第3章 生態低碳城市規劃的理論研究

3.1 低碳城市發展戰略

低碳城市發展戰略研究由兩大部分構成：主體研究和專題研究。二者之間的關系是：由主體研究分析評價城市內外部發展條件和城市現狀，解釋既有城市及城市空間的形成，預測城市低碳發展潛力，為基于低碳理念的城市發展目標和發展戰略模式的確立提供基礎，并指導專題研究的開展。

雖然城市的碳排放情況和低碳道路不盡相同，但從宏觀戰略性和城市發展戰略的核心內容來看，同類城市所面臨的問題往往是相通的（李曉江，2003），專題研究正是基于這一點，從城市發展與碳排放的角度剖析了目前城市產業、土地利用、交通體系、生態環境、資源利用等方面存在的問題，探討了以上各方面與碳排放的關系，并提出相應的分項戰略和若干策略措施。對于具體城市而言，則可根據實際情況選擇專題研究的對象。

3.1.1 城市低碳發展基礎研究

城市發展戰略是指在較長時期內，人們從城市的各種因素、條件和可能變化的趨勢預測出發，做出關系城市經濟社會建設發展全局的根本謀劃和對策。它涵蓋了對城市發展基礎的研究和對城市發展趨勢的預測。以低碳理念為指導的城市發展戰略研究，是從影響城市低碳發展的核心要素著手，分析城市低碳發展的基礎，評估城市低碳發展潛力。

城市發展背景分析是戰略前期研究中非常重要的一個部分，是整個工作的基礎。運用低碳理念分析城市發展的基礎，評判城市低碳發展水平，分析城市低碳發展潛力，是制定低碳城市發展戰略的首要內容。具體包括以下幾點。

（1）城市發展的外部環境——從區域層面分析城市低碳發展可獲得的外部條件，包括政治格局、經濟走勢、社會發展、社會文化和技術發展趨勢等各個方面。如低碳技術的進步和國家政策的扶持和鼓勵都是刺激城市走低碳發展道路的有利條件。

（2）城市發展的基礎條件——在本部分研究中，側重從城市發展階段、資源稟賦、消費模式和技術水平四個方面進行評價。參見表3-1。

（表格來源：參考潘家華，鄭艷，莊貴陽．低碳經濟的概念與方法學探析[A]．張坤民等．低碳發展論[M]．北京：中國環境科學出版社，2009,10繪制）

發展階段主要指的是城市產業發展階段。產業碳排放是城市碳排放的主要來源，不同的產業結構導致了城市間碳排放結構的差異，從而影響到城市碳減排戰略的實施重點。

資源稟賦主要指的是城市可獲得的自然資源和能源條件。二者既是決定城市能源結構的主要條件，又是影響城市產業結構的重要因素。

消費模式主要指的是居民的行為方式對能源消費及碳排放的直接和間接影響。國外學者Kim Ji Hyun（2002）的研究表明，居民生活的直接能源消費及對強排放消費品的需求，是影響溫室氣體排放的最主要因素。

技術水平是城市發展低碳經濟的重要支撐條件。低碳產業的發展、低碳能源的開發與運用、綠色建筑、綠色交通的實現都離不開技術的支撐。

3.1.2 運用低碳理念評價城市低碳發展水平

低碳化具有兩個方面的含義，一是能源結構的清潔化，即能源消費與碳排放的比重不斷下降；二是能源利用效率不斷提高，即單位產出所需要的能源消耗不斷下降。從社會經濟發展的長期趨勢來看，由于技術進步、能源結構優化和采取節能措施，碳生產率也在不斷提高。衡量低碳發展水平，除了發展階段這一基本背景之外，核心是在以下三個方面是否具備低碳發展的潛力：資源稟賦、技術水平及消費方式。低碳經濟與發展階段、資源稟賦、消費模式和技術水平等驅動因素密切相關，并且通過低碳化進程得以實現。

本研究借鑒了中科院城市發展與環境研究中心朱守先博士的城市低碳發展水平的測度指標，利用該指標體系衡量城市低碳發展水平，具體詳見表3-2,3-3。

借助城市低碳發展水平的測定，并與同類城市的指標比較，可以明確城市在低碳發展道路上的位置和階段，為有重點、分行業的推進低碳發展戰略奠定了基礎。

低碳發展潛力的測定主要是通過產業結構多元化演進水平和能源消費結構變化系數來完成的。

（1）產業結構多元化演進水平（Evolution of industrial structure diversification degree，簡稱ESD）。ESD的計算公式為：ESD=Σ（P/P, S/P, T/P），式中，P為第一產業產值；S為第二業產值；T為第三產業產值。ESD的值域為1至無窮大。產業結構多元化演進系數反映的是地區經濟結構演進速率。

（2）能源消費結構變化系數ECSD=Σ（C/C, O/C, G/C, E/C），式中C為煤炭消費，O為石油消費，G為天然氣消費，E為水力和核能電力及其它可再生能源能源消費。研究表明，發展中國家碳排放增長趨勢與能源消費結構變化有著極為緊密的相關性，能源消費結構變化系數越高，碳排放增速也越慢（張雷，2003）。

二者之間是互相影響的，產業結構多元化的發展會刺激礦物能源消費結構的變化，而能源消費結構的快速變化為經濟結構的多元發展提供了物質保障。實行以高科技產業和第三產業為主的發展模式和再生能源如水力、核能電力等現代能源主導地位的確立將會有效減緩碳排放的增長。

3.1.3 城市低碳情景分析

城市發展戰略規劃是對城市進行長遠的謀劃，解決城市未來發展中的不確定性問題，為決策者提供決策參考，使其能夠面對城市未來發展過程中的問題和機遇。在以往的城市發展戰略制定中，對未來的預測大多采用的是趨勢外推法，即從現在（或較近的過去）外推到未來。長遠戰略決策的制定基于對現有原始數據的推測，其前提是城市發展的系統環境的穩定。

發展低碳經濟、走低碳城市化的道路是對原有城市發展模式的轉變和革新。以低碳理念指導城市發展戰略，需要產業結構上的調整，低碳技術的進步和低碳生活模式的推廣。在現有溫室氣體排放數據不明和未來城市發展模式可能發生重大變革的情況下，本研究建議引入情景分析法，這就是以城市低碳發展為主體的宏觀環境進行分析，通過對城市低碳發展的環境的研究，發現影響城市低碳發展的外部因素，模擬外部因素可能發生的多種交叉情景分析和預測各種可能，對城市在不同情形下溫室氣體減排的成效進行分析預測，最后用以指導戰略目標和戰略決策的制定。

（1）情景分析模型

1）能源需求模型

Et=Eo[（1-m）t（1+n）t]

其中，Eo為基期能源消費量；

m為年度單位GDP節能率（主要由于技術進步、結構優化、政策促進、工藝改進等導致的單位GDP耗能量減少）；

n為GDP增長速度；

t為計算周期。

2）二氧化碳排放預測模型

Cx=Co[（1-m）t（1+n）t]

其中，Cx為預測年份二氧化碳的排放量；

Co為基年二氧化碳的排放量；

m為減排量，指由于產業結構調整、能源結構調整、技術進步、政策引導等因素對單位GDP二氧化碳排放量的影響）；

n為平均經濟增長速度；

t為計算周期。

（2）情景設置

根據不同的節能減排措施，城市低碳情景一般包括以下3種情景。

1）基準情景

以當前經濟發展模式為基礎，其中包括當前針對單位GDP能耗以及其他關鍵領域的政策承諾，僅反映目前現狀下的結果。

2）優化情景

這一情景是基準情景的優化和改善，包含由增加的節能措施，可再生能源的推廣，以及污染的減少等所產生的效應；高耗能行業工業附加值所占比例逐漸減少，節能技術的推廣，新建建筑達到節能標準，重工業自身的提高等。

3）低碳情景

該情景包括加大對低碳建筑、低碳交通、整體煤氣化聯合循環發電技術為代表的綠色低碳技術以及碳匯技術的推廣力度。同時，加大相應的配套政策的制訂和實施力度。各情景的方案參數設定見下表3-4。

城市發展基礎研究與潛力評價指出了城市低碳發展的核心和重點，是基于低碳理念的對城市發展現狀的評價；城市低碳情景分析則展示了城市未來可能的發展方向，是對在基于不同溫室氣體減排措施下，城市低碳道路所產生的效應的描述。對城市現狀的低碳潛力評價和對城市未來的低碳情景預測為城市低碳戰略目標的制定提供了參考的依據。

3.1.4 城市低碳戰略目標和指標體系

任何一個低碳區域或者城市的發展都希望能夠改善城市碳排放狀況，獲得本區域或本城市與其他地區比較而言的相對成功，以及在減少碳排放方面的絕對進步。低碳戰略目標的衡量，既需要從定性上進行描述，也需要從定量上加以把握，以實現城市的低碳發展的成功和碳減排的進步。下文首先從定性方面對低碳戰略目標的設置原則進行探討，進而通過對中新天津生態城和石家莊滹沱新區低碳生態城的案例介紹，從定量上對低碳發展戰略目標及指標體系的確定提供參考。

3.1.4.1 城市低碳戰略目標和指標設定原則

（1）以國家的溫室氣體減排目標作為出發點，目標執行的基礎是實現國家提出的溫室氣體減排目標。同時，與國家目標的口徑一致，便于考核和評估。

（2）結合城市實際發展情況，對城市進行低碳發展潛力評價和低碳情景分析，有助于了解城市實施低碳發展戰略的背景、基礎條件以及戰略重點，從而制定出針對城市發展問題的低碳目標和策略。

（3）在對城市低碳戰略總目標的分解和目標值的分解中，要注意指標的設計應當是可觀測、可定量和評估的，從而保證城市低碳戰略目標的設定既要有可取性（具有一定的現實統計基礎），又要有可測性（所選的指標變量必須是在現實生活中可以測量得到或通過科學方法聚合生成的）。

（4）定性與定量相結合，衡量城市低碳發展的指標要盡可能地量化，但對于一些在目前認識水平下難以量化且意義重大的指標，可以用定性指標來描述。

3.1.4.2 城市低碳發展戰略目標的案例

（1）中新天津生態城

1）戰略背景及低碳戰略目標

中新天津生態城是中國和新加坡兩國政府應對全球氣候變化、節約資源能源、加強環境保護、建設和諧社會的重要合作項目，其建設目標要實現“人與人和諧共存、人與經濟活動和諧共存、人與環境和諧共存”，成為“能實行、能推廣、能復制”的未來城市建設樣板。

生態城市建設的總體目標是：充分運用具有生態特征的適用技術手段把生態城建設成持續的、符合自身生態特點并與區域生態系統相協調的、人與自然社會和諧的宜居城鎮，其基本內涵是循環經濟發展、生態環境健康、集約緊湊有序、節能節水高效、低碳低排環保、安全和諧宜居、區域協調融合的生態文明示范區。

2）建設模式：低碳環保示范區——以低碳城市為目標，以發展低碳產業為核心，以能源利用為重點，以綠色交通和綠色建筑為支撐，以政策機制建設為保障，創新發展方式，建設資源節約型和環境友好型社會，實現經濟、社會、人口、資源與環境的可持續發展。

3）指標體系：如下表3-5所示。

4）借鑒意義

該指標體系是我國首個指導生態城建設的指標體系。在體系理念、指標設定上有較強的借鑒意義。

系統全面，囊括了自然環境、經濟活動、社會人文三個方面，明確了生態城各項建設的戰略目標；

定性與定量結合，以控制性指標和引導性指標的方式實現對生態城建設目標的約束；

單位GDP碳排放量、可再生能源使用率、綠色建筑比例、綠色出行率等指標的引入，從產業、能源利用、建筑和交通的角度為生態城的低碳建設提供保障；

特色鮮明，中新生態城是在一片廢棄的鹽堿灘涂地上進行的開發建設。水資源缺乏是其面臨的最大障礙。在指標體系中，提出了非傳統水資源利用、自然濕地凈損失率等指標，體現了區域自身生態環境特點。

（2）石家莊滹沱新區

1）景及低碳戰略目標

石家莊滹沱新區位于石家莊正定縣東側，滹沱河北岸。新區規劃面積135平方公里，規劃人口140萬，起步區30平方公里。新區總體戰略定位：鎖定“低碳、生態、智慧”理念，著力打造創新動力之城、宜居活力之城和濱水魅力之城，建成石家莊形象的新地標。圍繞該戰略定位，新區開展了滹沱新區生態專項規劃研究、滹沱新區低碳專項規劃研究和滹沱新區智慧專項規劃研究。

2010年8月，《滹沱新區低碳規劃研究》通過專家評審。按照該規劃，滹沱新區的低碳發展戰略目標是：將新區打造為國內一流低碳新型示范城市。到2020年，初步建成一個空間布局緊湊、低碳交通引導、綠色建筑普及、低碳市政支撐的新型低碳城區雛形。到2030年，全面建成一個世界知名的低碳新城，成為全國低碳產業創新基地、低碳建筑展示中心、低碳交通示范樣板。

2）目前，滹沱新區已確定經濟、社會、環境、資源等5個領域16個核心指標和48個低碳支撐指標，具體指標體系如下表3-6所示。

3）借鑒意義：

以可操作、可實施、可量化為原則，量化能源、資源、環境效益表現；

指標體系設置的建立在對上位規劃充分的理解和對接的基礎上的，尊重現有規劃，考慮到了今后規劃實施和操作的可行性；

構建生態規劃戰略框架（如圖3-1），通過對現有的總規指標進行梳理、深化，將生態指標補充到總體規劃中。

3.1.5 城市低碳發展水平的評價體系

當前，國家關于城市低碳發展水平的評價體系標準尚未出臺，但相關的研究成果已經為我們提供了很好的借鑒。關于低碳評價的模式，大致可分為以下兩類：

（1）低碳發展絕對指標體系

2009年，中科院提出評價低碳城市的絕對指標體系。該體系從低碳產出指標、低碳消費指標、低碳資源指標和人類發展水平四個方面提出了量化的值的要求。具體如下：

（2）低碳發展相對目標體系

由于我國目前尚無覆蓋全程的碳排放監控系統和監控制度，大多數省市基礎數據和能源數據不夠精確和完整，城市碳排放清單不明，因此，對低碳城市戰略目標的設定，是對相對減排量的設定。如《2009中國可持續發展戰略報告》中指出，到2020年，我國低碳經濟的發展目標是：單位GDP能耗比2005年降低40%至60%，單位GDP的二氧化碳排放降低50%左右。在已公布的《吉林低碳發展計劃》中，中科院提出了評價低碳城市的相對指標體系（見表3-8）。根據相對指標體系，我國低碳城市至少滿足下述條件：

1）城市碳生產力高于全國平均水平20%；

2）人均CO2排放量低于全國同類城市排放量平均水平；

3）單位GDP的CO2排放量低于全國城市平均水平；

3.1.6 城市低碳發展戰略模式研究

經濟形態的選擇與組合決定了城市的發展戰略模式。低碳經濟是低碳城市發展的動力，涵蓋了低碳能源、低碳產業、低碳技術、低碳生活等多種形態。低碳經濟的發展與城市的發展階段、資源稟賦、消費模式和技術水平是密不可分的。城市在選擇低碳發展戰略模式時應當注重對城市基礎的考察，從城市低碳發展的水平和發展潛力出發，尋求最佳模式。

根據低碳發展水平測度和發展潛力的評價，本文主要從產業和能源的角度對城市低碳發展戰略模式進行劃分，主要有以下三種模式。

（1）低碳產業升級模式

低碳產業是相對以往的高能耗、高排放的粗放型產業而言的，是指用新型低碳能源替代傳統化石能源，發展低能耗、低消耗的產業，以較少的溫室氣體排放實現更高的經濟產出。低碳產業的發展包含了兩個方面的內容：低碳能源的應用和低碳技術的應用。

1）低碳能源產業化發展模式

低碳能源產業指的是在低碳能源的開發和應用過程中形成的產業，主要包括以開發生物質能、太陽能、風能、核能、地熱能及開發水利能源等低碳能源為主的產業及其上下游產業。以光伏產業為例，囊括了硅料、硅片、電池片、電池組件和應用系統5個產業鏈條。

目前，國內采取低碳能源產業發展模式的城市有保定和德州。保定以建設“中國電谷”為目標，打造以電力技術為基礎的產業和企業群，形成光電、風電、節電、儲電、輸變電與電力自動化六大產業體系；德州打出建設“中國太陽谷”的口號，大力發展風電裝備開發，生物質能發電等產業。

2）低碳產業發展模式

在這里所界定的低碳產業主要指的是技術、知識密集型產業和低碳服務業。典型的例子是英國的伯明翰和美國的波士頓，前者以文化創意產業為發展核心，后者選擇低碳高科技產業，都是通過構建知識密集型產業實現低碳發展。

低碳產業拉動模式適用于有獨特資源或自身發展條件較優越，產業發展成熟的地區。如上海，可依托良好的經濟基礎和技術條件發展低碳服務業；西藏、桂林等地可依托自身旅游資源，發展低碳生態旅游業。

（2）城市低碳改造模式

這一模式是從碳排放的源頭出發，以節能減排為目的，利用新技術實現低能耗和低排放。相對于低碳產業拉動模式，該模式更適應我國工業化和城市化快速推進的基本國情。

典型的例子有上海和朔州。作為世界自然基金會試點的低碳城市，上海的低碳發展著重在以下幾個方面：新建生態建筑示范、大力推廣建筑節能、節能推廣“20行動”，通過能源節約來減少碳排放量；朔州是一座因煤而興的城市，屬于典型的高碳能源城市。在城市發展轉型中，朔州市選擇清潔生產和廢棄物循環利用兩個方面對原有產業進行改造和優化，形成獨具特色的“朔州途徑”。

低碳改造模式適用于城市產業發展相對成熟（如上海，現代服務業發達）或產業升級難度大、重化工業經濟帶動作用明顯（如朔州）的城市。

（3）綜合途徑示范型模式

這一模式是指在城市低碳發展過程中，注重城市發展的綜合低碳，從新能源開發利用、綠色建筑、環保交通、低碳消費、低碳產業等城市發展的方方面面實現低碳生態。瑞典的馬爾默西港新城就是很好的范例。80年代的馬爾默是一個由船塢逐步發展起來的以造船和汽車組裝為主導的工業城市，從衰退的工業城市到低碳節能、生態友好示范區，馬爾默的對策包括：普及生態建筑，推廣建筑節能；將老工業基地改造為文化創意產業園區、細致的垃圾分類回收、自行車出租服務和雨水循環利用系統。

任何城市都具有獨特性，城市的低碳發展之路，需要城市在實踐中不斷探索，依據自身資源特征、產業優勢并在城市現狀基礎上選擇適宜的低碳城市發展模式。

3.1.7 低碳城市發展戰略專題研究

3.1.7.1 城市產業結構與城市產業發展戰略研究

（1）城市產業結構與碳排放的關系

城市產業結構是指組成城市或城市地區的各種產業部門之間量的比例及其特定的相互關系。產業結構是城市經濟結構的主體，而其中，工業部門及其構成的變化和發展，對城市經濟結構的各個方面，都產生著決定性的影響。在全球氣候變化的大背景下，實現經濟結構的轉型，發展低碳經濟是緩解氣候問題和能源危機的必然之路。

1）產業結構狀況是決定GDP二氧化碳強度的關鍵因素，目前，我國城市產業結構中高能耗產業的第二產業占比重非常大，這對調整和優化產業結構提出明確要求。

2）我國是一個發展中國家，碳排放主要存在于生產環節，企業碳排放占全部碳排放的70%，而居民碳排放比例為30%。在一個相當長的時期里，生產領域面臨著巨大的減少碳排放壓力；大幅度降低國內生產總值的二氧化碳強度是我國中近期內發展低碳經濟、減緩碳排放的核心任務。

值得注意的是，我國正處在工業化和城市化加快發展時期，一些高碳產業仍然是支撐國民經濟發展的主導產業；更為嚴重的挑戰是，受資源稟賦條件的約束，我國的能源結構以煤為主，低碳能源資源的選擇有限。在這種狀況下，發展低碳經濟，需要因地制宜、根據各城市的資源稟賦、經濟水平、技術水平等具體因素來考慮。

（2）低碳理念引導下的城市產業結構與產業發展戰略研究

1）以低碳理念指導產業結構優化升級

產業結構升級主要是指產業結構的改善和產業素質與效率的提高。目前，我國城市產業結構中，第二產業的比重一直居于首位，且伴隨工業化和城鎮化的快速發展，在短期內，這一比重仍將繼續保持（見圖3-2）。從第二產業內部來看，工業結構呈現重工業特征，重工業的快速發展依賴于大量能源和資源的投入。這種高投入、高消耗和高排放的工業發展模式是導致我國二氧化碳排放量快速上升、并使我國迅速成為二氧化碳排放大國的最重要因素。轉變經濟發展方式、優化產業結構，是我國低碳發展的重要途徑。

A．建立低碳化產業鏈

低碳產業鏈的建立有兩種途徑，其一是逐步推進傳統產業向前端延伸，從設計研發入手形成自主知識產權；向后端延伸，形成品牌與銷售網絡，提高核心競爭力。通過產業結構的延伸，掌握高端環節，從而打造持久的低碳優勢。

其二是形成資源循環利用的產業鏈。利用循環經濟理念指導產業布局和工業園區建設、加快調整產業結構、產品結構，實現低碳發展。

B．加快新興低碳產業的發展

加快金融、保險、旅游、文化等現代服務業的發展，逐步提高第三產業在國民經濟中的比重。在第二產業中，要加快太陽能、風能、核電、電子信息、新能源汽車、生物產業等新興低碳產業的發展。這些產業的發展會直接降低GDP的二氧化碳強度。

C．限制和淘汰“三高一低”產業的發展，促進高碳產業低碳化

運用經濟、政策手段和土地利用調控，限制和淘汰以高耗能、高污染、高耗資源及低產出為特征的產業發展。同時，推廣節能減排技術，加快對鋼鐵、冶金、建筑、化工等行業的技術升級和改造。

D．大力支持碳匯產業的發展

林業是適應范圍很廣的主要碳匯產業；此外，有條件的地方還可以發展草原碳匯產業。低碳城市的建設更需要碳匯產業的支撐。

E．加強技術創新和普及

新技術是傳統產業升級的主要推動力，應當借助技術的進步來實現產業低碳升級。技術進步包括技術創新和技術普及兩個方面。技術創新是指最前沿的低碳技術開發，包括前沿低碳技術開發的路線圖設計，煤炭的高度化利用等。技術普及是指現存實用高科技的推廣普及，包括太陽能發電的升級推廣，新能源發電方式的普及，新能源車的導入等。

2）以低碳理念指導產業內部調整

不同產業對能源的需求和碳排放量存在著顯著的差異，下文按照產業類型對產業內部低碳改造進行探討。由于第三產業主要包括金融保險、商業證券、咨詢服務等高科技行業和公共服務業，總體上能耗低，碳排放有限，因此，本研究將其劃入低碳產業類型，不做討論。主要討論第一產業及第二產業內部結構問題。

A．第一產業低碳改造

農業是第一產業的主體，它是與自然環境關系最為密切的產業，也是減少溫室氣體排放的重要方面。但是農業自身生產活動和化肥農藥、農業機械等工業產品投入而帶來的農業能耗是形成農業碳排放的主要來源，例如，耕地自身會釋放出大量的溫室氣體，在農作物生長過程中，稻田排放CH4、農田排放N2O；由于森林資源消耗引起的CO2排放以及森林轉化為非林地引起的CO2排放。

而隨著我國產業結構的不斷調整，農業生產對GDP的貢獻逐漸變弱，但農業能源消費總量卻不斷增長，說明在農業生產中能源的利用效率不高，但卻增加了農業的碳排放量。因此，農業的低碳改造的重點是農業能源結構改造。在此，我們建議：

大力發展低碳農業，提倡少用化肥農藥、進行高效的農業生產。

引導農業結構調整，注重農用地的生態適宜性，保護和增強有機碳蓄積量。

在農業生產中推廣利用可再生能源，包括太陽能、風能和地熱以及從農業廢棄物中產生的能源。

切實發揮農業作為碳中性能源的生產主體作用，為沼氣、生物柴油等清潔能源提供原材料，以中和農業生產過程中的碳排放。

B．第二產業調整改造

在第二產業中，工業部門是最重要的能源消耗主體和碳排放來源。根據世界自然基金會（WWF）的數據顯示，我國工業領域能耗占全社會能耗的70%，其中，重工業的比重達到了70%，且處于加速上升階段。預計到2020年，工業部門仍然將是最大的用能部門，也是獲得節能效應最顯著的部門。因此，第二產業的調整改造的重點集中在工業領域。建議：

促進工業內部結構調整，發展高新技術產業，改造傳統工業部門。

以循環經濟理念指導工業生產。推行清潔生產，建立生態工業園，按照“減量化、資源化、無害化”的原則，對社會廢棄物的回收利用與無害化處理。

3.1.7.2 基于低碳理念的土地利用規劃原則及策略

（1）土地利用與碳排放的關系

土地利用是指在特定的社會生產方式下，人類依據土地的自然和社會屬性，對土地進行有目的的開發、利用、整治和保護的活動。為實現土地資源優化配置和土地可持續利用，在一定區域、一定時期內城市開展土地利用規劃，對土地利用進行統籌安排和調控。從城市層面來看，土地利用規劃是城市規劃的重要內容，通過規劃過程，具體確定城市用地的規模和范圍，劃分土地的用途、功能組合以及土地的利用強度等以達到合理利用土地、發揮土地的效用。

土地利用變化對全球大氣二氧化碳含量的增加起著重要的作用，其作用僅次于化石燃料的燃燒。從分類來看，土地利用碳排放包括直接碳排放和間接碳排放。

1）土地利用直接碳排放

可細分為土地利用類型轉變的碳排放和土地利用類型保持的碳排放：前者是指土地利用過程中覆被類型轉變，導致生態系統類型更替造成的碳排放，如采伐森林、圍湖造田、建設用地擴張等；后者是指土地經營管理方式轉變或生態系統碳匯所驅動的碳排放，包括農田耕作、草場退化、養分投入、種植制度改變。

2）土地利用的間接碳排放

主要指的是各土地利用類型上所承載的全部人為源碳排放，包括聚居區的取暖、交通用地的尾氣、工礦用地的工藝排放等等。如下表3-9所示。

其中，土地利用現狀的改變是導致全球氣候變化最大的因素之一。林地、水面、農用地等生態用地轉變為建設用地后，碳排放量會成倍增加。每將一公頃的農用地轉換為建設用地，就將增加149.8倍的碳排放量，而將一公頃的林地轉換為建設用地，則將增加929倍的碳排放量。

（2）基于低碳理念的土地利用規劃策略

1）優化土地利用結構，發揮土地碳匯效應

土地利用結構優化的基礎是各土地利用類型綜合碳排放效應。不同的土地利用類型其碳排放量和碳吸納量也存在差異。（見表3-10）

因此，從低碳化的用地結構來看，需要控制建設用地過快增長以及農用地、林地、濕地過快減少的趨勢。具體可采用以下途徑：

A．控制建設用地的過快增長，避免城市的無節制擴張，提高城市土地利用率。

B．減少工礦用地的比例，合理組織交通降低交通用地的比例是有效降低碳排放的途徑之一。

C．優化土地利用結構，提高林地面積規模，控制耕地、牧草地、沼澤和灘地面積減少速度以及建設用地的速度，促進其他未利用地面積向林地、牧草地及耕地轉換。

2）轉變土地利用方式

采取切實可行的利于碳減排的土地利用方式是開展土地低碳利用的前提。

A．土地的集約利用，調整土地利用結構和布局，追加資金、技術等生產力要素、提高單位土地的產投比，提高土地綜合效益。主要可以通過拓展城市地上、地下空間，通過土地空間和位置的轉換提高土地利用效率等等；

B．盤活存量建設用地，降低城鎮土地閑置率，提高土地利用率，統籌考慮城鎮存量建設用地與增量建設用地；

C．加強未利用地的開發、加強土地整理、整治和復墾，通過土地的再利用，提高土地生產力，增加土地的固碳功能；

D．合理提高建筑密度、建筑容積率，增加投資強度，提高碳的生產率。根據公共交通的可達性水平確定土地利用開發強度。以公共交通導向的城市結構鼓勵大型城市公共設施集中的城市區域中心與公交樞紐的結合。以公共交通的可達性為依據的地塊開發，有助于公共交通效用的發揮，促進低能耗交通方式的發展。所以應當明確以公共交通可達性水平來確定開發強度的原則，使其成為確定控制性詳細規劃的依據。

3）運用低碳理念調整土地利用布局

A．基于低碳理念的居住區用地布局

a．居住區在城市用地中的布局

居住用地要形成一定規模，就不能在城市中過于零散分布，也不宜在城市中某一地區集中連續分布。前者會降低公共服務設施和基礎設施的使用效率，造成能源和資源的浪費；后者常常表現為單一功能居住區，居住與就業的分離導致城市鐘擺式通勤交通的出現，增加了出行距離和次數，造成對機動車出行尤其是小汽車出行的嚴重依賴。

另一方面，居住區應當靠近就業中心，并通過高效、快速的公共交通相聯系。

b．居住用地內部結構組織

在居住區內部，提高用地功能的多樣性，形成功能混合的完整社區，圍繞居住安排工作、學校、娛樂等公共服務設施和綠地等，形成立體化多功能的綜合區，完善服務設施，減少人們出行距離、降低能耗。

B．基于低碳理念的工業用地布局

a．合理組織工業用地與其他用地的關系

推進產業的優化升級，就是逐步淘汰資源密集型產業，向知識密集型產業和技術密集型產業轉化。在這一過程中，產業升級促進了企業三要素（制造、研發、銷售）在空間地域上的分離。研發部門與文教區的混合，有助于科研成果推向市場，銷售部門與商業區的混合，能夠使企業更迅速獲取市場信息和反饋，從而有利于企業的全面持續發展。

b．以循環經濟理念組織工業區內部用地結構

合理的工業區內的用地類型分布和高關聯性會有助于區內產業的協調發展，便于內物質和能量的集成和設施共享。在循環經濟理念指導下，工業區內產業間的生產排放循環趨向閉合，實現能源和資源的高效利用、廢棄物的循環利用。工業區的用地組織應當為資源的循環利用和共享提供便利。

按照企業協作關系，采取緊湊布局原則，將同類型企業或者有上下游聯系的企業集中布置，方便企業間物資交換和副產品、廢物的處置利用。

注意園區內部的主要道路與市內外交通干道的銜接，并與港口、碼頭、鐵路車站、主要倉庫等建立便捷的聯系；

將共享設施布置在區內交通便捷的地方。設施共享是提高工業區經濟和生態效益的特點之一，可減少園區內能源和資源消耗。這些公共設施包括：污水集中處理設施、固體廢物回收和在利用中心、消防設施、綜合服務中心等；

C．公共設施用地的低碳布局

由于公共設施用地是面向廣泛的非特定利用對象的，其承載的城市功能也是多樣及復雜的。因此公共設施用地顯示出三個特征：一是公共設施層級性，用地的分類有不同的標準，按照城市用地結構的等級序列，公共設施可分為市級、居住區級和小區級三個級別；其二是面向流動對象，公共設施用地往往位于交通方便、人流集中的地區；三是由于承載活動的公共性，公共設施建筑通常體量較大，尤其是以商務辦公、商業服務為主的公共設施用地，承載著高強度的城市經濟活動，其土地利用強度也比較高。

基于公共設施用地特征，本文提出以下布局策略：

a．與公共交通和軌道交通系統結合

市級、和居住區級公共服務設施用地布局要結合城市公共交通和軌道交通進行建設，位于城市中心的交通樞紐、換乘站、地鐵站等通常是安排公共設施用地的理想區位。如大型體育場館、展覽中心等的設置，應與城市主要公共交通道路相聯結。小區級的公共服務設施用地也要根據城市干道系統的規劃，結合區內步行系統進行考慮。

b．與步行和自行車出行系統結合

公共服務設施布局與步行和自行車道路系統相結合，創造獨特的城市廣場空間，為步行創造良好舒適的環境。典型的有美國洛克菲勒廣場中心，在高密度的城市中心區，巧妙地將城市不同類型的公共空間及公共建筑內部空間組織在一起，利用大樓的大廳、廣場、樓梯間、路沖設計行人的休息區，擴展了城市步行空間。商業設施的布置也可以結合步行道或者自行車專用道、公交站點，形成步行商業街區。

居住區級及小區級的公共服務設施如小學、幼兒園、社區門診等等最好與步行及自行車出行道路系統組織在一起，鼓勵和引導居民低碳出行。

c．以低碳理念進行城市公共中心的布局與交通組織

在規模較大的城市，因公共設施的性能、服務范圍及對象的不同，往往有全市性、地區性以及居住區、小區等相應設施種類與規模的集聚設置，形成不同等級的城市公共中心。其中，全市性、地區性公共中心還會對城市的布局結構和道路系統規劃造成影響。城市公共中心的布局要適應低碳發展的要求，要考慮以下三個方面：

第一，公共中心的功能混合，在公共中心用地規模較大時，要考慮安排部分居住用地，提高土地集約利用程度，減少鐘擺式往返交通，降低交通能耗。

第二，是公共中心的布置應當結合公共交通站點和軌道交通站點設置，提高公共中心的公交可達性，吸引居民選擇公共交通方式到達公共中心。在這個過程中要注意公共中心的等級與交通站點等級的關聯性，全市性、地區性公共中心的設置最好結合市區級換乘樞紐、地區級換乘樞紐；居住區、小區級公共中心則要結合步行和自行車交通網絡設置，方便居民步行或采取騎車的方式到達，以便提高低碳出行比率。

第三，以商業辦公、商業服務設施為主的公共中心往往是商務、信息、資產高度集中的地方，也是土地利用強度大且密集的地方。在這類型的公共中心的規劃過程中，要考慮到大體量建筑的集中對城市中心區微氣候的影響。加強對微氣候的分析，作為對建筑組群空間設計及建筑設計的依據，以此降低建筑對能源的需求及能耗。

（3）低碳理念引導下的城市交通發展戰略

1）城市交通與碳排放的關系

交通碳排放是城市溫室氣體排放的重要來源。來自奧斯陸氣候和環境國際研究中心發表的一份研究報告稱，汽車、輪船、飛機和火車等交通工具所使用燃料釋放的氣體，是目前造成全球變暖的主要原因之一。報告指出，過去10年全球二氧化碳排放總量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增長率卻達25%。歐盟大部分工業領域都做到了成功減排，但交通工具碳排放卻在過去10年增長了21%。

在我國交通能耗上升也是直接導致了碳排放量的增長的重要因素，它主要來自于兩個方面，一是我國機動車保有量持續快速增長，小汽車的出行比例也相應地逐年上升，一些城市的交通結構已經出現了由公共交通向個體交通轉化的趨勢，快速機動化致使交通能耗急劇上升。二是城市的擴張和城市用地的擴展，居民出行距離和出行次數增加，加大了對機動交通的需求。

交通出行引發的碳排放是剛性碳排放（仇保興），隨著我國內需市場的擴大，原材料運輸、成品配送方面的運輸量還將持續增長，而經濟的發展也將持續刺激居民對交通出行的更高要求。在交通量剛性上升的情況下，選擇合理的交通方式，大力提倡和發展符合低碳原則的交通體系，是減少城市碳排放的必要途徑。

2）低碳理念引導下的城市交通發展戰略

交通發展戰略是在對城市交通未來發展趨勢的總體預測和判斷的基礎上，宏觀地把握城市交通發展的重點和方向。構筑綜合交通體系，是城市交通發展戰略的核心內容。低碳理念指導城市交通發展戰略，就是在制定城市交通戰略時，以節能降碳為目標，為低碳出行提供交通設施、交通運行方面的便利。具體策略包括以下方面：

A．構筑低碳綜合交通體系

降低碳排放為目標的主導思想發展交通，首先要以發展公共交通為核心，構筑綜合交通體系。綜合交通體系包括交通設施、交通運行和交通管理三個方面。城市交通的高效運行有賴于設施、運行和管理的緊密組合。低碳綜合交通體系的構筑重點集中在不同交通方式的銜接、交通運行的轉換和交通設施的整合上。

a．構建以公交樞紐為核心的交通銜接系統。通過客運樞紐設施和緊湊的站點布置，為公交乘客提供方便的換乘條件；通過“停車+換乘”實現公共交通與個體交通的有效轉換。

b．促進低碳換乘。換乘是實現各種交通方式有效的關鍵環節，在構筑綜合交通體系的過程中，要鼓勵軌道交通、地面公交、小汽車、步行及自行車等多種交通方式的銜接與換乘，形成低碳換乘鏈。小汽車停車場可考慮與公交車站、軌道交通布局統籌規劃；軌道交通車站與公共汽（電）車站點緊密銜接；公共交通與慢行交通結合，優化公交站點布置，使乘客可以就近步行搭乘公交；為自行車短距離出行創造安全的環境，同時可結合換乘樞紐，建設自行車停車場，方便“自行車—公共交通”換乘。

c．與土地利用規劃相結合。土地利用規劃影響了城市的交通方式，反過來，城市交通方式也會對土地利用造成影響。因此，交通規劃要與基于低碳理念的土地利用規劃相適應。

一方面，城市軌道交通站點設置要與城市土地利用、空間結構相結合。土地利用布局決定了交通發生強度和空間距離結構模式，因此公共交通站點設置間距應與城市空間發展結構相匹配，避免站點過密造成“攤大餅”式發展或者站點不足難以滿足服務需求，迫使乘客轉向私人交通。此外，站點的等級也要考慮城市發展現狀，在人口密集、就業崗位密度高的區域設置高級別交通樞紐。

另一方面，軌道交通站點附近應作為城市土地開發的重點區域，在城市開發建設中，實施TOD開發模式，促進公共交通樞紐及換乘點附近的土地開發，推動緊湊型、高密度、功能混合的組團發展。

B．推行低碳交通模式

交通模式是在用地布局、人口密度、經濟水平以及特定條件下形成的交通方式結構，即各種交通方式承擔出行量的比例分配。加大公共交通在交通出行方式中的比重，逐步提高步行及自行車出行比例，優化交通出行結構，是推行低碳交通模式的核心內容。

a．推行優先發展公共交通的城市交通發展戰略，樹立公交優先發展觀點，協同城市內部不同交通方式和城市內外部交通的關系，構筑以公共交通為主導的城市綜合交通體系。

b．鼓勵步行及自行車出行，保持和延長自行車道和人行道，建立高效優質的慢行交通，營造良好的城市步行和自行車出行的交通環境；

c．加快發展大運量快速城市公共交通系統，解決城市中長期存在的公共交通結構單一、發展滯后等問題。在穩步發展常規公共汽電車的同時，積極促進城市軌道交通和BRT等大運量快速公交系統的建設。鼓勵軌道交通、快速公交、常規公交等多種方式的綜合利用，提高公交覆蓋率。

C．建立與新模式配套的道路空間資源分配系統

發展低碳可持續的機動化交通模式的關鍵在于正確分配道路空間資源。對某些大城市中心地區交通流的計算機分析表明：即使將特大城市中心區的建筑全部架空為機動車道，也不能避免交通擁堵。因此，在城市道路建設中，應當優先安排和保障公交設施用地，將道路使用權優先分配給公共交通，構建公交專用道網絡。同時，在城市用地配置上，保障城市交通基礎設施用地，加強大型交通樞紐的換乘設施建設，促進公共交通發展。提高城市道路網密度，有助于減少無效迂回交通，提高城市交通運行效率，從而減少交通能源消耗，降低碳排放。

（4）低碳理念引導下城市資源利用發展戰略

1）水資源利用發展戰略

水資源利用及污水再處理和利用是影響城市低碳循環的重要環節。雨水的收集與利用不僅能起到節約用水，減少因供水需求產生的能源消耗，還能減輕暴雨時節雨水徑流對城市排水系統的負擔。污水的處理與再利用可為城市提供補充水源，緩解城市用水壓力，減輕長距離輸水的能源消耗以及污水處理能耗，從而達到減少碳排放的目的。

因此，低碳的發展理念對水系統提出了更高的要求，其首要目的是減少二氧化碳的排放，從開發—利用—排放的單向利用向開發—利用—處理與再利用的循環利用模式轉變。具體策略包括：

A．水資源多層次循環利用，促進城市節水

·實行建筑節水。對建筑中產生的“灰水“單獨進行簡單處理，用于沖洗馬桶變成“黑水”后再進入污水系統，達到節水的目的。

·推進小區節水，實行中水就地回用和雨水收集，用于冷卻水、廁所沖水、綠化或洗車等用途，簡單有效地減少水資源消耗。

·推廣節水器具。

B．開展中水回用，促進水資源的循環利用

中水回用實現了對水資源的多次重復利用，增加了水資源的可利用量，實施污水資源化的核心內容。

中水回用包括以下兩種：水資源直接循環利用，將污水處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中；處理到非飲用水的標準，用于不與人體直接接觸的用水，如沖洗廁所，地面、汽車清洗，綠化澆灑，以及消防等。前者投資高，工藝復雜，多用于極度缺水的地區；在城市中水回用中，多采用后者作為中水處理方式。

中水回用的途徑：

·利用區域系統內雜用水和雜排水開展中水回用，排水經集流處理后供區域建筑內沖洗便器、清洗車、綠化等，其處理設施根據條件可設于區域內部或臨近外部；

·借助區域雨水開展中水回用，城市建筑物、構筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和瀝青路面，借助生態型排水設施，將地表徑流轉化利用。由于屋面雨水的水質遠遠高于通過道路雨水截流收集到的雨水，雨量也大于綠地草坪滯蓄收集到的雨水，因此在實際過程中通常采用屋面收集到的雨水作為中水原水。

C．采用生態型排水設施，促進雨水再利用

建設生態型排水系統，通過促滲、土壤滯留、雨水利用、雨水花園、干塘、濕地、地表排水植草溝等手段代替傳統的地下雨水管，把降雨盡可能地持留在原地，削減城市徑流，大大削減面源污染，減輕城市排水設施的負擔，降低城市雨水洪災的概率。達到生態低碳的目的。其具體內容如下表3-11所示。

2）能源綜合利用

A．建立多元化的能源供應體系，提高能源使用效率

充分利用太陽能、風能、地熱能、生物質能等清潔可再生能源，降低對化石燃料的需求和依賴，因地制宜選擇適合城市自身的清潔能源。制定能源調控和管理政策，建立能源消費階梯收費制度，促進節能新技術新產品的開發及應用，強制推行產業節能，鼓勵引導生活節能。推廣在家庭、社區和小企業中使用微型發電（用低碳資源小規模生產熱能和電能）作為替代或補充電力來源。

B．促進能源綜合利用

土地的混合利用和生態工業園的建設為能源的綜合利用提供了良好的集成平臺。各種類型建筑如商業建筑、居住建筑、辦公建筑等等得以集成，便利了能源的集約利用。一方面，可利用大型公共建筑因自身能源消費而產生的熱能，運用熱泵和管道將熱水輸送到其他建筑內部；另一方面，可多渠道獲取能量，比如人體自身的熱能、人體活動時產生的能量等等，利用通風系統或者電能轉換器收集開發能源。

C．分頭減量，推廣節能

主要從建筑、市政及交通三個方面減少能源損耗，推廣節能。

a．建筑節能從建筑材料、建筑結構、建筑內部空間布局、暖通系統、熱電冷三聯供系統及室內照明幾個方面考慮節能。

b．市政基礎設施節能。主要通過調整供需平衡，提高處理設備及設施能效，減少輸送環節不必要的能源浪費以及設置自動監控管理系統來實現。

c．交通節能。一方面開發綠色能源和混合動力汽車技術，使用天然氣、電力等清潔能源代替傳統化石燃料；同時優先發展城市公交，構建步行及公交主導的綠色交通體系。

3）建立基于3R原則的固體廢棄物處理與循環利用系統。

遵循3R原則，即滿足減少原料（reduce）、重新利用（reuse）和物品回收（recycle）的要求。通過節約、回收和再利用廢舊資源，使其尚未被充分利用的價值得到重新開發和使用，產生新的經濟和社會效益。具體包括限制或淘汰原輔材料高消耗行業的發展，提倡企業內部的邊角料利用和廢物資源化，鼓勵企業間的廢物循環利用，提高原材料利用效率。加強再生資源回收交換和綜合利用，建設廢棄物資再生利用產業基地，形成再生資源回收、加工、利用的產業鏈條。促進生活垃圾減量化和分類投放。

（5）低碳城市自然生態發展戰略

城市綠地系統的生態服務功能是指綠地生態系統與生態過程所形成及維持人類賴以生存的自然環境條件和效用，主要包括調節氣候、改良土壤、防風固沙、涵養水源、美化環境、維持生物多樣性和穩定性等多種生態服務功能。對于低碳城市而言，除了上述生態服務功能之外，綠地系統還有一層更為重要的含義——碳匯，即從空氣中清除二氧化碳。城市綠地能夠在光合作用中固定大氣中的二氧化碳，對緩解大氣二氧化碳濃度升高有著重要的作用。統計研究表明，中國增加1%的森林覆蓋率，便可以從大氣中吸收固定0.6億～0.7億噸碳。同時，據有關統計分析，一輛汽車一年排放2300千克二氧化碳，一棵樹一年大約能吸收14千克二氧化碳，這樣可以得出，吸收掉一輛汽車排放出的二氧化碳量，必須要有160棵樹木，而種植160棵樹木大約要占地2000平方米。由此，我們看到增加城市的綠地，通過綠地中的植被、濕地和微生物來吸收和固定空氣中的二氧化碳，可以起到固碳釋氧的作用，所以必須要大力建設森林，提升綠化覆蓋比例，增加碳匯，為城市的生產和生活對自然界造成的損失進行彌補。建設低碳城市須改變城市園林綠化的方式，充分利用城市綠化來達到增加碳匯、吸附污染物、減少熱島效應、為建筑和行人遮陽等節能減排的效果。研究表明低碳城市自然生態發展戰略應該從下面幾個方面來考慮問題。

1）建立完善有效的城市綠地系統

完善有效的城市綠地系統包括由斑塊、基質、廊道、邊界系統合理的組織及網絡化的城市綠地系統組織。它們能夠調節城市氣候及城市環境，對降低城市熱島效應、改善風沙對城市的侵害，尤其是吸收降低城市二氧化碳氣體發揮了重要的作用。

A．保護城市綠地斑塊，逐漸發展擴大綠地面積。保護自然山地及城市中的公園、街頭綠地及居住區綠地，增加城市綠色斑塊面積，擴大綠量。

B．建立城市綠地基質面積及質量目標。減少城市硬質鋪地，改善城市下墊面不斷硬化的現象，提高城市地面綠化覆蓋率，增加屋頂植物覆蓋及建筑立體綠化的比率，由此達到城市綠地基質面積的增加及提高質量的目標

C．合理組織城市綠色廊道空間及城市楔形綠地。建設基于城市風環境和熱環境改善目標，結合城市風象來組織城市綠色廊道空間及城市楔形綠地空間，并調整城市用地布局。以此，改善夏季城市熱島效應，同樣減少冬季寒風對城市的危害，最終達到降低對能源消費的需要。

2）制定并推行合理選擇植物類型和植物配置的標準

A．采取植物配置多樣化、構建多物種的綠色生態系統的策略，能夠更好地發揮綠地的生態效能。

B．合理適當增加喬木比例、減少城市公園草坪面積，提高綠地碳匯能力及生態價值。

C．采用鄉土及地方樹種，發揮其生長優勢，提高公園植物的存活比率，更好地發揮其生物作用。

3）保護城市的水生態服務功能，強化水體低碳效應。

水的生態系統服務功能包括供給、支撐、調節和美學功能。在低碳城市的建設中，在完善水體的供給功能和美學功能的基礎上，著重發揮水體的支撐調節作用，強化水體在降低碳排放方面的生態效應。

A．保護水體，完善動態水網，增強水體自凈和循環能力，促進城市水體的良性循環；

B．借助城市自然水系，構建濱水生態廊道，保護生物多樣性。

C．發揮水體的調節功能，利用河渠形成城市自然通風廊道，調節城市微氣候；借助生態型排水設施，將自然水體與排水設施有機聯系，增強城市景觀水體的流動性，同時降低城市暴雨災害，起到洪澇調節的作用。

D．構建城市濕地碳庫

濕地在植物生長、促淤造陸等生態過程中積累了大量的無機碳和有機碳，由于濕地環境中，微生物活動弱，土壤吸引和釋放二氧化碳十分緩慢，形成了富含有機質的濕地土壤和泥炭層，從而起到固碳的作用。城市中的濕地也是城市的重要生態基礎設施之一，在調節徑流、維持生物多樣性、蓄洪防旱、控制污染等方面具有不可替代的作用。因此，恢復和保護城市濕地，建立濕地碳庫，是建設低碳城市的有效途徑。