ECGB学术研究| ACADEMIC RESEARCH
CURRENT RESEARCH ON CLIMATE
CHANGE ADAPTATION AND MITIGATION THROUGH CITY PLANNING IN THE U.S.
美国关于应对气候变化的城市规划 研究进展
黄鹤 / Huang He
摘要：在对美国应对气候变化的研究回顾的基础上，本文从城市规划的角度，介绍了当前美国城市适应和减缓气候变化的研究，特别是从应对海平面上升、改善土地使用和交通模式、运用计算机辅助设计更少温室气体排放的邻里等方面结合实际案例加以说明，并对当前美国政府及机构的相关举措进行概要介绍。
Abstract: Based on the review of research addressing climate change, this article introduces current research on climate change adaptation and mitigation through city planning in the U.S., especially on the field of sea-level rising, urban land-use and transportation improvement, computer-aided cooler neighborhood design with cases study. Furthermore, current policies and events by American governments and organizations are briefly introduced.
关键词：气候变化 城市规划 适应与减缓
Key Words: Climate Change, City Planning, Adaptation & Mitigation
全球温室气体排放量持续攀高所导致的气温升高、冰川融化、海平面上升、洪水、干旱、风暴等等不仅仅给人类的生活带来困扰，更为重要的是气候变化引发了人们对地球生态环境危机的忧虑。如何减少因人类活动而带来的气候变化成为当前全球范围内最为广泛关注的话题之一。
依据联合国人居署的报告，2007年是一个重要的年份，因为从这一年开始，世界范围内在城市居住的人口开始超过一半①。城市对于如何应对及减少对气候变化的影响其重要性不言而喻。美国作为能源消耗及温室气体排放大国，在世界范围内要求降低温室气体排放、减少人类活动对气候变化影响的呼声日益高涨的环境下，从城市规划视角面对及应对气候变化的研究得到重视，一些来自于政府和不同机构的举措也相继得以实施。
提供依据。在USCCSP的带动下，环境保护、能源利用、交通等领域进一步的研究日益增多。
从城市规划角度而言，较早的研究见于1984年由迈克尔·C.巴思（Michael C. Barth）和詹姆斯·G.泰特斯（James G. Titus）编辑的《温室气体影响和海平面升高：当代之挑战》一书，此书分析了海平面升高对海岸周边地区的影响，并提出了应对的措施。1990年詹姆斯·G. 泰特斯在美国规划协会期刊上又发表了题为《适应温室效应的策略》的文章，从城市规划角度提出了综合性的应对措施框架。
近年来，随着气候变化的加剧，越来越多的从城市规划角度出发的研究相继展开。例如从土地利用方面，2008年，美国城市土地机构（ULI，Urban Land Institution）出版了题为《为可持续的未来改变美国大都市地区规划》（Changing Metropolitan America Planning for a Sustainable Future），提出了紧凑发展和公交优先的发展模式以应对气候变化。2009年林肯土地政策研究中心（Lincoln Institute of Land Policy） 发布了题为《减轻气候变化的城市规划方法》（Urban Planning Tools for Climate Change Mitigation）的报告，主要关注在邻里、城市和大都市地区不同空间尺度层面，记录和模拟不同发展模式状态下气候变化的工具和方法③。从交通方面，2002年10月，美国交通部主持了《气候变化对美国交通的潜在影响》（Potential Impacts of Climate Change on U.S Transportation）的讨论会，分析了海平面上升对交通系统的影响④。2009年，新的同名报告再次发布⑤，报告分析了气候变化引起的高温天气、更加密集的飓风、干旱、伴随风暴的海平面升高以及土地沉降给不同地区交通带来的不同影响，指出影响最大的仍是海平面上升伴随着风暴对沿海交通系统的影响；同时给出了在机制方面
1 研究进程
美国开始对气候变化及其相关影响的研究始于上个世纪80年代，从本世纪开始得到较为广泛的开展，以美国全球变化研究项目（the U.S. Global Change Research Program，简称USGCRP）的建立为标志②。从2002年开始，美国交通部、能源部、国防部、商业部、环境保护组织等13个部门和机构参与到这个项目中，项目称为美国气候变化科学项目（U.S. Climate Change Science Program，简称USCCSP）。USCCSP的一系列评估报告，特别是每年出版的《我们正在改变的星球》（Our Changing Planet）在相关机构的政策制定中扮演着重要的角色，例如对美国关于气候变化的政府联合组（Intergovernmental Panel on Climate Change ，简称IPCC）的重要影响，为地方政府制定政策
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多方协作、评估以减少今后交通基础设施投资方面的风险，在规划设计和建设方面要充分考虑到气候变化带来的影响，运用多样的技术手段、将交通系统同城市的应急及疏散规划结合成为一个整体等建议。从应对海平面上升方面，近年来的研究转向了海平面上升结合飓风、洪水等综合因素作用下的应对措施。例如2008年秋，宾夕法尼亚大学设计学院的乔纳森·贝尔内特（Jonathan Bernett）教授主持研究《气候变化：德拉维尔河流域的影响及应对》（Climate Change: Impacts and Responses in the Delaware River Basin），在预测该区域2050城市化的基础上，评估了因气候变化而引起的海平面上升、洪水及风暴等对德拉维尔河流域范围内城市的影响，从空间的角度提出了宏观层面在德拉维尔河上修建防洪闸，中微观层面在受影响大的地区通过局部填高土地、增加堤岸、设置防洪墙、设置能够缓冲洪水的湿地、设置洪水公园等措施解决将要面临的问题。
总的来说，现有的研究对气候变化和城市规划建设之间的关注集中在两个方面，其一是面对变化，对不利影响进行评估，通过城市规划途径积极消解气候变化给城市发展带来的负面因素并适应正在进行的气候变化；其二则是应对变化，关注如何通过城市规划途径减少温室气体排放，从而减少气候变化。
1级风暴2级风暴3级风暴
2关于适应变化和减少变化的研究和举措
2.1适应气候变化
温室气体效应带来全球温度升高，引起陆地冰川以及海洋冰川的加速融化，从而带来海平面的上升；温度更高的海水使得风暴更为密集；同时升高的空气温度改变了现有的气流变化，结果之一就是部分地区的干旱。这些都给城市及人们的生活带来相当程度的影响。在这些影响之中，海平面升高是对城市建设及交通系统最为严重的（Committee on Climate Change and U.S. Transportation，2008）。
全球大约有25亿人居住在离海岸线100km以内的范围（Sue，2009），而美国有53%的人口居住在沿海的县域范围内（Committee on Climate Change and U.S. Transportation，2008），最为重要的大城市地区，例如波士顿—华盛顿地区，奥兰多—迈阿密地区，洛杉矶—圣地亚哥地区等等都直接毗邻海滨。因此，美国对于海平面升高以及飓风给沿海城市带来的影响及防范予以了较多的关注。
此类的研究首先是关注海平面升高对城市建设及交通设施的影响程度。海平面升高给沿海城市带来的影响有：其一，海平面升高使得一部分土地被淹没；其二，越来越频繁的风暴和海潮会使得沿海岸的建设加速后退；其三，因气候变化而带来的大洪水和高潮位，以及越来越频繁的风暴结合在一起会引起沿海地区更大的灾难（Sue，2009）。据保守的估计，2050年海平面将上升1/3m，而2100年将上升1m。如果按照2050年1/3m的海平面上升，迈阿密的海滩以及相当多的城市地区将不复存在（Jonathan，2007）；类似的情况也存在于波士顿、宾州德拉维尔河流域等地区。纽约官方网站上公布了3级风暴对于纽约市的影
响以及相应的疏散途径⑥。仅仅是1级风暴所引起的洪水就能影响到曼哈顿下城相当多的地区，并且使地铁、地下通道等停止运行。
同时伴随飓风而来的风暴对于沿海城市的破坏也是不容忽视的。2005年8月和9月，卡特里娜（Katrina）飓风和丽塔（Rita）飓风相继袭击了美国南部的新奥尔良。前者使得大部分的防洪墙和堤防失效，使得城市相当多的地区被洪水淹没，后者则使得情况变得更为糟糕。一年之后40%的城市地区仍然没有电力供应。新奥尔良和其他的滨海城市今后可能面临着越来越频繁和越来越厉害的飓风袭击和海平面升高带来的影响，如何将损失降低至最小是这些城市必须面对的问题。
因此，研究的另一个重点是如何防范这些不利影响。面对因气候变化带来的海平面上升和飓风等因素，现有的措施一方面要求对可能的影响程度进行综合评估，这需要多部门建立有效的合作机制，防患于未然，使得城市后续的建设特别是一些大型的基础设施建设避免在易受影响的地区进行；另一部分的措施则源于对已有的不可挪动的建
河流和渠道护堤
渠道(暴雨排水调节)围栏(暴雨排水调节)道路(暴雨排水调节)开放空间(暴雨排水调节)工业河渠闸门(暴雨排水调节)泵站
图1 飓风对纽约的影响：1级风暴引起的洪水将影响到相当部分的陆地地区和地铁及海底通道，2级和3级风暴将影响到更大的地区
设采用更为积极的保障措施。例如增加防洪措施，修建防潮堤或防洪闸，已建成的伦敦泰晤士河闸（Thames Barrier）提供了相应的借鉴案例；在合适的地区增加能够容纳洪水的湿地或者洪水公园；再如完善城市的排洪系统，使得城市能够快速的从灾害中恢复过来。
除海平面上升对城市及交通系统的影响之外，气候变化对水资源影气候变化对土地利用、植被等影响⑧的研究都在进行之中。 响的研究⑦、
2.2减少气候变化
城市排放的温室气体是引起气候变化的主要原因之一。依据美国环境保护组织的报告，从1990到2008年，美国总的温室气体排放大约上升了14%（U.S. Environmental Protection Agency，2010），其中排放量最大的几个部分是发电、交通、工业、居住和商业（U.S.
图2 新奥尔良市的防洪措施，在原有护堤系统上增加了新的调节系统和排
水泵站
Environmental Protection Agency，2010）。与城市规划息息相关的是交通、居住和商业等，因此通过城市规划途径减少温室气体的排放，多
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海平面上升影响风暴影响 洪水影响
洪水公园淹没的岸线增加的堤岸新的水道填出的土地升高的土地重新布置的基础设施湿地
图3 海平面升高、风暴及洪水对位于宾州德拉维尔河流域的费城机场的影响及应对措施
表1 美国一些地方政府颁布的关于减少气候变化的城市行动计划
城市政府
行动计划与目标
行动计划与城市规划之间的联系
1. 与交通相关的CO2短期和长期排放量减少10%。这可以通过如下的一些方式达到：城市发展采用公交优先的 （TOD，Transit-Oriented Development）的发展模式；建立和完善公共交通体系并加强管理；推行基于公共交通的生态通行项目（Eco-pass），并推行自行车交通系统；修订停车场的使用标准以鼓励其他交通方式的使用；修改街道设计标准，以鼓励行人和自行车交通。2. 为公交车提供单独的车道使其快速通行。
3. 鉴于目前工作/居住混合体仅仅被允许存在于一定的区域内，建议扩大工作/居住混合体的范围，减少交通出行。4. 在主要的交通走廊上设置停车与换乘场地，鼓励在公共交通站点步行范围之外的居民开车前往这些场地或者换乘公交或者拼车出行。
加州阿拉梅达市（Alameda）
2008年2月颁布《阿拉梅达的气候保护》（Climate Protection in Alameda）计划到2020年，CO2排放量至少降低25%
加州Albany市
2006年6月，Albany政府参与到Almeda县的气候保护项目中，2010年2月颁布《气候保护行动计划》（Climate Action Program），预期到2020和2050年温室气体排放量仅比2004年增加3%和22%
1. 建筑和能源策略：减低建筑能耗，增加使用清洁、可更新能源，例如太阳能、风能；2. 交通和土地使用策略：减少私家车的使用，鼓励步行、自行车和公共交通等出行方式，支持城市的TOD发展模式；3. 绿色基础设施策略：增加绿色基础设施的使用，提升社区生活品质；
从以上部分入手。
美国城市的郊区化是众所周知的。美国城市的蔓延带来大量的机动车交通，同时也带来温室气体排放量的居高不下。美国城市土地机构在2008年出版的《为可持续的未来改变美国大都市地区规划》中指出，当前美国的郊区和城市中心区都正在发生变化，其中位于大都市周边的外城郊区迅速发展，当前全美约有1.5亿人，占人口总数的一半，居住在郊区；而一些城市中心从上个世纪90年代开始出现了一一些中小城市由于人口持续减少，定程度的复兴及人口增加⑨。同时，
开始转向精明收缩（Smart Decline）的发展策略。2010年，俄亥俄州的青年城（the City of Youngstown）出台了全美第一个收缩规划，体现了更小、更绿、更清洁的发展思路⑩。美国城市地区正在发生的这些变化为如何通过规划途径从而减少温室气体排放提供机会的同时也提出了新的挑战。
提高土地使用强度，限制郊区化的蔓延，增加土地的混合使用，鼓励更加紧凑、可步行的环境，减少交通出行是有效减少温室气体排放的途径。甚至有学者提出，仅仅依靠土地利用方式的改进就可以达
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2,500万亿g CO2当量
2,0001,5001,0005000
不同类型燃料所产生的CO2比例
石油煤天然气
2,363
1,785
819
4350个州之外的其它属地
219商业
343
已经存在的土地利用
空地
住宅——独立住宅住宅——双拼住宅住宅——联排住宅住宅——多层住宅商业
政府/机构工业学校农场开放空间
居住工业交通发电
图4 美国2008年不同部门的CO2排放及消耗燃料构成
千吨 C/年
图6 伊利诺伊州Elburn镇现有的土地利用
-0.5660 ~ -0.684-0.685 ~ -0.312-0.313 ~ 0.0110.012 ~ 0.2960.297 ~ 0.5450.546 ~ 0.8130.814 ~ 1.1901.200 ~ 3.920
情景A
图5 美国2002年CO2排放显示出与城市地区和高速公路之间的密切关系
图例
到10%左右的温室气体减排（Ewing et al，2008）。始于上世纪的美国新城市主义和精明增长发展理念一直致力于更高密度的和以公共交通为主导的发展模式，这在减少气候变化方面的作用是明显的。波特兰城市地区在过去几十年的发展中很谨慎的控制了发展的蔓延以及提供交通出行方式，以保护周边的农场和森林。这样的政策使得从1990年以来，波特兰城市地区的人均机动车交通出行量减少了17%，在人口增加16%的基础上温室气体排放量基本保持在1990年的水平（Metro Regional Government，2000）。
依据林肯土地政策2009年研究中心的报告，在美国交通活动占到了与能源相关的温室气体排放量的33%左右，而仅仅乘坐一名乘客的机动车交通排放量又占到上述总量的一半（Lincoln Institute of Land Policy，2009）。因此，提供多样化的交通出行方式，鼓励公共交通出行也是在现有土地使用模式下减少温室气体排放的主要途径。在地方政府针对减缓气候变化的规划中，完善公交系统、鼓励拼车出行、改进道路设计以增加步行和自行车交通等措施较为多见。
此外，绿色基础设施的建设也能够在一定程度上减少温室气体的排放。例如处理雨水的自然系统以及本地的食物供给系统，减少运输、储存、包装等。
近年来，在基于GIS系统的计算机辅助规划设计、以减少温室气体排放方面，美国相关研究机构也开展了不少的研究。林肯中心的报告中给出了若干案例，伊利诺伊州埃尔本（Elburn）的更“凉”（Cool）邻里设计是其中之一，它以计算机软件INDEX为基本手段，对不同方案的温室气体排放加以模拟从而辅助规划方案的选择。
位于美国伊利诺伊州芝加哥城郊的埃尔本是一个大约有4000居民的小镇，通过城市铁路（Commuter Rail Transit）与城市中心联系。临近铁路站点的大约300英亩的地块成为社区后续发展的重要地区，同时这个地块的开发建设也为建设温室气体排放更少的邻里提供了良好的机会。
从2007年开始，一系列INDEX工具被运用于不同土地使用和交通模式下的评估温室气体排放，并最终辅助选定规划建设方案。
图7 不同发展情景及土地使用的模拟
情景C情景B
独立住宅
10个居住单位/英亩
独立住宅
16个居住单位/英亩
高密度住宅住宅
30个居住单位/英亩
零售
45个就业岗位/英亩
办公
80个就业岗位/英亩混合使用地区
45个就业岗位/英亩20个居住单位/英亩
机构
12个就业岗位/英亩
公园
风力发电站
0.05兆瓦/英亩
在埃尔本社区建设的案例中，INDEX通过将规划方案的土地使用转化为不同建筑的能耗和CO2排放，将交通转化为机动车出行能耗和CO2排放，来计算不同情景下的转能源使用和温室气体排放。通过模拟计算，采用更高建设密度和更高就业密度的情景C，减少了对空调、机动车交通的需求，同时30%的电能来自于清洁无CO2排放的风
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表2 埃尔本镇现有状况和车站地区项目规划目标
指标
单位
城市范围现有状
况
车站地区设计方案
车站地区发展目标
情景A
人口统计
人口就业
居民受雇佣者
3324948
土地使用
混合使用土地占全部土地比例
均衡使用
0～1范围0～1范围
0.190.71
住宅
住宅单位独立住宅密度非独立住宅密度对独立性住宅分享使用的比例对非独立性住宅分享的比例
公共设施可达性公共交通可达性
总数住宅单位/英亩住宅单位/英亩
%%
去最近商店的平均步行距离
（英尺）去最近车站的平均步行距离
（英尺）
13062.608.2276.621.349522909
就业
工作与居住的平衡
就业密度商业建筑密度到工作地点的公共交通
工作岗位/居住单位就业岗位/英亩平均容积率
去最近车站的平均步行距离
（英尺）
0.7321.040.201384
娱乐
公园/学校游玩场地供应公园/学校游玩场地到住宅距
离
英亩/1000人
去最近的公园/学校游玩场地平均步行距离（英尺）
19.82144
交通
街区尺度道路网络密度公共交通服务覆盖以公共交通为导向的住宅密度以公共交通为导向的就业密度
步行道网络覆盖率街道直达性自行车道网络覆盖率以家为基准点的机动车交通量不以家为基准点的机动车附带
交通量
平均值（英尺）
中心线长度（英里）/平方英里
站点/平方英里铁路站点周边1/4英里范围内
每英亩住宅单位铁路站点周边1/4英里范围内
每英亩就业岗位有步行道的街道的比例步行距离/直线距离
% 英里/天/人英里/天/人
6586.814.0315.7891.901.8433.1625.015.0
气候改变
居住建筑能源使用居住交通能源使用居住的能源总体利用非居住建筑能源使用不以家为基准点的交通能源使
用
非居住能源总体利用居住建筑CO2排放居住交通CO2排放居住总体CO2排放非居住建筑CO2排放非居住交通CO2排放非居住总体CO2排放
MMBtu/年/人MMBtu/年/人MMBtu/年/人MMBtu/年/empMMBtu/年/empMMBtu/年/emplbs/人/年lbs/人/年lbs/人/年Lbs/emp/年Lbs/emp/年Lbs/emp/年
50.9241.5192.4245.6624.9070.[***********]6380411090
45.5134.1879.6943.3420.5163.[***********]31327476
41.6934.6676.3542.4720.8063.[***********]331767999
41.8433.5975.4311.8520.1532.[***********]30784107
100或者更多1.40或更少50或更多10或更多28或者更多300或更少
31527.622.621.9049.9299.71.3844.2920.612.4
39924.818.123.7151.5299.71.3349.4120.912.5
45218.913.627.9561.321001.3627.6720.212.1
3.0-8.01000或更少
4.01724
4.91319
5.91165
0.90到1.1070或更多0.65或更多1000或更少
0.9649.920.541725
2.0452.820.581319
0.9760.090.591165
2000或更少1000或更少14或者更多28或更多
327616.0026.6138.561.51906952
289514.6226.3910.989.13048928
366416.0028.6512.587.531101146
0.50或以上0.90或以上
0.400.87
0.570.89
0.360.81
68683151
58825893
74413551
情景B
情景C
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CHANGE ADAPTATION AND MITIGATION THROUGH CITY PLANNING IN THE U.S.
美国关于应对气候变化的城市规划 研究进展
黄鹤 / Huang He
摘要：在对美国应对气候变化的研究回顾的基础上，本文从城市规划的角度，介绍了当前美国城市适应和减缓气候变化的研究，特别是从应对海平面上升、改善土地使用和交通模式、运用计算机辅助设计更少温室气体排放的邻里等方面结合实际案例加以说明，并对当前美国政府及机构的相关举措进行概要介绍。
Abstract: Based on the review of research addressing climate change, this article introduces current research on climate change adaptation and mitigation through city planning in the U.S., especially on the field of sea-level rising, urban land-use and transportation improvement, computer-aided cooler neighborhood design with cases study. Furthermore, current policies and events by American governments and organizations are briefly introduced.
关键词：气候变化 城市规划 适应与减缓
Key Words: Climate Change, City Planning, Adaptation & Mitigation
全球温室气体排放量持续攀高所导致的气温升高、冰川融化、海平面上升、洪水、干旱、风暴等等不仅仅给人类的生活带来困扰，更为重要的是气候变化引发了人们对地球生态环境危机的忧虑。如何减少因人类活动而带来的气候变化成为当前全球范围内最为广泛关注的话题之一。
依据联合国人居署的报告，2007年是一个重要的年份，因为从这一年开始，世界范围内在城市居住的人口开始超过一半①。城市对于如何应对及减少对气候变化的影响其重要性不言而喻。美国作为能源消耗及温室气体排放大国，在世界范围内要求降低温室气体排放、减少人类活动对气候变化影响的呼声日益高涨的环境下，从城市规划视角面对及应对气候变化的研究得到重视，一些来自于政府和不同机构的举措也相继得以实施。
提供依据。在USCCSP的带动下，环境保护、能源利用、交通等领域进一步的研究日益增多。
从城市规划角度而言，较早的研究见于1984年由迈克尔·C.巴思（Michael C. Barth）和詹姆斯·G.泰特斯（James G. Titus）编辑的《温室气体影响和海平面升高：当代之挑战》一书，此书分析了海平面升高对海岸周边地区的影响，并提出了应对的措施。1990年詹姆斯·G. 泰特斯在美国规划协会期刊上又发表了题为《适应温室效应的策略》的文章，从城市规划角度提出了综合性的应对措施框架。
近年来，随着气候变化的加剧，越来越多的从城市规划角度出发的研究相继展开。例如从土地利用方面，2008年，美国城市土地机构（ULI，Urban Land Institution）出版了题为《为可持续的未来改变美国大都市地区规划》（Changing Metropolitan America Planning for a Sustainable Future），提出了紧凑发展和公交优先的发展模式以应对气候变化。2009年林肯土地政策研究中心（Lincoln Institute of Land Policy） 发布了题为《减轻气候变化的城市规划方法》（Urban Planning Tools for Climate Change Mitigation）的报告，主要关注在邻里、城市和大都市地区不同空间尺度层面，记录和模拟不同发展模式状态下气候变化的工具和方法③。从交通方面，2002年10月，美国交通部主持了《气候变化对美国交通的潜在影响》（Potential Impacts of Climate Change on U.S Transportation）的讨论会，分析了海平面上升对交通系统的影响④。2009年，新的同名报告再次发布⑤，报告分析了气候变化引起的高温天气、更加密集的飓风、干旱、伴随风暴的海平面升高以及土地沉降给不同地区交通带来的不同影响，指出影响最大的仍是海平面上升伴随着风暴对沿海交通系统的影响；同时给出了在机制方面
1 研究进程
美国开始对气候变化及其相关影响的研究始于上个世纪80年代，从本世纪开始得到较为广泛的开展，以美国全球变化研究项目（the U.S. Global Change Research Program，简称USGCRP）的建立为标志②。从2002年开始，美国交通部、能源部、国防部、商业部、环境保护组织等13个部门和机构参与到这个项目中，项目称为美国气候变化科学项目（U.S. Climate Change Science Program，简称USCCSP）。USCCSP的一系列评估报告，特别是每年出版的《我们正在改变的星球》（Our Changing Planet）在相关机构的政策制定中扮演着重要的角色，例如对美国关于气候变化的政府联合组（Intergovernmental Panel on Climate Change ，简称IPCC）的重要影响，为地方政府制定政策
036
ACADEMIC RESEARCH | 学术研究ECGB
多方协作、评估以减少今后交通基础设施投资方面的风险，在规划设计和建设方面要充分考虑到气候变化带来的影响，运用多样的技术手段、将交通系统同城市的应急及疏散规划结合成为一个整体等建议。从应对海平面上升方面，近年来的研究转向了海平面上升结合飓风、洪水等综合因素作用下的应对措施。例如2008年秋，宾夕法尼亚大学设计学院的乔纳森·贝尔内特（Jonathan Bernett）教授主持研究《气候变化：德拉维尔河流域的影响及应对》（Climate Change: Impacts and Responses in the Delaware River Basin），在预测该区域2050城市化的基础上，评估了因气候变化而引起的海平面上升、洪水及风暴等对德拉维尔河流域范围内城市的影响，从空间的角度提出了宏观层面在德拉维尔河上修建防洪闸，中微观层面在受影响大的地区通过局部填高土地、增加堤岸、设置防洪墙、设置能够缓冲洪水的湿地、设置洪水公园等措施解决将要面临的问题。
总的来说，现有的研究对气候变化和城市规划建设之间的关注集中在两个方面，其一是面对变化，对不利影响进行评估，通过城市规划途径积极消解气候变化给城市发展带来的负面因素并适应正在进行的气候变化；其二则是应对变化，关注如何通过城市规划途径减少温室气体排放，从而减少气候变化。
1级风暴2级风暴3级风暴
2关于适应变化和减少变化的研究和举措
2.1适应气候变化
温室气体效应带来全球温度升高，引起陆地冰川以及海洋冰川的加速融化，从而带来海平面的上升；温度更高的海水使得风暴更为密集；同时升高的空气温度改变了现有的气流变化，结果之一就是部分地区的干旱。这些都给城市及人们的生活带来相当程度的影响。在这些影响之中，海平面升高是对城市建设及交通系统最为严重的（Committee on Climate Change and U.S. Transportation，2008）。
全球大约有25亿人居住在离海岸线100km以内的范围（Sue，2009），而美国有53%的人口居住在沿海的县域范围内（Committee on Climate Change and U.S. Transportation，2008），最为重要的大城市地区，例如波士顿—华盛顿地区，奥兰多—迈阿密地区，洛杉矶—圣地亚哥地区等等都直接毗邻海滨。因此，美国对于海平面升高以及飓风给沿海城市带来的影响及防范予以了较多的关注。
此类的研究首先是关注海平面升高对城市建设及交通设施的影响程度。海平面升高给沿海城市带来的影响有：其一，海平面升高使得一部分土地被淹没；其二，越来越频繁的风暴和海潮会使得沿海岸的建设加速后退；其三，因气候变化而带来的大洪水和高潮位，以及越来越频繁的风暴结合在一起会引起沿海地区更大的灾难（Sue，2009）。据保守的估计，2050年海平面将上升1/3m，而2100年将上升1m。如果按照2050年1/3m的海平面上升，迈阿密的海滩以及相当多的城市地区将不复存在（Jonathan，2007）；类似的情况也存在于波士顿、宾州德拉维尔河流域等地区。纽约官方网站上公布了3级风暴对于纽约市的影
响以及相应的疏散途径⑥。仅仅是1级风暴所引起的洪水就能影响到曼哈顿下城相当多的地区，并且使地铁、地下通道等停止运行。
同时伴随飓风而来的风暴对于沿海城市的破坏也是不容忽视的。2005年8月和9月，卡特里娜（Katrina）飓风和丽塔（Rita）飓风相继袭击了美国南部的新奥尔良。前者使得大部分的防洪墙和堤防失效，使得城市相当多的地区被洪水淹没，后者则使得情况变得更为糟糕。一年之后40%的城市地区仍然没有电力供应。新奥尔良和其他的滨海城市今后可能面临着越来越频繁和越来越厉害的飓风袭击和海平面升高带来的影响，如何将损失降低至最小是这些城市必须面对的问题。
因此，研究的另一个重点是如何防范这些不利影响。面对因气候变化带来的海平面上升和飓风等因素，现有的措施一方面要求对可能的影响程度进行综合评估，这需要多部门建立有效的合作机制，防患于未然，使得城市后续的建设特别是一些大型的基础设施建设避免在易受影响的地区进行；另一部分的措施则源于对已有的不可挪动的建
河流和渠道护堤
渠道(暴雨排水调节)围栏(暴雨排水调节)道路(暴雨排水调节)开放空间(暴雨排水调节)工业河渠闸门(暴雨排水调节)泵站
图1 飓风对纽约的影响：1级风暴引起的洪水将影响到相当部分的陆地地区和地铁及海底通道，2级和3级风暴将影响到更大的地区
设采用更为积极的保障措施。例如增加防洪措施，修建防潮堤或防洪闸，已建成的伦敦泰晤士河闸（Thames Barrier）提供了相应的借鉴案例；在合适的地区增加能够容纳洪水的湿地或者洪水公园；再如完善城市的排洪系统，使得城市能够快速的从灾害中恢复过来。
除海平面上升对城市及交通系统的影响之外，气候变化对水资源影气候变化对土地利用、植被等影响⑧的研究都在进行之中。 响的研究⑦、
2.2减少气候变化
城市排放的温室气体是引起气候变化的主要原因之一。依据美国环境保护组织的报告，从1990到2008年，美国总的温室气体排放大约上升了14%（U.S. Environmental Protection Agency，2010），其中排放量最大的几个部分是发电、交通、工业、居住和商业（U.S.
图2 新奥尔良市的防洪措施，在原有护堤系统上增加了新的调节系统和排
水泵站
Environmental Protection Agency，2010）。与城市规划息息相关的是交通、居住和商业等，因此通过城市规划途径减少温室气体的排放，多
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海平面上升影响风暴影响 洪水影响
洪水公园淹没的岸线增加的堤岸新的水道填出的土地升高的土地重新布置的基础设施湿地
图3 海平面升高、风暴及洪水对位于宾州德拉维尔河流域的费城机场的影响及应对措施
表1 美国一些地方政府颁布的关于减少气候变化的城市行动计划
城市政府
行动计划与目标
行动计划与城市规划之间的联系
1. 与交通相关的CO2短期和长期排放量减少10%。这可以通过如下的一些方式达到：城市发展采用公交优先的 （TOD，Transit-Oriented Development）的发展模式；建立和完善公共交通体系并加强管理；推行基于公共交通的生态通行项目（Eco-pass），并推行自行车交通系统；修订停车场的使用标准以鼓励其他交通方式的使用；修改街道设计标准，以鼓励行人和自行车交通。2. 为公交车提供单独的车道使其快速通行。
3. 鉴于目前工作/居住混合体仅仅被允许存在于一定的区域内，建议扩大工作/居住混合体的范围，减少交通出行。4. 在主要的交通走廊上设置停车与换乘场地，鼓励在公共交通站点步行范围之外的居民开车前往这些场地或者换乘公交或者拼车出行。
加州阿拉梅达市（Alameda）
2008年2月颁布《阿拉梅达的气候保护》（Climate Protection in Alameda）计划到2020年，CO2排放量至少降低25%
加州Albany市
2006年6月，Albany政府参与到Almeda县的气候保护项目中，2010年2月颁布《气候保护行动计划》（Climate Action Program），预期到2020和2050年温室气体排放量仅比2004年增加3%和22%
1. 建筑和能源策略：减低建筑能耗，增加使用清洁、可更新能源，例如太阳能、风能；2. 交通和土地使用策略：减少私家车的使用，鼓励步行、自行车和公共交通等出行方式，支持城市的TOD发展模式；3. 绿色基础设施策略：增加绿色基础设施的使用，提升社区生活品质；
从以上部分入手。
美国城市的郊区化是众所周知的。美国城市的蔓延带来大量的机动车交通，同时也带来温室气体排放量的居高不下。美国城市土地机构在2008年出版的《为可持续的未来改变美国大都市地区规划》中指出，当前美国的郊区和城市中心区都正在发生变化，其中位于大都市周边的外城郊区迅速发展，当前全美约有1.5亿人，占人口总数的一半，居住在郊区；而一些城市中心从上个世纪90年代开始出现了一一些中小城市由于人口持续减少，定程度的复兴及人口增加⑨。同时，
开始转向精明收缩（Smart Decline）的发展策略。2010年，俄亥俄州的青年城（the City of Youngstown）出台了全美第一个收缩规划，体现了更小、更绿、更清洁的发展思路⑩。美国城市地区正在发生的这些变化为如何通过规划途径从而减少温室气体排放提供机会的同时也提出了新的挑战。
提高土地使用强度，限制郊区化的蔓延，增加土地的混合使用，鼓励更加紧凑、可步行的环境，减少交通出行是有效减少温室气体排放的途径。甚至有学者提出，仅仅依靠土地利用方式的改进就可以达
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2,500万亿g CO2当量
2,0001,5001,0005000
不同类型燃料所产生的CO2比例
石油煤天然气
2,363
1,785
819
4350个州之外的其它属地
219商业
343
已经存在的土地利用
空地
住宅——独立住宅住宅——双拼住宅住宅——联排住宅住宅——多层住宅商业
政府/机构工业学校农场开放空间
居住工业交通发电
图4 美国2008年不同部门的CO2排放及消耗燃料构成
千吨 C/年
图6 伊利诺伊州Elburn镇现有的土地利用
-0.5660 ~ -0.684-0.685 ~ -0.312-0.313 ~ 0.0110.012 ~ 0.2960.297 ~ 0.5450.546 ~ 0.8130.814 ~ 1.1901.200 ~ 3.920
情景A
图5 美国2002年CO2排放显示出与城市地区和高速公路之间的密切关系
图例
到10%左右的温室气体减排（Ewing et al，2008）。始于上世纪的美国新城市主义和精明增长发展理念一直致力于更高密度的和以公共交通为主导的发展模式，这在减少气候变化方面的作用是明显的。波特兰城市地区在过去几十年的发展中很谨慎的控制了发展的蔓延以及提供交通出行方式，以保护周边的农场和森林。这样的政策使得从1990年以来，波特兰城市地区的人均机动车交通出行量减少了17%，在人口增加16%的基础上温室气体排放量基本保持在1990年的水平（Metro Regional Government，2000）。
依据林肯土地政策2009年研究中心的报告，在美国交通活动占到了与能源相关的温室气体排放量的33%左右，而仅仅乘坐一名乘客的机动车交通排放量又占到上述总量的一半（Lincoln Institute of Land Policy，2009）。因此，提供多样化的交通出行方式，鼓励公共交通出行也是在现有土地使用模式下减少温室气体排放的主要途径。在地方政府针对减缓气候变化的规划中，完善公交系统、鼓励拼车出行、改进道路设计以增加步行和自行车交通等措施较为多见。
此外，绿色基础设施的建设也能够在一定程度上减少温室气体的排放。例如处理雨水的自然系统以及本地的食物供给系统，减少运输、储存、包装等。
近年来，在基于GIS系统的计算机辅助规划设计、以减少温室气体排放方面，美国相关研究机构也开展了不少的研究。林肯中心的报告中给出了若干案例，伊利诺伊州埃尔本（Elburn）的更“凉”（Cool）邻里设计是其中之一，它以计算机软件INDEX为基本手段，对不同方案的温室气体排放加以模拟从而辅助规划方案的选择。
位于美国伊利诺伊州芝加哥城郊的埃尔本是一个大约有4000居民的小镇，通过城市铁路（Commuter Rail Transit）与城市中心联系。临近铁路站点的大约300英亩的地块成为社区后续发展的重要地区，同时这个地块的开发建设也为建设温室气体排放更少的邻里提供了良好的机会。
从2007年开始，一系列INDEX工具被运用于不同土地使用和交通模式下的评估温室气体排放，并最终辅助选定规划建设方案。
图7 不同发展情景及土地使用的模拟
情景C情景B
独立住宅
10个居住单位/英亩
独立住宅
16个居住单位/英亩
高密度住宅住宅
30个居住单位/英亩
零售
45个就业岗位/英亩
办公
80个就业岗位/英亩混合使用地区
45个就业岗位/英亩20个居住单位/英亩
机构
12个就业岗位/英亩
公园
风力发电站
0.05兆瓦/英亩
在埃尔本社区建设的案例中，INDEX通过将规划方案的土地使用转化为不同建筑的能耗和CO2排放，将交通转化为机动车出行能耗和CO2排放，来计算不同情景下的转能源使用和温室气体排放。通过模拟计算，采用更高建设密度和更高就业密度的情景C，减少了对空调、机动车交通的需求，同时30%的电能来自于清洁无CO2排放的风
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表2 埃尔本镇现有状况和车站地区项目规划目标
指标
单位
城市范围现有状
况
车站地区设计方案
车站地区发展目标
情景A
人口统计
人口就业
居民受雇佣者
3324948
土地使用
混合使用土地占全部土地比例
均衡使用
0～1范围0～1范围
0.190.71
住宅
住宅单位独立住宅密度非独立住宅密度对独立性住宅分享使用的比例对非独立性住宅分享的比例
公共设施可达性公共交通可达性
总数住宅单位/英亩住宅单位/英亩
%%
去最近商店的平均步行距离
（英尺）去最近车站的平均步行距离
（英尺）
13062.608.2276.621.349522909
就业
工作与居住的平衡
就业密度商业建筑密度到工作地点的公共交通
工作岗位/居住单位就业岗位/英亩平均容积率
去最近车站的平均步行距离
（英尺）
0.7321.040.201384
娱乐
公园/学校游玩场地供应公园/学校游玩场地到住宅距
离
英亩/1000人
去最近的公园/学校游玩场地平均步行距离（英尺）
19.82144
交通
街区尺度道路网络密度公共交通服务覆盖以公共交通为导向的住宅密度以公共交通为导向的就业密度
步行道网络覆盖率街道直达性自行车道网络覆盖率以家为基准点的机动车交通量不以家为基准点的机动车附带
交通量
平均值（英尺）
中心线长度（英里）/平方英里
站点/平方英里铁路站点周边1/4英里范围内
每英亩住宅单位铁路站点周边1/4英里范围内
每英亩就业岗位有步行道的街道的比例步行距离/直线距离
% 英里/天/人英里/天/人
6586.814.0315.7891.901.8433.1625.015.0
气候改变
居住建筑能源使用居住交通能源使用居住的能源总体利用非居住建筑能源使用不以家为基准点的交通能源使
用
非居住能源总体利用居住建筑CO2排放居住交通CO2排放居住总体CO2排放非居住建筑CO2排放非居住交通CO2排放非居住总体CO2排放
MMBtu/年/人MMBtu/年/人MMBtu/年/人MMBtu/年/empMMBtu/年/empMMBtu/年/emplbs/人/年lbs/人/年lbs/人/年Lbs/emp/年Lbs/emp/年Lbs/emp/年
50.9241.5192.4245.6624.9070.[***********]6380411090
45.5134.1879.6943.3420.5163.[***********]31327476
41.6934.6676.3542.4720.8063.[***********]331767999
41.8433.5975.4311.8520.1532.[***********]30784107
100或者更多1.40或更少50或更多10或更多28或者更多300或更少
31527.622.621.9049.9299.71.3844.2920.612.4
39924.818.123.7151.5299.71.3349.4120.912.5
45218.913.627.9561.321001.3627.6720.212.1
3.0-8.01000或更少
4.01724
4.91319
5.91165
0.90到1.1070或更多0.65或更多1000或更少
0.9649.920.541725
2.0452.820.581319
0.9760.090.591165
2000或更少1000或更少14或者更多28或更多
327616.0026.6138.561.51906952
289514.6226.3910.989.13048928
366416.0028.6512.587.531101146
0.50或以上0.90或以上
0.400.87
0.570.89
0.360.81
68683151
58825893
74413551
情景B
情景C
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