【文章精选】沈清基| 城市生态修复的理论探讨：基于理念体系、机理认知、科学问题的视角| 2017年第4期

【提要】

城市生态修复的实践方兴未艾，极有必要进行深入的理论探讨。主要从理念体系、机理认知、科学问题三个方面展开城市生态修复概念的理论思考。在进行相关概念梳理的基础上，提出了城市生态修复概念界定。从城市问题、城市土地、城市自然性与社会性的复合性、人的能动性等方面提出了城市生态修复的若干特征。从有机性、健康性、韧弹性等视角，提出了城市生态修复的基本目标表征。从多学科、智慧、艺术三个方面提出了城市生态修复的理念（论）体系。从历史、能力、效益、人力资本角度提出了对城市生态修复机理的认识。从潜力、标准、效应、生态修复与生态管理协同角度阐述了对城市生态修复科学问题的看法。

【关键词】

城市生态修复；理论探讨；MW-A理念（论） 体系；机理认知；科学问题

（原文刊于《城市规划学刊》2017年第4期, 限于篇幅，略有删减）

城市生态修复是近年来学术界和规划实践界热点议题之一。经对相关文献数据库检索可发现，学界对生态修复的研究主要集中在“做”，在“思”（理论）方面关注不够。梳理现有生态修复的理论文章（并非纯粹理论探讨文章），可发现现有文献基本上是以某理论的应用及理论与实践结合探讨为主，包括：恢复生态学理论的应用（杨悦舒，等，2015）；复合生态系统理论在区域生态修复中的应用（张树军，等，2010）；水体、河流与流域生态修复的理论与实践（ 姜智， 2005； G.X. Wang, et al.，2009）；水土保持生态修复的理论与实践（徐广军，2006）；受污染环境要素生态修复的理论与实践，如污染水体生态修复（吴文卫，等，2008），污染土壤生态修复（刘凯，等，2011）；污染土壤生态修复理论内涵的初步探讨（李培军，等，2006）。

概略而言，明确地进行生态修复理论系统研究的文献基本未见。基于这一情况，本文拟从城市生态修复理论体系、机理表征、科学问题凝练等方面对城市生态修复的理论问题展开初步讨论。

1 城市生态修复概念界定

2016年12月13日年发布的《住房城乡建设部关于加强生态修复城市修补工作的指导意见（征求意见稿） 中，对生态修复、城市修补作了明确的界定：“生态修复、城市修补”是指用再生态的理念，修复城市中被破坏的自然环境和地形地貌，改善生态环境质量；用更新织补的理念，拆除违章建筑，修复城市设施、空间环境、景观风貌，提升城市特色和活力。

根据对相关文献的梳理，可发现对“生态修复”的界定主要从“污染治理”、“活动”、“状态”、“过程”、“过程-技术-方法”、“建立与维系”、“可持续发展”等角度进行（表1）。

完整意义的“城市生态修复”的界定，除考虑以上因素和角度外，还应包含生态修复的理论指导、生态修复的技术手段、生态修复的综合目标等因素。根据以上考虑，本文将城市生态修复界定为：城市生态修复是以城市学、生态学（含修复生态学、功能生态学）等学科为理论指导，以生态调查为基础，以生态诊断和评估、生态规划与设计为技术手段，以修复、改善和提高自然资本、社会资本、人力资本、文明资本为目标，采用自然、经济、社会、人文、技术等综合手段对受损生态环境要素和生态系统进行修复改善的各类规划、建设、管理活动及过程。

2 城市生态修复的特征

城市生态修复特征是表达城市及其影响区域内所进行的城市生态修复活动及实践的本质属性。其对城市生态修复的定义有所丰富和阐释，并对城市生态修复目标、理念、机理、科学问题的认知等产生影响。从研究性-实践性、被动性-主动性等9个方面，笔者提出了对城市生态修复特征的认识（表2）。

3 城市生态修复的目标表征

董哲仁（2004） 以河流生态恢复为例，将现有的生态修复目标归纳成5种类型，分别为“完全复原”“修复”“增强”“创造”和“自然化”；5种类型的共同点为：均从生态系统的整体性出发，确定修复的着眼点是生态系统的结构和功能；均将生物群落多样性作为修复程度的主要衡量标准。然而，“完全复原”“创造”可能不符合“生态修复”的本质内涵，因为，“完全复原”缺少明确的可信的参照系统，“创造”具有过多的人工成分，不确定性与成本均巨大（董哲仁，2004），因而缺乏现实性。由此可见，以生态修复完成后的状态表达生态修复的目标不尽理想，而以生态修复对象经实施修复后所表达出的属性与特性应该是表达生态修复目标的另一种现实选择。基于这一思路，本文提出如表3的城市生态修复基本目标表征内容。

4 城市生态修复的M-W-A理念（论） 体系

温伯格指出，思考是成功者最大的财富，人们必须持续思考，才能明白自己在做什么。而“明白自己在做什么”，是走向成功的必要条件。理论思考是思考的核心体现之一，城市生态修复的“M-W-A”理念（论） 体系（M指多学科（multidisciplinary），W指智慧（wisdom），A指艺术（art）） 既是城市生态修复理论思考的阶段成果，也是生态修复实践走向成功的基础条件之一。

4.1 城市生态修复的多学科复合理论

将单一的、即便已被普遍认为是生态修复经典理论基础的修复生态学作为生态修复的唯一的指导理论有失妥当（张文波，等，2009），而将城市学、生态学、修复生态学、逆境生物学（stress biology） 等学科的理论进行复合，并在各自的边界及交集构建城市生态修复理论、知识和技术体系是城市生态修复多学科复合理论的要义。

城市生态修复是在城市及相邻区域进行的生态实践活动，城市学的理论对于这一活动所具有的指导意义不能忽视。生态学提供了人与环境和谐共生的概念性框架。修复（恢复）生态学是研究生态恢复的生态学原理和过程的科学（任海，等，2014）。逆境生物学是研究在较恶劣的条件下生物生长发育的学科。在农业领域，逆境生物学可指导抗旱节水的农作物发挥生产潜能（山仑，2003）。城市生态系统具有人口密集、功能叠加、不确定性强等特征，在其生态修复过程中应用逆境生物学具有必要性。

然而，考虑到生态修复的高度复杂性，仅以有限的学科作为生态修复的理论基础也是不合适的。应该采取聚焦思维、融贯思维和“无边界思维”，将所有与生态系统、人居环境形成、改善相关的各种相关学科的理论及思想都作为生态修复的学科基础并予以有机融合与整合，包括自然科学、人文社会科学、美学艺术学心理学，等等。从这一角度而言，生态修复的学科及理论基础是开放的而非封闭的体系。

4.2 城市生态修复的智慧理论

智慧是一个具有丰富内涵的概念。对智慧的界定可从能力、结构、系统、关系、环境、心理与美德等多个方面着手（沈清基，2013），智慧在很多情况下体现在对客观世界演变规律的认知与自觉利用。从生态修复的路径角度而言，智慧需要借助有机性和科学性达成。

有机性是生命物质系统呈现良好的健康及强健的生命力时的一种理想状态。具体由要素协调性（有机体构成因素之间关系高度协调）；结构稳定性（子系统之间相互有机联系并表现为相对稳定的结构）；阶段及状态的统一性所构成。从组分而言，包括：自然系统有机性、社会系统有机性和空间有机性三种。城市生态修复中野生物种、乡土（地方）物种的广泛及有意识地利用，是体现生态修复有机性的重要方面。如柏林市道路边的野生植被易于维持，有利于温度调节和污染物的减缓，在寻常的城市空间为物种的多样性提供了可能；又如，济南市以市域范围内1022种原生植物为对象，依据生态适应性、稳定性、观赏性和物候变化，选择出适应济南生态城市建设的原生植物34种（张云，陈梅，2014） ，均体现了有机性的相关侧面。此外，在城市中考虑人类以外的生物系统的可持续发展，包括：承认生物利益及生物系统的价值；城市履行生物多样性保护的职责；为生物生存创造必须的环境条件（提供食源和水源，满足动物生存条件；创造城市动物隐蔽的栖息环境，利于其生存和繁殖；实施招引和释放等工程技术等）（沈清基，2011），也是城市生态修复有机性的具体表现。

有机性需要有生态技术指标的支撑。柏林提出的Biotope Area Factor（生物栖地指数） 可为一例；该指标可衡量及确保都市中的生物栖息地的保存和创造。生物栖地指数＝有效的生态表面积÷总面积；有效的生态表面积＝特定型态表面积x生态有效权数（封闭的硬铺地为0；与地下土壤相连的植栽覆面为1.0）。有机性在保护自然的同时，使人类获得了最大的安全和发展机会，因此，有机性无疑具有高度的生态智慧特征。

城市生态修复的科学性一要将生态内涵与科学内涵相关联，使生态修复既反映生态学基本原理，又反映生态学的客观规律；二要将人类发展史上各类科学技术广泛应用于生态修复及建设的各个环节，使生态修复具有合理性和高效性；三要以科学的方法进行生态修复规划与设计；四是要深入挖掘和认知城市生态环境中的人与各种生态环境资源的相互作用关系的规律性表征，主动并创造性地应用于生态修复与建设。从符合生态学规律、科学确定生态修复目标、原则等方面，可以归纳生态修复科学性的若干表现（表4）。

4.3 城市生态修复的艺术理论

艺术、宗教、科学是人类社会的三个最基本的推力。艺术能培养人的感性素质，提升感性智慧，美化我们的生活，推动人类感性文明发展，在人类生活之中具有不可替代的职能。在城市领域，艺术性是城市功能、城市确定性因素乃至生态城市建设的重要对象（表5）。在生态修复领域，生态修复成功的表征包括审美维度（表5）；彭珂珊（2005） 提出的生态修复三大原则之一为美学原则，认为生态修复后的生态系统应给人美的享受；2013年第5届国际生态恢复学会大会明确指出，生态修复过程中要考虑艺术因素（彭少麟，等，2013），这些都说明了生态修复在美学与艺术方面的功能。城市生态修复的艺术理论是使修复后的生态景观呈现生态艺术美感的重要指导理论。生态艺术是人居环境在景观、风貌、气质、精神等方面所表现出来的具有生态学内涵的美学属性与特性，生态艺术提升了人居环境的美学层次，对于增强生态服务功能，促进人的全面发展以及人居环境的可持续发展具有积极的作用（沈清基，象伟宁，等，2016）。

5 城市生态修复的机理

机理是指事物、现象和过程发展演化的内在原因与内在依据。是事物所遵循的内在的逻辑和规律（亓菁晶，陈安，2009）。可从如下几个方面认识城市生态修复的机理。

5.1 历史机理：历史生态环境是城市生态修复的基本空间依据

历史生态环境是城市文脉的基质之一，是城市文明的演进轨迹和表现形式之一。城市历史生态环境的基因、格局和脉络反映及表达了城市生态系统物质构成的演化过程、特点和规律，同时，也反映了生态环境与社会经济系统相互作用的关系及规律。历史生态环境是现今生态环境的起源，历史生态环境的研究既对保护历史文化遗产起积极作用，也对城市生态修复、生态环境规划与建设方面的各类实践活动，发挥着较强的指导意义。

1992年，美国生态学家理查德·雷吉斯特提出了澳大利亚阿德莱德市生态城市“影子规划”的设想，该设想表达了在清晰明确的城市生态规划和发展框架的指引下，创建生态城市的步骤。该规划设想的时间跨度为300年，从1836年早期的欧洲移民来到澳大利亚，直到2136年生态城市建成，预测和描述了阿德莱德地区的变化过程（郭磊，2013）。 “影子规划”对1836年阿德莱德地区生态环境的描述及恢复规划，体现了对历史生态环境的高度重视。同样，理查德·雷吉斯特在美国伯克利生态城市规划中也致力于对优质历史生态环境的恢复，最著名的是对该市历史上存在的9条溪流的恢复（图1，系其中的一条）；显而易见的是，在其恢复过程中，这些溪流历史生态环境信息（图2）至关重要（RichardRegister，1987)。

图1 美国伯克利草莓溪(UC Berkeley段)生态恢复示意（2012）

图2 美国伯克利草莓溪1875年图

传统生态学、民族生态学、地方生态学、区域生态学从某种意义上而言，都在学科层面构成了对历史机理的学术支撑。

5.2 能力机理：城市功能优化完善是生态修复的内核

能力是主体具有的恰当利用内外部资源，达成其意图或目标的内在性条件。“能力”具有多种类型和组合。如，增殖能力、承载能力、技术能力、调控能力、静态能力与动态能力、竞争能力、创新能力等。从城市生态修复角度而言，能力机理主要指城市功能的健康化生态修复的内在原因与逻辑。城市生态修复从能力角度而言，主要集中于生态化功能的营建及恰当地可持续利用方面。

城市生态系统具有多种组分。城市生态修复不仅应将自然要素的生态修复作为目标，还应将非自然要素的生态修复置于同等重要的地位；不仅应将单要素作为生态修复的目标，更要将多要素之间的协同共生发展作为城市生态修复的重要目标。毕竟，整体性的协同所产生的生态作用远远大于单要素。在现阶段，城市生态修复的能力内容应聚焦于城市功能修复尤其是生态功能的修复，通过城市功能的完善与修复，将可以使城市能力得到最大限度的提升（表6）。

5.3 效益机理：综合效益是生态修复可持续的关键

效益机理从经济角度而言是指降低成本，提升单位投入产出。美国建筑师Richard BuckminsterFuller 的代表思想为“用最小的代价获得最大的效果（或以‘最少资源达到最大容积/性能’（Doing the most with the least）），反映了追求效益极致的思想（后藤武，等，2016）。国际学术界将符合社会需求并具有一定经济效益作为生态修复工程的必要条件（丁婧祎，赵文武，2014），并致力于使生态修复成为在环境、文化和经济等方面都能获利的项目（彭少麟，等，2013）。另一方面，环境友好是效益机理的基本内涵之一，具体表现在清洁发展机制已经成为成本-效益分析的基础（Yuan Wang,et al., 2016）。笔者以为，应强调生态修复综合效益，生态修复综合效益除了包括经济、社会、环境效益以外，还应包括艺术效益和科学效益，这与以往“综合效益”由经济、社会、环境三者构成的想法不同，更符合实际情况和时代性，更符合生态文明的内涵，因而，更有利于生态修复绩效可持续地达成（表7）。

5.4 人力资本机理：提升人的生态文明程度和城市人力资本水平是生态修复的终极目标

人类现代文明的最高表现是人性的进化；主要表现有二，其一为人与自然的相融，通过人类思想和行为的生态文明化，从而可最终实现全球生态系统整体的生态修复（张文波，等，2009）；其二为人力资本优化。人力资本是相对于物质资本的一种资本形态，表现为人所拥有的知识、技能、经验和健康等；是未来获益或未来收入的源泉（江涛，2008）。人力资本又是知识的承载者、传播者、分享者和创造者，是城市三种主要的资本构成类型（另两种是人造资本、自然（生态）资本） 中最重要的一种（表8），其对人造（物质） 资本具有明显的替代效应，对社会经济发展可以发挥乘数效应，对生态环境具有重要的影响和制约作用，对于生态修复同样具有关键意义。鉴于人类兼具生态修复的设计者、引导者、参与者，甚至是生态修复的对象之一（张文波，等，2009），当人的文明程度与人力资本同步达到一个较高的水平，则自然生态系统的生态修复就可通过人的主动自觉及科学合理的保护或修复行为而长久持续维持良好的状态。

6 城市生态修复的科学问题

科学问题是在一定的科学知识背景下，存在于科学知识体系内和科学实践中有待解决的且具有科学价值的疑难问题（陈越，等，2006）。科学问题是需要解决且有可能解决的问题——因此其具有应需性与可能性；它包含一定的求解目标和路径及应答域，但尚无确定的答案——因此其具有前瞻性和探索性。科学问题的明确提出及凝练，是促进科学发展和技术进步的重要前提。城市生态修复的科学问题是生态修复理论体系的重要组成部分，对于城市生态修复的顺利实施具有关键的意义和作用。

6.1 生态修复潜力

生态修复潜力是对自然与人类相互作用下的生态系统健康状态所决定的预期生态修复效果的表达，是使生态修复行为具有针对性、方向性并最终取得较为理想效果的基础工作。生态修复潜力提示了实施生态修复的必要性程度，也表达了生态修复适宜实施的空间与时间分布。生态修复潜力的构成与影响因素主要包含两个方面。其一，生态系统健康状况。城市生态系统的退化程度和正向演替及其两者的作用结果汇集成为生态系统的健康状态，构成了生态修复潜力的明确表征。生态系统健康需要借助生态诊断得到。就技术层面而言，生态诊断包括：诊断的参照系统，诊断的途径、方法与指标等；其二，自然及人为因素对生态系统的干扰程度。自然因素体现为自然系统在人为因素影响下的演进轨迹和演进方向；人为因素主要体现在对资源的利用广度和强度。由于轻微干扰的生态系统是相对最稳定的系统（闫霞，2010），因此，辨别干扰的性质和强度成为生态修复潜力辨析的重要环节之一。表9是对生态修复潜力科学问题的初步解析。

6.2 生态修复标准

生态修复标准是修复过程所依据的准则及期望达成的目标。骆祥君等（2008） 提出了生态修复工程的五大评价标准，除了指出生态修复的目标以外，还包含了生态修复的前期鉴定与后期评估。本文认为，还可进一步凝练以符合科学问题的特性。凝练后的城市生态修复标准包括：①生态修复过程中的正外部效应，即在实施修复的过程中不产生任何长期危害因素及危害作用；②生态系统改善度，即生态修复后生态系统所表现的优化及改善状态，且这种优化与改善是可测量及可表征的；③生态系统韧弹性提升度，表现在生态系统抗外部干扰能力增强，自组织能力比修复前更加强大。如从生态修复工程成功与否角度，生态修复的标准可由图3表达。

图3 成功的城市生态修复图示

6.3 生态修复效应

生态修复效应是指修复规划建设实施之后的结果和外部影响。从研究范畴而言，有宏观与微观两个层面（任慧君，等，2016）；从时间层面而言，生态修复效应有长、中、近三个时间段；从结果和外部影响的性质而言，生态修复效应有正面的、不确定的甚至负面的三种可能。从效应表征角度可将生态环境要素正常发挥生态功能的程度作为生态修复效应的表征，以土壤为例，有植被固土能力、土壤持水能力、对土壤结构和化学性能的恢复程度等（李纪潮，等，2014）。从规划方案选择角度，需对不同生态修复模式（方法） 的修复效应进行模拟研究并评价，作为确定生态修复方案的依据（李凯，2015）。此外，对自然生态修复以及人工干预措施联合效应的探索，以及将功能方面的修复效应评估作为保护人类健康的重要环节（Joanna Burger,Michael Gochfeld, 2016），也是生态修复效应研究应予以关注的重要方面。

尽管生态修复工程的初衷与目标都是改善生态环境，但由于生态修复工程本身也是一个投资巨大、牵涉面广的巨型工程，势必会带来新的环境问题（宋菲菲，等，2013），因此，对生态修复效应的全面研究十分必要。

6.4 生态修复和生态管理协同

生态修复与生态管理的脱节，是部分生态修复地区存在生态服务功能退化问题的原因之一。目前，已有一些将生态修复与管理相结合的实践，概括而言，有管理机构中心型、以生态修复工程管理为导向、以生态修复为重点，以及考虑生态修复在地民众利益等类型，各种类型都需要在相关方面继续深化（表10）。

生态修复的目的是协助或开始生态恢复进程，而生态管理是保证修复以后生态系统能够持续正常（骆祥君，等，2008）。生态修复与生态管理越早结合在一起越有利于生态系统的修复，生态管理与生态修复的协同作用是保证生态系统长久维持优良状态的必要和充分条件。

7 结语

目前我国展开的城市生态修复工作。在取得诸多成绩的同时，也存在如下着值得重视的问题：①对城市生态修复相对于传统生态修复的特殊性认识不足；②生态修复目标缺乏技术性、专业性及综合性的明确表征。③追求与期望短时间取得生态修复的巨大成效，未认识到城市生态修复的长期性与艰巨性；④偏重于视觉感官的景观风貌的修复与提升，对城市生态系统的功能、健康活力和生命力的修复考虑不够；⑤多系统、多区域、多技术、多专业紧密合作有一定欠缺；⑥偏重于物质性要素忽略非物质性要素的修复。⑦公众参与和公众支持的形式化与非实效化；⑧以城市人类利益为主，对城市其他生物的价值、空间、环境条件及利益考虑不够，等。

在此背景下，对城市生态修复进行深入、系统的理论思考，包括：城市生态修复的学术界定、基本特征、目标、理论体系、机理、科学问题等的探索，将有益于城市生态修复的深入展开，并可能最终对城市生态修复产生积极作用。

作者简介
沈清基，同济大学建筑与城市规划学院，高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室，教授

本文为《城市规划学刊》原创文章 

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