第3章 生态低碳城市规划的理论研究

3.1 低碳城市发展战略

低碳城市发展战略研究由两大部分构成：主体研究和专题研究。二者之间的关系是：由主体研究分析评价城市内外部发展条件和城市现状，解释既有城市及城市空间的形成，预测城市低碳发展潜力，为基于低碳理念的城市发展目标和发展战略模式的确立提供基础，并指导专题研究的开展。

虽然城市的碳排放情况和低碳道路不尽相同，但从宏观战略性和城市发展战略的核心内容来看，同类城市所面临的问题往往是相通的（李晓江，2003），专题研究正是基于这一点，从城市发展与碳排放的角度剖析了目前城市产业、土地利用、交通体系、生态环境、资源利用等方面存在的问题，探讨了以上各方面与碳排放的关系，并提出相应的分项战略和若干策略措施。对于具体城市而言，则可根据实际情况选择专题研究的对象。

3.1.1 城市低碳发展基础研究

城市发展战略是指在较长时期内，人们从城市的各种因素、条件和可能变化的趋势预测出发，做出关系城市经济社会建设发展全局的根本谋划和对策。它涵盖了对城市发展基础的研究和对城市发展趋势的预测。以低碳理念为指导的城市发展战略研究，是从影响城市低碳发展的核心要素着手，分析城市低碳发展的基础，评估城市低碳发展潜力。

城市发展背景分析是战略前期研究中非常重要的一个部分，是整个工作的基础。运用低碳理念分析城市发展的基础，评判城市低碳发展水平，分析城市低碳发展潜力，是制定低碳城市发展战略的首要内容。具体包括以下几点。

（1）城市发展的外部环境——从区域层面分析城市低碳发展可获得的外部条件，包括政治格局、经济走势、社会发展、社会文化和技术发展趋势等各个方面。如低碳技术的进步和国家政策的扶持和鼓励都是刺激城市走低碳发展道路的有利条件。

（2）城市发展的基础条件——在本部分研究中，侧重从城市发展阶段、资源禀赋、消费模式和技术水平四个方面进行评价。参见表3-1。

（表格来源：参考潘家华，郑艳，庄贵阳．低碳经济的概念与方法学探析[A]．张坤民等．低碳发展论[M]．北京：中国环境科学出版社，2009,10绘制）

发展阶段主要指的是城市产业发展阶段。产业碳排放是城市碳排放的主要来源，不同的产业结构导致了城市间碳排放结构的差异，从而影响到城市碳减排战略的实施重点。

资源禀赋主要指的是城市可获得的自然资源和能源条件。二者既是决定城市能源结构的主要条件，又是影响城市产业结构的重要因素。

消费模式主要指的是居民的行为方式对能源消费及碳排放的直接和间接影响。国外学者Kim Ji Hyun（2002）的研究表明，居民生活的直接能源消费及对强排放消费品的需求，是影响温室气体排放的最主要因素。

技术水平是城市发展低碳经济的重要支撑条件。低碳产业的发展、低碳能源的开发与运用、绿色建筑、绿色交通的实现都离不开技术的支撑。

3.1.2 运用低碳理念评价城市低碳发展水平

低碳化具有两个方面的含义，一是能源结构的清洁化，即能源消费与碳排放的比重不断下降；二是能源利用效率不断提高，即单位产出所需要的能源消耗不断下降。从社会经济发展的长期趋势来看，由于技术进步、能源结构优化和采取节能措施，碳生产率也在不断提高。衡量低碳发展水平，除了发展阶段这一基本背景之外，核心是在以下三个方面是否具备低碳发展的潜力：资源禀赋、技术水平及消费方式。低碳经济与发展阶段、资源禀赋、消费模式和技术水平等驱动因素密切相关，并且通过低碳化进程得以实现。

本研究借鉴了中科院城市发展与环境研究中心朱守先博士的城市低碳发展水平的测度指标，利用该指标体系衡量城市低碳发展水平，具体详见表3-2,3-3。

借助城市低碳发展水平的测定，并与同类城市的指标比较，可以明确城市在低碳发展道路上的位置和阶段，为有重点、分行业的推进低碳发展战略奠定了基础。

低碳发展潜力的测定主要是通过产业结构多元化演进水平和能源消费结构变化系数来完成的。

（1）产业结构多元化演进水平（Evolution of industrial structure diversification degree，简称ESD）。ESD的计算公式为：ESD=Σ（P/P, S/P, T/P），式中，P为第一产业产值；S为第二业产值；T为第三产业产值。ESD的值域为1至无穷大。产业结构多元化演进系数反映的是地区经济结构演进速率。

（2）能源消费结构变化系数ECSD=Σ（C/C, O/C, G/C, E/C），式中C为煤炭消费，O为石油消费，G为天然气消费，E为水力和核能电力及其它可再生能源能源消费。研究表明，发展中国家碳排放增长趋势与能源消费结构变化有着极为紧密的相关性，能源消费结构变化系数越高，碳排放增速也越慢（张雷，2003）。

二者之间是互相影响的，产业结构多元化的发展会刺激矿物能源消费结构的变化，而能源消费结构的快速变化为经济结构的多元发展提供了物质保障。实行以高科技产业和第三产业为主的发展模式和再生能源如水力、核能电力等现代能源主导地位的确立将会有效减缓碳排放的增长。

3.1.3 城市低碳情景分析

城市发展战略规划是对城市进行长远的谋划，解决城市未来发展中的不确定性问题，为决策者提供决策参考，使其能够面对城市未来发展过程中的问题和机遇。在以往的城市发展战略制定中，对未来的预测大多采用的是趋势外推法，即从现在（或较近的过去）外推到未来。长远战略决策的制定基于对现有原始数据的推测，其前提是城市发展的系统环境的稳定。

发展低碳经济、走低碳城市化的道路是对原有城市发展模式的转变和革新。以低碳理念指导城市发展战略，需要产业结构上的调整，低碳技术的进步和低碳生活模式的推广。在现有温室气体排放数据不明和未来城市发展模式可能发生重大变革的情况下，本研究建议引入情景分析法，这就是以城市低碳发展为主体的宏观环境进行分析，通过对城市低碳发展的环境的研究，发现影响城市低碳发展的外部因素，模拟外部因素可能发生的多种交叉情景分析和预测各种可能，对城市在不同情形下温室气体减排的成效进行分析预测，最后用以指导战略目标和战略决策的制定。

（1）情景分析模型

1）能源需求模型

Et=Eo[（1-m）t（1+n）t]

其中，Eo为基期能源消费量；

m为年度单位GDP节能率（主要由于技术进步、结构优化、政策促进、工艺改进等导致的单位GDP耗能量减少）；

n为GDP增长速度；

t为计算周期。

2）二氧化碳排放预测模型

Cx=Co[（1-m）t（1+n）t]

其中，Cx为预测年份二氧化碳的排放量；

Co为基年二氧化碳的排放量；

m为减排量，指由于产业结构调整、能源结构调整、技术进步、政策引导等因素对单位GDP二氧化碳排放量的影响）；

n为平均经济增长速度；

t为计算周期。

（2）情景设置

根据不同的节能减排措施，城市低碳情景一般包括以下3种情景。

1）基准情景

以当前经济发展模式为基础，其中包括当前针对单位GDP能耗以及其他关键领域的政策承诺，仅反映目前现状下的结果。

2）优化情景

这一情景是基准情景的优化和改善，包含由增加的节能措施，可再生能源的推广，以及污染的减少等所产生的效应；高耗能行业工业附加值所占比例逐渐减少，节能技术的推广，新建建筑达到节能标准，重工业自身的提高等。

3）低碳情景

该情景包括加大对低碳建筑、低碳交通、整体煤气化联合循环发电技术为代表的绿色低碳技术以及碳汇技术的推广力度。同时，加大相应的配套政策的制订和实施力度。各情景的方案参数设定见下表3-4。

城市发展基础研究与潜力评价指出了城市低碳发展的核心和重点，是基于低碳理念的对城市发展现状的评价；城市低碳情景分析则展示了城市未来可能的发展方向，是对在基于不同温室气体减排措施下，城市低碳道路所产生的效应的描述。对城市现状的低碳潜力评价和对城市未来的低碳情景预测为城市低碳战略目标的制定提供了参考的依据。

3.1.4 城市低碳战略目标和指标体系

任何一个低碳区域或者城市的发展都希望能够改善城市碳排放状况，获得本区域或本城市与其他地区比较而言的相对成功，以及在减少碳排放方面的绝对进步。低碳战略目标的衡量，既需要从定性上进行描述，也需要从定量上加以把握，以实现城市的低碳发展的成功和碳减排的进步。下文首先从定性方面对低碳战略目标的设置原则进行探讨，进而通过对中新天津生态城和石家庄滹沱新区低碳生态城的案例介绍，从定量上对低碳发展战略目标及指标体系的确定提供参考。

3.1.4.1 城市低碳战略目标和指标设定原则

（1）以国家的温室气体减排目标作为出发点，目标执行的基础是实现国家提出的温室气体减排目标。同时，与国家目标的口径一致，便于考核和评估。

（2）结合城市实际发展情况，对城市进行低碳发展潜力评价和低碳情景分析，有助于了解城市实施低碳发展战略的背景、基础条件以及战略重点，从而制定出针对城市发展问题的低碳目标和策略。

（3）在对城市低碳战略总目标的分解和目标值的分解中，要注意指标的设计应当是可观测、可定量和评估的，从而保证城市低碳战略目标的设定既要有可取性（具有一定的现实统计基础），又要有可测性（所选的指标变量必须是在现实生活中可以测量得到或通过科学方法聚合生成的）。

（4）定性与定量相结合，衡量城市低碳发展的指标要尽可能地量化，但对于一些在目前认识水平下难以量化且意义重大的指标，可以用定性指标来描述。

3.1.4.2 城市低碳发展战略目标的案例

（1）中新天津生态城

1）战略背景及低碳战略目标

中新天津生态城是中国和新加坡两国政府应对全球气候变化、节约资源能源、加强环境保护、建设和谐社会的重要合作项目，其建设目标要实现“人与人和谐共存、人与经济活动和谐共存、人与环境和谐共存”，成为“能实行、能推广、能复制”的未来城市建设样板。

生态城市建设的总体目标是：充分运用具有生态特征的适用技术手段把生态城建设成持续的、符合自身生态特点并与区域生态系统相协调的、人与自然社会和谐的宜居城镇，其基本内涵是循环经济发展、生态环境健康、集约紧凑有序、节能节水高效、低碳低排环保、安全和谐宜居、区域协调融合的生态文明示范区。

2）建设模式：低碳环保示范区——以低碳城市为目标，以发展低碳产业为核心，以能源利用为重点，以绿色交通和绿色建筑为支撑，以政策机制建设为保障，创新发展方式，建设资源节约型和环境友好型社会，实现经济、社会、人口、资源与环境的可持续发展。

3）指标体系：如下表3-5所示。

4）借鉴意义

该指标体系是我国首个指导生态城建设的指标体系。在体系理念、指标设定上有较强的借鉴意义。

系统全面，囊括了自然环境、经济活动、社会人文三个方面，明确了生态城各项建设的战略目标；

定性与定量结合，以控制性指标和引导性指标的方式实现对生态城建设目标的约束；

单位GDP碳排放量、可再生能源使用率、绿色建筑比例、绿色出行率等指标的引入，从产业、能源利用、建筑和交通的角度为生态城的低碳建设提供保障；

特色鲜明，中新生态城是在一片废弃的盐碱滩涂地上进行的开发建设。水资源缺乏是其面临的最大障碍。在指标体系中，提出了非传统水资源利用、自然湿地净损失率等指标，体现了区域自身生态环境特点。

（2）石家庄滹沱新区

1）景及低碳战略目标

石家庄滹沱新区位于石家庄正定县东侧，滹沱河北岸。新区规划面积135平方公里，规划人口140万，起步区30平方公里。新区总体战略定位：锁定“低碳、生态、智慧”理念，着力打造创新动力之城、宜居活力之城和滨水魅力之城，建成石家庄形象的新地标。围绕该战略定位，新区开展了滹沱新区生态专项规划研究、滹沱新区低碳专项规划研究和滹沱新区智慧专项规划研究。

2010年8月，《滹沱新区低碳规划研究》通过专家评审。按照该规划，滹沱新区的低碳发展战略目标是：将新区打造为国内一流低碳新型示范城市。到2020年，初步建成一个空间布局紧凑、低碳交通引导、绿色建筑普及、低碳市政支撑的新型低碳城区雏形。到2030年，全面建成一个世界知名的低碳新城，成为全国低碳产业创新基地、低碳建筑展示中心、低碳交通示范样板。

2）目前，滹沱新区已确定经济、社会、环境、资源等5个领域16个核心指标和48个低碳支撑指标，具体指标体系如下表3-6所示。

3）借鉴意义：

以可操作、可实施、可量化为原则，量化能源、资源、环境效益表现；

指标体系设置的建立在对上位规划充分的理解和对接的基础上的，尊重现有规划，考虑到了今后规划实施和操作的可行性；

构建生态规划战略框架（如图3-1），通过对现有的总规指标进行梳理、深化，将生态指标补充到总体规划中。

3.1.5 城市低碳发展水平的评价体系

当前，国家关于城市低碳发展水平的评价体系标准尚未出台，但相关的研究成果已经为我们提供了很好的借鉴。关于低碳评价的模式，大致可分为以下两类：

（1）低碳发展绝对指标体系

2009年，中科院提出评价低碳城市的绝对指标体系。该体系从低碳产出指标、低碳消费指标、低碳资源指标和人类发展水平四个方面提出了量化的值的要求。具体如下：

（2）低碳发展相对目标体系

由于我国目前尚无覆盖全程的碳排放监控系统和监控制度，大多数省市基础数据和能源数据不够精确和完整，城市碳排放清单不明，因此，对低碳城市战略目标的设定，是对相对减排量的设定。如《2009中国可持续发展战略报告》中指出，到2020年，我国低碳经济的发展目标是：单位GDP能耗比2005年降低40%至60%，单位GDP的二氧化碳排放降低50%左右。在已公布的《吉林低碳发展计划》中，中科院提出了评价低碳城市的相对指标体系（见表3-8）。根据相对指标体系，我国低碳城市至少满足下述条件：

1）城市碳生产力高于全国平均水平20%；

2）人均CO2排放量低于全国同类城市排放量平均水平；

3）单位GDP的CO2排放量低于全国城市平均水平；

3.1.6 城市低碳发展战略模式研究

经济形态的选择与组合决定了城市的发展战略模式。低碳经济是低碳城市发展的动力，涵盖了低碳能源、低碳产业、低碳技术、低碳生活等多种形态。低碳经济的发展与城市的发展阶段、资源禀赋、消费模式和技术水平是密不可分的。城市在选择低碳发展战略模式时应当注重对城市基础的考察，从城市低碳发展的水平和发展潜力出发，寻求最佳模式。

根据低碳发展水平测度和发展潜力的评价，本文主要从产业和能源的角度对城市低碳发展战略模式进行划分，主要有以下三种模式。

（1）低碳产业升级模式

低碳产业是相对以往的高能耗、高排放的粗放型产业而言的，是指用新型低碳能源替代传统化石能源，发展低能耗、低消耗的产业，以较少的温室气体排放实现更高的经济产出。低碳产业的发展包含了两个方面的内容：低碳能源的应用和低碳技术的应用。

1）低碳能源产业化发展模式

低碳能源产业指的是在低碳能源的开发和应用过程中形成的产业，主要包括以开发生物质能、太阳能、风能、核能、地热能及开发水利能源等低碳能源为主的产业及其上下游产业。以光伏产业为例，囊括了硅料、硅片、电池片、电池组件和应用系统5个产业链条。

目前，国内采取低碳能源产业发展模式的城市有保定和德州。保定以建设“中国电谷”为目标，打造以电力技术为基础的产业和企业群，形成光电、风电、节电、储电、输变电与电力自动化六大产业体系；德州打出建设“中国太阳谷”的口号，大力发展风电装备开发，生物质能发电等产业。

2）低碳产业发展模式

在这里所界定的低碳产业主要指的是技术、知识密集型产业和低碳服务业。典型的例子是英国的伯明翰和美国的波士顿，前者以文化创意产业为发展核心，后者选择低碳高科技产业，都是通过构建知识密集型产业实现低碳发展。

低碳产业拉动模式适用于有独特资源或自身发展条件较优越，产业发展成熟的地区。如上海，可依托良好的经济基础和技术条件发展低碳服务业；西藏、桂林等地可依托自身旅游资源，发展低碳生态旅游业。

（2）城市低碳改造模式

这一模式是从碳排放的源头出发，以节能减排为目的，利用新技术实现低能耗和低排放。相对于低碳产业拉动模式，该模式更适应我国工业化和城市化快速推进的基本国情。

典型的例子有上海和朔州。作为世界自然基金会试点的低碳城市，上海的低碳发展着重在以下几个方面：新建生态建筑示范、大力推广建筑节能、节能推广“20行动”，通过能源节约来减少碳排放量；朔州是一座因煤而兴的城市，属于典型的高碳能源城市。在城市发展转型中，朔州市选择清洁生产和废弃物循环利用两个方面对原有产业进行改造和优化，形成独具特色的“朔州途径”。

低碳改造模式适用于城市产业发展相对成熟（如上海，现代服务业发达）或产业升级难度大、重化工业经济带动作用明显（如朔州）的城市。

（3）综合途径示范型模式

这一模式是指在城市低碳发展过程中，注重城市发展的综合低碳，从新能源开发利用、绿色建筑、环保交通、低碳消费、低碳产业等城市发展的方方面面实现低碳生态。瑞典的马尔默西港新城就是很好的范例。80年代的马尔默是一个由船坞逐步发展起来的以造船和汽车组装为主导的工业城市，从衰退的工业城市到低碳节能、生态友好示范区，马尔默的对策包括：普及生态建筑，推广建筑节能；将老工业基地改造为文化创意产业园区、细致的垃圾分类回收、自行车出租服务和雨水循环利用系统。

任何城市都具有独特性，城市的低碳发展之路，需要城市在实践中不断探索，依据自身资源特征、产业优势并在城市现状基础上选择适宜的低碳城市发展模式。

3.1.7 低碳城市发展战略专题研究

3.1.7.1 城市产业结构与城市产业发展战略研究

（1）城市产业结构与碳排放的关系

城市产业结构是指组成城市或城市地区的各种产业部门之间量的比例及其特定的相互关系。产业结构是城市经济结构的主体，而其中，工业部门及其构成的变化和发展，对城市经济结构的各个方面，都产生着决定性的影响。在全球气候变化的大背景下，实现经济结构的转型，发展低碳经济是缓解气候问题和能源危机的必然之路。

1）产业结构状况是决定GDP二氧化碳强度的关键因素，目前，我国城市产业结构中高能耗产业的第二产业占比重非常大，这对调整和优化产业结构提出明确要求。

2）我国是一个发展中国家，碳排放主要存在于生产环节，企业碳排放占全部碳排放的70%，而居民碳排放比例为30%。在一个相当长的时期里，生产领域面临着巨大的减少碳排放压力；大幅度降低国内生产总值的二氧化碳强度是我国中近期内发展低碳经济、减缓碳排放的核心任务。

值得注意的是，我国正处在工业化和城市化加快发展时期，一些高碳产业仍然是支撑国民经济发展的主导产业；更为严重的挑战是，受资源禀赋条件的约束，我国的能源结构以煤为主，低碳能源资源的选择有限。在这种状况下，发展低碳经济，需要因地制宜、根据各城市的资源禀赋、经济水平、技术水平等具体因素来考虑。

（2）低碳理念引导下的城市产业结构与产业发展战略研究

1）以低碳理念指导产业结构优化升级

产业结构升级主要是指产业结构的改善和产业素质与效率的提高。目前，我国城市产业结构中，第二产业的比重一直居于首位，且伴随工业化和城镇化的快速发展，在短期内，这一比重仍将继续保持（见图3-2）。从第二产业内部来看，工业结构呈现重工业特征，重工业的快速发展依赖于大量能源和资源的投入。这种高投入、高消耗和高排放的工业发展模式是导致我国二氧化碳排放量快速上升、并使我国迅速成为二氧化碳排放大国的最重要因素。转变经济发展方式、优化产业结构，是我国低碳发展的重要途径。

A．建立低碳化产业链

低碳产业链的建立有两种途径，其一是逐步推进传统产业向前端延伸，从设计研发入手形成自主知识产权；向后端延伸，形成品牌与销售网络，提高核心竞争力。通过产业结构的延伸，掌握高端环节，从而打造持久的低碳优势。

其二是形成资源循环利用的产业链。利用循环经济理念指导产业布局和工业园区建设、加快调整产业结构、产品结构，实现低碳发展。

B．加快新兴低碳产业的发展

加快金融、保险、旅游、文化等现代服务业的发展，逐步提高第三产业在国民经济中的比重。在第二产业中，要加快太阳能、风能、核电、电子信息、新能源汽车、生物产业等新兴低碳产业的发展。这些产业的发展会直接降低GDP的二氧化碳强度。

C．限制和淘汰“三高一低”产业的发展，促进高碳产业低碳化

运用经济、政策手段和土地利用调控，限制和淘汰以高耗能、高污染、高耗资源及低产出为特征的产业发展。同时，推广节能减排技术，加快对钢铁、冶金、建筑、化工等行业的技术升级和改造。

D．大力支持碳汇产业的发展

林业是适应范围很广的主要碳汇产业；此外，有条件的地方还可以发展草原碳汇产业。低碳城市的建设更需要碳汇产业的支撑。

E．加强技术创新和普及

新技术是传统产业升级的主要推动力，应当借助技术的进步来实现产业低碳升级。技术进步包括技术创新和技术普及两个方面。技术创新是指最前沿的低碳技术开发，包括前沿低碳技术开发的路线图设计，煤炭的高度化利用等。技术普及是指现存实用高科技的推广普及，包括太阳能发电的升级推广，新能源发电方式的普及，新能源车的导入等。

2）以低碳理念指导产业内部调整

不同产业对能源的需求和碳排放量存在着显著的差异，下文按照产业类型对产业内部低碳改造进行探讨。由于第三产业主要包括金融保险、商业证券、咨询服务等高科技行业和公共服务业，总体上能耗低，碳排放有限，因此，本研究将其划入低碳产业类型，不做讨论。主要讨论第一产业及第二产业内部结构问题。

A．第一产业低碳改造

农业是第一产业的主体，它是与自然环境关系最为密切的产业，也是减少温室气体排放的重要方面。但是农业自身生产活动和化肥农药、农业机械等工业产品投入而带来的农业能耗是形成农业碳排放的主要来源，例如，耕地自身会释放出大量的温室气体，在农作物生长过程中，稻田排放CH4、农田排放N2O；由于森林资源消耗引起的CO2排放以及森林转化为非林地引起的CO2排放。

而随着我国产业结构的不断调整，农业生产对GDP的贡献逐渐变弱，但农业能源消费总量却不断增长，说明在农业生产中能源的利用效率不高，但却增加了农业的碳排放量。因此，农业的低碳改造的重点是农业能源结构改造。在此，我们建议：

大力发展低碳农业，提倡少用化肥农药、进行高效的农业生产。

引导农业结构调整，注重农用地的生态适宜性，保护和增强有机碳蓄积量。

在农业生产中推广利用可再生能源，包括太阳能、风能和地热以及从农业废弃物中产生的能源。

切实发挥农业作为碳中性能源的生产主体作用，为沼气、生物柴油等清洁能源提供原材料，以中和农业生产过程中的碳排放。

B．第二产业调整改造

在第二产业中，工业部门是最重要的能源消耗主体和碳排放来源。根据世界自然基金会（WWF）的数据显示，我国工业领域能耗占全社会能耗的70%，其中，重工业的比重达到了70%，且处于加速上升阶段。预计到2020年，工业部门仍然将是最大的用能部门，也是获得节能效应最显著的部门。因此，第二产业的调整改造的重点集中在工业领域。建议：

促进工业内部结构调整，发展高新技术产业，改造传统工业部门。

以循环经济理念指导工业生产。推行清洁生产，建立生态工业园，按照“减量化、资源化、无害化”的原则，对社会废弃物的回收利用与无害化处理。

3.1.7.2 基于低碳理念的土地利用规划原则及策略

（1）土地利用与碳排放的关系

土地利用是指在特定的社会生产方式下，人类依据土地的自然和社会属性，对土地进行有目的的开发、利用、整治和保护的活动。为实现土地资源优化配置和土地可持续利用，在一定区域、一定时期内城市开展土地利用规划，对土地利用进行统筹安排和调控。从城市层面来看，土地利用规划是城市规划的重要内容，通过规划过程，具体确定城市用地的规模和范围，划分土地的用途、功能组合以及土地的利用强度等以达到合理利用土地、发挥土地的效用。

土地利用变化对全球大气二氧化碳含量的增加起着重要的作用，其作用仅次于化石燃料的燃烧。从分类来看，土地利用碳排放包括直接碳排放和间接碳排放。

1）土地利用直接碳排放

可细分为土地利用类型转变的碳排放和土地利用类型保持的碳排放：前者是指土地利用过程中覆被类型转变，导致生态系统类型更替造成的碳排放，如采伐森林、围湖造田、建设用地扩张等；后者是指土地经营管理方式转变或生态系统碳汇所驱动的碳排放，包括农田耕作、草场退化、养分投入、种植制度改变。

2）土地利用的间接碳排放

主要指的是各土地利用类型上所承载的全部人为源碳排放，包括聚居区的取暖、交通用地的尾气、工矿用地的工艺排放等等。如下表3-9所示。

其中，土地利用现状的改变是导致全球气候变化最大的因素之一。林地、水面、农用地等生态用地转变为建设用地后，碳排放量会成倍增加。每将一公顷的农用地转换为建设用地，就将增加149.8倍的碳排放量，而将一公顷的林地转换为建设用地，则将增加929倍的碳排放量。

（2）基于低碳理念的土地利用规划策略

1）优化土地利用结构，发挥土地碳汇效应

土地利用结构优化的基础是各土地利用类型综合碳排放效应。不同的土地利用类型其碳排放量和碳吸纳量也存在差异。（见表3-10）

因此，从低碳化的用地结构来看，需要控制建设用地过快增长以及农用地、林地、湿地过快减少的趋势。具体可采用以下途径：

A．控制建设用地的过快增长，避免城市的无节制扩张，提高城市土地利用率。

B．减少工矿用地的比例，合理组织交通降低交通用地的比例是有效降低碳排放的途径之一。

C．优化土地利用结构，提高林地面积规模，控制耕地、牧草地、沼泽和滩地面积减少速度以及建设用地的速度，促进其他未利用地面积向林地、牧草地及耕地转换。

2）转变土地利用方式

采取切实可行的利于碳减排的土地利用方式是开展土地低碳利用的前提。

A．土地的集约利用，调整土地利用结构和布局，追加资金、技术等生产力要素、提高单位土地的产投比，提高土地综合效益。主要可以通过拓展城市地上、地下空间，通过土地空间和位置的转换提高土地利用效率等等；

B．盘活存量建设用地，降低城镇土地闲置率，提高土地利用率，统筹考虑城镇存量建设用地与增量建设用地；

C．加强未利用地的开发、加强土地整理、整治和复垦，通过土地的再利用，提高土地生产力，增加土地的固碳功能；

D．合理提高建筑密度、建筑容积率，增加投资强度，提高碳的生产率。根据公共交通的可达性水平确定土地利用开发强度。以公共交通导向的城市结构鼓励大型城市公共设施集中的城市区域中心与公交枢纽的结合。以公共交通的可达性为依据的地块开发，有助于公共交通效用的发挥，促进低能耗交通方式的发展。所以应当明确以公共交通可达性水平来确定开发强度的原则，使其成为确定控制性详细规划的依据。

3）运用低碳理念调整土地利用布局

A．基于低碳理念的居住区用地布局

a．居住区在城市用地中的布局

居住用地要形成一定规模，就不能在城市中过于零散分布，也不宜在城市中某一地区集中连续分布。前者会降低公共服务设施和基础设施的使用效率，造成能源和资源的浪费；后者常常表现为单一功能居住区，居住与就业的分离导致城市钟摆式通勤交通的出现，增加了出行距离和次数，造成对机动车出行尤其是小汽车出行的严重依赖。

另一方面，居住区应当靠近就业中心，并通过高效、快速的公共交通相联系。

b．居住用地内部结构组织

在居住区内部，提高用地功能的多样性，形成功能混合的完整社区，围绕居住安排工作、学校、娱乐等公共服务设施和绿地等，形成立体化多功能的综合区，完善服务设施，减少人们出行距离、降低能耗。

B．基于低碳理念的工业用地布局

a．合理组织工业用地与其他用地的关系

推进产业的优化升级，就是逐步淘汰资源密集型产业，向知识密集型产业和技术密集型产业转化。在这一过程中，产业升级促进了企业三要素（制造、研发、销售）在空间地域上的分离。研发部门与文教区的混合，有助于科研成果推向市场，销售部门与商业区的混合，能够使企业更迅速获取市场信息和反馈，从而有利于企业的全面持续发展。

b．以循环经济理念组织工业区内部用地结构

合理的工业区内的用地类型分布和高关联性会有助于区内产业的协调发展，便于内物质和能量的集成和设施共享。在循环经济理念指导下，工业区内产业间的生产排放循环趋向闭合，实现能源和资源的高效利用、废弃物的循环利用。工业区的用地组织应当为资源的循环利用和共享提供便利。

按照企业协作关系，采取紧凑布局原则，将同类型企业或者有上下游联系的企业集中布置，方便企业间物资交换和副产品、废物的处置利用。

注意园区内部的主要道路与市内外交通干道的衔接，并与港口、码头、铁路车站、主要仓库等建立便捷的联系；

将共享设施布置在区内交通便捷的地方。设施共享是提高工业区经济和生态效益的特点之一，可减少园区内能源和资源消耗。这些公共设施包括：污水集中处理设施、固体废物回收和在利用中心、消防设施、综合服务中心等；

C．公共设施用地的低碳布局

由于公共设施用地是面向广泛的非特定利用对象的，其承载的城市功能也是多样及复杂的。因此公共设施用地显示出三个特征：一是公共设施层级性，用地的分类有不同的标准，按照城市用地结构的等级序列，公共设施可分为市级、居住区级和小区级三个级别；其二是面向流动对象，公共设施用地往往位于交通方便、人流集中的地区；三是由于承载活动的公共性，公共设施建筑通常体量较大，尤其是以商务办公、商业服务为主的公共设施用地，承载着高强度的城市经济活动，其土地利用强度也比较高。

基于公共设施用地特征，本文提出以下布局策略：

a．与公共交通和轨道交通系统结合

市级、和居住区级公共服务设施用地布局要结合城市公共交通和轨道交通进行建设，位于城市中心的交通枢纽、换乘站、地铁站等通常是安排公共设施用地的理想区位。如大型体育场馆、展览中心等的设置，应与城市主要公共交通道路相联结。小区级的公共服务设施用地也要根据城市干道系统的规划，结合区内步行系统进行考虑。

b．与步行和自行车出行系统结合

公共服务设施布局与步行和自行车道路系统相结合，创造独特的城市广场空间，为步行创造良好舒适的环境。典型的有美国洛克菲勒广场中心，在高密度的城市中心区，巧妙地将城市不同类型的公共空间及公共建筑内部空间组织在一起，利用大楼的大厅、广场、楼梯间、路冲设计行人的休息区，扩展了城市步行空间。商业设施的布置也可以结合步行道或者自行车专用道、公交站点，形成步行商业街区。

居住区级及小区级的公共服务设施如小学、幼儿园、社区门诊等等最好与步行及自行车出行道路系统组织在一起，鼓励和引导居民低碳出行。

c．以低碳理念进行城市公共中心的布局与交通组织

在规模较大的城市，因公共设施的性能、服务范围及对象的不同，往往有全市性、地区性以及居住区、小区等相应设施种类与规模的集聚设置，形成不同等级的城市公共中心。其中，全市性、地区性公共中心还会对城市的布局结构和道路系统规划造成影响。城市公共中心的布局要适应低碳发展的要求，要考虑以下三个方面：

第一，公共中心的功能混合，在公共中心用地规模较大时，要考虑安排部分居住用地，提高土地集约利用程度，减少钟摆式往返交通，降低交通能耗。

第二，是公共中心的布置应当结合公共交通站点和轨道交通站点设置，提高公共中心的公交可达性，吸引居民选择公共交通方式到达公共中心。在这个过程中要注意公共中心的等级与交通站点等级的关联性，全市性、地区性公共中心的设置最好结合市区级换乘枢纽、地区级换乘枢纽；居住区、小区级公共中心则要结合步行和自行车交通网络设置，方便居民步行或采取骑车的方式到达，以便提高低碳出行比率。

第三，以商业办公、商业服务设施为主的公共中心往往是商务、信息、资产高度集中的地方，也是土地利用强度大且密集的地方。在这类型的公共中心的规划过程中，要考虑到大体量建筑的集中对城市中心区微气候的影响。加强对微气候的分析，作为对建筑组群空间设计及建筑设计的依据，以此降低建筑对能源的需求及能耗。

（3）低碳理念引导下的城市交通发展战略

1）城市交通与碳排放的关系

交通碳排放是城市温室气体排放的重要来源。来自奥斯陆气候和环境国际研究中心发表的一份研究报告称，汽车、轮船、飞机和火车等交通工具所使用燃料释放的气体，是目前造成全球变暖的主要原因之一。报告指出，过去10年全球二氧化碳排放总量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增长率却达25%。欧盟大部分工业领域都做到了成功减排，但交通工具碳排放却在过去10年增长了21%。

在我国交通能耗上升也是直接导致了碳排放量的增长的重要因素，它主要来自于两个方面，一是我国机动车保有量持续快速增长，小汽车的出行比例也相应地逐年上升，一些城市的交通结构已经出现了由公共交通向个体交通转化的趋势，快速机动化致使交通能耗急剧上升。二是城市的扩张和城市用地的扩展，居民出行距离和出行次数增加，加大了对机动交通的需求。

交通出行引发的碳排放是刚性碳排放（仇保兴），随着我国内需市场的扩大，原材料运输、成品配送方面的运输量还将持续增长，而经济的发展也将持续刺激居民对交通出行的更高要求。在交通量刚性上升的情况下，选择合理的交通方式，大力提倡和发展符合低碳原则的交通体系，是减少城市碳排放的必要途径。

2）低碳理念引导下的城市交通发展战略

交通发展战略是在对城市交通未来发展趋势的总体预测和判断的基础上，宏观地把握城市交通发展的重点和方向。构筑综合交通体系，是城市交通发展战略的核心内容。低碳理念指导城市交通发展战略，就是在制定城市交通战略时，以节能降碳为目标，为低碳出行提供交通设施、交通运行方面的便利。具体策略包括以下方面：

A．构筑低碳综合交通体系

降低碳排放为目标的主导思想发展交通，首先要以发展公共交通为核心，构筑综合交通体系。综合交通体系包括交通设施、交通运行和交通管理三个方面。城市交通的高效运行有赖于设施、运行和管理的紧密组合。低碳综合交通体系的构筑重点集中在不同交通方式的衔接、交通运行的转换和交通设施的整合上。

a．构建以公交枢纽为核心的交通衔接系统。通过客运枢纽设施和紧凑的站点布置，为公交乘客提供方便的换乘条件；通过“停车+换乘”实现公共交通与个体交通的有效转换。

b．促进低碳换乘。换乘是实现各种交通方式有效的关键环节，在构筑综合交通体系的过程中，要鼓励轨道交通、地面公交、小汽车、步行及自行车等多种交通方式的衔接与换乘，形成低碳换乘链。小汽车停车场可考虑与公交车站、轨道交通布局统筹规划；轨道交通车站与公共汽（电）车站点紧密衔接；公共交通与慢行交通结合，优化公交站点布置，使乘客可以就近步行搭乘公交；为自行车短距离出行创造安全的环境，同时可结合换乘枢纽，建设自行车停车场，方便“自行车—公共交通”换乘。

c．与土地利用规划相结合。土地利用规划影响了城市的交通方式，反过来，城市交通方式也会对土地利用造成影响。因此，交通规划要与基于低碳理念的土地利用规划相适应。

一方面，城市轨道交通站点设置要与城市土地利用、空间结构相结合。土地利用布局决定了交通发生强度和空间距离结构模式，因此公共交通站点设置间距应与城市空间发展结构相匹配，避免站点过密造成“摊大饼”式发展或者站点不足难以满足服务需求，迫使乘客转向私人交通。此外，站点的等级也要考虑城市发展现状，在人口密集、就业岗位密度高的区域设置高级别交通枢纽。

另一方面，轨道交通站点附近应作为城市土地开发的重点区域，在城市开发建设中，实施TOD开发模式，促进公共交通枢纽及换乘点附近的土地开发，推动紧凑型、高密度、功能混合的组团发展。

B．推行低碳交通模式

交通模式是在用地布局、人口密度、经济水平以及特定条件下形成的交通方式结构，即各种交通方式承担出行量的比例分配。加大公共交通在交通出行方式中的比重，逐步提高步行及自行车出行比例，优化交通出行结构，是推行低碳交通模式的核心内容。

a．推行优先发展公共交通的城市交通发展战略，树立公交优先发展观点，协同城市内部不同交通方式和城市内外部交通的关系，构筑以公共交通为主导的城市综合交通体系。

b．鼓励步行及自行车出行，保持和延长自行车道和人行道，建立高效优质的慢行交通，营造良好的城市步行和自行车出行的交通环境；

c．加快发展大运量快速城市公共交通系统，解决城市中长期存在的公共交通结构单一、发展滞后等问题。在稳步发展常规公共汽电车的同时，积极促进城市轨道交通和BRT等大运量快速公交系统的建设。鼓励轨道交通、快速公交、常规公交等多种方式的综合利用，提高公交覆盖率。

C．建立与新模式配套的道路空间资源分配系统

发展低碳可持续的机动化交通模式的关键在于正确分配道路空间资源。对某些大城市中心地区交通流的计算机分析表明：即使将特大城市中心区的建筑全部架空为机动车道，也不能避免交通拥堵。因此，在城市道路建设中，应当优先安排和保障公交设施用地，将道路使用权优先分配给公共交通，构建公交专用道网络。同时，在城市用地配置上，保障城市交通基础设施用地，加强大型交通枢纽的换乘设施建设，促进公共交通发展。提高城市道路网密度，有助于减少无效迂回交通，提高城市交通运行效率，从而减少交通能源消耗，降低碳排放。

（4）低碳理念引导下城市资源利用发展战略

1）水资源利用发展战略

水资源利用及污水再处理和利用是影响城市低碳循环的重要环节。雨水的收集与利用不仅能起到节约用水，减少因供水需求产生的能源消耗，还能减轻暴雨时节雨水径流对城市排水系统的负担。污水的处理与再利用可为城市提供补充水源，缓解城市用水压力，减轻长距离输水的能源消耗以及污水处理能耗，从而达到减少碳排放的目的。

因此，低碳的发展理念对水系统提出了更高的要求，其首要目的是减少二氧化碳的排放，从开发—利用—排放的单向利用向开发—利用—处理与再利用的循环利用模式转变。具体策略包括：

A．水资源多层次循环利用，促进城市节水

·实行建筑节水。对建筑中产生的“灰水“单独进行简单处理，用于冲洗马桶变成“黑水”后再进入污水系统，达到节水的目的。

·推进小区节水，实行中水就地回用和雨水收集，用于冷却水、厕所冲水、绿化或洗车等用途，简单有效地减少水资源消耗。

·推广节水器具。

B．开展中水回用，促进水资源的循环利用

中水回用实现了对水资源的多次重复利用，增加了水资源的可利用量，实施污水资源化的核心内容。

中水回用包括以下两种：水资源直接循环利用，将污水处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中；处理到非饮用水的标准，用于不与人体直接接触的用水，如冲洗厕所，地面、汽车清洗，绿化浇洒，以及消防等。前者投资高，工艺复杂，多用于极度缺水的地区；在城市中水回用中，多采用后者作为中水处理方式。

中水回用的途径：

·利用区域系统内杂用水和杂排水开展中水回用，排水经集流处理后供区域建筑内冲洗便器、清洗车、绿化等，其处理设施根据条件可设于区域内部或临近外部；

·借助区域雨水开展中水回用，城市建筑物、构筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和沥青路面，借助生态型排水设施，将地表径流转化利用。由于屋面雨水的水质远远高于通过道路雨水截流收集到的雨水，雨量也大于绿地草坪滞蓄收集到的雨水，因此在实际过程中通常采用屋面收集到的雨水作为中水原水。

C．采用生态型排水设施，促进雨水再利用

建设生态型排水系统，通过促渗、土壤滞留、雨水利用、雨水花园、干塘、湿地、地表排水植草沟等手段代替传统的地下雨水管，把降雨尽可能地持留在原地，削减城市径流，大大削减面源污染，减轻城市排水设施的负担，降低城市雨水洪灾的概率。达到生态低碳的目的。其具体内容如下表3-11所示。

2）能源综合利用

A．建立多元化的能源供应体系，提高能源使用效率

充分利用太阳能、风能、地热能、生物质能等清洁可再生能源，降低对化石燃料的需求和依赖，因地制宜选择适合城市自身的清洁能源。制定能源调控和管理政策，建立能源消费阶梯收费制度，促进节能新技术新产品的开发及应用，强制推行产业节能，鼓励引导生活节能。推广在家庭、社区和小企业中使用微型发电（用低碳资源小规模生产热能和电能）作为替代或补充电力来源。

B．促进能源综合利用

土地的混合利用和生态工业园的建设为能源的综合利用提供了良好的集成平台。各种类型建筑如商业建筑、居住建筑、办公建筑等等得以集成，便利了能源的集约利用。一方面，可利用大型公共建筑因自身能源消费而产生的热能，运用热泵和管道将热水输送到其他建筑内部；另一方面，可多渠道获取能量，比如人体自身的热能、人体活动时产生的能量等等，利用通风系统或者电能转换器收集开发能源。

C．分头减量，推广节能

主要从建筑、市政及交通三个方面减少能源损耗，推广节能。

a．建筑节能从建筑材料、建筑结构、建筑内部空间布局、暖通系统、热电冷三联供系统及室内照明几个方面考虑节能。

b．市政基础设施节能。主要通过调整供需平衡，提高处理设备及设施能效，减少输送环节不必要的能源浪费以及设置自动监控管理系统来实现。

c．交通节能。一方面开发绿色能源和混合动力汽车技术，使用天然气、电力等清洁能源代替传统化石燃料；同时优先发展城市公交，构建步行及公交主导的绿色交通体系。

3）建立基于3R原则的固体废弃物处理与循环利用系统。

遵循3R原则，即满足减少原料（reduce）、重新利用（reuse）和物品回收（recycle）的要求。通过节约、回收和再利用废旧资源，使其尚未被充分利用的价值得到重新开发和使用，产生新的经济和社会效益。具体包括限制或淘汰原辅材料高消耗行业的发展，提倡企业内部的边角料利用和废物资源化，鼓励企业间的废物循环利用，提高原材料利用效率。加强再生资源回收交换和综合利用，建设废弃物资再生利用产业基地，形成再生资源回收、加工、利用的产业链条。促进生活垃圾减量化和分类投放。

（5）低碳城市自然生态发展战略

城市绿地系统的生态服务功能是指绿地生态系统与生态过程所形成及维持人类赖以生存的自然环境条件和效用，主要包括调节气候、改良土壤、防风固沙、涵养水源、美化环境、维持生物多样性和稳定性等多种生态服务功能。对于低碳城市而言，除了上述生态服务功能之外，绿地系统还有一层更为重要的含义——碳汇，即从空气中清除二氧化碳。城市绿地能够在光合作用中固定大气中的二氧化碳，对缓解大气二氧化碳浓度升高有着重要的作用。统计研究表明，中国增加1%的森林覆盖率，便可以从大气中吸收固定0.6亿～0.7亿吨碳。同时，据有关统计分析，一辆汽车一年排放2300千克二氧化碳，一棵树一年大约能吸收14千克二氧化碳，这样可以得出，吸收掉一辆汽车排放出的二氧化碳量，必须要有160棵树木，而种植160棵树木大约要占地2000平方米。由此，我们看到增加城市的绿地，通过绿地中的植被、湿地和微生物来吸收和固定空气中的二氧化碳，可以起到固碳释氧的作用，所以必须要大力建设森林，提升绿化覆盖比例，增加碳汇，为城市的生产和生活对自然界造成的损失进行弥补。建设低碳城市须改变城市园林绿化的方式，充分利用城市绿化来达到增加碳汇、吸附污染物、减少热岛效应、为建筑和行人遮阳等节能减排的效果。研究表明低碳城市自然生态发展战略应该从下面几个方面来考虑问题。

1）建立完善有效的城市绿地系统

完善有效的城市绿地系统包括由斑块、基质、廊道、边界系统合理的组织及网络化的城市绿地系统组织。它们能够调节城市气候及城市环境，对降低城市热岛效应、改善风沙对城市的侵害，尤其是吸收降低城市二氧化碳气体发挥了重要的作用。

A．保护城市绿地斑块，逐渐发展扩大绿地面积。保护自然山地及城市中的公园、街头绿地及居住区绿地，增加城市绿色斑块面积，扩大绿量。

B．建立城市绿地基质面积及质量目标。减少城市硬质铺地，改善城市下垫面不断硬化的现象，提高城市地面绿化覆盖率，增加屋顶植物覆盖及建筑立体绿化的比率，由此达到城市绿地基质面积的增加及提高质量的目标

C．合理组织城市绿色廊道空间及城市楔形绿地。建设基于城市风环境和热环境改善目标，结合城市风象来组织城市绿色廊道空间及城市楔形绿地空间，并调整城市用地布局。以此，改善夏季城市热岛效应，同样减少冬季寒风对城市的危害，最终达到降低对能源消费的需要。

2）制定并推行合理选择植物类型和植物配置的标准

A．采取植物配置多样化、构建多物种的绿色生态系统的策略，能够更好地发挥绿地的生态效能。

B．合理适当增加乔木比例、减少城市公园草坪面积，提高绿地碳汇能力及生态价值。

C．采用乡土及地方树种，发挥其生长优势，提高公园植物的存活比率，更好地发挥其生物作用。

3）保护城市的水生态服务功能，强化水体低碳效应。

水的生态系统服务功能包括供给、支撑、调节和美学功能。在低碳城市的建设中，在完善水体的供给功能和美学功能的基础上，着重发挥水体的支撑调节作用，强化水体在降低碳排放方面的生态效应。

A．保护水体，完善动态水网，增强水体自净和循环能力，促进城市水体的良性循环；

B．借助城市自然水系，构建滨水生态廊道，保护生物多样性。

C．发挥水体的调节功能，利用河渠形成城市自然通风廊道，调节城市微气候；借助生态型排水设施，将自然水体与排水设施有机联系，增强城市景观水体的流动性，同时降低城市暴雨灾害，起到洪涝调节的作用。

D．构建城市湿地碳库

湿地在植物生长、促淤造陆等生态过程中积累了大量的无机碳和有机碳，由于湿地环境中，微生物活动弱，土壤吸引和释放二氧化碳十分缓慢，形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层，从而起到固碳的作用。城市中的湿地也是城市的重要生态基础设施之一，在调节径流、维持生物多样性、蓄洪防旱、控制污染等方面具有不可替代的作用。因此，恢复和保护城市湿地，建立湿地碳库，是建设低碳城市的有效途径。