生态城市指标体系的复杂性理论研究与方法

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1、中国可持续发晨研究会2 0 0 6 学术年会 第6 专题：青年学者论坛 生态城市指标体系的复杂性理论研究与方法 1 概念 焦胜1 魏春雨1 柳肃1 刘建龙2 谭超毅2 ( 1 湖南大学建筑学院，湖南长沙4 1 0 0 8 2 ；2 湖南工业大学土木工程系，湖南株洲4 1 2 0 0 8 ) 1 1 生态城市 生态城市是指满足以下条件的城市：在生态系统承载 能力范围内运用生态经济学原理和系统工程方法去改变 城市生产和消费方式、决策和管理方法，挖掘区域内外一 切可利用的资源潜力的宏观控制性规划。 1 2 指标体系 所谓指标体系是由_ 系列从各个侧面角度反映被描 述事物的数量、质基规定性的各种指标形

2、成的有机评价系 统。 对名字的诠释，指标的一个重要的定义就是“从各个 侧面角度反映”，因为指标体系是一种将城市要素的自身 特点以及相互关系量化的工具。这个过程，本身就只能是 近似的经验的总结生态城市与指标体系：作为生态城市的 指标体系应该在制定指标的目标、范围、关注重点上面区 别于传统的城市各项建设指标； 指标体系的制定具有时代局限性，城市建设指标的制 定通常与一个时代对于城市的性质与作用紧密关联，而现 行城市建设指标，就是明显受到雅典宪章的影响，从城 市的严格的功能区分( 休息、娱乐、交通、工作) 来分别制 定的指标体系，是一种数学规划指导下的指标体系，其局 限性主要表现在以下几个方面， 近

3、年国内外涉及城市生态、环境指标体系的研究与应 用都在增多并出现了注重综合、向社会经济方面扩展的 趋势；在可持续发展指标体系的研究中，出现了注重价值 化手段和治理能力的倾向。但其中仍存在一些有待改进 之处，如城市专项指标体系研究以单一的生态或环境专业 为背景的设计为主，特别是以环境污染为主体；而近来较 多见于可持续发展指标体系中的生态环境指标则较为粗 略；研究中对于预警指标的考虑也较为薄弱。、 国内生态、环境指标体系的研究起步较晚，但近年有 大量研究涌现。其特点也是针对城市生态的研究相对薄 弱。典型的城市生态指标体系有近年沈清基的研究提出 了城市生产生态位和生活生态位等概念。近年我国也已 开始进

4、行大范围的城市环境指标体系的应用尝试。“。 2 研究的目的与意义 研究生态城市指标体系的意义i 主要有两方面：对现 有城市建设指标体系的改进；对很多正在进行生悉规划与 建设的城市及时提供一种参考条件： 在社会转型期的背景下，传统城市建设指标体系面临 着种种问题，主要原因笔者认为有以下几点：单一性：由 于社会的发展，一些传统的指标由于考虑的相关因素太 少，而不能对相对应的城市要索起到良好的约束作用，例 如绿化指标，主要足以人均绿地率作为评价标准，而绿地 率不能反映绿地的类型、性质、适合范围等等，例如从改善 局部生态环境的角度来看，乔木比草地效果要好的多、，值 由于绿化指标中投有区别对待，导致；静

5、止性：指标体豢 一经确立，就在相当一段时期作为城市发展建设的依据。 具有法律的强制性约束作用，而在这个过程中也许规划自 标己经突破了指标的范围，而导致指标体系失效，例如住 房面积指标的调整；封闭性，目前城市建设指标体系遗 于偏重指标的数据，而忽视指标内部：指标与其他指标的 关联性，例如过于注重经济指标，旆没有综合考虑社会措 标、生态指标等；综上所述，现有的指标体系越来越不能适 1 2 8 3 滋黧 妻!杂到手体艮 复虑入标蚓十考征指确。 _一有特市聪一 熏篓 第6 专题：青年学者论坛 牛国可持续发展研究会2 6 学木年会 应城市这个复杂巨系统的发展与建设需要，尤其是城市可 持续发展的要求，正如

6、1 9 9 2 年( 2 1 世纪议程中指出：国 民生产总值和个别资源或污染的计量单位等常用指标并 不能充分说明可持续琵力捆此以城市可持续发展为目标 的指标体系改革势在必行；另一方面，生态城市规划与建 设已经在全国很多地区风起云涌，遍地开花“对于生态城 市而言，最重要目标之一就是确定指标体系，但是目前指 标体系的相关研究还处在摸索阶段，指标体系的制定没有 统一的标准，尚须在实施过程中验证。因此某种意义上上 来讲，生态城市指标体系要具有更大的可操作性，就不得 市以现有城市规划作为参考，所以在目前这种情况下，急1 精适当的理论来指导指标体系的制定，使之避免现有城市 建设指标体系存在的“单一、静止、

7、封闭”等方面缺点，从 而能够对生态城市的规划与建设起到良好的引导作用，生 态城市指标体系的复杂性研究正是基于这一目的而提出。 复杂性研究的引入复杂性是我们给予幕特定系统存 在的许多相互依赖的变量的别称城市的高度复杂性给指 标体系的制定提出了很高的要求，指标涉及变量之间的关 联迫使我们同时注意大量的特征，因此不可能只依据一个 变量来确定指标。而“超信号”虽然可帮助减少复杂性， 将许多特征合为一体，但由于复杂性必须根据某个特定个 体和其提供的超信号束理解，这就意味着城市复杂性可能 不存在客观的量度标准，因此生态城市的指标体系的客观 性也面临很大挑战。 3 复杂性及对生态城市指标体系的影响 城市属于

8、一个复杂的系统，具有复杂性、不透明性、内 部动态，以及对系统不完全或不正确的了解等几方面基本 特征：在这种情况下，生态城市的指标体系的制定必须小 心谨慎，并且这些特征对摇标体系提出_ ，= 很多特殊的要 求。 3 1 复杂性 复杂性是我们给予某特定系统存在的许多相互依赖 舶变量的别嚣，城市的高度复杂性给指标体系的制定提出 了很高的要求，指标涉及变量之间的关联迫使我们同时注 意大量的特征，因此不可能只依据f 个变量来确定指标。 面! 超信号”虽然可帮助减少复杂性，将许多特征合为一 体，但由于复杂性必须根据某个特定个体和其提供的超信 号寒理解。这就意味着城市复杂性可能不存在客观的量度 标准，因此生

9、态城市的指标体系的客观性也面I | 缶很大挑 战t 例如每下个城市都县有独特的地域性，体现在它的自 身环境以及其与外界的相互关系上，城市的指标虽然是T 些抽象的数据，妲却与其他指标意间有蒂密切不可分割的 a 2 8 4 关系，饲如交通情况的优劣受道路系统的影响，又直接或 间接、作用与反作用于环境噪声、空气质量、甚至人口寿 命、就业情况、人均G D P 等；因此在没有深入理解与交通 情碗相关的。逢信萼铺它曼城带其它指标要素的相互 关系，以及城市交通系统的运作模式之前，如果简单地将 交通情况的解央归结为道路面积达到另外一个城市的标 堆，以此作为铷定生态城市指标体系的依据，这显然是不 科学的，其结果

10、显然会影响到指标体系的可操作性。既然 简单的数据本身无法涵盖这些信息量时，应该充分考虑到 复杂性的影响而采取更灵活、吏务实的态度制定指标。 3 2 1 动态特征 城市永远是 个动态开放的系缆，认识到城市的发展 趋势成为很重要的问题，我们不能议仪根据目前这一时刻 对城市以及城市某个要素的认识和要求，来作为以后几十 年城市发展方向的指标体系的依据，而是设法确定整个城 市系统的发展方向，由于城市的发展并不是简单的线性关 系，而是具有一定的阶段性，例如国外城市发展的经验，通 常城市化水平超过3 0 城市就会进入快速增长阶段，到 了8 0 左右城市的发展又会缓慢起来，而中国目前城市 化水平正好是3 0

11、左右，面临发展的高峰，在这种情况 J 卞，在目前标准下制定的商以长时期日标为主的指标体 系，很显然难以满足城市发展的速度变化妻求，这也是经 常提到的“规划落后”的二个主要特征之吐： 而且城市的发展其有自身的规律毪，表现为不受到外 界的控制，而是根据内部动态特征发展的特点，例如在城 市发展建设中环境改善与经济发展的互为条件、相辅相 成当然是最理想的结槊，袒是，贝# 1 面临的布总是这种可 以。双赢”的机会、有时人们会处于痛苫的“两难境地”，一 被迫在环境质量和经济效益阃做权衡取台i t 库兹涅菠 曲线揭示了玮境与发展的关系t 己有不搬学者借助环境库 兹涅茨曲线表明 环境先是不可避兔地随着经济发展

12、而恶 化，但是当后者达到某一水平鞭A 均G N P 高过某个程 度) 就会出现转折一环境质量与经济发展进A 砸相关 阶段、用本文使用的术语说，即经济发展带来了更多的“双 赢区间”，而“两难区问”减少彳( 见图l 毯 驰 埒 餐 释 赞 图1 人均c N P 中訇可持续发展研究会础学术年会 第6 专题：青年学者论坛 要实现由两难到双赢的转变，需要社会评价体系的配 合整体技术经济结构的进步，制定台理的环境限制与鼓 励措施来启动企业寻找和创造：双赢”技术等d 因此至劣 在短时期内，人们不得不在牺牲环境质量换取经济效益， 或相反以经济效益为代价而改善环境进行选择。在这种 现实条件下，不应该盲目乐观认为

13、生态城市能够象指标体 系那些简单的数据一样轻易被制造出来，而是预先估计到 可能面临的困难与失败，做好如何应对的准备：一方面，环 境的恶化必须以环境容载力作为底线( 查资料) ，另一方 面，应该充分考虑到生态城市发展的阶段性+ ，例如一些环 境问题密切相关的指标，在“两难区间与双赢区问”指 标体系就应该采用不同的标准，而且还要考虑到根据城市 发展的动态变化而灵活调整的需要。 3 3 不透明性 城市中有一些信息是指标体系的制定者所不能直接 获取或根本不能获取的，而又是必须考虑的_ 表现出来的 往往只是在瞬时的特征，或者根本看不见，或者决策者因 为种种观念以及学识的束缚而视而不见，例如如果简单从 人

14、均绿化或者道路面积等指标中问，我们既看不到一个城 市交通问题的解决情况，也不清楚市民对公共绿地各种需 要的满足情况：就道路而言，国外衡量生态城市的重要标 准就是看城市到底是为行人还足车辆为主的城市，而且道 路面积指标本身不能说明城市交通的改善情况，因为有研 究表明，真正决定交通状况的是道路的密度( 单位面积里 道路的数量与面积) 而不是宽度；绿化也面临相同情况，对 于普通市民而言，公园的距离、便捷性、多样性，1 2 l 及提供 相应的硬地设施等，比笼统的人均绿地面积要更加重要a 这些是很难用数值体现出来的，一般可以采取一些改进措 施，例如将机动车道与步行道路面积、各种不同性质绿地 分开考虑，或

15、者做一些居民对道路交通或者绿化指标期望 值的问卷调查等，但我们掌握的仍然是局部的瞬时的特 征因此不透明性是生态城市指标体系的另弹千不确定性 因素。 3 4 知 的局限与错误假定 如果要在一个复杂的动态系统中运作，我们不仅要知 道系统当前的状态是什么，而且必须预测其未来状态：还 必须知道采取的某些行动的后果，因此需要j 缔构知 识”系统中的变量如何相关，如何相互影响的关系b 在个人头脑中，有关简单关联或复杂关联的假定。有关变 量厨单向影响或相互影响的假定，其总体构成所滑的“卿 实模型”。现实模型有显式和隐式之分，前者对个体面盲 总是以有意识的形式存在；而后者使个体本人不知道他在 按一套假定办事，

16、而且不能说清楚那些假定究竟是什么， 隐性知识很普遍，通常称为“直觉”。 隐性知识对于指标体系的制定者具有很重要的意义 ( 特别是在选择一些社会系统相关指标如人均期望寿命、 或者万人高等学历值的数值时，很难或者根本不能用数学 函数的公式来表达这类指标与生态城市之间的必然关系 时) 。但由于知识的局限以及信息掌握的不全，个体的现 实模型通常既错误又不完全，而研究这个问题更具普遍性 的意义在于。在很多的时候规划决策者想当然的现宴模 型，往往就是错误的起点和根源，下面是指标体系制定者 在假定现实模型时常常容易犯错误的： 。环境容量是生态城市区别于传统城市的一个关键所 在，只有通过环境的容载力作为法律条文的约束，我们才 可以真正实现城市可持续发展的目标，如果忽略这个前 提，我们就可以认为指标的制定者的个体现实模型既错误 凰不完全，比如人I Z l 密度，应该从环境容量的角度，而不是 以某个或某些所谓理想城市的标准来判断城市是否达到 。i 生态城市的标准，