基于多维视角的“城市病”诊断分析及其风险预估研究进展与发展趋势

      1 引言

      城镇化是伴随工业化发展、非农产业在城镇集聚、农村人口向城镇集中的自然历史过程，是人类社会发展的客观趋势，是国家现代化的重要标志。自改革开放以来，中国城镇化进入了高速发展通道，2015年中国城镇化率已达56.1%，预计到2020年将超过60%。与此同时，城市群已经成为中国城市与区域空间组织的重要形式。据报道，中国将在未来重点培养建设5个国家级的大城市群、9个区域性的中等城市群和6个地区性的小城市群（方创琳，2015），这些地区将成为中国经济发展格局中最具活力和潜力的核心地区，主宰着中国经济发展的命脉（刘晓丽等，2008）。

      但是，城镇化是一种强烈的地表人类活动过程，城镇化对资源及生态环境可能产生剧烈影响，而这种影响反过来又可能对城镇化进程形成约束（李双成等，2009）。“城市病”是一种城市问题的形象描述，意即城市生态系统的结构、功能等出现了问题，城市功能无法正常实现，对城市的社会经济发展产生了阻碍因素。美国著名城市地理学家Northam（1979）认为，城市化水平从30%～70%是城市化快速提升期，也是“城市病”高发期。近年来，中国城镇化发展与资源及生态环境的矛盾开始激化，“城市病”已经影响到一些特大城市群地区的可持续发展。2013年3月，《京津冀发展报告（2013）——承载力测度与对策》蓝皮书披露：京津冀地区水源枯竭、垃圾围城、雾霾肆虐、交通拥堵、人口超载所带来的不良后果正在逐渐显现。在《国家新型城镇化规划（2014—2020）》提出的六大必须解决的突出问题中，有4项与环境资源密切相关，充分反映了生态环境与资源问题是中国城镇化发展的重大短板和约束条件。

      社会需求极大地刺激了科学研究。国际上，2013年国际地理联合会（International Geographical Union）成立大都市工作组（Megacity Taskforce），吁请地理学家参与解决大都市问题，尤其关注全球环境变化和经济全球化下中低收入国家的大都市问题。德国海姆霍茨环境研究中心（Helmholtz Centre for Environmental Research）的“风险生境的城市（Risk Habitat Megacities）”计划，聚焦拉丁美洲地区的城市可持续发展。国际科学联盟发布的“未来地球2025愿景”（Future Earth 2025 Vision），将“城市化建设”列为“未来地球”研究计划中重要研究领域。在中国，2013年9月，中国科学技术协会在北京组织了“未来地球在中国”国际会议，确认了在中国需要优先解决的、与可持续性能力建设相关的问题，其中将“亚洲城市化对区域环境、社会影响研究，以及健康的相互作用关系”列入研究议题，表明了对“城市病”问题研究的重要性。本文评述了“城市病”诊断分析及其风险预估的研究进展和存在问题，并对研究趋势进行展望，以期对“城市病”相关研究有所裨益，进而为保障中国新型城镇化战略的顺利实施，实现区域生态安全和社会经济可持续发展提供科学支撑。

      

      2 国内外主要研究进展

      “城市病”作为城市快速发展过程中资源环境与社会经济发展不协调的主要表现，长期以来受到国内外学者的广泛关注。下文将回顾和总结国内外近年来研究所取得的主要成果和进展。国内研究通过在“中国知网”（CNKI）平台分别检索主题为“城市病”“城市化与生态环境”“城市代谢”“城市生态系统”“生态风险”的中文文献获得；国外研究通过在Web of Science平台分别检索主题为“urban problems” “urban crisis” “urban heat island” “urban land use” “urban pollution” “urban metabolism” “urban ecosystem service” “ecological risk”的英文文献获得；时间均截至2016年。对检索结果进行去重处理，得到中文文献5987篇，英文文献4930篇。

      2.1 “城市病”的病因分析

      国内外对“城市病”的病因分析主要从城镇化与生态环境交互耦合的胁迫与约束、城市代谢失调、生态系统服务供给不足3个视角进行（表1）。

      2.1.1 城镇化与生态环境交互耦合的胁迫与约束

      城镇化与生态环境交互耦合的胁迫与约束是城市病产生的原因之一（黄金川等，2003），理清两者的交互耦合机制是“城市病”病因分析中的重要内容。国外研究中，城镇化与生态环境交互作用方面，Grossman等（1995）应用计量经济学方法，以42个发达国家的面板数据进行实证分析，揭示了随着城市经济水平的提高，城市生态环境质量呈现倒“U”型的演变规律，提出了著名的环境库兹涅茨曲线（EKC）假设。随后，运用环境库兹涅兹曲线对不同国家或地区的城市实证分析成为持续研究热点（Bruvoll et al 2003；Paudel et al，2005；Brajer et al，2008）。Al-Mulali等（2012）使用调整的最小二乘法回归方程分析了全球7个地区1980—2008年期间城镇化与能源消费和二氧化碳排放之间长期的双向关系，结果表明，有84%的国家呈现长期的正向性，仅有16%的国家呈负向关系。城镇化对生态环境胁迫作用方面，大量研究围绕城镇化进程中下垫面改变的生态效应而展开。一方面，城镇化对自然生态系统的侵占，导致景观破碎化，并对生物多样性和生态系统服务产生负面影响（ et al，2011；Seto et al，2011）；另一方面，城镇化进程通过改变下垫面性质、反照率和蒸散发而对城市气候和热环境产生显著影响（Oke，1988；Santamomjs et al，2001），其中城市热岛效应及其成因研究最引人注目（Oleson et al，2011）。近年来，中国城镇化过程中对于资源环境的胁迫作用，也引起了国外学者的关注。Güneralp等（2008）以中国深圳市为例，建立系统动力学模型模拟城市增长的驱动力及其在土地利用、空气污染以及能源和水资源需求方面的环境效应。Haas等（2014）以京津冀、长三角和珠三角为案例区，运用景观指数和生态系统服务概念研究了土地利用变化和城镇化发展带来的环境效应。结果表明，快速的城镇化导致了自然生态系统面积下降、景观破碎以及生态系统服务价值的显著降低。