第三节 生态园区规划的可持续发展理论

一、全球可持续发展的背景

人类在18世纪的欧洲进行了工业革命，标志是英国著名的发明家詹姆斯·瓦特（James Watt）发明了蒸汽机，并在工业上得到广泛的应用。工业革命开辟了人类利用能源的新时代，促进了生产力的发展，并相应地改变了人类的生产和生活方式，使得人类能够更有效地改造和利用自然。

科学技术的发展具有两面性，它是一把双刃剑，在适度的范围内合理地利用，会促进生产力的发展，提高人类的文明水平，有利于人和自然的和谐。然而技术的使用具有负面的作用，过度地依靠新技术和现代工具会产生一系列的环境和社会经济问题，会对自然产生破坏作用，打破了人与自然相统一的和谐关系，人类会因此而付出巨大的代价。

随着工业化进程的加速，从18世纪工业革命以后，人类大量开采地球上的天然能源：煤和石油。例如全世界煤的开采量（见图1-3），1800年仅为1000万t，1900年增长为7.6亿t，到2000年猛增至55亿t，200年之间增长了549倍，年均增长2.75倍。同样全世界石油的开采量也是大幅上升（见图1-4），1890年为1000万t，到1950年达到5.19亿t，2000年39亿t，110年间增长了389倍，年均增长3.54倍。众所周知，煤和石油为不可再生的能源，全世界的煤和石油储存量是有限的，按照目前的开采速度和消费水平，以现有已探明储量计算，全世界的煤炭储存量还可供开采大约200年，而石油仅可供开采50年左右。由于此两种能源为不可再生的资源，因此我们必须面对全世界能源短缺的困境。

事实上目前各国都在应对能源危机，努力提高能源的利用效率，对产业结构进行调整，以减少对传统能源的大量消耗和过度依赖；同时调速能源结构，大力发展水电、风电、太阳能发电及生物质能等多种可再生能源。全世界近200年的能源结构变化如图1-5所示，已从19世纪单纯依靠煤炭（90%）逐渐转变为煤、油（石油）、气（天然气）、核电和可再生能源的多元结构。目前我国的可再生能源消耗仅占总能源的8%，根据我国的能源发展规划，力争到2020年使可再生能源消费达到能源消费总量的15%左右。

随着工业化革命的推进，人类的生活方式发生了巨大的变化，特别是汽车的普及，汽车进入了平常的百姓家庭，给人类的生活方式带来了革命性的变革。城市与城市之间的物质和人员交流变得频繁和快速，城乡之间的界限变得模糊，城乡朝着一体化的方向发展。但是随着汽车的普及，人类的生产和生活更加依赖于石化能，每个城市人的生态足迹比传统的生产和生活方式大出了数倍乃至数百倍，以至出现了生态足迹的赤字化。全世界汽车拥有量见图1-6，从图1-6可见，1930年全世界的汽车拥有量为3200万辆，1950年为5000万辆，1980年这4.35亿辆，2000后达到7.75亿辆，2000年为1930年的24.22倍，年增长0.35倍。

工业化和现代化带来了生产力的突飞猛进，人类的物质生产变得比较富足，获取了大量的自然资源，特别是能源的过度消耗。因此带来了一系列负面的影响，特别是生态环境问题。全球性的生态环境问题也随之而来，如全球气候变化（global climate change）。工业化和现代化带来的直接后果是温室气体的大量排放，全球大气中CO2浓度随着工业化的发展直线上升，工业化革命之前的1750年为270ml/L，到1900年达295ml/L，1950年突破300ml/L，为310ml/L，到2005年达到381ml/L，比工业化革命之前的270ml/L高出111ml/L（见图1-7）。全球的气候变化已经成为全世界要共同面对的世界性环境难题，目前温室气体的排放量还在逐年增加，发展与保护这一对矛盾仍然十分突出。全世界CO2的排放主要集中在几个经济大国（见图1-8），以2003年为例，近60%的排放量来自美国、中国、俄罗斯、日本、印度、德国和英国，其中美国最大，占全球排放量的近1/4。从人均排放量来看（见图1-9），发达国家高于发展中国家，美国最高，依次为俄罗斯、德国、英国和日本，中国和印度不是很高，中国的人均CO2排放量仅为美国的1/7，印度的人均CO2排放量仅为美国的1/21。

在过去的一个世纪，全球的生态环境发生了巨变，主要表现在全球人口增长、城市化、工业化、能源依赖化、资源高强度利用化、农业投入强化、全球渔业过度捕捞、有机化工产品及汽车的普及，最后到全球气候变化，具体的增长量见表1-1。因此我们必须对20世纪的生产和生活方式进行反思，要改变生产方式对能源的高度依赖和对环境的破坏，同时减少生活方式中在能源和资源的浪费，要走可持续发展之路，走环境友好型发展道路，促进人类和自然的和谐发展。

二、可持续性科学

20世纪60年代由一批世界知名的科学家、企业家、经济学家、社会学家、教育家及政治家组成的罗马俱乐部（Club of Rome）诞生了，这是一个关于未来学研究的国际性民间学术团体，也是一个研讨全球问题的世界性智库。该俱乐部于1972年发表了第一个研究报告《增长的极限》（The Limits to Growth），这一报告公开发表后引起国际社会的广泛关注和讨论，讨论的核心即经济的不断增长是否不可避免地导致全球性的环境退化和社会解体。到70年代后期，经过广泛深入的讨论，基本上达成了一个比较一致的观点，即经济发展可以不断地持续下去，但必须对发展的方式进行调整，即必须考虑发展对自然的资源的最终依赖性。

联合国于20世纪80年代成立了世界环境与发展委员会（World Commission on Environment and Development, WCED），由当时挪威工党领袖布伦特兰德（Brundtland）女士任委会会主席，委员包括我国生态学家马世骏先生在内的22人，该委员会的任务是要制订“全球新议程”（Global Agenda for Change）。该委员会于1987年完成了一份非常重要的报告《我们共同的未来》（Our Common Future），在这份报告中给可持续发展下了一个明确的定义：可持续发展是既满足当代人的需求，同时又不损害子孙后代的利益（Sustainable development is the development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their needs）。世界环境与发展委员会对可持续发展所下的定义不是一个生态学的术语，而是一种经济、政治方面的术语。

联合国粮农组织（FAO）曾对农业的持续性定义如下：“以确保达到和连续满足当代和后代人类需求的方式，来进行自然资源的管理和环保、技术的定位及政策机构的变化。可持续发展（农业、林业和渔业）必须保护土地、水和动植物基因资源，在环境方面是不退化的，在技术方面是适宜的，在经济上是可行的，在社会方面是可以接受的。”以上两个有关可持续性发展的比较权威的概念，指出可持续性发展最基本最核心的内容，但并没有给出可持续性发展的具体指标。在联合国粮农组织与联合国世界环境与发展委员会编写的《21世纪议程》中，可持续性具有四个方面含义，即①粮食安全体系；②就业与收入产生；③人类的发展；④环境与自然资源的保护。

农业生态系统的持续性，Conway给农业生态系统的持续性给出了一个定义，所谓持续性是指农业生产系统在受重大干扰时所具有的维持生产力的能力。Conway的定义是目前学术界认为的较权威的观点，当然还有许多不同的观点，如Donglass指出农业生态系统的持续性具有如下三个方面的含义：①持续性主要表现为粮食富余，这种表现为短期内注重对粮食的需求和与之相关的经济效益；②持续性不仅是指经济的，而且是指生态平衡的，强调农业生物与环境影响；③持续性是一个社区的问题，社会组织、文化与价值观都影响农业可再生资源持续利用。Fresco和Kroonenberg指出农业生态系统的持续性须从四个因子去分析，即①生产力，系统总的产出；②效率，如生态系统的投入产出比，能量的损耗；③稳定性，如系统产出的变化；④恢复力，在外界强大干扰后，系统恢复产出的速度。对于不同的农业生态系统，应采用不同的时间表尺度来衡量系统的持续性。详见表1-2。

Kates等在2001年于《科学》杂志发表论文，第一次系统地介绍了可持续性科学（sustainability science）——一门新兴的整合性科学，由此可持续性科学正式诞生。Kates等将可持续性科学定义为：在局地、区域和全球尺度上研究自然和社会之间动态关系的科学，是为可持续发展提供理论基础和技术手段的横向科学。可持续性科学整合自然科学和人文与社会科学，以环境、经济和社会的相互关系为核心，将基础性研究和应用研究融为一体，非线性动力学（nonlinear dynamics）、自组织复杂性（self-organizing complexity）、脆弱性（vulnerability）、弹性（resilience）、惯性（inertia）、阈值（threshold）、适应性管理（adaptive management）和社会学习（social learning）是可持续性科学中的重要概念，同时，可持续科学强调对现有科学技术的创造性利用以及发展新型可持续性技术的重要性。综上所述，可持续性科学是研究人与环境之间动态关系，特别是耦合系统的脆弱性、抗扰性、弹性和稳定性的整合型科学。

中国是一个文明古国，自古以来就有顺应自然、尊重自然的传统思想，可持续性科学的根源自古就有。如我国的“天人合一”思想是我国传统文化的精华和核心之所在，“天人合一”既是一种哲学观，又是一种生态价值观，其核心内容为人与自然的和谐统一，人是生态系统的组成成分，不是生态系统的主宰者和统治者。“天人合一”这一论述出自北宋哲学家张载的《正蒙·乾称》，曰：“因明致诚，因诚致明，故‘天人合一’”。“天人合一”的“天”主要是指“天道”，即自然界和自然规律；“人”是指相对而言的人类。人类和大自然应该是和谐的，不应该是矛盾与对立的关系，这就是“天人合一”。全球在经历高速的经济发展和城市化过程后，出现了生态环境危机，违背了“天人合一”的可持续发展理念和思想。“天人合一”思想对于解决我国乃至全球的生态环境问题具有启示作用，对于构建人与自然和谐发展的现代生态价值观具有重要的指导意义和理论价值。

我国著名的生态学家马世骏于20世纪80年代提出了著名的“社会—经济—自然”复合生态系统理论。马世骏先生根据他多年来从事生态学研究的实践和他对人类社会所面临的人口、粮食、资源、能源、环境等重大生态和经济问题的深入思考，提出了将自然系统、经济系统和社会系统复合到一起的构思，他认为，从任何单一学科和单方面的角度都不可能透彻地分析上述问题，当然也就更不可能有效地解决这些问题。在80年代，他多次提出复合生态系统等概念，如社会经济—生态复合系统、社会—经济—自然生态系统—资源物质系统、社会—经济—自然复合生态系统等概念，并从复合生态系统的角度提出了可持续发展的思想。社会系统、经济系统和自然系统是三个性质各异的系统，有着各自的结构、功能、存在条件和发展规律，但他们各自的存在和发展又受其他系统结构与功能的制约。因此，必须将它们视为一个统一的整体，即社会—经济—自然复合生态系统加以分析和研究。分析人类社会的可持续发展，就是要分析复合生态系统的发生、发展和变化规律以及复合生态系统中的物质、能量、价值、信息的传递和交换等各种作用关系，所以从某种意义上可以说，复合生态系统理论本质上是一种研究人类社会可持续发展的理论。马世骏先生还为中国的生态农业建设提出了八个字的建设方针，即“整体（integrated）、协调（coordinated）、循环（recycle）、再生（regeneration）”的建设原则。

三、可持续发展与规划的评价指标

自从可持续发展的概念被确认以来，许多学者、学术机构和国际组织为寻求它的测量指标进行了大量研究，从不同角度提出了各自的指标体系。目前国际上比较有影响的可持续发展指标体系有以色列希伯来大学建立并运用于全球的评价与测量的“人类活动强度指标（HAI）”；联合国开发计划署创立并得到世界各国赞同的“人文发展指标（HDI）”；联合国可持续发展委员会以“驱动力（压力）—状态—响应（DSR）概念模型”为基础提出的指标体系；世界银行提出的可持续发展指标体系（国家财富计划标准）等等。我国的一些专家学者与研究机构在可持续发展指标体系方面也进行了研究探索，提出了制定可持续发展指标体系的原则，建立了国家级和区域性的可持续发展指标体系及评价方法。

（一）制定指标体系的原则

在研究和制定指标体系及其评价方法时，一般遵循以下原则：

（1）科学性（客观性）：即指标体系既能较客观和真实地反映可持续发展的内涵，又能较好地量度可持续发展主要目标实现的程度。

（2）整体性（全面性）：即指标体系要能够全面反映系统的总体特征，符合可持续发展的目标内涵，但又要避免指标之间的重叠，使评价目标与评价指标有机地联系起来，组成一个层次分明的整体。

（3）可操作性：即体系中的指标应有可测性和可比性，指标体系应尽可能简化，计算方法简单，数据易于获得。

（4）引导性：即指标体系要体现与可持续发展总体战略目标一致的政策，以规范和引导未来发展的行为和方向。

（5）层次性：即根据评价需要和可持续发展的复杂性，指标体系可分解为若干层次结构，使指标体系合理、清晰。

（6）动态性与稳定性：指标是一种随时空变动的参数，不同发展水平应采用不同的指标体系，同时又应保持指标在一定时期内的稳定性，便于进行评价。

（7）侧重性：即指标的选取应有侧重性，以反映当地的实际情况或领域的特点。

（二）基本框架与结构

联合国可持续发展委员会提出的压力—状态—响应模型从社会经济与环境有机统一的观点出发，表明了人与自然这个生态系统中各种因素间的因果关系，更精确地反映了可持续发展的自然、经济、社会和法制因素之间的关系，为可持续发展指标构造提供了一种逻辑基础。我国可持续发展指标体系框架基本上以该模型为基础建立的。在可持续发展指标体系框架的基础上，建立多层次结构的可持续发展指标体系。一般分为目标层、系统层（准则层）、指标层（要素层）等若干层次。目标层为综合性指标，在总体上反映了可持续发展的程度和水平；系统层由反映目标层的指数构成，它包括经济指数、社会指数、资源环境指数等若干分领域指数，可以用来评估各领域的可持续发展状况；指标层为用来反映系统层各部分的单项指标，一般由菜单式多指标组成。另外有些指标体系中，在系统层与指标层之间再设置一层准则层Ⅱ（状态层）。表1-3为张坤民教授等提出的中国城市环境可持续发展指标体系框架。表1-4为刘求实等提出的区域可持续发展指标体系结构。

（三）指标

可持续发展指标主要涉及经济、环境、社会和能力四大方面。经济指标主要包括规模、结构、效益等内容；环境指标主要包括资源利用、环境治理、市政建设、生态保护等内容；社会指标主要包括人口、贫困、就业、人民生活、卫生保健、社会保障等内容；能力指标包括科学技术、教育、决策、法制、信息、公众参与等内容。

为了便于量化，指标一般以现有统计数据为基础，因此选择的指标不可能完全反映所要表示的因素。目前国内用得较多的经济指标主要有：GDP、人均GDP、产业结构指数、社会劳动生产率、第三产业占GDP比率等。环境指标主要有：人均耕地面积、人均水资源占有量、林木蓄积量、森林覆盖率、人均绿地面积、地表水质达标率、SO2平均值、TSP平均值、工业废水排放达标率、环保投资占GDP比例等；社会指标主要有：人口自然增率、失业率、人口密度、平均预期寿命、恩格尔系数、基尼系数等；能力指标主要有：科研教育经费占GDP比例、人均受教育年限、大学生比例、科技进步对经济增长贡献率等。

（四）评价方法

当今定量评价可持续发展的方法还处于探索之中，各种方法均具有一定的局限性，没有一套公认的标准方法。我国学者在可持续发展评价研究中，提出了多种评价方法。综合指数评价法是目前应用较多的一种方法。该方法首先通过层次分析法和专家咨询法对各指标在可持续发展中的相对重要性进行判断，确定其权重。然后通过数学计算得到综合指数（分数）。此评价方法需要确定评价标准（或基准值）或进行综合指数分级处理，有一定的主观性。如：刘渝琳在重庆市可持续发展指标体系的设计和评价中，通过权重计算、确定可持续发展的满意值和不允许值、计算准则层各准则的功效系数并加权平均，最终得到综合分数D，以D＜60为不及格、60≤D≤80为良好，80≤D＜100为满意值对重庆市可持续发展进行评价。李乃炜等在南京市可持续发展评价指标体系研究中，首先求得各单项指标的权重，再以基本满足温饱水平为下限，以东京、纽约和巴黎三个国际化大都市目前的相关指标最优值为上限采用隶属函数对单项指标进行标准化处理，在上述基础上通过线性加权法求得综合指数，由综合指数的逐年变化来评价南京市的可持续发展。周海林认为目前已有的指标体系采用规划值或国家标准值作为可持续发展的标准值，主观性太强，而提出用系统不可持续性状态的指标标准值（参考值）与实际测量值的比较即离差度来评价系统是否处在可持续或不可持续状态中，当一个单项指标的离差度处在不可持续状态数值范围内，即认为该系统是不可持续的。对于限制型指标（如环境承载能力等）参考可以通过严格的科学试验进行测量；对于发展型指标（如GDP、恩格尔系数等）和协调型指标（如环境治理力度、人口增长率等）参考值可以采用反映全球、区域及国家当时各类指标平均情况的数据。该方法中不可持续性参考值的获取有一定难度。李全胜等以评价指标年际变异性、评价指标的时间发展斜率变化率和评价指标的初始阈值水平为评价领域，以发展目标为评价对照，提出了农业生态系统可持续发展趋势度的评价方法。张坤民教授等提出了用“真实储蓄率”来衡量中国城市的可持续发展。具体计算方法为：

总储蓄＝GDP－总消费－总投资与有效投资之差

净储蓄＝总储蓄+教育投资－固定资产折旧

真实储蓄＝净储蓄－资源损耗－污染损失

真实储蓄率＝真实储蓄÷GDP

通过真实储蓄率的正负和长期时间序列来判断一个城市是否向可持续发展演化。该方法的难点是数据的可得性、自然资源消耗与污染损失的计算。

（五）我国可持续发展评价指标体系研究案例

（1）国家级的可持续发展指标体系

以牛文元为组长的中科院可持续发展战略研究组，按照可持续发展的系统学方向，在世界上独立地设计了一套“五层叠加、逐级收敛、规范权重、统一排序”的可持续发展指标体系。该体系共设总体层、系统层、状态层、变量层和要素层5个层次；系统层由生态支持系统、发展支持系统、环境支持系统、社会支持系统、智力支持系统5大系统组成；状态层中针对每个系统设置了3～4个共计16个状态；变量层中共采用了47个指数；要素层中采用了249个指标全面系统地对47个指数进行了定量描述。利用上述指标体系对我国省、市、自治区的各支持系统的可持续发展水平及可持续发展总体能力进行了定量评价与分类排序，使各地比较全面地了解各自的可持续发展能力与存在的问题，为国家及省、市、自治区的可持续发展战略决策提供较有力的支持。但由于该体系结构庞大，涉及的指标多，一些指标数据获取困难，可操作性不太强。

国家统计局统计科学研究所与《中国21世纪议程》管理中心建立了一套国家级的可持续发展指标体系，共分经济、社会、人口、资源和环境等6个子系统。在每个系统内，根据不同侧重点建立了描述性指标共83个。选用82个指标对我国1990—1996年的可持续发展进行了评价，认为我国可持续发展总态势处于亚健康状态。由于子系统与指标中存在一定的重复和交叉，目前该工作还在进一步研究中。

（2）区域或地方的可持续发展指标体系

一些学者对上海、南京、重庆、广东、山东等城市或区域的可持续发展指标体系进行了研究，各有一定特色。

诸大建等结合《中国21世纪议程——上海行动计划》中的重点行动领域，设计的上海可持续发展指标体系框架包括经济、社会、环境和能力4个领域60个指标。提出用人均GDP、恩格尔系数、人均预期寿命、人均绿地面积、成人识字率等作为宏观上计量上海可持续发展的综合评价指标的指数。根据综合评价指数的大小将可持续发展状况分为强可持续性、中可持续性、弱可持续性、可持续发展受到阻碍、可持续发展严重受到阻碍5个等级。

李乃炜等构建的南京市可持续发展指标体系共分经济、生态环境、社会发展3个大类、12个亚类、48个单项指标，利用前述的评价方法计算得到南京市各年度可持续发展综合指数，该指数逐年递增，表明南京市正在向可持续方向发展。

刘渝琳设计的反映重庆市可持续发展的存量、质量、结构与变动度指标体系共分目标层、准则层、指标层3个层次；准则层包括经济、人口、资源环境、社会稳定成长4个方面；指标层共计59个指标。从前述的评价方法得到重庆市可持续发展的综合评分为不及格。人口准则和资源环境准则离可持续发展的及格度有较大差距，这是重庆市可持续发展中矛盾最突出的两个方面，经济发展程度离可持续发展要求仍有一定差距。该结论与《中国可持续发展战略报告》中有关评价结果较一致。

海热提·涂尔逊提出的城市可持续发展评价指标体系是一个由目标层、准则层、指标层和分指标层构成的层次体系。满意度为目标层的综合指标；准则层由持续度（人口增长、经济增长、城市建设）、协调度（环境状况、社会经济环境协调状况、产业结构和人口结构）和发展水平（城市发展水平、人均社会、经济和基础设施指标、城市基础设施）三方面组成。分指标层中共有46个指标分别来反映指标层中的5个动态指标和5个静态指标。评价方法为综合指数法。用该评价指标体系对乌鲁木齐市的可持续发展水平进行了评价，满意度低于新疆与全国城市满意度平均值，可持续发展能力较低。

冷疏影等在分析了我国脆弱生态区人口—资源—环境与发展的矛盾的基础上，建立了脆弱生态区压力—状态—响应模型，提出了我国典型脆弱生态区可持续发展指标体系，共分4个层次，涉及33个指标。根据脆弱生态区经济不发达的特点，该指标体系中没有反映污染状况的指标。

张坤民教授的研究组在采纳世界银行提出的“真实储蓄”的合理内核外，结合中国国情，提出了中国城市环境可持续发展指标体系框架，在此基础上建立了中国环境可持续发展指标体系，通过对环境、资源等描述性指标的货币化，建立了一组综合环境经济学指标，并最终系统化为可持续发展政策指标——真实储蓄率，并依据此值来衡量中国城市可持续发展进程。该指标体系在烟台市与三明市进行了应用。

（六）存在的问题

（1）资料获取有一定困难，一些资料缺乏真实性。我国目前的统计体系与可持续发展理论不一致，一些基础资料难以获得或不全；由于统计口径不一致，各部门之间、各年度之间的统计数据不衔接，对比困难；一些基础资料水分较大。

（2）可持续发展程度评价缺乏认同性。可持续发展是一种理想状态，无法确定指标的标准值。如何建立具有权威性和科学性的可持续发展程度的评价方法有待进一步研究。