摘 要:“智慧城市”必然、也只能是“生態(tài)城市”，這樣才得以“可持續(xù)”，才得以提升“韌性”。“智慧生態(tài)城市”就是以人為本的城市，是創(chuàng)新型城市，是與自然融合的城市，是生態(tài)可持續(xù)的城市，是以新一代信息技術(shù)為支撐的“智慧生態(tài)城市大腦”。通過(guò)四大智慧平臺(tái)，“智慧生態(tài)城市大腦”對(duì)城市建設(shè)提出智慧管理最佳方案，并針對(duì)城市應(yīng)對(duì)突然災(zāi)害、生態(tài)修復(fù)、資源管理、生態(tài)安全制定應(yīng)急措施和應(yīng)對(duì)方案。

關(guān)鍵詞:智慧生態(tài)城市 智慧城市 生態(tài)城市

【中圖分類(lèi)號(hào)】C916 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

什么是“智慧城市（Smart City）”？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，“智慧城市”即是把新一代信息技術(shù)充分運(yùn)用到城市發(fā)展和管理的各行各業(yè)之中。“智慧城市”必然、也只能是“生態(tài)城市”，這樣才得以“可持續(xù)”，才得以提升“韌性”。一座城市最大的“韌性”和“可持續(xù)性”來(lái)自于城市發(fā)展與自然的和諧共生。那么什么是“生態(tài)城市（Eco-City）”？世界銀行將“生態(tài)城市”定義為“通過(guò)綜合城市規(guī)劃和管理，及利用生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的資產(chǎn)，提高公民和社會(huì)福祉的城市”。 具體可闡述為：一是生態(tài)健康城。它保證了生態(tài)系統(tǒng)健康(包括生物多樣性)、社區(qū)健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展健康、城市空間發(fā)展健康。二是環(huán)境良好型城市。它力求城市產(chǎn)生的廢物不超過(guò)它可以吸收或回收用于新用途，并且不會(huì)對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)和自然資源產(chǎn)生毒性。三是綠色低碳城市。生態(tài)城市是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，它需要能量來(lái)促進(jìn)增長(zhǎng)，因此，生態(tài)城市應(yīng)該是一個(gè)低碳城市、碳中和城市。四是資源節(jié)約型城市。生態(tài)城市的可持續(xù)發(fā)展，取決于對(duì)資源的節(jié)約利用和保護(hù)。五是可持續(xù)發(fā)展城市。即城市發(fā)展不超過(guò)生態(tài)承載力，其消耗的可再生資源不超過(guò)替代的資源。

智慧生態(tài)城市之智慧生態(tài)健康城市

智慧健康醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)

這個(gè)智慧健康醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括三個(gè)要素，連通性、數(shù)據(jù)和政府。 使用設(shè)備收集和交換數(shù)據(jù)的政府可以制定計(jì)劃并快速做出保護(hù)公民健康的決定，尤其是在重大全球危機(jī)期間。智慧生態(tài)健康城市需要都市與農(nóng)村地區(qū)不同的解決方案。例如，在一項(xiàng)檢查COVID-19的研究中，有84%的病例來(lái)自都市地區(qū)。使用互聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)技術(shù)解決城市醫(yī)療危機(jī)從未如此重要。智慧生態(tài)健康城市利用大數(shù)據(jù)增強(qiáng)公共衛(wèi)生的五種方式：應(yīng)對(duì)邊遠(yuǎn)地區(qū)和突發(fā)公共事件的管控、加快給感染者和密接者的信息預(yù)警、患者的及時(shí)治療和最佳方案的選擇、增強(qiáng)對(duì)醫(yī)療大數(shù)據(jù)的研究、使用人工智能網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)患者健康記錄。智能健康醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)的安全，可以通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。它是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（人對(duì)人）的去中心化分布式賬本技術(shù)（數(shù)據(jù)輸入輸出），它使任何數(shù)字資產(chǎn)的記錄透明且不可更改，并且在不涉及任何第三方中介的情況下運(yùn)行（儲(chǔ)存）。

一個(gè)智慧生態(tài)健康城市同時(shí)專(zhuān)注于智慧保健、智慧醫(yī)療、智慧公共衛(wèi)生、智慧政府服務(wù)。數(shù)字和移動(dòng)技術(shù)的使用正在為居住在城市中心的人們創(chuàng)建智慧醫(yī)療保健解決方案。統(tǒng)一的醫(yī)療保健系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的收集和共享、分析和研究實(shí)踐將開(kāi)創(chuàng)解決現(xiàn)代健康問(wèn)題的新紀(jì)元。不斷增長(zhǎng)的人口和城市生活方式需要智慧醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)，以更快、更有效的方式服務(wù)于患者和保障公眾健康。智慧醫(yī)療涉及最新的數(shù)字和移動(dòng)設(shè)備，它們是醫(yī)療保健中的物聯(lián)網(wǎng) (IOT)，通過(guò)傳感器工作并遠(yuǎn)程收集患者的數(shù)據(jù)。醫(yī)生、研究人員和醫(yī)療保健專(zhuān)業(yè)人員可以存儲(chǔ)和分析這些數(shù)據(jù)，以提供更好的診斷和解決方案。這些數(shù)字記錄為患者和醫(yī)院節(jié)省了成本和時(shí)間，因?yàn)樗鼈儾粌H提供個(gè)性化的治療和藥物，還通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集提供預(yù)防措施。另外，對(duì)于智慧保健的未來(lái)，許多公司正在投資物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療保健和可穿戴設(shè)備，這些設(shè)備收集數(shù)據(jù)并將其構(gòu)建為結(jié)構(gòu)化形式。它們還使用人工智能 (AI) 來(lái)評(píng)估這些數(shù)據(jù)和可能的結(jié)果，以便迅速解決問(wèn)題。很多時(shí)候，當(dāng)專(zhuān)科醫(yī)生在別處時(shí)，也需要智慧機(jī)器人的幫助來(lái)與患者進(jìn)行溝通、診斷和治療。

智慧海綿城市

所謂智慧海綿城市，就是借用新技術(shù)處理好社區(qū)、城市、流域這三個(gè)不同生態(tài)尺度上雨水管理的生態(tài)關(guān)系，只有這樣，才有可能避免“城市看海”。

從社區(qū)的生態(tài)尺度來(lái)看，就是要通過(guò)GIS地形分析，做好綠地的空間布局，讓雨水就地下滲、減少地表徑流，使雨水盡可能進(jìn)入綠地，而不是進(jìn)入管道，減少?zèng)_刷和水土流失，雨水通過(guò)綠地下滲、凈化污染。因此，綠地面積和綠地空間格局很重要。

而在城市區(qū)域的生態(tài)尺度上，智慧雨水管理采用智慧最佳管理決策模型和云數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)降雨強(qiáng)度和頻度對(duì)城市地表徑流的影響，關(guān)注地表徑流與城市濕地、城市公園、城市雨水管理設(shè)施、城市臨水而居等要素的空間布局和生態(tài)關(guān)系。為了避免“城市看海”，就應(yīng)該在尊重地形地貌、植被、土壤、水系的基礎(chǔ)上，把城市建設(shè)在該城市區(qū)域的安全高程之上，應(yīng)該避免占用水面，應(yīng)該“圍城”而不是“圍水”。

從流域的生態(tài)尺度上，智慧雨水管理強(qiáng)調(diào)保護(hù)水系的自然水文形態(tài)，保護(hù)河流的彎曲度，保護(hù)河漫灘和濕地，更重要的是要保護(hù)水系水岸植被，需要加大力度恢復(fù)濕地和水面的面積。需要建立流域水動(dòng)力模型，通過(guò)氣象大數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、流域地形、植被空間格局、濕地和水系空間格局模擬水系動(dòng)態(tài)，為智慧城市雨水管理和“城市看海”做出預(yù)測(cè)，應(yīng)對(duì)各種可能性的決策。應(yīng)該說(shuō)，“城市看海”是在流域的生態(tài)尺度上產(chǎn)生的問(wèn)題，也只能在流域的尺度上解決問(wèn)題，這是生態(tài)學(xué)的基本常識(shí)，即一切生態(tài)關(guān)系是以生態(tài)尺度為基礎(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系。

智慧生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

最重要的智慧生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)就是智慧流域生態(tài)系統(tǒng)的管理、修復(fù)和建設(shè)。由于流域是各種生態(tài)系統(tǒng)（森林、濕地、水系）與農(nóng)業(yè)、環(huán)境、城市和經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的基本單位，因此在流域范圍內(nèi)實(shí)施智慧管理和生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)至關(guān)重要。從這個(gè)意義上說(shuō)，流域規(guī)模的智慧管理是將新信息和通信技術(shù) (ICT) 的連通性引入流域管理實(shí)踐中，以便在更好的決策制定或更有效的開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)和管理中提供附加值。通過(guò)這種方式，不同的 ICT 解決方案，如精密設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng) (IOT)、傳感器、地理信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)和機(jī)器人技術(shù)，需要通過(guò)流域景觀空間模型和動(dòng)態(tài)決策模型，提供給智慧流域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的決策者、政策制定者、管理者和公眾，對(duì)于具體決策和實(shí)施提供智慧方案。

智慧流域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施管理包括智慧水資源管理、智慧供水管理、智慧雨水管理、智慧水質(zhì)管理、智慧流域生態(tài)系統(tǒng)管理，以及智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市發(fā)展等所有原則和概念。通過(guò)比較常規(guī)技術(shù)，選擇合適的智能技術(shù)和新技術(shù)至關(guān)重要。總而言之，這些決策需要技術(shù)評(píng)估和評(píng)估工具以及健全的流域生態(tài)系統(tǒng)信息和景觀空間信息。然而，流域正確實(shí)施智能技術(shù)必將方便我們的生活并保護(hù)我們寶貴的資源，而智慧流域生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施管理可以提供顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

智慧生態(tài)城市之智慧環(huán)保城市

智能廢物管理解決方案

使用放置在固廢箱中的傳感器來(lái)測(cè)量固廢填充水平，并在固廢箱需要清空時(shí)通知城市收集服務(wù)。傳感器收集的歷史數(shù)據(jù)可用于識(shí)別填充模式、優(yōu)化駕駛員路線和時(shí)間表并降低運(yùn)營(yíng)成本。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)城市固廢量達(dá)310.9百萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)1.5%。 預(yù)計(jì)2022年我國(guó)城市固廢處理量將達(dá)到349.3百萬(wàn)噸。當(dāng)前的收集方法是定時(shí)、高度資源密集型的收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)造成了半滿(mǎn)的固廢箱被清空，同時(shí)消耗大量的運(yùn)輸燃料，浪費(fèi)城市資源。在物聯(lián)網(wǎng)和各種超聲波傳感器的幫助下，智能垃圾管理使用放置在垃圾容器中的傳感器來(lái)測(cè)量固廢填充水平，并在固廢箱需要清空時(shí)通知城市固廢管理者，并優(yōu)化駕駛員路線和時(shí)間表、降低運(yùn)營(yíng)成本。智能固廢管理可以將垃圾收集成本降低至少 40%，并將城市固廢運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕拷档?60%。

智慧流域水質(zhì)管理

智慧污水管理系統(tǒng)的核心是一個(gè)革命性的智能傳感器，標(biāo)準(zhǔn)配備 WiFi 和高分辨率智能傳感器網(wǎng)絡(luò)。智慧污水管理系統(tǒng)可以讓城市更智慧。出于對(duì)城市宜居環(huán)境的追求，智慧污水管理系統(tǒng)正在興起。使用物聯(lián)網(wǎng)的智慧污水管理系統(tǒng)包括容量和重量傳感器，以及將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说耐ㄐ畔到y(tǒng)。

智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于智能環(huán)境范疇，是物聯(lián)網(wǎng)的具體實(shí)現(xiàn)，旨在讓人們的生活更加安全、舒適、環(huán)保、高效。智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)是空氣、土壤和水。例如，在空氣監(jiān)測(cè)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)和地理信息系統(tǒng) (GIS) 監(jiān)測(cè)污染、地形和氣象數(shù)據(jù)以分析空氣污染物。在水監(jiān)測(cè)中，分析水樣以根據(jù)人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)量化學(xué)、放射學(xué)和生物數(shù)據(jù)。在土壤監(jiān)測(cè)中，監(jiān)測(cè)土壤的鹽度、污染和酸度，以分析農(nóng)業(yè)中的土壤質(zhì)量，并預(yù)測(cè)侵蝕、洪水和對(duì)環(huán)境生物多樣性威脅的可能性。智慧環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的另一個(gè)應(yīng)用是空氣質(zhì)量。

智慧生態(tài)城市之智慧綠色低碳城市

智慧分布式能源系統(tǒng)

未來(lái)的能源系統(tǒng)，即是智慧分布式能源系統(tǒng)，它是先進(jìn)的數(shù)字儀表、配電自動(dòng)化、通信系統(tǒng)和分布式能源資源的集成系統(tǒng)。國(guó)家能源局綜合司下發(fā)的《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》要求：整縣（市、區(qū)）實(shí)施分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)場(chǎng)景。建立保障性并網(wǎng)、市場(chǎng)化并網(wǎng)等并網(wǎng)多元保障機(jī)制，在確保安全的前提下，鼓勵(lì)有條件的場(chǎng)景用光伏項(xiàng)目配備儲(chǔ)能。風(fēng)能、太陽(yáng)能完全可以取代化石能源，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

智慧新能源汽車(chē)

碳中和事關(guān)國(guó)家能源安全，是藍(lán)天白云、是清新空氣、是百姓健康、是GDP、是無(wú)價(jià)的財(cái)富。顯然，國(guó)家碳中和戰(zhàn)略包括了新能源汽車(chē)的發(fā)展。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國(guó)汽車(chē)保有量達(dá)2.81億輛。截至2020年底，全國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)492萬(wàn)輛，占汽車(chē)總量的1.75%，比2019年增加111萬(wàn)輛，增長(zhǎng)29.18%。其中，純電動(dòng)汽車(chē)保有量400萬(wàn)輛，占新能源汽車(chē)總量的81.32%。新能源汽車(chē)增量連續(xù)三年超過(guò)100萬(wàn)輛，呈持續(xù)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。另?yè)?jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)劃和預(yù)測(cè)，到2025年，全國(guó)新能源汽車(chē)新車(chē)保有量將超過(guò)2500萬(wàn)輛；到2030年將達(dá)8000萬(wàn)輛。

創(chuàng)新型城市建設(shè)

智慧綠色低碳城市與信息技術(shù)（IT）的交集將需要來(lái)自多個(gè)學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工具的復(fù)雜整合——從建筑設(shè)計(jì)和房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)，到交通和供水系統(tǒng)、信息技術(shù)（IT）硬件和軟件，以及能源供應(yīng)商等等。智慧綠色低碳城市需要?jiǎng)?chuàng)新綠色硬基礎(chǔ)設(shè)施，但更多地需要“軟”成果的實(shí)際使用。在智慧綠色低碳城市，信息技術(shù) (IT) 和清潔能源交叉領(lǐng)域的創(chuàng)新是政府管理者的首要任務(wù)。智慧綠色低碳城市還追求流程、服務(wù)、模型和平臺(tái)的創(chuàng)新。采取行動(dòng)的范圍從單個(gè)產(chǎn)品到建筑和交通系統(tǒng)，再到智慧生態(tài)城市等整個(gè)城市綜合體。

智慧生態(tài)城市之資源節(jié)約型城市

智慧都市農(nóng)業(yè)

全球的農(nóng)業(yè)景觀差異很大，且世界大部分地區(qū)高度依賴(lài)天氣條件，并且缺乏適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施。實(shí)施智慧都市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可能正是解決問(wèn)題的方法。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，城市容納了全球54%的人口，而到2050年這個(gè)數(shù)字大概會(huì)上升到在70%—80%左右。從這些數(shù)字來(lái)看，城市農(nóng)業(yè)比以往任何時(shí)候都更有意義。

事實(shí)上，都市智慧農(nóng)業(yè)降低了食品運(yùn)輸成本和相關(guān)的環(huán)境影響。但是，城市在哪里可以找到大量的種植空間呢？垂直農(nóng)業(yè)是城市中一種新的農(nóng)業(yè)方法，通過(guò)在室內(nèi)和室外垂直堆疊的區(qū)域種植，解決了城市房地產(chǎn)稀缺問(wèn)題。盡管占用的空間有限，但這種方法允許農(nóng)民通過(guò)各種新技術(shù)控制生產(chǎn)的大部分要素：植物接收光的類(lèi)型和數(shù)量、它們生長(zhǎng)環(huán)境的溫度、它們獲得的水和養(yǎng)分的量。單從產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，垂直農(nóng)業(yè)就要比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力高7—8倍。智慧都市農(nóng)業(yè)完全融入智慧城市生態(tài)系統(tǒng)，還可以有利于解決都市人口密度大和城市農(nóng)業(yè)污染問(wèn)題。由此可見(jiàn)，智慧都市農(nóng)業(yè)關(guān)乎農(nóng)業(yè)安全、食品安全、糧食安全、種子安全、城市安全。而越來(lái)越多的都市農(nóng)業(yè)是智能的、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的。同時(shí)，智慧都市農(nóng)業(yè)通過(guò)“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”，傳感技術(shù)被用來(lái)收集與生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)的各種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的分析可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化、定制化、自動(dòng)化、智能化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

智慧特色小鎮(zhèn)

智慧特色小鎮(zhèn)利用各種信息技術(shù)或創(chuàng)新意念，集成城市的組成系統(tǒng)和服務(wù)，以提升資源運(yùn)用效率，優(yōu)化城市管理和服務(wù)，以及改善市民生活質(zhì)量。智慧資源節(jié)約型城市把新一代信息技術(shù)充分運(yùn)用到城市的各行各業(yè)之中，是創(chuàng)新的城市信息化，實(shí)現(xiàn)信息化、工業(yè)化與城鎮(zhèn)化深度融合，有助于節(jié)約資源，提高資源利用效率和城鎮(zhèn)化質(zhì)量，構(gòu)建用戶(hù)創(chuàng)新、開(kāi)放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的城市可持續(xù)創(chuàng)新生態(tài)。按照這一理念，青島市李哥莊帽飾產(chǎn)業(yè)小鎮(zhèn)以三大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值吸引力，聚合相關(guān)資源，形成小總部經(jīng)濟(jì)的特色小鎮(zhèn)。在建筑中融合智慧交通、智慧銷(xiāo)售、物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)，塑造出時(shí)尚、現(xiàn)代、簡(jiǎn)潔大方的藝術(shù)氛圍。

智慧水生態(tài)系統(tǒng)管理

智慧水生態(tài)系統(tǒng)管理的目標(biāo)在于節(jié)約水資源、提高水資源利用效率，以保證水生態(tài)安全。而其關(guān)鍵在于流域生態(tài)系統(tǒng)的健康。智慧流域管理涵蓋了智慧水務(wù)管理、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市發(fā)展等所有新技術(shù)及流域生態(tài)系統(tǒng)管理原則和概念。隨著智能流域網(wǎng)絡(luò)管理新技術(shù)的實(shí)施，降低了各種天氣的不良影響，并得益于實(shí)時(shí)控制功能，城市和流域更加安全，洪水和財(cái)產(chǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)也降低了。流域生態(tài)系統(tǒng)管理原則和概念闡明，水系污染和水生態(tài)系統(tǒng)的破壞都直接來(lái)自于陸地，來(lái)自于人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)健康的嚴(yán)重影響。水生態(tài)安全不能僅盯著水系，它依賴(lài)于流域生態(tài)系統(tǒng)的健康。具體措施包括：在全國(guó)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)從消滅黑臭水體——到水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)——再到流域生態(tài)系統(tǒng)治理的提升；在全國(guó)建立起各等級(jí)流域的劃分，將“河長(zhǎng)制”改為“流域長(zhǎng)制”；治水先治坡、修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵在修復(fù)陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林生態(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)）；正確定義濕地，完整的濕地定義必須同時(shí)滿(mǎn)足三條標(biāo)準(zhǔn)：一是干濕交替的水文，二是能生長(zhǎng)的濕生植被（挺水植物、沉水植物、浮水植物）、三是具有濕地的厭氧土壤；把流域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)與治理提高到生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高度，提高到落實(shí) “綠水青山就是金山銀山”理念的高度。

智慧生態(tài)城市之可持續(xù)發(fā)展城市

可持續(xù)性的維度

智慧生態(tài)城市建設(shè)已成為應(yīng)對(duì)快速城市化帶來(lái)的可持續(xù)性問(wèn)題的可能解決方案。它們被認(rèn)為是可持續(xù)未來(lái)的必要條件。盡管其最近很受歡迎，但由于現(xiàn)有定義過(guò)多，文獻(xiàn)顯示智慧生態(tài)城市一詞在概念上缺乏清晰度。這些定義是根據(jù)各自考慮的可持續(xù)性維度（環(huán)境、經(jīng)濟(jì)或社會(huì)）以及他們賦予可持續(xù)性概念的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行評(píng)估的。這些各自考慮的可持續(xù)性維度揭示了對(duì)“智能生態(tài)城市”定義的共同和不同特征，并存在一定的局限性。這種局限性似乎與各自的信息可及性、虛假陳述和現(xiàn)有城市結(jié)構(gòu)的特殊性有關(guān)。

可持續(xù)性的要素

智慧生態(tài)城市是一個(gè)旨在使自己變得更智慧、更可持續(xù)、更高效、更公平和更宜居的城市。許多關(guān)于智慧生態(tài)城市的定義是多種多樣的。它們的多樣性包括一個(gè)城市需要包含哪些元素才能被視為智慧生態(tài)城市、需要使用哪些資源、需要呈現(xiàn)哪些特征，以及智慧生態(tài)城市的目標(biāo)、目的和范圍等。雖然“智慧生態(tài)城市”這一術(shù)語(yǔ)越來(lái)越多地被運(yùn)用，但智慧生態(tài)城市界定的模糊使城市政策制定者感到困惑，他們致力于制定公共政策以實(shí)現(xiàn)向智慧生態(tài)城市的過(guò)渡。這種轉(zhuǎn)變被決策者視為必不可少的，并反映在第11個(gè)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo) (SDG) 的制定中，旨在使城市具有包容性、安全性、彈性和可持續(xù)性。隨著智慧生態(tài)城市重要性的不斷凸顯，其定義的混亂越來(lái)越令人擔(dān)憂(yōu)，這將對(duì)公共利益和價(jià)值的創(chuàng)造產(chǎn)生影響。因此，聯(lián)合國(guó)根據(jù)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)第11個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)與智慧生態(tài)城市之間的相關(guān)性，明確了智慧生態(tài)城市定義中涉及的可持續(xù)性擴(kuò)展范圍。這種概念清晰度不僅對(duì)學(xué)術(shù)和實(shí)踐的進(jìn)步至關(guān)重要，而且更重要的是在公共政策制定者的決策過(guò)程中具有參考價(jià)值。

城市生態(tài)系統(tǒng)治理

作為生態(tài)可持續(xù)的智慧生態(tài)城市必須應(yīng)對(duì)全球氣候變化對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的前所未有的影響。這個(gè)影響不在于全球氣溫升高1度還是2度，這個(gè)影響是“突發(fā)的”“極端的”“不可預(yù)測(cè)的”。比如，河北省贊皇縣屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降雨量570mm。而2016年7月19日凌晨4點(diǎn)開(kāi)始，短短28小時(shí)內(nèi)，贊皇縣平均降雨量達(dá)419.2毫米，嶂石巖鄉(xiāng)最大降雨量達(dá)721毫米，全縣24個(gè)雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)全部達(dá)到特大暴雨級(jí)。 贊皇縣64座水庫(kù)中有48座水庫(kù)出現(xiàn)溢洪或漫壩，白草坪水庫(kù)入庫(kù)流量洪峰達(dá)到1249立方米/秒。這樣的極端降雨和突發(fā)性的自然災(zāi)害，要求每個(gè)城市生態(tài)系統(tǒng)的治理都必須建立起完整的應(yīng)對(duì)措施，以降低其災(zāi)害程度。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就必須把城市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提高到新的高度，著眼于應(yīng)對(duì)突發(fā)的、極端的、頻繁的氣候?yàn)?zāi)害。

而應(yīng)對(duì)氣候變化涉及兩種可能的方法：減少和穩(wěn)定大氣中吸熱溫室氣體的水平（“緩解”）和適應(yīng)已經(jīng)在進(jìn)行中的氣候變化（“適應(yīng)”）。智慧生態(tài)城市之全球氣候變化應(yīng)對(duì)策略就是向全球提供氣候數(shù)據(jù)，包括公眾、政策制定者和決策者以及科學(xué)和規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu)。這些應(yīng)對(duì)策略包括：生命財(cái)產(chǎn)安全、創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)、農(nóng)業(yè)糧食安全、清潔能源安全、GDP快速增長(zhǎng)，以及減少污染排放。

智慧生態(tài)城市大腦及其運(yùn)作機(jī)理

總而言之，智慧生態(tài)城市就是以人為本的城市，是創(chuàng)新型城市、生態(tài)可持續(xù)城市，是以新一代信息技術(shù)為支撐的可持續(xù)“智慧生態(tài)城市大腦”。“智慧生態(tài)城市大腦”的實(shí)施可以通過(guò)以下措施來(lái)推進(jìn)：一是打造四大智慧平臺(tái)。即：流域生態(tài)系統(tǒng)智慧平臺(tái)、流域生態(tài)環(huán)境智慧平臺(tái)、城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施智慧平臺(tái)、城市綠色低碳智慧平臺(tái)。二是通過(guò)建立四大智慧平臺(tái)建立對(duì)應(yīng)的四大模型。即：流域生態(tài)系統(tǒng)模擬模型、流域生態(tài)環(huán)境模擬模型、城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施模擬模型、城市綠色低碳模擬模型。三是實(shí)施智慧監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。運(yùn)用大氣在線監(jiān)測(cè)、水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)、（紅外）傳感器、網(wǎng)聯(lián)儀器、網(wǎng)聯(lián)監(jiān)控設(shè)備、一物一芯片、一物一碼、無(wú)人機(jī)等智慧監(jiān)測(cè)監(jiān)控手段達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)跟蹤的要求。四是用GIS軟件來(lái)滿(mǎn)足四大智慧平臺(tái)空間數(shù)據(jù)及生態(tài)空間模擬模型要求。應(yīng)用DEM制作數(shù)字地形圖、數(shù)字地表模型（DSM）用于景觀建模，城市建模和可視化應(yīng)用程序，以及土地利用需要建立的數(shù)字地形模型（DTM）。五是通過(guò)對(duì)衛(wèi)星圖片、遙感圖片、航拍圖片的解析、解讀、數(shù)字化信息分析，建立智慧生態(tài)云數(shù)據(jù)庫(kù)，云數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、數(shù)據(jù)安全。通過(guò)四大智慧平臺(tái)，“智慧生態(tài)城市大腦”對(duì)城市建設(shè)提出智慧管理最佳方案，并針對(duì)城市應(yīng)對(duì)突然災(zāi)害、生態(tài)修復(fù)、資源管理、生態(tài)安全制定應(yīng)急措施和應(yīng)對(duì)方案。

【本文作者 李百煉，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)生態(tài)學(xué)教授、美國(guó)人類(lèi)生態(tài)科學(xué)院院士、俄羅斯科學(xué)院外籍院士；伍業(yè)鋼，美國(guó)伊科集團(tuán)首席生態(tài)學(xué)家】

責(zé)編：王 克／美編：王嘉騏

Smart Eco-Cities: Meaning, Structure and Operational Mechanism

Li Larry    Wu Yegang

Abstract: The “smart city” must be, and can only be an eco-city, so that it can be “sustainable” and “resilient”. The “smart eco-city” is people-oriented, innovative, and integrated with nature so that it can be ecologically sustainable. It is also a “smart eco-city brain” supported by a new generation of information technology. Through the four smart platforms, the “smart eco-city brain” proposes the best smart management plan for urban construction and develops emergency measures and solutions for the city to respond to sudden disasters, ecological restoration, resource management, and eco-security.

Keywords: smart eco-city; smart city; eco-city

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