呂偉生、袁亮、易何馨、雍喬喬：從城市代謝角度 看香港百年滄桑

【明報文章】近日香港大學建築學院iLab研究團隊，在環境科學領域的國際知名期刊Energy, Ecology and Environment發表文章（註）。通過分析1910至2050年香港的建築材料存量和流量（即建材代謝(building material metabolism, BMM)），他們發現相比其他發達經濟體，香港以更低的建材代謝，實現並保持了國際矚目的經濟地位，揭示了一條更具材料效率的城市發展路徑。

城市代謝：重塑生態與經濟的可持續未來

建材代謝是城市代謝（urban metabolism）的一個子系統。城市代謝的概念，首先由Abel Wolman於1965年發表在《科學美國人》（Scientific American）的研究中提出。彼時，Wolman以一座擁有百萬居民的假設城市為藍本，進行了開創性的研究，並將城市代謝定義為「維持城市住民在居家、工作和休閒活動中所需的所有材料和原材料」。進入21世紀，Christopher Kennedy等人將城市視為一個生態系統，重點探究技術和經濟對城市發展動態的影響，並重新將城市代謝定義為「發生在城市中的所有技術及社會經濟過程的總和，伴隨着城市的增長、能量產生和廢物消除」。

隨着現代工業化和城市化飛速推進，城市經濟發展與生態環境之間的矛盾日益尖銳。近年來，城市和區域發展中出現的資源匱乏、生態惡化、人類生活品質下降等問題，均與城市的代謝失調密切相關。因此，深入理解城市代謝的機制、內涵，及探索其升級之路，對於推動城市經濟、社會和環境的可持續發展，至關重要。

西方經驗：鋪就城市可持續發展之路

在經濟發展與環境保護的雙重挑戰下，西方發達經濟體積極探討城市代謝，鋪就了「生態城市」和「低碳城市」的發展路徑。早在1993年，日本就舉辦了關於城市代謝的國際研討會，吸引了全球關注。隨後，紐約、維也納、瑞士、悉尼等西方地方，也紛紛掀起了城市代謝研究的熱潮。學者分別聚焦於水、能源、建材等重要物質載體，通過分析這些物質的存量和流量，揭示區域特徵，從而為資源與環境管理的政策制訂提供有力支持。

城市代謝研究最初僅涉及「城市-區域」尺度的社會經濟代謝測量；隨着環境意識提高，人類的健康和福祉逐漸成為其重要組成部分。城市代謝研究也隨之逐步從線性模型，發展到循環模型，最終擴展為網絡模型。

21世紀以來，對城市代謝的研究更加系統，研究人員開始考慮物質循環、生態足迹等多重因素，致力於為節能減排工作奠定基石，並協助政府解決城市發展中的生態環境問題。

值得注意的是，城市代謝的研究，需要大量且多源的數據支撐。近年來，蓬勃發展的大數據、遙感、人工智能等新興技術，為城市代謝研究注入新活力。

香港城市代謝升級：邁向綠色可持續之旅

香港的城市代謝研究早已有之。1978年，Ken Newcombe等人就發表了描述香港1971年城市代謝的先驅之作。隨後，Kimberley Warren-Rhodes和Albert Koenig在其基礎上，更新了香港1971至1997年的城市代謝狀况。他們都指出，香港作為一個獨立的經濟體，有清晰的系統邊界，在研究城市代謝方面具有優勢。香港在城市代謝中取得優異成就，但城市系統已經過載，政府需加強保育政策和規範消費行為，以防止環境進一步惡化。

縱觀城市代謝研究的諸多焦點，建材作為支撐人類活動的重要載體，備受關注。每年約有一半從自然環境中提取的原始材料，被轉化為建材和產品，用以構築城市。隨着資源稀缺性日益突顯，建材的可持續性問題也愈發緊迫。實現向可持續城市的過渡，亟需深入了解建材數量、種類及其在超長時空中的動態變化。

iLab研究團隊採用近年流行的存量驅動方法，分析香港1910至2050年的建材代謝模式。研究人員先根據已使用的材料種類和密度、建築物總面積及其預期使用年限等因素，計算出不同年份的建材存量。隨後，通過觀察不同年份的建材存量變化，他們推算出流量變動情况，從而揭示建材的消耗和替換速度。此外，他們還對比了多個地區每單位建材的本地生產總值產出，以評估「建材生產力」水平。

研究表明，香港建材存量自1910年以來呈S形增長，於1988年見頂。從1950年起，建材存量在蓬勃經濟發展下急劇增長，但於1980年後增長放緩，2020年達4.07億噸，並預計在2035年微增至4.17億噸。全局流量分析顯示，從1950到2020年建材流入量急增，預計從2025年起將穩定在年均1329萬噸，2035年流入量和流出量將達到平衡。同時隨着時間推移，傳統低碳材料（如磚、木材）使用比例下降，而高碳足迹材料（如水泥、鋼材、玻璃）使用比例上升，預計2035年所有主要建材流入與流出將趨於平衡。此外，研究結果還揭示香港「建材生產力」高於其他區域。

建材存量與經濟發展互動：可持續的展望

香港的建材存量增長歷程，跟其經濟發展階段密切相關。1950年代初期，隨着香港經濟發展和工業化推進，大量經濟活動推動了建材需求急劇上升。然而進入1980年代中期，香港經濟結構的轉變向服務業傾斜，開始了去工業化進程，導致建材累積速度明顯減緩。

當前，隨着香港經濟結構已高度依賴服務業，建材增長模式也已從過去的快速累積，轉向平衡且持續增長。未來，政府對可持續發展的推動，以及建築業在提高材料利用效率和採用環保建材方面的進展，或將幫助香港在2035年達到建材存量的新平衡點。

香港建材存量增長，也曾因城市發展的重大事件而出現波動。從1961年公共房屋建設計劃，到1970年代房屋市場的火爆，再到1978和1985年的大規模公共房屋及土地重建計劃，以及1990年代末開啟的市區更新計劃，都在不同程度上推動了建材需求的增加。此外，1997年亞洲金融危機對香港經濟的打擊，也短暫導致建材存量下降。這些經濟和政策因素的綜合作用，塑造了香港建材存量的發展軌迹。

香港的建材流入量預計在2020年代中期達到飽和，標誌着建材需求與經濟增長的「資源脫鈎」，有望幫助政府在不影響經濟發展的前提下，控制建材需求。此外，2020年本港建築廢料達1179萬噸，且預計至2035年將持續增加，突顯加強建築廢料循環利用的緊迫性。

建築廢料循環利用，不僅有助緩解本港土地資源壓力，也可減少對材料進口的依賴。香港作為一個資源有限的國際化都市，一磚一瓦都依賴進口，能源、水、空氣等都需要「精打細算」。其近一個世紀以來的高水平「建材生產力」，揭示了一條更具材料效率的發展路徑，為全球其他區域提供了實踐指南和策略參考，有助推動城市轉向更綠色和可持續的發展模式。

註：Yuan, L., Lu, W. Centennial evolution of Hong Kong 1910-2050: a building material metabolism perspective. Energy, Ecology and Environment. (2024).

作者呂偉生是香港大學房地產及建設系講座教授、系主任，袁亮是香港大學房地產及建設系博士研究生，易何馨、雍喬喬是香港大學房地產及建設系研究助理

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[呂偉生、袁亮、易何馨、雍喬喬]