【www.zhangdahai.com--中国梦征文】
张翼飞，李嘉蕙，王艺蔚
（浙江工业大学 经济学院，浙江 杭州 310012）
自改革开放以来，中国城市扩张速度不断加快，第七次全国人口普查数据显示，我国以常住人口统计的城镇化率已经达到63.89%，国内绝大多数城市市区面积在2010 年之后迅速增长，主要原因是城市周边的农郊地区用以修建道路和楼房等城市设施。由于人口的增长与集聚，城市的扩张蔓延，导致农郊地区的城市化加速，农业用地被蚕食，自然区域逐渐呈现碎片化状态。城市化进程与生态环境之间一直存在难以调和的矛盾，其中最受到关注的是城市水资源短缺、水污染、地下水危机、洪涝灾害和热岛效应等问题。这些因城市与生态高度失衡造成的问题，目前在环境、社会和经济方面已造成了巨大的损失，对未来中国的可持续发展也具有不可估量负面效应，绿色基础设施可以为城市生态文明建设提供一个全面的、相互联系的、平衡环境与经济因素的框架，应该成为城市规划的重点投入部分，并运用科学合理的方法进行土地规划，保持城市的健康发展。
水资源短缺、水污染、地下水危机、洪涝灾害和热岛效应等问题是继城市化而来的“城市病”。在水资源短缺方面，全国有400 多个缺水城市，其中严重缺水城市有114 个，水资源丰富的长江流域也有59 个缺水城市[1]；
在地下水危机方面，2016 年全国225 个城市地下水水质监测评价结果显示，达到饮用标准的地下水仅为39.9%，存在严重的污染问题，与此同时，由于地下水超采问题，多个城市发生地面沉降和地裂缝灾害，沉降面积高达9.4万km2[2]。不透水的人工路面覆盖自然透水路面，影响水文循环的直接后果就是不同级别的城市内涝。中国大约2/3 的国土面积遭受过不同类型和不同程度的洪涝灾害[3]。2017 年以来，41 座城镇受到内涝灾害影响，经济损失约为353 亿元[4]。如2021 年7 月的河南郑州暴雨灾害，由于城市缺乏对排水设施的韧性规划，直接经济损失逾1 337 亿元。与此同时，气候变暖、绿地缺失、生物多样性的减少和野生动物栖息地的破坏也是不容忽视的环境问题。以上都是城市化进程中由于缺乏长远规划，对资源的消耗和污染物排放超出环境承载力，忽略城市绿色基础设施建设而引起的城市内部脆弱性，其引致了更多的社会经济问题，如由于丧失自然系统服务而在减灾、救灾和恢复方面增加了维护修缮的成本，在公共基础设施上投入巨额资金，增加了无谓的公共服务成本。
1.1 绿色基础设施的主流定义与其在NbS中的定位
绿色基础设施是城市及周围各种规模的自然、半自然和工程特征的混合网络，是环境、社会和经济可持续发展所需要的生态框架[5]，它是由“枢纽”和“链接”相互连接的绿色空间网络，“枢纽”可以是保护区、国家森林公园、耕地小型公园等；
“链接”是连接生态系统和景观的走廊，如绿道、野生动物通道等，也包括一些生态工程，如绿色屋顶、雨水花园、垂直绿化、生物滞留和可渗透路面等[6]。
城市生态系统的跨学科方法和概念在近十年来是不断演变的，绿色基础设施概念的出现早于基于自然的解决方案（NbS），绿色基础设施侧重于制定具体的、系统的方法来解决现实的生态风险和压力，可以说NbS 由它发展而来，是绿色基础设施概念的扩展[7]，NbS 是一种提倡借助自然的力量，不仅要利用自然，更要将其应用于自然，修复遭到破坏的自然环境，同时确保经济、社会和环境效益，以期有效应对社会面临的挑战的环境友好理念[8]，能进一步促成社会经济的绿色发展。在降低城市脆弱性、应对城市面临的风险、提高城市韧性方面拥有巨大的潜能，并且能够带来额外的环境、社会和经济效益，同时，未来NbS 探索和实践的方向中，城市绿色基础设施构建是关键的一环，两者属于相互融合的关系。所以城市中规划并建设绿色基础设施以应对城市化带来的环境问题是必要的，绿色基础设施是城市可持续发展并在长期内获得生态、经济和社会效益的基础。
1.2 绿色基础设施的类型与优势
能源供应、供水排水、交通运输、邮政通讯、环保环卫和防卫防灾等系统多为灰色基础设施，而灰色基础设施多以片面割裂的工程措施去解决原本复杂的、系统的环境问题[9]，阻断自然系统循环的后果是严峻的生态问题。目前在学术界，绿色基础设施的相关概念在不同学科间具有差异性，总体可以归纳为绿色空间规划概念、城市生态学概念和水或雨水管理概念[10]。绿色基础设施的个体类型大致按照绿灰色连续体进行分类，包括天然绿色（生态资源）、工程绿色（工程生态结构）、以及功能性绿色（具有可持续目标的灰色基础设施）[11]。
绿色基础设施能为人类提供的生态系统服务从环境效益来看包括城市雨洪管理、增加二氧化碳封存缓解气候变化、降温以减少城市热岛效应、改善水和空气质量、增加不同物种栖息地保护物种多样性等；
从社会效益来看可以打造节能型建筑同时提升城市美学、改善社区环境质量，在一定程度上实现环境公平，提高社会凝聚力等；
从经济效益角度来看，可以增加居民娱乐和旅游机会以及增加房地产价值等[12-14]。绿色基础设施是一种成本效益高且具有韧性的手段，可以在城市及其周边地区中保护自然系统的价值和功能，并为人类及其他物种提供积极的生态、经济和社会效益。
灰、绿基础设施是相辅相成的，这个特点在海绵城市的构建中得到显著的体现。与传统的城市雨水管理相比，海绵城市依靠自然解决方案，其核心技术是绿色和灰色基础设施的集成。灰色基础设施目前尚不能完全由绿色基础设施取代，因为在大型暴雨事件中，绿色基础设施的容量有限[15]。绿色与灰色相结合的方法比单一灰色基础设施为城市提供了更好的减洪性能，既考虑了灰色基础设施的可靠性和可接受性，又考虑了绿色基础设施的多功能性、可持续性和适应性[16]。灰色基础设施能够在遇到暴雨时为城市排水提供下限保证，而绿色基础设施则是遇到小雨时的上限保证[17]。合理结合灰绿色基础设施能有效地改善城市洪水治理的稳定性，提高治水效率。
2.1 绿色基础设施研究的框架体系
概念性的绿色基础设施规划框架研究的比较少，但目前国际上已有的多功能概念性框架比较精炼，为绿色基础设施之后的规划研究提供了坚实的理论基础。Tzoulas 等[18]提出了一个城市地区的绿色基础设施框架，为将生态系统健康等生态概念与个人或社区健康等社会概念联系起来提供了基础。在此基础上，Lafortezza 等[19]描述了一个囊括环境、生物多样性、社会和领域凝聚力、可持续发展和人类福祉相互联系的五个组成部分的绿色基础设施规划框架，这些框架的组成部分是属于说明总结性质的。Hanse & Pauleit[20]提出了一个从社会生态学角度评估多功能性的概念框架，将广泛的生态和社会方面整合在一起，使绿色基础设施和生态系统服务两个概念联系得更为紧密。在此基础上，Pakzad & Osmond[21]、Kumar[22]和Haines-Young 等[23]又融入了人类健康和福祉及生态系统健康等复合指标，有助于评估绿色基础设施绩效。
相比之下，基于实践的绿色基础设施规划目前国际上研究较多的是减少热应力、雨洪管理和城市绿地规划等实践方面。许多学者对此提出了不同的研究框架，更深入、细化地丰富了绿色基础设施的规划理论。Norton等[24]提出了以降温功能为主的城市绿色基础设施的优先选择框架，对应用于地方政府规划规模的框架进行案例研究，选择“因地制宜”和“具有针对性用途”的绿色基础设施的框架。Denjean 等[25]将基于自然的解决方案（NbS）的使用系统化，将其韧性潜力纳入自然保障计划（NAS），重点是将保险价值作为提高认识和评估的基石，这将为规划者和投资者设计具有持久性的NbS 和灰绿色混合基础设施系统提供可能性。Gavrilidis 等[26]提出在规划新的城市绿地时，应将生物多样性保护、气候变化调节和空气质量改善等标准纳入规划框架，这在城市无序扩张的背景下，为城市绿地规划提供了一个有价值的方法。这些规划框架通常更注重规划过程的结构，而不是理论基础，并受到案例研究的启发。
2.2 绿色基础设施的评估体系
绿色基础设施的评价研究可分为三类，一是对生态系统或景观结构规划优劣的评价；
二是以生态服务功能为导向型的评价；
三是对绿色基础设施环境效益与绩效的评价[27]。这里着重分析绿色基础设施环境效益与绩效的评价体系，当前研究多以评估环境城市热岛效应、城市雨洪管理、绿色基础设施经济效益和相关者利益等单目标效益为主。
通过数据汇总建立评价指标测算绿色基础设施的环保绩效。如Bowler 等[28]通过数据汇总分析，使用系统综述方法来评估诸如植树、建造公园或屋顶绿化等干预措施是否会对城市地区的气温产生影响，其研究证实了城市绿化区域对缓解城市热岛效应的有效性。Susca 等[29]利用二氧化碳当量作为气候影响的指标，比较了城市地表反照率，使用城市和建筑的多尺度方法来评价植被在建筑上规模化应用（如绿色屋顶）可以缓解热岛效应的积极影响。
构建创新性模型测算绿色基础设施的环保绩效。Ahiablame 等[30]提出了三个水文及水质评估计算机模型来显示低影响开发（LID）实践的绩效，分别是长期水文影响评估—低影响开发模型、暴雨水管理模型、城市雨水处理与分析集成系统模型，LID 实践显示了缓解城市化和土地开发对水文和水质影响的巨大潜力。Schubert等[31]在运用水文模型的基础上增加了力学模型来具体评估绿色基础设施在减轻小型城市集水区的洪水灾害方面的性能。
在物理指标评估绩效的基础之上，将长期人类福祉纳入评估体系之中。Demuzere 等[32]建立了一个纳入如二氧化碳封存之类的生物物理效益以及改善居民健康状况的社会和心理效益的生态服务系统框架，对各种服务之间的共同利益匹配和权衡进行评估，为进一步研究绿色城市基础设施在不同类型的城市、气候和社会背景中的作用提供了途径。Spatari 等[33]、Flynn & Traver[34]和Wang 等将[35]生命周期评价作为一种在长期内评估绿色基础设施节省的能源成本、温室气体排放强度以及雨水控制措施有效性的生态、社会、经济绩效的方法。纳入时间因素的评价指标在目前国际绿色基础设施研究领域中属于比较前沿的热点。
利益相关者交流合作与居民参与度对于绿色基础设施的规划和评估是关键的一环，对于改善绿色基础设施投融资环境具有积极作用。妮可·哥伦布和邝嘉儒[36]通过绿色基础设施估值工具箱、绿色空间投资的社会收益分析以及名为“i-TreeEco”的测量树木实际价值的工具这三个不同估值手段，对绿色基础设施的价值进行量化评估。国内有付喜娥等[37-39]从投资价值、有形价值和无形价值三方面，构建城市绿色基础设施总经济价值评估模型，并运用演化博弈模型，评估政府与企业合作建设绿色基础设施的偏向性，后又采用条件价值法对苏州某景区绿色基础设施的非使用价值，包括社会福利和成本进行货币化评估。Gordon 等[40]创造了确定动机、确定评价方法、选择性能指标、潜在风险评估和风险管理技术、安全的资金来源、项目实施、持续评估这一循环流程框架，同时纳入与潜在投资者的沟通，发挥绿色基础设施对不同部门的吸引力。Rall 等[41]提出公众参与GIS（PPGIS）作为城市绿色基础设施规划工具的附加价值，而Coleman 等[42]指出居民意愿是绿色基础设施能否顺利投入运用的重点，Lieberherr & Green[43]则评估了政策工具如何激励公民参与绿色基础设施管理。
2.3 文献述评
绿色基础设施的建筑阶段是所有不利环境影响的主要贡献生命周期阶段，以及决定总生命周期成本大小和受人工影响最大的阶段，而目前已有的评估模型多是基于个别案例研究总结的，具有较强的针对性，对于整体性和协同性的综合绩效评估体系仍处于探索阶段。
国内绿色基础设施的研究热点主要集中在以下5 个方面：绿色雨水基础设施、生态系统服务、绿色基础设施网络规划与构建、绿道、气候变化，其中以“形态学空间格局分析”为代表的绿色基础设施网络规划与构建、生态系统服务研究是今后研究的前沿[44]。对国外概念和框架、技术途径和方法进行综述，介绍国外案例的研究是相对较多的。国内俞孔坚等[45-47]、付喜娥等[37-39]学者已经在城市生态系统理论、城市绿地规划和城市绿色基础设施效益评估方向有了比较系统的研究。
国外目前的研究热点集中在生态系统、城市绿地、雨洪管理和绿道研究方向，并开始探索在城镇化、定量化、公众参与和生态系统服务等方向的研究。研究领域不再局限在诸如景观规划之类的单一学科，开始注重交叉学科的研究。利用GIS、MSPA 等地理空间分析的技术手段并构建检测指标的计算机模型进行数据分析，而且不仅仅只停留在生态环境的物理量上，更延伸至社会文化领域[48]，并开始在如何平衡利益相关者之间的关系，如何提高公众参与度，如何改善居民健康福祉等方面构建综合的绩效评估体系，如用支付意愿和享乐价格等工具或发放调查问卷的方法对房产增值效益[49]、居民健康受益[50-51]进行定量化分析，使分析结果更为直观和科学，对提升绿色基础设施的社会经济价值的规划有引导作用。
在国内关于城市绿色基础设施的研究中目前多从单个国内外绿色基础设施的规划设计角度出发，没有对不同类型的绿色基础设施进行案例梳理，建立案例库，并对其效益进行系统、深入的评估。国外关于绿色基础设施能否带来房产增值效益的相关研究较多，然而对不同类型的绿色基础设施的影响、规律和空间特性的研究却较少。国外绿色基础设施规划同样也面临着理论框架与实践框架脱节和缺乏监管制度的问题，也是未来需要深入研究的方向。
目前国内NbS 亟待解决的主要领域有大型展赛场地赛后改造、城市绿色基础设施构建、国土绿化工程、国土空间生态修复、海洋及海岸关键带修复和跨境国际生态敏感区保护等六方面[52]，近年来由于城市建设而造成的生态破坏、雨洪内涝等问题提高了城市环境问题受重视的程度，多种创新的城市类型也在不断涌现，如绿色城市、生态城市、低碳城市等到我国提出的园林城市、资源与环境友好型城市等[53]。本文梳理了7 个国内NbS 项目中绿色基础设施的典型案例（表1），进行应用的绿色基础设施类型和技术实施，生态、经济、社会效益，实现的NbS 目标和利益相关者的参与四个方面的比较分析，对绿色基础设施在中国城市中的应用有了大致的了解，对未来城市绿色基础设施的发展有一定指向性。
表1 中国NbS实践中城市绿色基础设施的典型案例概况
4.1 案例实施的技术对比
从以上案例的对比中可以得出，在“湿地”一类的生态修复工程中，已经开始站在整体、综合的角度上进行项目的规划和实施，通过对土地结构布局进行调整、改变植被、农田、河道等的形态和结构，以自然恢复与人工干预相结合，建立一套较为完整的生态修复系统。
在“生态透水铺装”和“绿色生态校园”类别中，海绵城市和韧性城市等概念性政策的提出和实施已经取得了较好的成效，城市市政道路、湿地公园地面铺装和生态校园等工程采用了如生态滤沟、植草沟、透水性材料等灰绿相结合的设施进行透水铺装，并运用了低影响开发技术和雨水花园，改造排水系统，增加调蓄空间，排水性能得到明显改善，降低了城市内涝的风险，也减少了地表径流污染水资源的风险。
“垂直绿化、屋顶绿化”和“通风廊道”的应用范围从调节建筑区域小气候扩展到了缓解城市热岛效应，垂直绿化和屋顶绿化是通过筛选适应性高、功能性强的植物品种，运用节能技术进行科学布局，在形成良好景观效果的同时调节建筑小气候，增加城市绿地面积。城市通风廊道则根据风向、地形和建筑物特征等要素进行城市空间分析，主导风向，提高城市空气流通率，促进城区内外热交换和污染物扩散。“绿道网”则是城市中的网络状绿色开敞空间系统，串联各类城镇功能区、公园、自然保护区和历史名胜区，将生态与人文资源相联合，充分发挥生态廊道的功能。
4.2 案例产生的效益对比
以上NbS 案例中，各绿色基础设施从水质改善、污水利用、绿地面积增加和生物多样性提升等方面都体现了生态效益，而如垂直绿化、绿色屋顶、通风廊道和绿道网等目标指向更具有针对性的绿色基础设施，在增强城市通风潜力、缓解城市热岛效应、丰富城市绿化空间、降低建筑能耗以及连接生态斑块方面都具有突出的作用，有利于提高城市的宜居性。
在科普教育、休闲游憩和宣传应用环保节能技术等领域，城市绿色基础设施体现了较强的社会效益；
同时，旅游业的发展和更多企业的入驻也会提高当地的经济收入，为当地居民创造更多的就业机会。市政供水、排水和维护设施的成本显著减少，长期来看，城市内涝减少会使经济损失减少，绿色基础设施建设可以从改善资源短缺，减轻设施投资、环境退化压力和提升人民健康福祉等方面产生巨大的经济效益。
然而，国内这些绿色基础设施表现为一些场地尺度的项目实践和以绿地系统为主体的专项规划实践，其带来的量化的绩效仍没有得到分析和验证，缺乏细化数据的收集与整合，也缺乏对其成本效益的研究，从而不能对绿色基础设施的应用进行有效的综合性评估。
本文梳理的案例实现的NbS 主要目标有恢复退化的生态系统、加强碳储存、气候变化适应及缓解和提高环境风险管理及恢复力，同时实现了保护生物多样性、科普生态知识、在恢复生态的同时产生经济效益和节约生态恢复成本、缓解水资源短缺等目标，而大规模城乡综合规划的绿色基础设施的开发与利用却相对较少。
4.3 案例中利益相关主体对比
城市绿色基础设施的规划和投资多以政府为主体，并招标社会资本参与项目建设，同期的利益相关者根据绿色基础设施的功能指向性和受众群体不同，还涉及游客、消费者、高校和当地居民。游客和消费者可以通过支付享受相关服务的费用分担绿色基础设施建设的成本，但绿色基础设施产生的真实效益往往会被低估，而被低估的部分难以对个人使用征收特定的费用。从以上案例中也可以看出，其他利益相关者如非营利性的社会组织和社会公众自发参与绿色基础设施规划建设的程度较低。
社会资本自主投资城市绿色基础设施依然较少，这从侧面反映了城市绿色基础设施建设目前依然缺乏健全的制度框架和治理能力，利益相关者之间责任、风险的分担机制并不明晰，投资者信任度不够。同时，社会公众对于NbS 的益处、城市绿色基础设施的效用和利益相关者之间相互关系的认识不够全面，因此目前中国城市绿色基础设施投融资较困难，主要依靠财政拨款，当地居民虽然享受到了绿色基础设施的益处，但并没有通过社区筹款活动或通过众筹平台对其支付服务成本和提供相关资助。
在参与绿色基础设施建设的企业中，以自然为基础的企业很少，不同于以盈利为目的而忽视环境保护的许多社会企业，以自然为基础的企业直接或间接地将自然作为其产品服务提供的核心元素，如采用NbS 的技术，在提供生态系统服务的同时形成具有成本效益的商业模式。但目前公共和私营部门组织对于如何引入NbS 理念进行绿色基础设施建设仍面临困难，缺乏计划、交付和管理NbS 以及该行业部门的运营标准所需的技能和经验水平，也缺乏实现NbS 的机会。
5.1 结论
通过前文分析可知，当前国内对绿色基础设施研究的重心仍偏向于规划的相关概念理论，对实践应用的方面展开系统性的研究较少，更关注单项目、单指标的框架构建和绩效评价，而且多从景观结构、园林设计和工程路线等单学科角度进行研究，更多的是选取国外案例进行探讨，较少从国内案例的视角出发。在与国外研究的对比中发现，我国绿色基础设施建设面临的主要问题有以下几个方面：
首先在可持续城镇化方面的绿色基础设施研究较少。国内研究较集中在城市区域规划方面，在城市化快速发展的背景下，城乡连接区域与乡镇区域的生态问题日益突出，而国内在这些区域的绿色基础设施研究覆盖程度较低，不能综合进行绩效评估。在建设生态文明的时代，走健康发展的城镇化道路需要更多的理论支撑[66-67]。
二是绿色基础设施的绩效评估缺乏定量化的检验和分析。特别是在社会效应、生态服务和人文服务等难以运用量化模型评估绩效的方面研究缺失，导致目前国内在运用数据、图像等构建模型进行评估的指标体系由于缺乏实证支撑，研究较少，不能有效的指导实践。刘滨谊和姜允芳[68]曾就中国城市绿地规划方面指出过这个问题。
三是绿色基础设施的研究尺度具有局限性。不论是绿色基础设施的场地应用还是后续长期内的绩效评估都需要基于不同尺度，而我国的绿色基础设施缺少中小尺度的实践性研究成果[69]。对于生态系统服务绩效的综合评价，包括供给、调节、支持、人文与生态、人民健康福祉等方面目前相关研究较少[27]。
四是公众参与度不够高，缺乏政策支持和完备的制度保障[70]。只有关乎公众切身利益，以政策引导并激励公众积极支持以至投入绿色基础设施的规划、建设与管理中来，兼顾公平性，绿色基础设施才能更有效地发挥其效益。
五是利益相关者的交流合作较少。要最大化绿色基础设施的绩效需要进行跨尺度、跨学科的利益相关者进行合作，如联合政府、社区、社会非营利性组织、企业和高校等。目前我国采用了公私合营（PPP）模式进行融资，但目前绿色基础设施的直接经济利益不够高，缺乏对开发商或企业等营利组织的吸引力[71]，如何吸引非政府机构对其进行投资，并保证其运营成本效益，创新绿色基础设施投融资模式是亟待解决的问题。但同时要注意如果绿色基础设施建设吸引了社会资本的关注和投资，有可能造成关注点倾斜，从而对生物多样性保护的投入减少，绿色基础设施规划很有可能陷入生态陷阱[72]。
5.2 未来展望
我国在绿色基础设施规划中要针对空间的差异性，因地制宜选取不同侧重点，但同时要站在整体的角度，与灰色基础设施综合协调，构建一个更有效益、可持续性更高的网络，在土地利用之前进行规划、设计和投资；
逐步加大研究的样本容量和类型，充分利用大数据、GIS 等图像模型进行科学的定量化评估，探索适宜我国的评估标准；
研究重点要向跨学科、跨尺度的层面转变，扩展至社会学、经济学、管理学等人文社会科学类学科，其关键在于加强与各个国家、学者、机构之间的交流合作；
充分考虑到不同利益相关者之间的公平性权益，完善相关的监管制度，更好地让公众参与到管理中来。由于公众对私有产权和自身利益的敏感性，以社区为单位参与绿色基础设施的规划建设是有积极意义的；
在绿色基础设施的生命周期内要明确纳入生物多样性保护目标，在收获经济效益的同时，要避免对生物多样性产生负效应。
在生态文明建设成为主流的新时代，绿色基础设施作为一种环境友好型提供生态系统服务的重要手段，将会为我国的生态、社会和经济创造长远的正效应。
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