以都市代謝理論探討都市發展對環境的影響 The Environmental Impact of Urban Development and Urban Metabolic Theory

以都市代謝理論探討都市發展對環境的影響 The Environmental Impact of Urban Development and Urban Metabolic Theory
國立臺灣大學環境工程學研究所許桓瑜

一般對於都市的定義是指居住在十萬人以上的地區；而「代謝作用」(Metabolism)則是由生物學領域提出，強調生物的生存及生命力的維持，必須倚靠外界各種物質與能量的進入，在體內行各種化學反應，生產生物體所需之養分與能量。A.Wolman(1965)將都市代謝的需求定義為：「為了維持某都市之居民在家、工作、遊玩等活動所需要的物質與貨物，同時包含了居住及建設所需原物料的投入」。說明了都市代謝作用的意義，在於維持都市居民所需及都市發展之延續。

近年來「永續發展」的觀念，成為在面對全球環境變遷的最高指導原則，而近年環境的變遷，從工業發展、都市發展以來，環境已漸漸無法負荷我們所製造的污染，這些外部成本造成的生態與環境損害，來自於都市對物質與原料需求的消耗增加，以及消費過程中產生的廢棄物和廢熱(如圖1)。都市擴張所造成的環境影響，使人們不得不重視，如果說生物的新陳代謝可以維護生物體的健康，那麼都市的代謝也是對我們生活環境品質的維護。

圖一：都市系統之輸出、輸入圖
資料來源：Sutton and Harmom (1973)

都市代謝研究是分析人類各種活動中，如何將自生態系統中取得的物質和能量進行轉換、處理，如何進行減量、回收等方式，使都市代謝更加優良；此外，維持都市生產力並且評價是否可維持永續發展也是都市代謝研究的主要課題。

都市代謝主要分為環境、空間和社會代謝三層面，完整的代謝模式中，由自然環境中輸入資源與能源，以維持都市及居民的生存，各種資源透過都市內部的經濟、文化活動轉換為不同產品，進而影響都市的可居住性（包含健康、就業、居住品質）。由於都市代謝的研究指出，生態系統的保護是都市可永續發展的基礎，可見生態系統維護是相當重要的根本。其次是將都市中的廢棄物循環再利用，讓都市的代謝具有循環性。

目前以物質分析，計算物質的流動來計算都市代謝，但是物質流忽略了能量，故多數的研究搭配能值分析方法進行應用。將都市假設為巨大的生物，其運行需依賴物質能量，代謝的數量和速率也就是物質的流通量及流通率，也是維持運行的成本，而都市的人口和財富規模就是都市所產生之效益。都市中的廢棄物將回到環境中，只要不超過自然環境的負擔，便可維持永續發展，對自然環境而言流通率最小所產生的負擔最小，但都市的發展卻又倚靠物質的流通作為發展基礎。

都市代謝將都市的運行具體量化，讓都市規劃者更好理解都市與環境之間的交互作用，協助都市發展上能找到與環境品質相搭配的平衡點。

參考文獻：

• Wolman A. (1965). The matebolism of cities. Scientific American, Septmber.
• Sutton, D. B. and Harmon, N. P. (1973). Ecology: Selected Concept. New York: John Wiley and Sons.
• 陳雅洵(1990)。台灣地區都市代謝作用之分析(碩士論文)，國立台北大學，台北。
• 吳玉琴、嚴茂超、許力峰(2009)。城市生態系統代謝的能值研究進展。生態環境學報，18(3):1139-1145。