到2030年將有50億人居住在城市里，如何高效利用甚至循環(huán)利用能源、水、食物和礦產(chǎn)，是改善地球和人類(lèi)的生活的關(guān)鍵。（環(huán)球科學(xué)供圖城市/圖）
本文首發(fā)于南方周末
要想可持續(xù)發(fā)展，城市的設(shè)計(jì)就必須符合自然界的循環(huán)原則，包括最大限度地利用陽(yáng)光，把垃圾當(dāng)成資源等等。
全世界有超過(guò)一半人口居住在城市里，而這些城市對(duì)地球施加了越來(lái)越大的壓力。城市在全球二氧化碳排放量中占到七成，它們消耗大量水，降低了水質(zhì)，也制造了堆積成山的垃圾。城市已經(jīng)左右了這顆行星演進(jìn)的方向。它們還在不斷擴(kuò)張，而且速度很快。據(jù)聯(lián)合國(guó)的最新估計(jì)，到2030年將有50億人居住在城市里，其中近半數(shù)人需要使用的住宅、學(xué)校、工作場(chǎng)所和公園目前都還沒(méi)有投入建設(shè)。
如何建設(shè)城市，使其盡量具有可持續(xù)性，是一個(gè)巨大的難題，卻也同樣鼓舞人心，因?yàn)槌鞘械陌l(fā)展，一直帶動(dòng)著世界的發(fā)展，要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的世界，城市可以發(fā)揮重要作用。城市是創(chuàng)新的發(fā)動(dòng)機(jī)、是企業(yè)活力的源頭。城市的領(lǐng)袖們也都證明：城市是有力的行動(dòng)者。這些領(lǐng)袖正在凝聚大眾的力量、制定環(huán)境議程、推動(dòng)項(xiàng)目實(shí)施。從大都市到小城鎮(zhèn)，無(wú)論是市長(zhǎng)、市議員，還是投資者、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和規(guī)劃者，人人都試圖為快速擴(kuò)張的城市重新設(shè)計(jì)一些基本元素。他們?nèi)绾我?guī)劃城市的景觀，如何設(shè)計(jì)城市的發(fā)展軌跡，將深刻影響地球上所有生物的未來(lái)。
眼下，許多城市都采取了重量級(jí)手段減輕空氣污染和水污染。這些城市正在變得“不那么壞”。但是，光靠這些不足以為我們創(chuàng)造積極的未來(lái)。如果城市還能實(shí)現(xiàn)更多功能，多做“好事”，比如將垃圾轉(zhuǎn)化成養(yǎng)料，或者用來(lái)生產(chǎn)糧食，就更好了。因?yàn)檫@不僅能減少負(fù)面影響，還能將我們引向一個(gè)人人都向往的未來(lái)。城市的未來(lái)不應(yīng)該是“不那么糟糕”，它應(yīng)該變得“更好”。
基本原則
要重新構(gòu)思城市與周邊鄉(xiāng)村的關(guān)系，可以嘗試復(fù)制自然界的運(yùn)行方式。歸根到底，自然系統(tǒng)是靠太陽(yáng)免費(fèi)供能的。太陽(yáng)能與地球化學(xué)過(guò)程相互作用，維系著一個(gè)個(gè)能夠生產(chǎn)和再生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)。人造系統(tǒng)（包括人類(lèi)城市）如果按照同樣的規(guī)律運(yùn)行，也能像生態(tài)系統(tǒng)那樣有效循環(huán)。
這些規(guī)律可以濃縮為三條基本原則：廢料等于食物，充分利用陽(yáng)光，珍惜多樣性。
自然界里沒(méi)有所謂的廢料，因?yàn)槊總€(gè)生物都是這個(gè)循環(huán)整體中的一部分。一棵果樹(shù)的花朵落到地上，就會(huì)分解成其他生物的食物。果樹(shù)和吃果子的動(dòng)物產(chǎn)生的排泄物養(yǎng)活了細(xì)菌和真菌，它們將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)儲(chǔ)存在土壤中，樹(shù)木再吸收這些物質(zhì)用于成長(zhǎng)。一種有機(jī)體的廢料，就是另一種有機(jī)體的食物。養(yǎng)料在一個(gè)個(gè)再生循環(huán)中連綿地流動(dòng)，從搖籃到搖籃，從出生到腐爛，然后再次出生。這就意味著“廢料”等于食物。
而我們的城市只允許線性流動(dòng)。生物養(yǎng)料（比如食物和木材）和技術(shù)養(yǎng)料（比如金屬和塑料）從一端進(jìn)入系統(tǒng)，被人使用，然后就被直接丟棄了。在篩選出具有回收價(jià)值的物品（比如金屬、紙張和某些塑料）之后，廢料就從另一端流出，被送進(jìn)垃圾場(chǎng)或焚化爐。這個(gè)過(guò)程可以概括為“取得，制造，丟棄”。其實(shí)不必如此。我們已經(jīng)重新設(shè)計(jì)了新型的消費(fèi)產(chǎn)品，它能直接拆解、回收或重復(fù)利用。在面對(duì)城市時(shí)，也可以做類(lèi)似的循環(huán)設(shè)計(jì)：先是“取得，制造”，然后“再取得，再制造，再恢復(fù)”。
在一個(gè)循環(huán)城市里，廢料可以變成資源。就拿污水來(lái)說(shuō)，在一個(gè)線性城市里，污水處理站對(duì)食物殘?jiān)腿祟?lèi)排泄物加以處理（包括其中的有價(jià)值的礦物，比如磷酸鹽），然后將其作為污染物排入河流。與此同時(shí)，農(nóng)民卻需要從摩洛哥或其他遙遠(yuǎn)的國(guó)度購(gòu)買(mǎi)磷酸鹽，做成化肥補(bǔ)充土壤中流失的礦物質(zhì)，增加糧食的產(chǎn)量。而在一個(gè)循環(huán)城市里，污水處理站就是化肥工廠。從處理站流出的碳、磷和氮成為了滋潤(rùn)土壤的物料，而不是附近河流的負(fù)擔(dān)。循環(huán)城市從污水中采集磷酸鹽，然后做成化肥供城里的公園和屋頂菜園，以及城市周?chē)霓r(nóng)場(chǎng)和森林使用。這樣一來(lái)，農(nóng)民就不用再?gòu)倪h(yuǎn)方購(gòu)買(mǎi)磷酸鹽運(yùn)回美國(guó)了。這還避免了采礦及運(yùn)輸中的能量消耗和碳排放。加拿大溫哥華的奧斯塔拉養(yǎng)料回收技術(shù)公司（Ostara Nutrient Recovery Technologies）率先從下水道的污泥里收集磷酸鹽做成化肥，在全球，像這樣的公司還有幾家。
我們或許可以在一個(gè)城市的所有系統(tǒng)中都消除“廢料”的概念。這樣，在循環(huán)城市中，投入使用的材料就應(yīng)該被設(shè)計(jì)為可以“繼續(xù)使用”的，而不是“用完即扔”的。比如，新的處理技術(shù)可以在清潔的設(shè)施中提取手機(jī)電路板里的稀土礦物和貴金屬，在新的電子產(chǎn)品中重復(fù)利用，而且有利可圖。
自然界的第二條關(guān)鍵原則，同時(shí)也是我們所謂的“積極城市”（positive cities）的關(guān)鍵原則是，一切能量都來(lái)自太陽(yáng)，或者也可以有一些來(lái)自地?zé)崮埽拖癖鶏u城市雷克雅未克那樣。樹(shù)木和植物都靠日光生產(chǎn)食物——這是一個(gè)優(yōu)雅而高效的系統(tǒng)，它運(yùn)用的是地球唯一的永久性外部能源。建筑也可以利用太陽(yáng)，比如將陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為能量，或者被動(dòng)地收集陽(yáng)光來(lái)保溫和照明。風(fēng)是陽(yáng)光驅(qū)動(dòng)的熱流，它同樣可以為人類(lèi)所用。將太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮芙Y(jié)合起來(lái)，就能以較少的成本產(chǎn)生大量的電力，滿足整個(gè)城市、整個(gè)地區(qū)甚至整個(gè)國(guó)家的需要。舊金山等城市計(jì)劃在未來(lái)15年內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全依賴(lài)可再生能源，眼下它們正朝著這個(gè)目標(biāo)大步前進(jìn)。
第三條關(guān)鍵原則是多樣性，這一點(diǎn)在所有健康的生態(tài)系統(tǒng)中都有體現(xiàn)。每個(gè)有機(jī)體都會(huì)對(duì)環(huán)境做出獨(dú)特的反應(yīng)，它們和其他有機(jī)體彼此呼應(yīng)，共同維持生態(tài)系統(tǒng)。每個(gè)有機(jī)體都有自己的生態(tài)位，在每個(gè)生態(tài)系統(tǒng)里，最適應(yīng)的個(gè)體總能生活得很好。
生態(tài)城
城市設(shè)計(jì)者在追求最適應(yīng)的設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)仔細(xì)考慮當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)，評(píng)估當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、植被和氣候。他們還會(huì)在設(shè)計(jì)中融入當(dāng)?shù)氐淖匀缓臀幕瘹v史。結(jié)合這些豐富的“脈絡(luò)”，設(shè)計(jì)師就能為景觀開(kāi)發(fā)找到恰當(dāng)?shù)哪Ｊ?。這樣一來(lái)，就有可能設(shè)計(jì)出有助于居民生活的積極成長(zhǎng)型的城市了。
說(shuō)到底，我們向往的是讓市民能在同一個(gè)社區(qū)生活和工作。如果居民能在一家清潔工廠里分解手機(jī)，而這家工廠又適應(yīng)了城市的生態(tài)系統(tǒng)，那就沒(méi)必要遷到遠(yuǎn)離城市的特殊區(qū)域了。一般城市會(huì)因?yàn)榘踩?、健康等因素劃分區(qū)塊，積極城市就沒(méi)有這種需求。在一座積極城市里，工廠可以設(shè)在清潔的居住區(qū)中央，為周?chē)用裉峁┚蜆I(yè)，工人也可以步行或騎自行車(chē)上下班。這會(huì)大幅降低通勤和運(yùn)輸需求，減少資源和時(shí)間的巨大浪費(fèi)。如果城市的屋頂上就能種出新鮮健康的食材，就像米塞得產(chǎn)品公司（Method Products）在芝加哥南城搭建的肥皂盒工廠（South Side Soapbox factory）一樣，那么不僅當(dāng)?shù)氐挠袡C(jī)廢料變成了生產(chǎn)產(chǎn)品的原材料，那些在屋頂農(nóng)場(chǎng)上班的工人也可以就近居住和生活了。
我們可以幻想這樣一座城市：其中生產(chǎn)的每一件產(chǎn)品都能支持這個(gè)系統(tǒng)正向循環(huán)。這里的建筑就像樹(shù)木一樣，能鎖住碳、制造氧氣、提純水、為數(shù)千個(gè)物種提供住處，并將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成大眾所需的熱能和電能。如果電力有富余，還可以賣(mài)給鄰居。這里的建筑自帶濕地和植物園，它們不僅能凈化污水供廚房或浴室使用，還能從中收集養(yǎng)料。這里處處都有清新的空氣、開(kāi)花的植物和充沛的陽(yáng)光。建筑和社區(qū)共同構(gòu)成了可以為生命提供各種支撐的系統(tǒng)。
我們還可以繼續(xù)暢想：城市周?chē)墓S和基地能為城市提供食物和成品，而所需的工具、技術(shù)和原材料都是由城市的日常運(yùn)作生成的。城市的廢棄物可以當(dāng)作原材料輸出給工廠，真正實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用。這樣一切都成了再生循環(huán)的一部分，從城市流轉(zhuǎn)到鄉(xiāng)村，再?gòu)泥l(xiāng)村流轉(zhuǎn)到城市；一切都被織進(jìn)了一張將自然與文化和諧結(jié)合在一起的大網(wǎng)，生物養(yǎng)料和技術(shù)養(yǎng)料周轉(zhuǎn)不息，而這剛好對(duì)應(yīng)著我們所說(shuō)的硬件和軟件。一座有生命的積極城市應(yīng)該有自己的新陳代謝，它能使人類(lèi)與自然和諧共存。如果我們真的想讓自己的城市變得可以持續(xù)，甚至惠及各方，就應(yīng)該把前面描繪的城市當(dāng)作未來(lái)，以它為目標(biāo)指導(dǎo)城市設(shè)計(jì)。
為烏托邦式的未來(lái)城市制定原則，是一項(xiàng)非常新鮮有趣的事，但是，現(xiàn)有的城市真能將這些原則變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)嗎？近年來(lái)，一些新啟動(dòng)的工業(yè)設(shè)施已經(jīng)給出了答案。
比如，福特汽車(chē)公司對(duì)密歇根州迪爾伯恩的魯日中心（Rouge Center）做了翻修和擴(kuò)建，這個(gè)體積龐大、歷史悠久的轎車(chē)和卡車(chē)制造中心被改造成了一座堪稱(chēng)楷模的可持續(xù)工廠。福特的總體規(guī)劃包含了一片10英畝（約4公頃）的綠色屋頂，以它為中心擴(kuò)展出了一個(gè)濕地公園系統(tǒng)。里面的路面采用了可滲水材料鋪設(shè)，內(nèi)有灌木籬墻和生態(tài)調(diào)節(jié)溝。翻修項(xiàng)目將這片已經(jīng)有一百多年歷史的臟工廠，改造成了生機(jī)勃勃的雨水生態(tài)系統(tǒng)，它將收集到的污水凈化后，緩慢地釋放到附近的魯日河中，由此改善了流域的健康。改建完成一周后，當(dāng)?shù)氐碾p領(lǐng)鸻就回來(lái)筑巢了。
還有一個(gè)例子是美國(guó)航空航天局（NASA）的“可持續(xù)基地”（Sustainability Base），那是NASA新成立的科學(xué)和計(jì)算中心，設(shè)在加利福尼亞州莫菲特機(jī)場(chǎng)的艾姆斯研究中心內(nèi)部。這座設(shè)施完全依靠太陽(yáng)能和地?zé)崮埽倥浜弦环N具有先進(jìn)能量管理技術(shù)的燃料電池，既能滿足制熱、制冷和其他能量需求，又能存儲(chǔ)一部分富余的能量。運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的污水也能在設(shè)施內(nèi)部完成處理。
位于荷蘭霍夫多普的“公園20|20”（Park 20|20）也是一個(gè)好項(xiàng)目，曾受過(guò)嘉獎(jiǎng)。它包括一組形態(tài)多樣的建筑和開(kāi)放空間，目前已完成28英畝（約11.3公頃）。人們可以借助飛機(jī)、鐵路、公交車(chē)和自行車(chē)輕松前往。這里的綠地、廣場(chǎng)、公共花園和運(yùn)河棧道將人與社區(qū)聯(lián)系在了一起。每一座建筑的大小、結(jié)構(gòu)和朝向都經(jīng)過(guò)了優(yōu)化，能最大程度地收集太陽(yáng)的能量和光線。公園里的建筑都集成了能量、水和廢物管理系統(tǒng)，仿佛是一個(gè)單一的有機(jī)體。
這些項(xiàng)目的成功能推廣到整個(gè)城市的設(shè)計(jì)中嗎？我們從巴西的庫(kù)里奇巴，得到了一些有趣的啟示。
20世紀(jì)70年代，庫(kù)里奇巴在傳奇建筑師和城市規(guī)劃師杰米·勒納（Jaime Lerner）的統(tǒng)籌下，發(fā)生了轉(zhuǎn)變。勒納從70年代到90年代曾三次出任庫(kù)里奇巴市長(zhǎng)。在第一屆任期內(nèi)，他意識(shí)到這座貧困的城市有幾十萬(wàn)人口，他們需要更好的公共交通系統(tǒng)。因?yàn)榈罔F或其他軌道交通系統(tǒng)成本過(guò)高，他讓沃爾沃公司生產(chǎn)了270部客車(chē)（瑞典式鉸接客車(chē)），這些客車(chē)在市內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)為居民提供了一些工作崗位。市政府還雇當(dāng)?shù)厝私ㄔ炝寺愤吂缓蜍?chē)亭，乘車(chē)人在這里付單一票價(jià)就能坐車(chē)去市內(nèi)的任何地方。按照勒納的設(shè)計(jì)，乘車(chē)人不是在上車(chē)時(shí)才支付車(chē)票的，而是在進(jìn)入候車(chē)亭站臺(tái)時(shí)就預(yù)先付費(fèi)，這樣車(chē)子一到，他們就能迅速上車(chē)了，減少了載客時(shí)間，同時(shí)也使整套系統(tǒng)更加高效。
由于庫(kù)里奇巴的人口快速增長(zhǎng)，在狹窄的巷道里堆積的垃圾越來(lái)越多，回收垃圾的車(chē)卻無(wú)進(jìn)入巷口。為此，勒納發(fā)起了一個(gè)項(xiàng)目，先指導(dǎo)孩子們分類(lèi)垃圾，再讓他們回家指導(dǎo)家長(zhǎng)。作為分類(lèi)垃圾的獎(jiǎng)賞，市民可以領(lǐng)到公車(chē)票或新鮮的食物。為了方便流通，勒納支付給他們的是一種代幣。沒(méi)過(guò)多久，城里的每個(gè)人都在使用大眾交通系統(tǒng)了。到今天，庫(kù)里奇巴有85％的市民乘坐公車(chē)，90％參與回收垃圾。庫(kù)里奇巴的垃圾回收率也達(dá)到了70％，是世界上比例最高的城市之一。
這類(lèi)創(chuàng)新思考的例子還有很多。比如庫(kù)里奇巴沒(méi)有在市中心建一座龐大的中央圖書(shū)館，而是在社區(qū)建了50座小型的“知識(shí)燈塔”，它們聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)孩子都能步行前往。這些圖書(shū)館顏色亮麗，由當(dāng)?shù)氐慕ㄖと私ㄔ臁Ｋ鼈兒褪辛W(xué)校彼此合作，為3～80歲的市民提供數(shù)千冊(cè)圖書(shū)和免費(fèi)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。這些項(xiàng)目和其他措施一起，將城市轉(zhuǎn)化成了一個(gè)在本地生活和工作的設(shè)計(jì)樣本（live-work design）。
想象一下，如果曼哈頓也有這樣的遠(yuǎn)見(jiàn)：在上百家學(xué)校和醫(yī)院的樓頂種植當(dāng)?shù)厥巢模饶墚a(chǎn)出食物，又能解決當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)。孩子們可以用他們自帶的“光學(xué)傳感器”——眼睛分類(lèi)垃圾，從中挑出塑料，送去回收站換玩具，防止它們流入海洋。清潔工廠再把塑料重塑成單體，留著以后使用。而這一切的動(dòng)力都來(lái)自太陽(yáng)，所有的物質(zhì)都可作為生物養(yǎng)料或技術(shù)養(yǎng)料，在連綿不絕的循環(huán)中反復(fù)利用。
作為大眾，我們追求的，應(yīng)該是所謂的“好生活”（good life），這種生活安全，有尊嚴(yán)，也有創(chuàng)意。而積極城市就是為了提供這樣的生活區(qū)域。城市只要按照這些原則設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)，一切就會(huì)變得更加美好。我們必須堅(jiān)定維護(hù)人類(lèi)與自然共存的權(quán)利，要將城市和周?chē)泥l(xiāng)村聯(lián)成一體。
城市是設(shè)計(jì)的結(jié)果，卻也是生長(zhǎng)的有機(jī)體。已故法國(guó)人類(lèi)學(xué)家克洛德·列維－斯特勞斯（Claude Lévi-Strauss）在許多年前就曾指出，城市是“生活的場(chǎng)所，也是夢(mèng)想的產(chǎn)物”。我們是這個(gè)生活場(chǎng)所的創(chuàng)造者，免不了要在它的景觀中投射自己的意志。但是當(dāng)我們暢想完美的城市、在大地的經(jīng)線上勾畫(huà)人類(lèi)的緯線時(shí)，我們也會(huì)看清這片人類(lèi)棲息地的真正性質(zhì)，并領(lǐng)略它的精神。因此在塑造城市的根基時(shí)，我們的作品既要體現(xiàn)人工的創(chuàng)意，又要展示人類(lèi)和這個(gè)生生不息的地球之間豐富而和諧的聯(lián)系。我們將要鑄就的是充滿希望的新地貌。
（Scientific American 中文版《環(huán)球科學(xué)》授權(quán)南方周末發(fā)表，高天羽翻譯）
作者：威廉·麥克多諾 （William McDonough）
