1.5.1　人居环境建设现状与反思

1）人居环境建设现状

随着城市化、城镇化进程的不断加快，人类对于人居环境建设的需求也越来越大。这种需求直观地体现在城镇化水平上。据统计，截至2013年底，城镇人口占总人口比重为53.73%，并且该数值在未来很长一段时间内会不断增长。《中国发展报告2014》的数据显示，我国城镇化水平在不断增高，到2020年，城镇化率将达到60%，2030年将达到70%。城镇化的快速推进迫使人居环境建设速度不断加快，为了缩短建设周期，套用城市人居环境建设模式已成为常态。由于大量人口将脱离农村并迁移到城市和城镇，农村聚落的数量急剧减少，多个农村合并形成的城镇聚落越来越多，因此，人居环境理论研究更多集中在城镇发展视角，很少将目光转向乡村建设之中。很多基于农村人居环境建设的学术研究也认为，农村人居环境建设应与推进小城镇建设综合考虑，促进城市基础设施应用到乡村建设中去。城镇化的快速推进和乡村建设理论的缺失，导致传统的城市建设模式成为当前人居环境建设的主流模式。

传统的城市建设模式基于一套复杂的基础设施系统构成（图1.8）。该系统呈集中式布局，能源、资源等通过大型基础设施生产并输出，经由分散到各处的管网输送到各个终端（用户）（图1.9）。由于没有物质（食物、水、燃料、原料等）生产能力和自身消纳能力，因此该系统的运行完全依赖于外部环境的物质输送，系统产生的废弃物也会排向外界环境（图1.10）。该系统具有三个主要特征。

图1.8　城市建设模式的四个层次

图1.9　集中式能源系统

图1.10　城市系统的运行模式

第一，物质的线性代谢。物质代谢是大自然的基本规律，也是人类与自然界进行交流和沟通的基本手段。工业社会之前的城市代谢是一个闭合的养分循环过程，人类生活中的废弃物以肥料的形式返田，农田生产食物供应给人类。随着集中供排水系统和垃圾集中回收处理方式的出现，城市的代谢过程也发生了本质变化，养分由田间输送到城市之后，不再以废弃物的方式回田，城市由原来物质循环系统中的一个环节，变成单一的垃圾排放者和资源消耗者，造成了养分、资源的线性代谢和单向流动。

第二，能源的长途输送。能源是维持城市系统正常运行的动力，也是现代文明高度依赖的生存要素。能源的长途输送主要体现在两个方面：一是原料的长途运输，由于能源的生产大多依靠化石燃料的燃烧，而化石燃料的分布位置有限，因此燃料的供给需要借助运输工具的远距离输送完成；二是能源的集中式管网供给方式，这种供能模式是当前城市基础设施建设的主要模式，经发达国家的长期使用验证，成为当前中国在城市建设中普遍采用的模式。

第三，规模的无限扩张。中国城市的发达程度往往和其规模呈正相关关系，城市不断侵吞周边的农村地区，无节制的扩张带来了人口的增长和用地的紧张，同时要求城市系统的规模也要相应扩张。由于系统的生产设备相较于运输管道造价昂贵，因此系统大多不会另造新的设备来扩张，往往是在原有系统的基础上继续向外延伸，带来的是更为遥远的能源输送距离。

2）人居环境建设面临的困境

表面上看，城市建设模式依靠良好的规划和完善的基础设施优化了人居环境，同时为人类生活带来诸多便利，是乡村和城市居民都很向往的居住模式，但是在这种便利的背后，却显示出诸多深层次的问题。

（1）环境恶化问题

物质的线性代谢方式导致了严重的垃圾问题。有数据显示，地球上75%的生活垃圾来自城市，在城市生活垃圾中，有机垃圾占据约为一半的比例，但绝大部分被送入垃圾填埋场填埋或者被弃入江河湖海和山野田林中，造成严重的环境污染，危害人类健康，只有极少量以肥料的形式返回农田（图1.11）。农业耕种土地将土地中的养分转化为食物供应给居民，但自身的养分因得不到补充而被逐渐“榨干”，只能依靠化学肥料补充耕地的肥力，对土壤和水源都会造成污染。城市中的热、电等能源需求依赖于化石燃料的燃烧，对空气环境造成的污染十分严重，导致近年来热岛效应、空气雾霾等现象普遍出现（图1.12）。

图1.11　城市中的垃圾海

图1.12　雾霾对城市的影响

（2）资源短缺和浪费问题

首先，城市对于化石燃料的需求量巨大，消耗了大量的不可再生资源，《世界能源统计年鉴2013》显示，当前地球上的化石能源危机日益紧迫，并且这一数据还是建立在当前的消耗基数上，随着消耗量的逐年上升，使用年限将会更少；其次，物质（原料、食物等）在远程运输过程中消耗的化石能量远远大于其自身能量，对此英国学者提姆·郎（Tim Lang）提出食物里程的概念，用来显示食品在运输过程中对环境造成的负面影响，研究表明，食物在远程运输中消耗的能量远高于自身所含能量，这一过程不符合可持续发展的要求；再次，电、暖等能源在经由管网系统运输的过程中存在能量损失问题，距离越长，能量损失越大，如果将整个运输过程中的能量损失进行核算可以发现，损失的能量甚至要高于最终被利用的能量，这也间接造成了资源的浪费。

（3）基于生态足迹的环境预测

随着人口剧增、资源过度消耗、环境污染、生态破坏等问题日益凸显，人类逐渐认识到，生态系统的自我维持和调节能力存在上限，人类的可持续发展必须建立在生态系统完整、资源持续供给和环境长期有容纳量的基础之上，并由此提出“生态承载力”和“生态足迹”的概念，试图通过直观的数据进一步阐述这一问题。生态承载力指在某一特定环境条件下某种个体存在数量的最高限值。生态足迹指维护城市运行和消除其废物所需资源的具有生态生产力的土地面积。研究数据表明，在1961至2010年间，地球的人均生物承载力由3.2全球公顷减少至1.7全球公顷，与此同时，人均生态足迹由2.5全球公顷增至2.7全球公顷，超过了地球生态承载力的50%。40多年来，人类对自然的需求已经超过地球的可供给能力，要有1.5个地球的资源再生能力，才能生产所需要的可再生资源和吸收其所排放的二氧化碳。

就当前情况来看，我国正处于高速发展时期，随着居民生活水平的不断提高，人口规模的不断扩大，生态足迹总量不断增长（图1.13），并且生态足迹对城镇化水平的依赖十分明显，两者之间呈正相关关系（图1.14）。《中国生态足迹报告2012》指出，2008年，中国人均生态足迹为2.1全球公顷，增速达到每年7%。若继续按当前模式发展，到2030年，中国人均生态足迹和生态承载力将分别为4.4107全球公顷和1.5449全球公顷。可见，如果不改变现有的发展模式，可持续发展将面临更加严峻的考验。

图1.13　中国生态超载的成因分解

图1.14　中国人均生态足迹和城镇化率的关系

3）问题的反思

当前人居环境建设中产生的种种困境预示着其需要一种彻底的改变，但是应该从何处着手，才能扭转当前大环境下生态恶化的局面，有效抑制环境污染、生态恶化、资源浪费等问题，建立人居环境和自然环境之间良好、可持续的关系，是人居环境研究需首先解决的问题（图1.15）。

图1.15　生态人居环境建设现状与未来可持续发展模式

可以看出，人居环境建设中的种种弊端，都是基于城市人居环境建设模式而产生的。城市作为人类生活的基本载体，其发展历经了近100年的不断探索和创新，并运用了最先进的科学技术，最终形成了一套以集中式管网为城市基本框架的建设模式。基于当前城市运行发展的状况，该模式是完全失败的：对于居民生活环境来说，其的确带来很大便利，但是这些便利是完全建立在不顾及终端处理的基础上实现的，这也是人居环境严重恶化的直接原因。

在人类活动的干涉下，城市系统已逐渐成为一种不可逆的人工系统，并且其系统要素与结构形态已基本固定。所以在改造过程中，很难用新的代谢模式取代原有的系统框架，也就很难解决城市的生态问题（图1.16）。由于乡村还没有完全陷入城市模式，相当一部分地区的乡村人居环境建设依然处于原始阶段，因此，与城市相比，乡村环境较少受到现代文明的冲击，保留了传统的生活方式，蕴含了很多传统生态智慧，生态模式基本契合自然生态系统。此外，基础设施匮乏，拥有很大的建设空间。最重要的是，乡村不是单纯的消费者，不仅为城市提供食物和原材料，还能良好地消纳有机废物，为生态系统做出贡献。从这个层面来看，乡村的生态化不仅是维持自身生态稳定的要求，也关系到城市和全社会的生态安全。基于乡村独有的特性，改变乡村人居环境建设模式显得尤为重要，因此从乡村人居环境建设研究的角度入手，再将研究中总结的经验应用到更复杂且根基更深的城市建设中去，是一条适宜的人居环境科学改良道路。

图1.16　城市人居环境的线性代谢（上）与循环代谢（下）对比

4）乡村人居环境建设的目标与机理

乡村人居环境建设的目标在于彻底解决其所面临的生态环境问题和生产生活问题。为了实现这一目标，其建设模式必须区别于当前的城市建设模式，从单纯的消费系统转变为兼顾生产与消费的综合系统，通过系统内部协调共生的关系，使其变成一种无害于自然，非常趋近于自我循环代谢的系统。

因此，乡村人居环境建设的内在机理必定是一种能够自维持的循环代谢系统。该系统需建立在产业生态学的基础上，依靠一定的措施（增加新的要素或者借助技术手段）重新构建，从生产与生活的隔离转变为生产生活一体化，从线性代谢模式转变为循环代谢模式，通过要素之间的互补共生实现资源的输入最小化及对环境的影响最小化，借此提高系统内部各要素之间协调共生的关系（图1.17）。

图1.17　乡村传统代谢系统（左）和乡村理想代谢系统（右）