环境规划学的理论基础

环境规划学的理论基础,第一节环境承载力,（一）环境系统环境系统的组成要素有各种大气组成物质、水、土壤、各种生物以及人类生存所处的近地空间与各种人工构筑物，它们分别构成了大气环境、水环境、上壤环境以及城市环境等要素子系统。环境系统的结构指环境系统各要素之间的联系和相互作用方式，包括各环境要素的赋存量及其有规律的运动变化。环境系统的功能指环境系统与外部介质相互作用的能力，它由环境系统的固有结构决定。如果人类系统选取与环境最为相关的社会子系统与经济子系统，则其与环境系统的相互作用关系如图2.1所示。图中实箭头所示即为环境系统的功能表现。,一、环境系统与环境规划,图2.1环境系统与人类社会、经济系统的相互关系,环境,经济,环境,社会,提供资源,排放废物,反馈,反馈,（二）环境系统与环境规划关系环境规划既要研究环境系统本身规律，又要研究人类社会的组织形式和管理方式，以便有效地减少环境破坏、治理污染。例如，要想科学的治理一条河流的污染，首先要了解河流的水文特征以及污染状况，掌握大量的动态数据。其次，要了解这条河流的污染来自什么地方、什么单位或个人，是如何排放的。最后，在给出治理方案时，要论证如何最公平和高效地控制各个污染者的排放量，如何采取有效措施达到治理目标。所有上述工作都是建立在环境系统和人类系统的研究之上，同时要研究二者的相互关系。图2.2所示即为环境系统与人类社会的相互作用。,环境,人类社会,环境规划,图2.2环境系统与环境规划,（二）环境系统与环境规划关系,二、环境承载力与环境规划1环境承载力环境承载量就是某一时刻环境系统所承受的人类系统的作用量。这里人类系统主要指社会和经济系统，不包括环境系统赋予人类精神上和美学上的享受。在实际工作中，我们更关心这一作用的极限值，即环境承载力。环境承载力指某一时刻环境系统所能承受的人类社会、经济活动的能力阑值。2环境承载力与环境规划关系面向可持续发展的环境规划工作应在环境规划学的指导下进行，它应该有自己的理论体系和框架，并克服单纯凭经验做规划、缺乏科学的理论依托的弊端。环境规划不仅要对重点污染源的治理作出安排，还要以环境承载力为约束条件，在环境承载力的范围之内对区域产业结构和经济布局提出最优方案。环境规划的目标是协调环境与社会、经济发展的关系，使社会、经济发展建立在不破坏或少破坏环境的基础上，甚至在发展经济的同时不断改善环境质量。换句话说，其目标是不断提高环境承载力，在环境承载力范围之内制定经济发展的最优政策。,第二节可持续发展与人地系统,一、可持续发展,（一）可持续发展的概念“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。从自然属性认为“可持续发展是寻求一种最佳的生态系统以支持生态的完整性，即不超越环境系统更新能力的发展，使人类的生存环境得以持续”；从社会属性认为“可持续发展是在生存不超出维持生态系统涵容能力的情况下，改善人类的生活品质”；从经济属性认为“可持续发展的核心是经济发展，是在不降低环境质量和不破坏世界自然资源基础上的经济发展”；从科技属性认为“可持续发展就是要用更清洁、更有效的技术，尽量做到接近零排放或密闭式工艺方法，以保护环境质量，尽量减少能源与其他自然资源的消耗”；从伦理方面认为“可持续发展的核心是目前的决策不应当损害后代人维持和改善其生活标准的能力”。,（二）可持续发展的基本原则（1）公平性原则（Fairness）。可持续发展强调发展应该追求两方面的公平：一是本代人的公平即代内平等。二是代际间的公平即世代平等。（2）持续性原则（Sustainability）。持续性原则的核心思想是指人类的经济建设和社会发展不能超越自然资源与生态环境的承载能力。（3）共同性原则（Common）。,二、人地系统协调共生理论,（一）人地系统协调共生的熵变描述从耗散结构理论分析，人地关系地域系统作为远离平衡态的开放系统，在外界条件达到某一“临界限制”时，通过涨落发生非平衡相变，在不断与外界交换物质、能量和信息的同时，由原来的无序混沌状态变为时空、结构和功能上的新的有序稳定状态，形成耗散结构分支。可见，人地关系形成耗散结构过程，正是靠系统开放而不断向其内输入低熵能量物质和信息，产生负熵流得以维持。（二）人地协调共生的机制响应环境规划的区域是由人类活动系统和地理环境系统组成的人地协调共生系统，维持二者协调共生关系的充要条件是从其外部环境不断获取负熵流。复杂系统的因果反馈关系，主要是自我强化的正反馈关系和自我调节维持稳定的负反馈关系之间的相互偶合，决定着人地关系的行为和区域发展的前途。,三、人地系统持续发展理论,（一）人地系统发展的动力学过程区域性的人地系统是人占主导地位的复杂系统。人作为调控人地系统的主人，一方面不断地适应其生存的区域环境；另一方面通过社会经济活动作用于区域环境，并深刻影响着区域环境的结构、功能。反过来，区域环境则通过其赋存的资源和环境质量状况为人类生产和社会活动提供物质基础和生存空间，并制约人类活动规模、强度和效果。在人地之间的这种相互作用过程中，资源环境作为“地”的一面，是自然过程的变化；人类社会经济活动作为“人”的一面，是人文过程的变化。（二）人地系统持续发展的相互作用区域人地系统的持续发展，可以看作是资源开发、产业结构调整、经济增长、社会进步和环境保护等物质实体发展，又要包括科技教育、政策体制和法规标准等非物质实体发展的多维综合协调发展过程。把区域经济活动作为整体，寻求最经济的同生态环境协调。把人类的生存利益同经济效益结合起来，把经济活动同改革社会活动结合，提高社会整体宏观效益。,第三节复合生态系统,一、复合生态系统理论,图2.3社会经济自然复合生态系统示意图,（一）复合生态系统的结构社会、经济、自然三个相互作用，相互依赖的子系统共同构成一个庞大的复合生态系统。自然子系统以生物结构及物理结构为主线，以生物环境的协同共生及环境对人类生活的支持、缓冲及净化为特征，它是复合生态系统的自然物质基础；社会子系统以人口为中心，包括年龄结构、智力结构和职业结构等，通过产业系统把它们组成高效的社会组织；经济子系统和物质的输入输出，产品的供需平衡以及资金积累速率与利润，是促进社会进步环境保护的必要条件。这种子系统之间相互联系、相互制约的关系，即构成了复合生态系统的结构。它决定着复合生态系统的运行机构和发展规律。,二、复合生态系统的结构与功能,（二）复合生态系统的功能系统的结构与功能是相辅相成的，复合生态系统的功能可归纳为：1.生产即为社会提供丰富的物质和信息产品。2.生活即为人民提供方便的生活条件和舒适的栖息环境。3.还原即保证城乡自然资源的永续利用和社会、经济、环境的协调持续发展。4.信息传递人类一方面利用生物与生物，生物与环境的信息传递来为人类服务；另一方面，人类还可以应用现代科学技术，操纵生态系统中生物的活动，按照人类社会需要的方向发展。,复合生态系统具有人工性、脆弱性、可塑性、高产性、地带性和综合性等特性。它们给环境规划的编制和实施提供了可能。组成复合生态系统的三个子系统，均有着各自的特性，社会系统受人口政策及社会结构的制约，文化、科学水平和传统习惯都是分析社会组织和人类活动相互关系必须考虑的因素。,三、复合生态系统的特性,在编制环境规划的过程中，无论是信息的收集、储存、识别和核对，功能区的划分，评价指标体系的建立，环境问题的识别，未来趋势的预测，方案对策的制定，环境影响的技术经济模拟，多目标方案的评选等等，都与复合生态系统的功能密不可分。人类活动对复合生态系统的任何一个子系统，任何一个功能造成影响，都将干扰系统的运行机制及状态，进而破坏复合生态系统。当前人类与自然环境之间，即社会一经济一自然复合生态系统内部存在着4个主要矛盾。,四、复合生态系统与环境规划的关系,(1)人类生活对自然生态环境条件的相对稳定性的要求与当前自然生态环境急剧变化的矛盾(2)人类改变自然环境的快速性与自然环境恢复和调节的缓慢性之间的矛盾(3)地球上蕴藏的矿产和地下水资源等的有限性与人类的需要及开采能力的无限性之间的矛盾(4)地球的体积是有限的，物质的生产也是有一定限度的，人口的发展如无计划是无限的，这也是一个矛盾。,（一）自然子系统对环境规划的指导作用（二）社会、经济子系统对环境规划的指导作用,五、复合生态系统对环境规划的指导作用,第四节空间结构理论,（一）城市空间结构理论城市空间结构理论又叫城市形态理论，城市的形态纷繁复杂，但又有一定的规律可循。城市内部由于土地利用形态存在差异，因而形成了不同的功能区和地域结构。随着城市规模的不断扩大，内部地域结构越来越复杂，各功能区之间的联系也趋向紧密。当旧的结构无法承担人口膨胀带来的压力，产生交通拥塞、环境污染、住宅拥挤、电力和水供应紧张等问题，便会以一定的方式向外围扩展，形成新的空间结构。因此，城市处于不同的发展阶段具有不同的空间结构。世界各国已提出了多种城市空间结构理论模式，如西方的同心带理论、扇形理论和多核理论等，前苏联、东欧和中国提出的分散集团模式、多层向心城镇体系模式等。认识城市空间结构的演化规律，才能因势利导地进行城市规划。,一、城市空间结构理论与城市环境功能区划,（二）环境功能区划环境功能区划是从环境与人类活动相和谐的角度来规划城市或区域的功能区，它与城市和区域的总体规划相匹配。环境功能区是根据自然条件和土地利用现状和未来发展方向划分的，各功能区具有不同的环境承载力，因而对区域内城市的发展规模、产业结构和生产力布局产生一定限制和影响。二、城市空间结构的环境经济效应与集聚规模经济城市环境规划的目的在于取得最佳的经济、社会和环境效益。也就是说，以最小的土地、人力、物力、财力、时间和环境投人费用，获得最大的环境经济效益。合理的地域结构，能够提高劳动生产率，减少各方面的费用。,（一）城市空间结构的环境经济效应1企业的集聚效应2功能区的邻近效应3城市设施间的协调效应4土地利用的密度效应5时间的经济效应6城市合理配置及对外联系效应,（二）城市空间结构的集聚规模经济所谓集聚规模经济是指产出和平均投人随经济规模而变的一种经济现象。一般情况下，生产规模扩大的初期，导致平均成本下降；如果投入过多，其平均产出反而减少。因此，企业、工业区和城市存在一个合理规模问题。规模经济包括三种类型：企业内部规模经济，是对单个企业而言的。布局规模经济，是指同一行业序列的一些企