中西方低碳城市及规划研究进展及其启示.pdf

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1、 中西方低碳城市及规划研究进展 及其启示 重庆大学硕士学位论文 学生姓名：孟丽丽 指导教师：杨培峰 教 授 专 业：城市规划与设计 学科门类：工 学 重庆大学建筑城规学院 二 O 一一年六月 Research Progress in Low-Carbon Cities and Planning in the West and China and the Implications A Thesis Submitted to Chongqing University In Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master

2、 of Engineering By Meng LiLi Supervised by Prof.Yang Peifeng Major：Urban Planning and Design College of Architecture and Urban Planning of Chongqing University，Chongqing，China Jun，2011 中文摘要 I 摘 要 世界城市化及工业化的快速推进产生的 CO2排放引起的气候变暖已成为全球性的问题，我国正处于城市化的高速发展期，城市经济的不断发展、城市规模的不断扩张致使城市工业及交通等引起的碳排放剧增。由此掀起了低碳城市与低

3、碳城市规划的研究热潮，众多城市亦踊跃投入轰轰烈烈的实践之中；西方国家由于超前的工业化和城市化在低碳城市研究方面先行一步，中国在低碳理论及实践方面也在积极探索。中西方的研究都积累了一定的经验及教训，对其的总结具有重要的现实意义和理论价值。本文正是基于此背景及高校基金项目课题研究的需要，对中西方的低碳城市及规划的理论和实践进行综述评价，并进行比较分析，从中得到启示，对中国低碳城市空间规划研究进行思考。本研究主要从以下四个方面展开：1）综述城市规划领域内关于低碳城市的主要研究成果，通过与其他相关城市的概念辨析，深入挖掘低碳城市的内涵，总结提出低碳城市的动态性、可持续、技术性、开放性特征。2）采用文献

4、研究法从规划策略、规划内容、规划实施三方面对中西方的低碳城市规划理论进行分析总结；利用比较研究法对中西方的低碳城市规划研究方法应用、内容侧重及研究历程进行比较研究。3）利用案例研究法对现有低碳城市规划建设实践研究进行归纳，并总结其主要实践模式，分析典型案例，总结其成败经验；研究现有低碳城市规划编制实践的内容特征，并总结其技术方法创新。4）通过以上的研究，从中获得启示，对中国的低碳城市空间规划研究进行探讨。从对低碳城市空间规划的内涵解析出发；提出宏观、中观、微观三个层面的低碳城市空间规划的策略；对编制案例进行研究，从编制框架、内容、方法上对中国低碳城市空间规划的编制进行优化；并以政策、经济、社会

5、三个方面探索低碳城市规划的实施问题。最后总结研究的主要结论，并提出进一步的研究方向。关键词：关键词：低碳城市，研究动态，低碳城市规划，低碳城市空间规划 项目名称：重庆大学 2011 年中央高校基本科研业务费科研专项自然科学类项目（面上）；题目：复杂地形对低碳城市建设影响及空间规划对策；资助类别：面上项目；项目编号：CDJZR11 19 00 01 重庆大学硕士学位论文 II 英文摘要 III ABSTRACT Climate change caused by CO2 emissions produced in rapid advance of World Urbanization and in

6、dustrialization has become a global problem.China is in a period of rapid development of urbanization,the increasing development of urban economy,expansion of urban scale makes carbon emissions caused by city industry and transportation increasing severely,Which set off a low-carbon and low-carbon u

7、rban planning urban studies boom,and many cities are actively put into the practice of vigorous;stepping ahead of low-carbon city research in western countries because of its advance in industrialization and urbanization,the Chinese theory of the low-carbon And practice are also actively exploring，C

8、hinese and Western studies have accumulated some experience and lessons,makes the summary of the theory and practice in low-carbon city and low-carbon urban planning valuable practically and theoretically in China and the West.Based on this background and consider the research need of universities f

9、und projects on low-carbon city.This article is to review and elevate the theory and practice of low-carbon city and low-carbon urban planning in china and the west,then compare them and discuss.At last，consider low-carbon urban spatial planning in China from the implication.Four aspects were discus

10、sed as follows in this thesis:1)Summary the key findings of low-carbon city on the field of urban planning.Discrimination with other related concepts city,digging deeper into the connotation of low-carbon city,the article sums up dynamic,sustainable,technical and open characteristics of low-carbon c

11、ity.2)Analyze and summarize research planning theory in low-carbon city by means of literature research from planning strategy,planning content,planning implementation;Study urban planning research methods,content focused and research process of low-carbon city in China and Western a by comparative

12、method.3)Summarize the main mode of practice and construction existing in low-carbon urban planning using case study method,and summarize the success or failure of the typical experience of case studies;Summarize the existing low-carbon content of urban planning practice characteristics,and sum up i

13、nnovative ways in excellent example.4)Based on the above study and gain implication,the thesis to explore Chinas 重庆大学硕士学位论文 IV low-carbon research of urban spatial planning.From the Meaning of low-carbon urban spatial planning;put forward the low-carbon urban spatial planning strategy from the macro

14、,meso and micro levels;base on the study of a case that the author participatde,and optimizated the establishment of low-carbon urban spatial planning from the the framework,content and methods of China.and explore the implementation of low-carbon urban planning issues from policy,economic and socia

15、l three aspects.Concluded on the main conclusions and Finally sum up the main conclusion of the thesis,and propose future research directions.Key words:low-carbon city,low-carbon urban planning,low-carbon urban spatial planning 目 录 V 目 录 中文摘要中文摘要.I 英文摘要英文摘要.III 图表目录图表目录.IX 1 绪论绪论.1 1.1 研究背景研究背景.1 1.

16、1.1 全球气候变化及其成因分析.1 1.1.2 城市化对气候的影响.6 1.1.3 可持续发展观的延续.11 1.1.4 低碳时代的到来.11 1.2 研究范围及意义研究范围及意义.12 1.2.1 研究范围界定.12 1.2.2 研究意义.12 1.3 研究内容及方法研究内容及方法.13 1.3.1 研究内容.13 1.3.2 研究方法.13 1.4 研究框架研究框架.14 2 低碳城市理论研究动态评述低碳城市理论研究动态评述.15 2.1 概念界定概念界定.15 2.1.1 相关元素概念界定.15 2.1.2 低碳城市概念界定.17 2.1.3 相关城市概念辨析.18 2.2 内涵解析内

17、涵解析.24 2.2.1 低碳城市类型.24 2.2.2 低碳城市特征.24 2.2.3 低碳城市规划.26 2.3 测评研究测评研究.28 2.3.1 城市低碳测度.28 2.3.2 低碳城市评价.29 2.4 本章小结本章小结.32 3 中西方低碳城市规划理论研究动态评述中西方低碳城市规划理论研究动态评述.33 3.1 低碳城市规划策略研究评述低碳城市规划策略研究评述.33 重庆大学硕士学位论文 VI 3.1.1 研究方法.33 3.1.2 侧重战略层面的综合规划策略.36 3.1.3 侧重空间层面的空间规划策略.40 3.2 低碳城市规划内容研究评述低碳城市规划内容研究评述.41 3.2

18、.1 产业规划.41 3.2.2 能源规划.44 3.2.3 空间形态及交通.49 3.3 低碳城市规划实施研究评述低碳城市规划实施研究评述.55 3.3.1 西方低碳城市规划实施途径.55 3.3.2 中国低碳城市规划实施.58 3.4 中西方比较研究中西方比较研究.61 3.4.1 研究的背景差别.61 3.4.2 研究内容的比较.62 3.4.3 研究方法的比较.63 3.4.4 研究历程的比较.64 3.4.5 小结.65 3.5 本章小结本章小结.66 4 中西方低碳城市规划实践研究动态评述中西方低碳城市规划实践研究动态评述.67 4.1 低碳城市规划建设实践低碳城市规划建设实践.6

19、7 4.1.1 实践模式研究.67 4.1.2 典型案例分析.69 4.1.3 小结.83 4.2 低碳导向的规划编制实践低碳导向的规划编制实践.84 4.2.1 规划内容特征.84 4.2.2 规划方法总结.85 4.3 中国低碳城市规划建设实践存在问题及建议中国低碳城市规划建设实践存在问题及建议.89 4.3.1 存在问题.89 4.3.2 对策建议.89 4.4 本章小结本章小结.91 5 对中国低碳城市空间规划的启示对中国低碳城市空间规划的启示.93 5.1 低碳城市空间规划的认识低碳城市空间规划的认识.93 5.1.1 低碳城市空间规划应辨明关键元素及其关系.93 5.1.2 低碳城

20、市空间规划应立足我国基本国情及多学科的综合研究.94 5.1.3 应明确低碳城市空间规划定位.98 目 录 VII 5.2 不同层面低碳城市空间规划策略引导不同层面低碳城市空间规划策略引导.99 5.2.1 区域规划层面.99 5.2.2 城市总体规划层面.101 5.2.3 详细规划层面.105 5.3 低碳城市空间规划编制框架、方法及内容优化低碳城市空间规划编制框架、方法及内容优化.108 5.3.1 低碳城市空间规划案例研究.108 5.3.2 低碳城市空间规划编制框架的建立.114 5.3.3 低碳城市空间规划编制的技术方法支撑.116 5.3.4 低碳城市空间规划编制内容优化.117

21、 5.4 低碳城市空间规划的实施途径低碳城市空间规划的实施途径.118 5.4.1 政策途径.118 5.4.2 经济途径.119 5.4.3 社会途径.119 5.5 本章小结本章小结.120 6 结结 论论.123 6.1 研究的主要成果与结论研究的主要成果与结论.123 6.2 进一步研究的方向进一步研究的方向.124 致致 谢谢.127 参考文献参考文献.129 附附 录录.135 A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录.135 B.作者在攻读硕士学位期间所参与的主要工程实践项目作者在攻读硕士学位期间所参与的主要工程实践项目.135 重庆大学硕士学

22、位论文 VIII 图表目录 IX 图表目录 图目录：图目录：图 1.1 部分国家最易遭受海平面上升影响的沿海人口数量.2 图 1.2 世界城市化进程.7 图 1.3 中国城乡人口与城镇化率.8 图 1.4 大珠三角地区土地利用变化（1990-2002）.9 图 1.5 中国城市 C O2排放增长趋势（1971-2003）.9 图 1.62003 年中国城市连绵分布图.10 图 1.7 2006 年中国分省区 CO2排放密度图.10 图 1.8 论文框架图.14 图 2.1 碳循环示意图.16 图 2.2 低碳城市影响因素及导致的变化趋势.25 图 3.1 天然气消耗与一月份温度关系.34 图

23、3.2 电力消耗与七月份温度关系.35 图 3.3 GDA 研究区域分区示意图.36 图 3.4 2005 年世界前 10 位碳排放国.42 图 3.5 2007 年纽约能源消耗引起的温室气体排放比例.42 图 3.6 2006 年伦敦能源消耗引起的温室气体排放比例.43 图 3.7 能源需求、CO2排放推断框架图.45 图 3.8 七大高耗能行业占全国能耗比例.46 图 3.9 美国的住宅和商业能耗.47 图 3.10 各国可再生能源所占比例.49 图 3.11 低碳规划综合决策行动流程.60 图 3.12 中西方低碳城市规划理论研究历程图.65 图 4.1 日本低碳社会规划.71 图 4.

24、2 建筑设计示意图.75 图 4.3 社区运行示意图.75 图 4.4 上海崇明岛低碳建筑示意.76 图 4.5 库里蒂巴公交系统发展历程.81 图 4.6 库里蒂巴蛛网状的公交网络.82 图 4.7 库里蒂巴三重线道路系统剖面示意.83 重庆大学硕士学位论文 X 图 4.8 碳氧平衡分析模型.86 图 4.9 两型社会背景下低碳城市设计框架图.88 图 4.10 低碳实践框架.89 图 4.11 中西方低碳城市规划实践历程.92 图 5.1 低碳卫星新城模式示意图.95 图 5.2 城市低碳渐进转型模式图.95 图 5.3 多学科支持的低碳城市空间规划平台.97 图 5.4 低碳规划重点与总

25、体规划编制流程相结合.99 图 5.5 区域内的无序出行.100 图 5.6 区域良性交通发展引导.100 图 5.7 公交走廊式区域空间结构.101 图 5.8 集约土地利用减少交通距离.102 图 5.9 绿楔间隔的公交走廊模式示意图.103 图 5.10 不同城市总体布局的夏季近地层气温.103 图 5.11 公交系统联接的多中心城市.104 图 5.12 绿化覆盖率与空气中 CO2浓度相关曲线.105 图 5.13 袍江两湖区域区位图.108 图 5.14 绍兴袍江两湖区域空间规划编制流程图.109 图 5.15 建立在碳汇系统布局基础上的道路系统.110 图 5.16 200m 半径

26、覆盖范围内的交通换乘点.110 图 5.17 雨水处理及循环利用.111 图 5.18 低碳方案评价主要指标选取.111 图 5.19 低碳方案评价指标体系.112 图 5.20 土地利用规划总图.112 图 5.21 建筑总平面布局图.113 图 5.22 总体鸟瞰图.113 图 5.23 中国低碳城市空间规划框架图.115 表目录：表目录：表 1.1 极端气候变化对地区造成的影响.3 表 1.2 IPCC 四次评估报告关于全球气候变化检测和原因的主要结论.5 表 1.3 全球主要温室气体浓度及变化趋势.6 表 1.4 中国城市数量增长表.8 图表目录 XI 表 2.1 低碳城市概念解析表.

27、17 表 2.2 园林城市基本指标表.20 表 2.3 国家环保模范城市考核指标调整补充内容对照表.21 表 2.4 低碳城市与相关概念辨析.21 表 2.5 低碳城市与生态城市、低碳生态城市辨析.23 表 2.6 2009-2020 中国低碳城市发展战略目标.29 表 2.7 低碳城市评价指标体系.30 表 3.1 研究者针对目标城市的调研情况列表.33 表 3.2 日本主要行业自主制定的 2008-2012 年减排目标.37 表 3.3 英国应对气候变化的规划政策主要策略.38 表 3.4 C40 部分成员减排目标和行动计划.38 表 3.5 我国 4 类城市 CO2排放指标.44 表 3

28、.6 主要西方国家、区域建筑能耗与世界对比（2008）.46 表 3.7 针对澳大利亚商业建筑的研究发现及建议.47 表 3.8 针对不同的城市空间类型的能源规划.48 表 3.9 城市人口密度和每周旅行的总长度之间的关系.50 表 3.10 部分国家城市小汽车拥有量水平.53 表 3.11 城市机动出行距离变化.53 表 3.12 主要领域的技术在城市应用时的限制和机会.56 表 3.13 中西方低碳城市规划研究内容比较.63 表 3.14 中西方低碳城市规划研究方法比较.64 表 4.1 低碳城市发展模式.67 表 4.2 伦敦低碳城市规划建设手段.70 表 4.3 哥本哈根建设低碳城市的

29、政策措施.72 表 4.4 上海崇明岛低碳规划目标.76 表 4.5 国内低碳城市实践列表.77 表 4.6 哥本哈根城市交通数据统计.78 表 4.7 东京城市交通数据统计.80 表 4.8 多摩田园都市的赤田土地重整项目.80 表 4.9 库里提巴公交数据统计.82 表 4.10 低碳导向的规划技术方法总结.85 表 4.11 深圳光明新城对土地混合使用的规定.85 表 4.12 低碳规划策略.86 表 5.1 中国东、中、西部地区城市及经济总额分布情况（2000 年）.96 重庆大学硕士学位论文 XII 表 5.2 我国三大城镇密集地区主要发展指标（2000 年）.96 表 5.3 中国

30、人均住宅面积变化.105 表 5.4 城市规划建设用地结构.106 表 5.5 城市道路交叉口间距.106 表 5.6 绍兴袍江两湖区域空间规划主要内容.109 表 5.7 基于中国城市规划内容的部分低碳城市规划设计内容.117 1 绪论 1 1 绪论 1.1 研究背景 1.1.1 全球气候变化及其成因分析 早在 1896 年，诺贝尔化学奖获得者斯凡特阿列纽斯(Svante Arrhenius)就预测：化石燃料燃烧增加大气中 CO2浓度，从而导致全球变暖。目前，众多研究已证明，人类活动足迹加剧了气候变化，气候变化已经成为 21 世纪人类共同应对的巨大挑战。全球气候变化及其影响 1）全球气候变化

31、 在联合国气候变化框架公约中，气候变化是指“经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”最新科学研究成果表明：全球地表平均温度近百年来（1906-2005 年）升高了 0.74，预计到 21 世纪末仍将上升 1.16.4。联合国环境规划署（UNEP）2008 年 3 月 16 日报告：由于全球气候变化，冰川正在以最快的速度融化，并且许多冰川可能在数十年内消失。IPCC（2007）调查发现：世界各地近 30 条冰川在 1980-1999 年间平均每年退缩 0.3m；但自 2000年起，后退速度升至每年平均 0.37m；2006 年平均退缩了

32、 1.5m。2008 年 6 月 19日出版的 Nature 杂志报道来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室、澳大利亚天气与气候中心以及南极气候和生态系统合作研究中心的研究小组利用改进了的观察方式以比较气候模型，结果显示，自 1961 至 2003 年间，海平面每年的上升速度为1.5mm，即在此 42 年间，海平面上升了大约 6.35cm。全球气候变化将导致地球自然生态系统危机，并给人类社会造成巨大的灾难！2）气候变化的影响 气候变化对自然生态系统的影响，全球气候系统的变化影响到全球水热循环格局，致使洪涝、干旱和飓风等气象灾害频繁出现，还破坏了地表下垫面状态，导致生态环境恶化，同时生态系统又反馈变化

33、，导致更频繁或更强烈的气候突变和渐变性灾难事件的发生，或由于无法适应改变，而导致生态系统内生物多样性的重大损失。区域气候变化特别是温度升高已经对许多自然系统产生了影响。例如，河流中鱼类的地理分布发生变化并提前迁徙、极地部分生态系统发生变化等。根据预测，到 2100 年自然界将遭受更为严重的气候变化的影响。目前未开发的森林仍将有很多退化或消失，随同它们一起消失的还有大多数生物多样性的热点地区。随着这些生态系统的消失，地球上一半或者一半以上的动植物物种将消重庆大学硕士学位论文 2 图 1.1 部分国家最易遭受海平面上升影响的沿海人口数量 Fig.1.1 Coastal population in

34、part of the countrys to sea level rise 资料来源：http:/sedac.ciesin.columbia.edu/gpw/lecz.jsp 失。气候变化在影响自然生态系统的同时，对农业生产也会产生深刻的影响。对农作物的影响：气候变化通过影响农作物的光合作用、蒸腾作用等影响农作物的生长速度、品质和产量。CO2浓度上升会产生杂草繁荣、病虫害加重、农药和肥料效果减弱、干旱激化、地力耗损等副作用。在 CO2浓度升高的情况下，作物吸收的 C 增加、N 减少，体内 C/N 比升高，蛋白质含量将降低，从而使作物品质下降。农业风险增加：全球气温升高后，某些病虫的分布区域可

35、能扩大，一些病虫害发生的起始时间提前，使多世代害虫繁殖的代数增加，危害时间延长，从而影响农业生产。气候变暖会使热带风暴增强，对低纬度地区尤其是对海岸线上的农业生产产生严重影响，在热带、亚热带地区更为突出；大气层中气流交换增强，大风天气会增多，风暴频率和强度都会有所增强，某些区域的风蚀作用和水土流失加剧，农业风险明显加大。随着气候变化问题的日益加剧、极端天气和气候事件（及其引发的相关事件）发生概率的增加，人类社会生活的各个方面将面临更大的威胁和挑战，其中的一些可能会影响到人类社会沿袭数千年的生活、生产方式，甚至带来不可恢复的甚至毁灭性的灾难。对生产和生活环境的影响：由于全球变暖，山区的人居环境遭

36、受冰川消融引起的冰湖溃决洪水的风险加大。海平面升高致使沿海地区的人类生活环境更加恶劣（图 1.1），并且海平面的升高和人类活动都会造成海岸带湿地消失。在城市化发展快速的地区居民将面临更大的气候变化风险，因为他们生产和生活系统的适应能力有限，对气候变化表现出较强的脆弱性，对气候资源的依赖性也较强。对人类健康的影响：全球变暖对人类健康的影响是全方位的、多层次的，其中，既有直接的影响，也有间接的影响。包括在高温状况下，病菌、病毒和寄生1 绪论 3 虫更加活跃，而人体免疫力和抵抗力降低，导致心脏和呼吸道系统疾病的发病率和死亡率增加。加上全球气候变化使暴风雨、飓风、干旱、洪涝等极端天气事件发生的频度和严

37、重程度均有所增加，除直接导致死亡率、伤残率上升外，还为疟疾、霍乱、脑炎等传染病提供传染环境，间接增加对人体健康的损害。另外气候变暖、空气污染等因素可以使某些疾病传播范围扩大。大气中污染物和致过敏物质含量增加，从而导致虫媒传染病、温度敏感传染病及过敏性疾病、污染暴露性疾病发生概率大大增加。最后由于生存环境的变化、异常气候事件的发生及社会生活、家庭财产在气候变化中遭受损失等因素的影响，人类心理也将遭受冲击。气候变化对各个地区都造成了严重且很难改变的影响（表 1.1），其结果很可能会抵消发展的成果，并大大降低生活质量。如何应对气候变化的影响成为各个地区尤其是人口集聚的城市的主要任务。表 1.1 极端

38、气候变化对地区造成的影响 Tab.1.1 the possible impact of extreme climate change on areas 极端气候现象的预期性变化和可能性 对地区的影响 寒季天数减少，冷天不冷，热天更热，温度也更高（基本成定局）热岛效应 制冷需求增加 城市空气质量下降 冬季旅游受到影响 取暖能源需求减小（短期的好处）冰雪造成的交通阻断期缩短（短期的好处）温暖期/热浪期的频度在多数陆地增加（很有可能）水需求增加 水质问题加重 由炎热造成的死亡人数增加，尤其是年长、久病、新生和与世隔绝的人群 炎热地带居住条件不足人群的生活质量下降 高强度降水天气在多数地区变得频繁（很

39、有可能）水需求增加 水质问题加重 由炎热造成的死亡人数增加，尤其是年长、久病、新生和与世隔绝的人群 炎热地带居住条件不足人群的生活质量下降 高强度降水天气在多数地区变得频繁（很有可能）地表水和地下水质量恶化 水源污染 死亡、受伤以及感染传染性、呼吸道和皮肤疾病的风险增大 由于洪水造成安居、商业、交通和社会运作的暂时中断 重庆大学硕士学位论文 4 受灾民众的大量转移 城乡基础设施经受压力 财产损失 水紧缺问题得到缓解（短期益处）热带气旋活动加剧（可能）电力供应中断 受灾民众移往城市 公用水供应中断 死亡、受伤以及感染由水和食物造成的疾病的风险增加；灾后秩序恢复 由于洪水和大风造成的交通阻滞 灾害

40、危险区域个人投保者获取理赔增加 对人口迁徙的潜在影响 财产损失 海平面上升至极端水平的可能性增加（海啸除外）（可能）由于海水入侵，淡水资源减少 由落水以及移居卫生状况引起的死亡和受伤风险增加 财产和生命损失 海水彻底侵蚀和陆地淹没 由土地使用的再配置成本造成的海岸保护费用提高 人口和基础设施迁移的潜在可能性 资料来源：政府间气候变化问题小组综合报告政策制定者的总结 气候变化的成因分析 1）气候变化的自然因素 从地球系统变化的历史而言，气候变化是长期存在的事实，总体而言，气候变化来自内部和外部的多方面驱动力。地球外力因素：太阳辐射直接驱动了发生在地球表面的各种过程。地球的气候是由来自太阳持续的能

41、量控制和推动的，这种能量，即太阳辐射，主要是以可见光的形式到达地球，其中，大约 30%的能量立刻散射回太空，约 70%向下通过大气被地表吸收，使地球表面增暖。太阳辐射的变化改变了达到大气层顶的能量，并通过影响物理气候系统的能量收支平衡而导致气候变化，此外地球运动轨道参数因受其他天体引力作用而产生的改变也是原因之一。地球内力因素：地球海陆分布变化、山地和高原隆起和火山活动等，可以改变地球洋流、大气环流和大气化学成分，进而影响环境和气候的变化。2）气候变化的人为因素 自人类诞生以来，人类就成为地球系统的组成部分，而且随着人类活动在土1 绪论 5 地覆盖变化、污染物排放、对自然生态系统的影响乃至破坏

42、、对自然资源的开放利用等方面影响的日益扩大，人类改变地球系统功能的作用逐渐增强，尤其是自工业革命以来，人类已经成为地球系统中具有重要影响的子系统。温室气体是大气中吸收地表红外辐射的气体。King D（2006）认为直接受人类活动影响的主要温室气体是 CO2、CH4、N2O、CFCS和 O3等。相比较而言，大气中 CO2浓度的增加对增加温室效应的贡献最大，大约占 70%，无疑是最重要的温室气体，根据最近的研究结果显示，CO2浓度增加一倍以后，全球各地的温度将升高 1.5-6。温室气体浓度的大幅度升高，使全球温室效应明显增强，而这一贡献主要来自人类日益增强的生产和生活活动。土地利用变化、化石燃料使

43、用、水泥制造及一些产生温室气体的工业活动等，都将产生额外的温室气体排放。另外，一些人类活动也降低了地球系统吸收温室气体的能力，这也对温室气体浓度升高有重要贡献。通过 IPCC 先后四次评估报告中的不同阐释，可以看出科学界对气候变化原因的科学认识的不断发展（表 1.2）。表 1.2 IPCC 四次评估报告关于全球气候变化检测和原因的主要结论 Tab.1.2 Main conclusions of fourth assessment reports on the detection and causes about global climate change of IPCC IPCC 评估报告 全

44、球气候变化检测 全球气候变化的原因 第一次评估报告（1990）全球平均地表温度过去 100 年中增加了 0.3-0.6。近百年的气候变化可能是自然波动或人类活动或两者共同造成的 第二次评估报告（1995）全球平均地表温度在过去 100 年中上升了 0.3-0.6，与第一次评估报告的值相同 目前定量确定人类活动对全球气候影响的能力是有限的，并且在一些关键因子方面存在着不确定性。越来越多的人类活动的影响被检测出来 第二次评估报告（2001）确认了 20 世纪的变暖是很异常的，重建了过去 100 年的温度变化序列。全球平均地表温度在过去 100 年中检测出上升了 0.4-0.8。根据新的和更强有力的

45、事实，并考虑到存在的不确定性，过去 50 年大部分的增暖可能（66%的可能性）由人类活动引起的温室气体浓度的增加造成 第二次评估报告近 100 年（1906-2005 年）全球平均地表温度上升了 0.74。观测到的 20 世纪中叶以来大部分全球平均温度的升高，很可能（90%的可能重庆大学硕士学位论文 6（2007）性）是由观测到的人为温室气体浓度增加所引起 资料来源：中国科学院国家科学图书馆科学研究动态检测快报 3）气候变化的关键因素 从社会发展过程来看，在过去的 200 年间，由于工业革命导致大规模的化石燃料使用，全球 CO2排放量和城市化水平一直在同步稳定增长，目前有加快的趋势（表 1.3

46、）。表 1.3 全球主要温室气体浓度及变化趋势 Tab.1.3 The concentrations and trends of main greenhouse gas in the earth.参数 年份 CO 2（ppm）CH 4（ppb）N 2O（ppb）全球平均温度升高（）城市化水平（%）2007 383.1 1789.0 320.90 0.74 50.0 2006 381.2 1783.0 320.10 46.0 1998 381.1 1786.0 380.13 0.40 45.0 1970 38.6 1950 28.2 1900 13.6 工业化前 280 700 270 0.0-

47、1850 6.4 1800 3.0 资料来源：江曼琦未来中国城市发展的环境及对城市发展的影响（1ppm=10-6；1ppb=10-9）从 CO2排放源头看，城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是高耗能、高碳排放的集中地。据统计，全球大城市消耗的能源占全球的 75%，温室气体排放量占世界的 80%。因此，城市是区域碳减排的重要单元和研究主体，是实现全球减排和低碳城市化的关键。1.1.2 城市化对气候的影响 简明不列颠百科全书中对城市化一词的解释是：“人口向城镇或城市地带集中的过程”，或者指“人口向城市地区集中或农村地区转变为城市地区（或指农业人口转变为非农业人口）的过程”（中国大百科全

48、书地理学）。这个集中过程表现为两种形式，一是城市数量的增多，二是各个城市规模的不断扩大，从而不断提高城市人口在总人口中的比例。城市化的发展受生产力发展水平、社会劳1 绪论 7 图 1.2 世界城市化进程 Fig.1.2 The process of world urbanization 资料来源：江曼琦，未来中国城市发展的环境及对城市发展的影响 动分工深度以及生产资料所有制性质等多种因素制约。农村人口向城市人口转变的这一过程虽然和城市兴起同时出现，但从城市化发展的历史看，工业革命前和工业革命后的城市性质、规模及其发展的特点显然不同。因此，现代城市化或称狭义城市化，主要指工业革命之后的城市发展和

49、人口集聚的过程。早期的城市因受生产力发展水平的限制，总的特点是城市数目少、规模不大、城市多集中分布在灌溉发达、有利于农业生产和便于产品交换的河流沿岸地带，但城镇中的建筑物密度及人口密度都非常高。随着 1784 年蒸汽机的发明，实现了集中动力的提供，并创造了工业在城市中集中的可能。大工业带来了城市的扩大、城市人口急剧增加、城市的迅猛发展和巨大变化超过了以往任何时期。到 20 世纪以来，随着生产力的发展，产生了一系列的科技革命。继工业化之后的现代化，不仅在生产的量和质上发生巨变，也为城市带来新的内容，大大加快了世界城市发展的进程（图 1.2），并随着城市化进程的加快，碳排放量也在同步稳步增长（表

50、1.3）。城市化自身的特点对城市产生了一系列的影响，如人口集中、产业集中、能源结构改变、需水量增加、交通便捷、信息传递快捷、不透水地面增加、绿地减少等。城市中良好的医药卫生设施，周到的公共服务，方便的生活条件，丰富的文娱生活，提高和丰富了人们的物质生活和精神生活，并为人们发挥多种才能提供了机会。城市是人类文明的伟大创造，城市化是社会发展的必然趋势。但是，由于经济的高速发展，特别是 50 年代以来的工业大发展，使得环境污染达到了极其严重的地步，由此造成的灾难性事件频繁发生。当今，伴随城市化进程的加快而产生的高碳排放即是世界城市面临的巨大挑战。中国在改革开发以来城市化速度极快，城市化水平从 198