城市如何拯救我们

——July 2017《Scientific American》

如果我们把城市建设的富有能源,水资源,食物和矿产资源的话,城市能够改善我们生活的地球以及我们的生活
——By William McDonough

世界上超过一半的人口居住在城市里,这使得地球的负担越来越大。城市排放了超过了全球70%的二氧化碳,消耗掉巨大的水资源,降低了水质,制造了大量的垃圾。随着城市的变化,地球也在变化。而城市发展的越来越快。根据联合国最新的估计,在2030年前将会有50亿人口居住在城市,接近半数人将在家里,学校里,公司和尚未存在的公园中继续生活。

尽可能的把城市建设的可持续是巨大的挑战。但是这些挑战同样令人振奋,因为城市可以在开创更加可持续的世界中起到举足轻重的作用。城市是创新和创业能量的引擎。正如市领导的网络所展示的那样,直辖市也是有影响力的演员,注入他们的力量,设置环境相关的议程并且领导全球。从特大城市到城镇,市长和市委会,投资商,经济学家和规划人员都在响应从头开始重建快速增长的城市基本元素的迫切的需求。他们对城市图景的重新设想以及设计将会对未来地球上所有生命产生深远的影响。

许多城市正在采取重要的措施来减少空气和水污染。他们只是变得“不那么糟糕”。但是这样的效果对城市而言不足以让我们到达美好的未来。如果城市还能更高效并且做得“更好”,比如通过把废物转化回食品中的营养,城市就能够推动我们到达一个我们想要的未来,而不仅仅是减少我们不想要的后果。更好,不只是不太糟。

有个明确的重新构想城市以及它与周围乡村的关系的角度可以从复制自然界的运作系统中找到。本质上看,大自然的系统依靠太阳的自由能量运转,这些能量与地球的地球化学相互作用以维持丰富的可再生的生物系统。包括城市在内的人类系统以同样的规律运转也能接近自然系统的效率。

这些规律可以被提炼为三个关键原则:把废物和食物等同;太阳能的最大化利用;以及庆祝多元化。

废物在自然界中并不存在,因为每个有机体都对自然整体的健康做出贡献。一棵果树的花落到地上然后分解为其他生物的食物。细菌和真菌依赖树木和吃掉树的果实的动物产生的有机废物生存,将养分降解到土壤中,被树木吸收营养而转换为树木的生长。一种有机体的废物成为另一种有机体的食物。营养不断地在循环着的出生,腐烂和重生的摇篮中流动。

我们的现在的城市是设计为线性流动的。生物养分(比如食物和树木)以及技术养分(比如金属和塑料)从一端进入,然后被利用,最后被丢弃。废料在被滤除譬如金属,纸张和特定的塑料这些有价值的可循环物质后,就流向了另一端,走向了垃圾填埋场和焚烧炉。这个过程是“取,用,浪费”。但是正如我们重新设计了可以被处理回收和重用的特定的消费品一样,我们可以把城市设计为一个类似的循环的风格:取,用,重取,重用,恢复。

在循环城市中,垃圾成为资源。以污水为例,在一个线性城市,污水处理厂处理食物残渣和人为垃圾,包括它们含有的有价值的矿物质,比如磷酸盐,再把流出物排放到河流中成为了污染。然后农民从摩洛哥或者其他遥远的地方买到更多的磷酸盐来制作化肥,为了在已经流失了那些矿物质的土壤中收获更多的食物。在循环城市中,污水处理厂成为了化肥工厂。从污水处理设备中流出的碳,磷酸盐和氮被视为对土壤而言的潜在价值,而不是附近河流的累赘。循环城市为了得到磷酸盐而利用废水并且把它转化为用于公园,城市屋顶的蔬菜园,农场以及城市周围的森林的肥料。这样的过程就免去了从很远的源地购买更多磷酸盐并运输到美国的需要。同时避免了在开采和运输中包括的能源和碳排放。

如果消灭废物的概念在所有系统中推广,循环城市就可以把进料设计为“下一次使用”而不是“生命终结”。例如,新技术能让手机的电路板在干净的设施中处理,它可以将所有稀土矿物和贵金属回收重用在新的电子产品中。

第二个关键的自然法则或者可称之为阳关城市的是——所有东西由太阳提供能量,或者有的地方像冰岛一样利用地热能。树木和植物从太阳光中制造果实,这是一个优雅而高效的系统,利用地球唯一永恒的能量来源。建筑物可以利用太阳能输入,通过直接将太阳转化为能量以及被动地收集太阳辐射而或得热量和自然光。由太阳光驱动的风热热流也可以被利用起来。太阳能,风能和地热能都可以高效低成本地产生足够的电力以满足整个城市和地区,甚至国家的需求。像洛杉矶这样的城市已经做出重大的进步以兑现在15年内百分百使用可再生能源的承诺。

第三个关键原则——多样性存在于所有健康的生态系统中。每一个有机体都对它周围环境有着独特的作用,这个环境的运转与其他有机体相一致以维持整个系统。每个生物都适合它自己的位置,而且在每个系统中最适合的生物会繁衍下去。

城市设计师们致力于找到适应局部生态的谨慎的方法。他们评估了地质学,水文学,植被和气候。他们把自然和文化的历史想结合。设计师们通过将这个丰富的“线索的文章”结合起来,发现了适合于景观发展的模式。这样一来,他们就创造出支持生命的积极发展的可能性。

我们最终想要的是一个设计为让人们可以在个人同一个邻域内生活工作的城市。如果居民能够在一个适合城市生态系统的干净的工厂分解手机的话,那么就没有必要把这种工厂排贬谪到城镇郊区的特殊区域。一个积极的城市消除了因不安全或不健康的活动而分区的需求。工厂可以设在干净的居民区之中提供工作,因此人们能在距离工厂走路或骑车可达的范围内居住。这一机会,反过来大幅度地减少通勤和交通的需求——一个对资源和人们时间的巨大的浪费。而且如果新鲜健康的作物被种植在穿过城市的屋顶上,正如芝加哥的SSS工厂正在实施的方案,不仅当地的有机废料会成为作物生长系统的资源,而且在屋顶农场工作的人也可以住在这里。

想象一下我们使之成为支持生活,激发喜悦以及找到与自然相处的和谐的所有姿态。建筑物像树木一样运转,它们隔离碳,制造氧气,把水蒸馏,为成千上万中生物提供栖息地,并且把吸收的太阳能转化为自身需要的所有热能和电能,然后把多余的能量出售给邻居。拥有自己的湿地和植物园的建筑从废水中提取养分并且清洁自己的厨房和卫生间。新鲜的空气,开花植物和阳光遍布各处。建筑物和社区作为生命保障的系统来运作。

脑海中有这样的图景,我们就可以想象在由城市中制造的工具和技术开辟的乡村周边生产粮食和材料。这个城市把垃圾变回补充系统的原材料,把“重复”放回了资源中。一切都在再生循环中运作,从城市到乡村,乡村到城市,在自然和文化的网络中,那里流通这生物的和即使的养料——21世纪的硬件和软件。一个生活的积极的城市的代谢让人类居住地和自然界能共同繁荣。如果我们要把城市变成真正的可持续和对一切有利,我们需要把这一观点作为书面上的战略事实,指导我们所有的设计。

实施一个乌托邦式未来的原则是强人所难。但是现存的城市现在能真正地把这些原则付诸实践吗?最新的工业设施正在展示如何来做。

在密歇根州的迪尔伯恩,福特汽车公司的改造和扩建把大规模的历史的汽车和卡车制造复合成可持续的工业模式。主要计划是合并一块10英亩的绿色屋顶——由湿地花园,多空铺路,绿篱和bioswales组成的系统的核心。这个项目把一百年的古老工业的棕色地带变成了一个丰富的雨水生态系统,它可以捕获,清洁并缓慢地将水以支持流域健康的方式排放到临近的胭脂河中。本土的小水鸟在施工完成的一周后就回了巢。

另一个例子是可持续基地,NASA位于加利福尼亚的研究中心的新的科学和计算中心。这个设备有潜力从太阳能和地热能中为中心提供所有的热量,冷却和所需的能量,甚至剩余一部分能量,以及一个带有先进的能量管理控制的燃料电池。污水就地处理。

在荷兰的霍夫多尔普获奖的公园的发展是另一个典范。它是一个多样的建筑群和现已完成部分占地28英亩的开放空间。人们可以轻松地乘坐飞机,火车,汽车和自行车进入公园。绿化带,广场,公共花园和运河宽阔的人行道提供通往更大的社区的通道。每一栋建筑的尺寸,结构和朝向能最大化地吸收太阳的能量和光照。整个公园的建筑物集能量,水和垃圾管理系统于一体,作为一个单一的有机体。

我们能把这些成功推广到所有的城市吗?灵感来自于一些有趣的地方。巴西的库里蒂巴就是其中之一。

库里蒂巴在二十世纪七十年代开始转变,在传奇建筑师和城市规划师海梅勒纳在七十年代和九十年代间三次担任市长的之时。在他第一任期间,勒纳意识到这个几十万人口的贫穷城镇需要更好的公共交通。由于地铁和拥挤的铁路花销太大,他反而请求沃尔沃制造270辆铰链公共汽车,在城市中制造,这给居民提供了工作。城市雇佣当地人建造地上街边的候车亭,或管线(tubo),人们可以以一个低廉的票价乘坐它去任何地方。代替乘客上车时支付车票钱这个缓慢的过程,勒纳让他们在进入管线站台时就预付车费,因此在车到达之时,他们可以很快地上车,减少了上车耗费的时间,并让整个系统更高效。

库里蒂巴人口迅速增长的结果是,垃圾堆满了狭窄的胡同,卡车都无法把垃圾运出来。勒纳创立了一个项目,来指导孩子们如何将垃圾分类,然后把他们送回家去教他们的家人。作为将垃圾分类的回报,人们得到车票或新鲜食品形式的报酬。勒纳以流动性的货币形式奖励他们。突然之间,人人都在使用公共交通。如今,85%的库里蒂巴公民乘坐公共汽车,90%的人骑自行车。库里蒂巴回收70%的垃圾——这是世界上最高的垃圾回收率之一。

这种创造性的思考继续还在继续。库里蒂巴没有在市中心建造一个大的中心图书馆,而是创造了一个遍布整个社区的50间“启迪知识屋”的网络,因此每个孩子都能步行到图书馆。当然,当地建筑工人把图书馆建造的明亮多彩。这些图书馆与市立学校合作,并为3-80岁之间的市民提供数以千计的图书和免费上网。这些以及其他措施把城市变成了一个生活-工作的图景。

现在,想象一下如果曼哈顿有同样的眼界——本地作物种在上百所学校和医院的屋顶上,提供营养和本地工作岗位。孩子们可以用眼睛来将垃圾分类,挑出塑料制品,把它们送到回收中心以免它们最后到海洋里,然后孩子们得到玩具作为报酬。清洁的工厂会把塑料重组为可以被再次利用的单体。一切都由太阳供能,同时物质都在不断的生物和技术营养圈中流动。

对所有人来说,我们所追求的,是我称之为“美好生活”——是一个安全,有尊严又有创造力的生活。积极城市正是使之发生的地方。如果城市基于这个原则而设计和管理,一切都会变得更好。我们必须坚持人与自然共存的权利,把城市和它周围的乡村联结起来。

城市是被设计出来的,但它还是个有机体。正如已故的法国人类学家列维·斯特劳斯多年前所指出的,城市是“一些现实的和一些想象的”。作为生活场所的建造者,我们不由自主的把我们自己投射到景色中。然而,当我们幻想着自己理想的城市,当我们想象人类的旗帜插在地质形变的陆地上时,我们会开始更清晰地看到我们气息的地方的真实特点,它的精神。然后,当我们塑造城市的本质时,我们将会造出歌颂人类创造力以及人类与鲜活的地球之间丰富而和谐的关系。我们将会打造一个新的地理希望。

2015年12月20日,中国深圳的一座城市垃圾山崩塌了,导致至少69人死亡,摧毁了数十个建筑。这次灾难让2008年的一部反乌托邦的少儿电影WALL-E中所描绘的垃圾塔成为了现实,电影刻画了可怕却真实的想法,就是我们的垃圾会不受控制地积累,把我们挤出居住地。把现有的城市转变为可持续的城市——一个保护而非毁灭地球的城市,的一种有力的途径是——减少废物流并把剩余的作为资源利用。来自一种工序的废物成为另一工序的原材料。

在世界各处,许多人不断移居到市中心,这把城市放到了解决全球资源问题的首要位置。市长们为设计解决方案承担更多的责任,仅因为他们不得不如此,尤其在人们对于解决环境问题的热情已经冷却下来的国家。2015年,在巴黎签订的国际气候协议也被看作城市的中心任务。1000多名市长聚集在法国首都,在会谈期间分享他们减排的承诺。改变建筑规范和投资能源效益只是两个起点,很多市领导表示他们会比国家政府更快地开始实施。

对城市而言,加紧步伐是明智的。一些城市——纽约,墨西哥,北京——容纳比整个国家还多的人。而且,城市景观是那些管理我们生活的挑战以集中的形式一起崩溃的地方。城市可以起引领作用,因为它们可以很快地扩大解决方案,又因为它们是提高生活质量的活生生的实验室,不会用尽地球的资源,污染空气和水,也不会在过程中危害人类健康。

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