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利用地下行人系统实现城市可持续发展
Jianqiang Cui，Dong Lin
摘要 地下行人系统（UPS）在特大城市的中心地区已经成为一种城市现象，为行人提供可供选择的安全、便捷、高效且令人愉悦的步行通道。尽管在世界范围内有许多成功运行的UPS，但是地方当局尚未充分了解其应用和性能。先前的研究讨论了UPS的发展将会给城市和人民带来的影响，但对于如何开发UPS来促进城市可持续发展的理解仍需提高，包括经济可行性、环境宜居性、社会公平性。本文详细地讨论了在城市可持续发展的背景下发展UPS的潜在贡献与挑战。其中包含了在诸如实现经济可持续性、管理不可再生和脆弱的地下资源、人性化和社会可持续性的需要的具有挑战的当代环境下，关于UPS和城市发展之间的关系在城市规划概念方面的综合分析，例如紧凑型城市、城市弹性、可持续交通和城市更新。说明了为什么UPS的发展为实现经济活力、环境宜居性、社会公平性提供了机遇和挑战，如何开发UPS以便为城市可持续发展作出有效贡献，以及如何根据UPS在全球范围内发展的经验来解决每个问题的挑战。
关键词 地下行人系统 城市可持续发展 城市弹性 紧凑城市 可持续交通 城市更新
1、引言
“可持续发展”是一种满足现在的需求而不损害后代获得他们自己需求的能力的发展。自从1987年由联合国环境与发展委员会定义和传播以来，它已经广泛应用于科学、商业和公共机构。可持续发展的三个目标是生态完整性；国家、个人和世代之间的平等；以及经济效率（如图1所示）。为了改善社会公平，当今和未来人类群落的生活必需品和生活品质的提高必须得到满足；为了提高经济效率，需要最佳地利用人力、自然和财政资源；为了维护环境的完整性，有必要从整体上综合人类群体的行为并实现对生态系统的保护(Besner,2012a; Brundtland, 1987; Sterling et al., 2010)。
地下空间被定义为“在地下形成的空间hellip;hellip;地下空间可以通过在松软地层和土壤中露天开挖进行开发，随后将其顶部覆盖起来得到下面的空间，或者通过在坚硬地层或岩石中开挖来创造” (Goel et al., 2012, p. 1)。城市地下空间（UUS）已经开发出了多种功能，包括住宅、娱乐、商业、仓储、基础设施和军事用途。最近人们认识到，UUS的利用有可能为城市可持续发展作出重大贡献。在各国必须履行与可持续发展有关的国际目标和承诺的背景下，向全世界提出利用UUS为城市可持续发展作出贡献的问题受到了全球越来越广泛的关注。2017年12月，UN-ITA（国际国家隧道与地下空间协会）研讨会在纽约联合国总部举行，由联合国各成员国代表团讨论如何利用USS促进可持续发展。2014年9月，联合国人居署和城市地下空间研究中心（ACUUS）签署了一项关于承诺在城市发展、弹性城市和减少灾害的背景下就地下空间的可持续利用进行合作的谅解备忘录。
地下行人系统（UPS）作为利用USS的一种综合性方法，在世界上越来越多的城市中正在开发。根据Belanger (2007)，UPS包括：（1）由众多商店组合成的零售综合体；（2）连接办公楼、酒店、百货商店和地下停车场的小城镇；（3）整合地铁、国家或地区公交枢纽的运输基础设施。广泛的UPS，例如蒙特利尔的UPS，最初被认为主要由运输和购物功能组成，但后来又囊括了娱乐功能(Sijpkes and Brown, 1997)。全球有许多UPS在运行。北美城市开发了世界上最广阔的UPS。蒙特利尔的UPS，RESO，拥有32公里长的走廊，覆盖了超过41个城市街区(Besner, 2007)。在芝加哥，Pedway系统包括覆盖了八平方公里的40个城市街区，连接了50个城市中心建筑(Wang and Liang,2010)。东亚的城市拥有众多发达的UPS。大阪市的梅田地下系统是日本最大的UPS，它连接了3个地铁站和24座建筑物。在中国，上海人民广场UPS占据了10,000平方米的地下商业空间（如图2所示），可以连接地下停车场和地铁。欧洲城市则集中于大规模的UPS开发上。在德国慕尼黑市中心，卡尔斯广场（Stachus）UPS将欧洲最大的地下购物中心和公共交通连接起来，例如慕尼黑的S-Bahn 和U-Bahn。世界的其他地区也建设了地下行人系统，包括澳大利亚的悉尼，其在悉尼市政厅周围的整个核心零售区贯穿着3公里的UPS，这些UPS将地下购物商场和主要交通枢纽连接了起来(Sterling, 1997)。
UPS的开发通常有许多目的。UPS对于政策制定者的吸引力不仅在于其便利人们出行、应对严峻气候和交通拥堵影响的潜力，还在于其振兴城市地区的内在潜力(Belanger, 2007)。了解UPS在城市经济、社会和环境发展中的作用变得越来越重要，尤其是当城市可持续发展在决策中发挥着越来越重要的作用时。尽管UPS已经在全球范围内投入使用，但关于如何在城市可持续发展的背景下开发UPS的讨论很少。因此，我们如何在城市可持续发展的背景下发展UPS的研究问题被提出。这就引申了以下问题：UPS如何、为何以及在何种情况下能为城市可持续发展作出贡献？使用UPS促进城市可持续发展有哪些挑战？
本文探讨了在城市可持续发展的背景下对UPS的开发。基于UPS来自世界各地的应用和功能的调查，讨论并鉴定了UPS对城市可持续发展的贡献与挑战。首先，本文讨论了UPS在哪些情况下有潜力对城市可持续发展作出贡献；然后讨论了在城市可持续发展的背景下开发UPS所面临的挑战。基于这些发现，本文着眼于确定更有效的UPS策略及其实施，探究了UPS作为城市可持续发展工具的用途。值得注意的是，本文仅针对UPS，这只是USS采用的一种形式。UPS的规划需要充分考虑城市规划和USS规划。USS的规划还需要考虑到在市中心开发UPS的潜力，以避免任何将来基于其他已建立的USS用途的基础上发展UPS的困难。
2、文献综述
与UPS发展有关的大多数研究，尤其是对本世纪以前开发的UPS的研究，都很少考虑到UPS与城市可持续发展之间的关系。上个世纪开发的UPS很大程度上是为了解决特定的城市问题而建设的，例如气候的负面影响(Belanger, 2007; Cui et al., 2013a,b; Terranova, 2009)；与交通有关的问题，包括汽车与行人之间的冲突，交通拥堵以及步行的普及程度下降(Bhalla and Pant, 1985; Boisvert, 2007; Corbett, 2009)；还有郊区购物中心与市中心经济发展之间的竞争(Corbett, 2009; Robertson, 1993a,b)。随着全球城市化的迅速发展，城市地区的可持续发展已经成为了具有全球重要性的问题。作为许多城市中心地区基础设施的组成部分，UPS被纳入城市可持续发展是一项重大的任务，因为优化UPS的发展将有助于创造在环境上、社会上和经济上均理想的城市环境。大量研究证实了USS的使用可以促进城市的可持续发展(Admiraal, 2012; Cornaro and Admiraal, 2012; Sterling et al.,2010)。对USS利用的研究表明，城市可持续发展是地下系统发展要求的新动力。UUS的发展与建设紧凑型城市(Durmisevic, 1999;Ronka et al., 1998; Sterling et al., 2010)，城市改建和复兴(Sakakura et al., 2007)，城市适应力 (Admiraal, 2012;Cornaro and Admiraal, 2012; Sterling and Nelson, 2012)，以及环境、经济、社会可持续发展有关(Bobylev, 2009;Sterling et al., 2010)。但是，以前的研究并没有对UPS的可持续性提供平衡的理解，即可持续性应包括可能的贡献和挑战。在先前的研究中，缺乏对于在城市可持续发展的背景下如何开发UPS的系统性讨论。
Sterling et al. (2010) 全面分析了采用USS的贡献，总结认为可以通过利用USS在紧凑的城市地区实现高生活水平，为缓解气候变化措施作出积极贡献。通过在保护地表环境的同时，增加通道、提高服务，以保持经济活力，实现城市的可持续发展；在对环境影响较小的情况下改进基础设施，也可以改善公平繁荣的社会网络。从这个角度来看，UUS为城市的可持续发展作出了许多贡献：节约自然资源，包括土地资源；为减少使用能源创造了机会；减少地震和其他灾难性事件的影响；以及改善了整体景观和环境质量。UUS有助于环境可持续发展和符合审美的景观设计，并为子孙后代保留了城市发展的机会。除了USS对城市可持续发展的潜在贡献外，Sterling et al. (2010) 还认识到利用USS实现城市可持续发展将面临的的挑战，包括初期对地下基础设施的大量投资以及地下环境的心理影响。他们认为，考虑生命周期成本和收益，对城市可持续发展作出最大贡献的精心规划和设计，将是利用USS实现可持续发展的最佳方法。这为探索怎样协调UPS开发与城市经济、社会、环境方面的可持续发展提供了理论基础。
本研究旨在为实施以可持续性为重点的UPS战略（包括其潜在贡献和挑战）提供正确的理解。为了探索如何在城市可持续发展的背景下开发UPS，本文首先确定了UPS对城市可持续发展的潜在贡献和挑战。为了支撑有关UPS发展和城市可持续发展的潜在贡献和挑战的论点，本文还通过文本分析，对全球的UPS进行了案例研究，以提供经验证据。结合先前文件中对于UUS为城市可持续发展带来的潜力和挑战的文本分析，以及对UPS的应用和功能进行分析后发现的问题，本研究开发了一个框架（如图3所示）来组织关于城市可持续发展的背景下开发UPS将带来的贡献和挑战的讨论。本研究表明，在城市可持续发展的背景下，开发UPS的潜在效益在于四个方面：（1）密集开发城市空间以建设紧凑型城市；（2）提供地下避难所，以保护和维持城市在灾难事件中的复原力；（3）整合可持续发展的交通方式，提高其使用，如步行、地铁和公共汽车；（4）作为城市功能更新的机制。此外，对UPS可持续性所面临的挑战的辩论还确定了三个主要问题：（1）UPS开发的高经济成本可能在经济上不可持续；（2）地下空间是脆弱的不可再生资源；（2）与UPS相关的人性化和社会可持续性。这些问题将在以下各节中进行讨论，讨论的重点是UPS的发展为什么能对城市可持续发展作出贡献和挑战；如何开发UPS，以促进城市可持续发展；以及如何根据全球开发UPS的经验解决每个问题。
3.地下行人系统对城市可持续发展的潜在效益
本节讨论关于利用UPS实现城市可持续发展这一更广泛目标的问题。它旨在通过开发和讨论从先前对UPS的应用和功能的调查中发现的问题，提供关于UPS和城市可持续发展之间关系的重要发现。
3.1 建设紧凑型城市以实现可持续发展
关于哪种城市形式是可持续的存在争论。在过去的几十年中，随着建筑和交通基础设施的快速发展，城市扩展的现象加速了，城市的“横向扩张”是这种扩展最明显的体现。机动性的提高使基础框架的扩张成为可能。但是，扩大城市的边界并因此入侵农村，除了为不停扩张城市环境的问题提供一个临时的解决方案外，并不能解决城市本身的问题。
3.1.1 集约发展城市空间和城市可持续发展
在大都市边缘发展的工业化和发展中世界，城市都面临着一系列后果，例如交通拥堵加剧，城市形态的开发成本高，噪声和空气污染水平更高，缺乏绿色空间，以及后期的不足。这些后果不仅影响发生地的城市，而且将延伸到世界各地；城市正在变成“用户不友好”的环境(Durmisevic, 1999;Maire et al., 2006)。因此，如何解决这些问题并设法提高其整体质量，确保健康的城市环境的问题被提出(Durmisevic, 1999)。在过去的几十年中，仅涵盖两个空间维度的城市发展模式所产生的城市往往不符合可持续发展原则。在已经建立的城市区域内，对城市第三维度的使用优化被视为通往可持续城市形态的可能途径(Parriaux et al., 2006)。大量研究表明，可以通过合并既有区域（紧凑的城市发展）来节约成本，而不是一味地在城市边缘扩张(Craig, 1989; Troy, 1996)。紧凑型发展被认为是实现可持续发展的一条可能途径(Besner, 2002)；当城市优化其对UUS的使用时，通常就属于这种情况(Parriauxet al., 2006)。人们认为，只有同时有效地利用地下和地上，城市的功能、环境和景观才能可持续发展(Okuni, 2011)。城市需要在现有区域内进行整合，变得更加紧凑，同时还要广泛使用UUS(Parriaux et al., 2006)。注入运输、购物、剧院和餐饮设施等城市功能可以部分转移到UUS。这种转移可以使地面上有更多空间用于娱乐和社交活动，新的绿地和住宅区。在紧凑型的城市中更有效地利用空间，将有利于改善生活质量和带来更好的交通流动性，从而带来城市的振兴(Durmisevic, 1999; Maire et al.,2006)。城市有能力确保各种复杂的城市基础设施的可行性。通过在地下进行建设，可以提供宝贵的空间，以增加特定区域的人口容量来应对人口增长，而不必像城市横向扩张时一样扩展城市的边界(Durmisevic, 1999)。研究表明，地下基础设施的发展与人口密度的增长之间存在相关性。Bobylev (2009) 展示了斯德哥尔摩、东京和巴黎的地下基础设施数量与人口密度之间的关系。随着人口密度的增加，地下基础设施不可避免地变得越来越重要。地下空间的发展使城市变得更加紧凑，在抑制城市扩张，确保更有效地利用空间，实现更好的交通流动性，增加绿地数量以及减少交通拥堵方面产生了有力后果。这意味着通过地下建筑可以显著改善城市环境的质量(Bobylev,2009; Durmisevic, 1999)。
3.1.2 地下行人系统如何应用于建筑紧凑的城市
应用UPS来调节各项城市功能以建设紧凑型城市，是实现城市可持续发展的一条可能途径。但是，在世界范围内，UPS并不是一种广泛应用的发展策略，在具有UPS发展条件
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