候变化科学研究方面，IPCC的三个工作组自年以来，基于全球主要科学家的研究成果，在气候变化科学的现状、气候变化对生态系统、社会和经济的潜在影响以及适应和减缓气候变化的可能对策等方面开展了大量的工作，并发布了四次评估报告，为各国政府和国际社会提供了比较权威的科学信息。其研究趋势具有以下特点：1）从线性的评价到非线性，更加复杂化，以至基于不同发展情景的多元体系评价；2）从无视适应性到适应能力的考虑，以至面向缓解未来气候变化风险和影响的具体适应政策的制定和评估；3）从气候变化科学事实驱动的评价到为制定应对气候变化的社会政策需求驱动；4）从单纯的气候变化绝对量化分析到社会经济体系中定性分析的结合；5）从缺乏利益相关者的需求分析到把不同利益相关者的需求和意见同实际的评价过程结合起来；6）从单一的气候变化命题研究，到结合可持续发展、社会公平、全球变化等其他命题背景；7）从气候变化平均态的影响研究，到注重极端气候事件和气候变率的影响和脆弱性研究；8）从单一考虑气候变化的压力因子，到综合考虑其他非气候变化的环境胁迫以及社会经济发展的人为因子在气候变化脆弱性评价中的作用。

2.气候变化背景下的“低碳城市”愿景

2007年IPCC第四次评估报告指出，当前气候变暖的原因以上的可能性是由人类活动造成的。目前世界上一半以上的人口居住在城市，城市化过程是全球气候变化的最重要人类活动因素之一。根据联合国统计，城市碳排放占全球碳排放总量的75%[1]。因此，在全球气候变化的背景下，“低碳城市”成为实现城市可持续发展模式的有效选择。

21世纪以来，各国政府和相关机构开始积极推进“低碳城市”的规划和建设，如英国低碳城市项目，日本“低碳社会行动计划”，澳大利亚墨尔本的“零排放城市”规划以及美国纽约、旧金山、波士顿等城市开展了“应对气候变化行动规划”等[2]。近几年，我国低碳城市理念也在蓬勃兴起，中国科学院可持续发展战略研究组在其《2009年中国可持续发展战略报告》中，提出了中国低碳城市的发展战略设想。2008年气候组织即正式在我国推出“城市低碳领导力”项目，计划在5年内发展15个低碳城市。中国提出了低碳生态城市的战略目标，即到2050年，全国经济总量中城市经济的贡献率达到90%，城市的单位能量消耗和资源消耗所创造的价值在2000年基础上提高15-20倍，提早实现联合国提出的“四倍跃进”的目标，争取到2035年实现温室气体排放的“零增长”，争取到2040年实现能源消耗的“零增长”。

国内外“低碳城市”建设的理论和实践研究表明，“低碳城市”应当被理解为通过经济发展模式、城市空间增长模式、消费理念和生活方式的转变，在保证生活质量不断提高的前提下，实现有助于减少碳排放的城市建设模式和社会发展方式，涉及到产业发展、城市空间、能源消费、交通、居民生活消费等各个方面。因此开展城市化区域的气候变化相关研究和综合评价是实现“低碳城市”科学规划的重要基础。美国等发达国家在开展应对气候变化的低碳城市规划中，明确指出开展城市区域的气候变化脆弱性评价是今后制定“应对气候变化行动规划”的重要内容。

3.城市化应对气候变化的研究和实践

3.1 城市化对区域气候变化的影响

自20世纪60年代以来，国外学者开始关注城市化过程对气候变化的影响，主要集中在对区域气温和城市“热岛效应”方面的研究。采用相关系数的统计方法分析欧洲主要城市用地扩张对气候变化的影响。近年来，国外学者对于城郊温差的研究也有不少进展，相继在亚特兰大、新泽西、伦敦、圣胡安、新加坡等地开展“城市热岛”效应的[3-5]。

目前，国内城市化区域的气候变化相关研究主要集中在对城市局地气候變化的事实分析和评价两个方面。韩文堂[6]等利用1976—2014年乌鲁木齐城区和郊区两个气象站的气温、降水、相对湿度和风速气象数据及1995—2014年乌鲁木齐市城市发展数据，运用线性趋势对比分析城区和郊区各气候要素的年际变化特征；采用相关分析法对城市化因子和气候要素进行了探讨。卞韬[7]等利用1972—2012年石家庄城市站和4个乡村站地面风速资料，采用城乡对比方法，对石家庄城市站地面风速序列中的城市化影响进行分析，结果表明，石家庄站年和季节平均地面风速和平均10 min最大风速的长期下降趋势，主要是由城市化因素引起。

3.2 氣候变化对城市系统的影响

21世纪以来，国外学者开始关注城市化区域的气候变化影响分析，综合运用各类专业模型，评估气候变化和城市化背景下，社会、经济和环境要素的影响。如纽约大都市圈的“气候变化和人类健康”项目，综合运用区域气候模式、土地利用扩张模型以及空气污染模型分析气候变化对纽约居民健康的影响。有学者分析美国东部城市气候变化对局地臭氧和污染物浓度分布的影响。此外，一些学者关注城市区域的不同物种对气候变化的响应，如Roloff[8]提出采用“气候一树种”耦合矩阵来评价欧洲中部的城市公园内的主要木本树种在未来气候变化情景下的潜在变化。

中国关于气候变化对城市系统的影响研究主要停留在定性分析的角度，论述气候变暖、海平面上升以及极端气候事件等气候变化情景对城市复合系统的影响。陆咏晴[9]等采用全国917个气象站点1951—2014年的逐日降水量数据集，分析了我国水资源及干旱的变化趋势和空间分布特征，并以我国289个主要地级市为研究对象，构建了气候变化情境下的城市基于区域降水禀赋的水资源压力评估方法。张豪[10]等利用1994—2014年中国城市数据探讨气候变化对城市全要素生产率（TFP）的影响。

3.3 城市应对气候变化的减缓和适应性策略

IPCC第三次评估报告发布以来，全球主要的大都市开始开展应对气候变化的减缓和适应性策略规划，如美国纽约、旧金山、芝加哥、英国伦敦、力口拿大多伦多、荷兰鹿特丹、墨西哥城、哥伦比亚卡塔赫纳、南非德班、开普敦等。其中，有些城市以减缓策略为主，根据城市总体减排目标，分别制定不同领域的减排目标和具体行动规划。如美国旧金山的《Action Plan》。越来越多的城市关注应对气候变化的适应性策略，如芝加哥提出项减缓策略以外，还提出了适应性策略，包括减缓城市热岛、推行城市冷却的创新、改善空气污染、管理城市暴雨、推行绿色设计、保护树木、鼓励并帮助公众和企业积极应对气候变化等方面。此外，一些学者对适应性和减缓性策略展开了讨论，如Wardekker[11]等以荷兰沿海城市鹿特丹为例，提出通过提升城市的恢复能力来增加对不确定气候变化情景的适应能力，从而兼顾城市的自身发展和从城市空间和形式的角度，分析了美国和澳大利亚主要城市应对变化的适应策略和减缓策略视角间的冲突。与此同时，一些国家基于“低碳城市”的理念，积极开展相关规划，如英国“低碳城市项目”，日本“低碳社会行动计划”，澳大利亚墨尔本的“零排放城市”规划等。

中国城市应对气候变化的研究和相关实践起步较晚。近年来，随着“低碳城市”概念引入我国，一些学者开始对“低碳城市”的概念演变、测度、内涵以及指标体系等方面展开理论研究，并提出我国发展“低碳城市”的治理模式和制度建设模式[12-14]，相关规划学者也从城市规划的角度论述了低碳规划的发展模式以及中国“低碳城市”的空间发展策略[15-16]。

4.下一步研究方向

在上述气候变化研究的趋势演变背景下，自20世纪90年代脆弱性概念开始引入气候变化影响研究领域，尤其是年第三次评估报告对气候变化脆弱性给出了明确的定义以来，国际上相关机构以及美国、欧盟、加拿大、孟加拉、坦桑尼亚等国家相继在国家和区域尺度上，开展了气候变化对农业、林业、水资源、生态环境、社会经济以及人体健康等方面的脆弱性评价，并结合未来经济及人口发展情景做出相应预测这一期间，仅在全球变化领域内涉及到气候变化脆弱性研究的科技论文约为939篇，气候变化脆弱性己经成为全球气候变化研究的重点和热点领域。

下一步在城市化应对气候变化的研究中可引入脆弱性评价模型，脆弱性具体评价过程可分为城市化区域气候变化事实和情景预测城市化进程对局地气候变化的胁迫分析气候变化对城市复合生态系统的影响评价基于时空尺度的城市化区域气候变化综合脆弱度评价以及城市应对气候变化的综合策略研究等个模块。相关评价方法和技术体系涉及气候情景分析法、模型模拟法、指标体系法、决策支持评价法等方面。

基金项目：陕西省重点科技创新团队计划项目（2016KCT-23）

参考文献

[1]李迅.低碳生态视角下对城乡规划的几点思考[J].城市，2010（3）：10-14.

[2]李云燕，赵国龙.中国低碳城市建设研究综述[J].生态经济，2015，31（2）：36-43.

[3]Sachindra D A，Ng A W M，Muthukumaran S，et al.Impact of climate change on urban heat island effect and extreme temperatures：a case study[J].Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society，2015，142（694）：172-186.

[4]Theeuwes N E，Steeneveld G J，Ronda R J，et al.A diagnostic equation for the daily maximum urban heat island effect for cities in northwestern Europe [J].International Journal of Climatology，2016，37（1）：443-454.

[5]Zhou D，Zhang L，Hao L，et al.Spatiotemporal trends of urban heat island effect along the urban development intensity gradient in China[J].Science of the Total Environment，2016，544：617-626.