祝明建

 

　　美國佛羅里達大學博士

 

　　北京交通大學 助理教授，碩士生導師

 

　　采訪記者：陳岑（大景觀網 資深編輯）

 

　　圖片提供：祝明建

 

　　“ 全球氣候變暖，海平面上升和人口快速增長對城市規劃設計有什么挑戰？

　　人口快速增長一直以來都是城市規劃設計面臨的巨大挑戰，它對城市的交通、公共服務設施以及生態環境帶來了巨大的壓力。在物質空間方面，人口快速增長產生的直接影響就是土地利用的快速變化，大量的林地、農地以及其他非建設用地都被用來開發以滿足人們生產及生活的需要。以沿海城市深圳為例，人口在近三十年的時間內增長了幾十倍，要跟上這種急劇的變化，城市規劃面臨的挑戰可想而知。

　　除了人口快速增長的問題，近年來全球氣候變化也給城市規劃工作帶來了新的挑戰。作為氣候變化最直接、最廣泛的影響，海平面上升給沿海城市和地區帶來了巨大的威脅。根據20世紀以及21世紀初全球沿海觀測站的統計數據顯示，全球海平面平均每年上升了大約3.3mm。聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC) 在其最新的評估報告中預測全球海平面將在21世紀末上升0.4-0.6m, 最壞的可能是上升1.0m。但是IPCC的報告也指出，這個預測是基于南極海平面以下的冰川未融化的前提下的預測。如果在21世紀末南極海平面以下的冰川也融化，全球海平面上升的幅度將會遠遠超過預測范圍。根據中國國家海洋局發布的《2014年中國海平面公報》，自1980年至2014年，中國沿海海平面總體呈波動上升趨勢，并且由于沿海地區地面沉降等原因造成的影響，我國的海平面上升速率略高于全球平均水平。最近幾年的監測結果表明，這種威脅已不僅僅停留在預測階段而是已經開始呈現（下面兩張圖顯示了2010年美國佛羅里達州邁阿密和基韋斯特在高潮位被淹沒的情況）。

 

圖2：美國佛羅里達州基韋斯特在高潮位的時候被海水淹沒（圖片來自Harold Wanless, U of Miami）

　　“ 現在有哪些先進的規劃設計技術或手段來應對氣候變化的問題？

　　針對海平面上升帶來的威脅，城市規劃須考慮海平面上升的增量因素。海平面上升適應性規劃（sea level rise adaptation planning）已成為城市規劃學科一個重要的研究方向。由于海平面上升高度的不確定性，預景規劃（scenario planning）被廣泛應用于此研究領域。近幾年，國外開展了大量針對海平面上升的影響評價以及適應性城市規劃工作。在國家層面上，美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）建立了全美范圍內的海平面上升預景可視化工具（https://coast.noaa.gov/slr/）。此工具可以被用來指導沿海城市和地區的城市規劃工作（圖3）；英國制作了《英國城市建設適應氣候變化設計參數增量表》，這一增量表根據建筑物使用年限長短，不同程度地提高其所能承受的最大降雨強度、最大河流流量、近岸風速、極端波浪高度等參數標準。我國也逐漸重視起海平面上升的應對工作。在2016年的全國兩會上，秦大河院士就提案呼吁要加強海平面上升對我國沿海地區不利影響的研究和應對工作，特別是在城市規劃和重大基礎設施的設計參數制定中，要充分考慮海平面上升等氣候變化增量因素。

圖3：美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）建立的海平面上升可視化工具。

 

　　“ 氣候變化對不同國家造成的影響會有所差異，您認為氣候變化對中國會產生哪些主要的影響？

　　由于地理環境等因素造成的差異，氣候變化對不同國家和地區造成的影響也有所差異。明顯的，對于內陸國家氣候變化造成的影響主要體現在氣候異常，極端天氣現象增多等；而對于沿海國家和地區，氣候變化造成的主要和最直接的影響是風暴潮增多以及海平面上升等。中國幅員遼闊、地理環境多樣，氣候變化造成的主要影響會有很大的差異性。從已有的研究結果來看，氣候變化將使我國北方和西部的溫暖地區以及沿海地區降雨量增加，導致長江、黃河等流域的洪水爆發頻率增高；將使得東南沿海地區臺風和暴雨更加頻繁以及海平面上升（圖4）；并導致我國西部廣大地區的干旱加劇，干熱風頻繁，土壤蒸發量上升。

海平面以上高度（m）

 

　　圖4：海平面上升對我國的影響

　　“ 可否介紹一下氣候變化適應性規劃設計研究的主要內容？

　　氣候變化適應性規劃設計是近幾年才開始熱起來的研究方向，美國十分重視此領域的研究工作，包括美國國家自然科學基金（NSF）、美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）等機構以及基金會等都投入了大量資金開展了相關研究工作。氣候變化適應性規劃設計研究的主要內容可以歸納為兩個方面。第一個方面就是氣候變化對城市和地區的影響評價工作，這個是開展適應性規劃設計的基礎，先要對氣候變化的影響進行評價才能有針對性地開展規劃設計工作。氣候變化的影響十分廣泛，通常可以從生態、經濟和社會各個層面展開。美國國家海洋與大氣管理局開發的海平面上升可視化工具就是一個很好的例子。這個工具從生態、社會和經濟各個層面對海平面上升的影響進行了評價。第二個方面就是針對氣候變化的影響開展具體的適應性城市規劃設計工作。這部分的工作內容主要是適應性規劃設計方案以及相應的政策制定。

　　“ 請您舉一個用規劃設計技術手段解決氣候變化產生的問題的實際案例。

　　地理信息系統GIS應該是目前城市規劃設計學科解決氣候變化所產生的問題的最主要技術手段了。由于氣候變化的不確定性，對很多問題的預測例如對海平面上升的預測，至今也不能得出一個精確的范圍。預景規劃（Scenario Planning）成為氣候變化適應性規劃領域通常采用的手段，而GIS技術正是預景規劃所必須掌握的技術手段。本人在美國攻讀博士學位期間，在美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）的資助下，構建了適應海平面上升和人口快速增長的城市規劃設計模型。其研究成果被位于佛羅里達州的Guana Tolomato Matanzas National Estuarine Research Reserve (GTM NERR)作為調整其總體規劃以應對氣候變化的依據（圖5）。構建的適應氣候變化的城市規劃設計方法可以為全球沿海地區所采用，以應對未來的氣候變化和快速城市化。相關成果已發表在城市與景觀規劃領域的頂尖期刊Journal of Landscape and Urban Planning（2015年144期）上。

 

 

 

圖5： 通過GIS建模分析得出的應對海平面上升1.0m (左) 和2.5m (右) 情形下所需要新增的保護區（紅色區域）。

　　“ 從2014年底開始，中國開始提倡建設海綿城市，您如何看待海綿城市與應對氣候變化之間的關聯？

　　海綿城市的建設目標即是希望城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，能夠提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生。海綿城市和應對氣候變化之間有十分密切的關聯。正如秦大河院士在今年兩會上倡議的城市規劃應該把海平面上升的影響考慮進來，中國要建設真正的海綿城市，氣候變化給城市帶來的影響不得不考慮，這就要求我們的城市規劃特別是很多城市在開展的海綿城市規劃要把氣候變化的因素融入規劃中。氣候變化將導致極端天氣現象的增多，那么海綿城市規劃就不應該只是考慮在通常情況下城市所具有的吸水、蓄水、滲水和凈水的能力，而是需要考慮在極端天氣情況下城市應對洪澇災害的能力。在這一點上，2012夏天北京遭遇特大暴雨并形成“到北京來看海”的局面給了我們很多啟示。

　　“ 利用建設海綿城市的契機，我們可以解決哪些問題？

　　中國大力提倡的海綿城市建設是一個很好的將氣候變化的影響因素融入城市規劃的契機。我國的海綿城市建設已引發了各地新一輪的城市規劃，以此為契機，將氣候變化適應性城市規劃的理念和方法融入海綿城市規劃中，將更有利于實現真正的海綿城市。利用我國大力建設海綿城市的契機，我們可以解決的不僅僅只是城市的防洪排澇、提升城市生態系統服務功能的問題，還可以作為我國城市應對氣候變化所帶來的挑戰的具體行動。

　　“ 氣候變化使得某些地區更容易產生干旱或者洪澇，請您針對這兩種情況具體分析該如何通過建設海綿城市來解決？

　　不同的地區，氣候變化帶來的影響會不一樣。對于干旱地區，氣候變化可能導致這些地區更加干旱，而對于易遭受洪澇的地區，氣候變化可能使洪澇災害加重。我國大力提倡的海綿城市建設可以成為應對氣候變化的有效戰略。對于干旱地區而言，由于氣候變化導致該地區更加干旱少雨，加強海綿城市的“滲”、“滯”、“蓄”、“凈”功能就顯得尤為重要，把有限的水資源留下來加以有效利用是干旱區建設海綿城市的重點。對于容易遭受洪澇災害的地區而言，加強海綿城市建設可以有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式，從而有利于修復城市水生態、涵養水資源，增強城市防澇能力，擴大公共產品有效投資，提高新型城鎮化質量，促進人與自然和諧發展。