第一节　城市化与气候变化的多重挑战

城市化是由以农业为主的传统乡村型社会向以工业和服务业等非农产业为主的现代城市型社会逐步转变的历史过程。人口和经济的高度集聚带来资源和能源的大量消耗与环境污染的快速蔓延，使得城市成为碳排放的主要来源以及规模巨大的承灾体，第六次全球环境展望（GE0-6）将城市化确定为环境变化的五大驱动力之一。我们将城市面临的多重环境挑战分为两类：一是城市化带来的内生挑战；二是气候变化引致的外在挑战。

一、城市化带来的挑战

（一）人口集聚

1950—2020年，全球城市化率从29.6%增长至56.2%，中国城镇化率从11.2%增长至63.9%。全球城镇人口从7.5亿增长至43.6亿，预计到2050年将再增长23.1亿。改革开放以来，我国城镇常住人口从1.7亿人增加到9.14亿人，常住人口突破1 000万的城市共有17座，突破500万的有66座。庞大的人口集聚在为城市带来充足劳动力、先进生产力和经济活力的同时，也带来了一系列诸如交通拥挤、住房紧张、就业压力、公共服务与治理困境等问题。

（二）城市蔓延

伴随着城市化率的提升，城市面积也随之快速扩张。1990—2018年全球人口大于100万的城市从247座增长至548座，人口总量从7.7亿增长到17.8亿（UN，2018）。根据中国科学院空天信息创新研究院发布的数据，1972—2020年我国75个样本城市的建成区面积扩大了7.46倍，总面积扩展26 914.88平方千米。城市对多种用途土地的竞争带来自然空间的急剧缩减，城市化也被认为是对地球表面影响最为剧烈且不可逆的活动之一。

伴随着城市面积扩张，全球不透水面积也在急剧增加，2018年全球不透水面积达到797 076平方千米，超过1990年的2.5倍（Gong P，li X，Wang J，2020）。根据中国科学院《美丽中国生态文明建设地理图景》，2000—2020年，四川城市面积由780平方千米扩展至2 100平方千米，不透水面积由65.6%扩展到67.12%。城市不透水面积增加严重削弱地表蓄洪、植物拦截与土壤下渗的功能，洪水截留更多依靠人工管道排水与防洪工程，导致地下水补给不足，地表径流量逐年升高。

（三）资源短缺

自然为人类提供了丰富的资源，但工业革命与城市化对自然资源的掠夺式开发导致1/3的自然资源惨遭破坏，资源短缺甚至是枯竭。全球森林面积在过去20年缩减了约1亿公顷（FAO，2020）。世界气象组织（WMO）发布首份《全球水资源状况报告》，指出“目前全球有36亿人每年至少有一个月面临供水不足的问题，预计到2050年，此类人口数量将超过50亿”。历经上亿年形成的能源资源在100年间已消耗大部分，已探明的石油产量也只能维持三四十年。

（四）环境污染

环境污染问题复杂多样，大气、水、食物、土壤、固废是研究关注的重点。WHO和UNEP指出，全球城市居民有4/5生活在大气污染环境中。《全球环境展望》也指出1/4的早死和疾病都源于污染和环境破坏。全球重大环境污染事件，如比利时马斯河谷烟雾事件、日本水俣病事件等虽过去，但后遗症持续，至今依然骇人听闻。另外，城市由于集聚大量人口与建筑物，缺乏绿色植物光合作用，从而吸附过多太阳光辐射，温度会高于郊区，热力性质差异形成回流，也就是热岛效应，严重影响城市居民健康。

（五）生态破坏

高强度开发建设割裂了城市生态系统的完整性，日益破碎化，对城市生物多样性造成严重危害。根据“全球足迹网络”（Global Footprint Network）发布，地球从1971年以来一直处于生态赤字状态，且每年的地球超载日不断提前，2023年8月2日是地球超载日。《地球生命力报告2022》（WWF，2022）指出，监测的野生动物种群自1970年以来下降了69%。生态退化给城市带来更大的韧性挑战，以雨洪为例，城市化进程改变植被、土壤等垫面类型，加剧水土流失，导致洪峰流量增大、汇流时间变短、排水密度增加。地下空间的大规模开发也使得洪涝调蓄空间受限，城市雨岛和热岛效应显著，产汇流特性剧烈变化。且大城市极端暴雨往往具有局地性和突发性，产生聚集、连锁和放大效应，严重危害群众生命财产与城市基础设施安全。

二、气候变化带来的挑战

（一）气候变化及其威胁

从1990年到2023年，IPCC发布的历次评估报告成为国际社会认识气候变化问题并建立应对机制的重要科学依据，极大地影响着《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》《巴黎协定》的谈判进程和走势。1990年IPCC第一次评估报告确认了气候变化的科学依据。2001年IPCC第三次评估报告明确了观测到的地表温度上升主要归因于人类活动。2021年IPCC第六次评估报告明确指出人类活动主要通过排放温室气体已毋庸置疑引起了全球变暖。气候变化可以诱发极端天气事件频发与海平面上升，导致洪涝干旱灾害、城市热岛效应、生物多样性丧失、生态环境退化等风险，对人类生存发展造成严重威胁。

（二）城市面临的气候风险

城市聚集了高密度人口、基础设施和建筑物，导致极高脆弱性和暴露可能，从而成为气候风险的热点区域。城市面临的主要气候风险包括气象灾害及其引发的次生灾害，如暴雨与洪水、高温干旱、冰雪与冻害等极端天气，对城市的主要领域产生显著影响，如能源系统、水供需与污水处理、交通和公共健康。IPCC AR5（2014）指出，1950年以来，全球极端天气事件增多，广泛影响城市居民点、人类健康和幸福；且未来洪水、高温、干旱造成的长期风险影响仍将显著上升。随着城市人口与资产不断集聚与扩张，雾霾、热岛、台风、内涝等新型、复合型城市灾害日益增多，气象灾害造成的损失占自然灾害70%以上。

（三）长期压力

气候变化是城市现在及未来要面对的灰犀牛式的慢性压力，具有大概率、高风险的累积趋势。由于快速的城市化和城市热岛效应，全球城市变暖的速度是全球整体平均速度的2倍。预计到21世纪中叶，城市人口将暴露在高温中（即夏季平均最高温度超过35℃）的比例将增长800%，波及人数达到16亿人。气候变化造成的不平等，包括健康状况（如心血管疾病等）、社会经济状况（如不稳定的住房）、地理资源分配（如缺水区）以及社会政治地位差距等，在城市环境中会尤为明显（Jay等，2021）。

三、城市化与气候变化交叠

工业革命以来全球大规模城镇化是气候变化的重要原因，而气候变化引发的热浪、风暴、干旱和洪水灾害也对城市居民生产生活以及财产与基础设施产生不利影响。这两种力量相互交叠，既显示了城市应对风险的复杂性和不确定性，也彰显了协同治理的必要性和紧迫性。

可持续城市化是积极应对气候变化的人类自我调整与适应策略，也是实现碳中和的关键。城市既是气候变化的原因，又是气候变化的影响对象，更是减缓与适应的主阵地，是解决方案的关键部分。