摘录自《美国最具可持续性的城市和地区：在21世纪大趋势中生存》，作者：John W. Day 和 Charles Hall（贡献者包括 Eric Roy、Matt Moerschbaecher、Chris D’Elia、David Pimentel 和 Alejandro Yáñez）。经出版商 Copernicus Books（施普林格出版社的一个品牌）许可。版权所有 © 2016。保留所有权利。
尽管城市对材料和能源的需求巨大，产生的废物也很多，但许多人仍将城市生活视为二十一世纪大多数人类可持续的未来。但是，鉴于气候变化、能源和资源短缺以及自然系统对社会的重要性等相互关联的问题，城市地区，特别是发达国家和发展中国家的大城市，面临着严峻的问题。这些相互关联的问题将对整个社会构成制约，但对于特大型城市地区来说，解决这些问题将更具挑战性和难度。让我们更详细地了解一下。
与郊区和农村地区相比，城市被誉为高效的生活区。为什么城市被认为是解决我们本世纪面临的许多问题的方案？经常被引用的原因是公共交通、自行车和步行的效率、更短的通勤时间和更小更高效的居住空间。《纽约客》上一篇广为引用的文章中，大卫·欧文写道，“普通曼哈顿居民消耗汽油的速度是全国自 1920 年代以来从未有过的。”欧文接着指出，“82% 的曼哈顿居民乘坐公共交通工具、自行车或步行上班”，或者是“美国人平均水平的十倍”。但在更大的纽约市地区，56% 的居民开车上班。根据同一项研究，纽约市的通勤时间最长，为 35 分钟，在美国交通最拥堵的十个城市中拥堵评分排名第五。《Blubberland》一书的作者伊丽莎白·法雷利写道，密度是可持续发展的关键。“如果我们从头开始设计一个绿色的居住模式，那将不是郊区、城市村庄、希腊渔村，甚至不是巴塞罗那。那将是曼哈顿。曼哈顿——或类似曼哈顿的地方——是地球上最绿色的城市。”曼哈顿真的那么绿吗？我们稍后会回到绿色的概念，但有一点是明确的。如果居住在曼哈顿的数百万人想继续吃鱼，那么希腊和其他许多地方就需要有渔村！
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在《城市的胜利》一书中，经济学家爱德华·格莱泽表示，“纽约州的人均能源消耗量在全国倒数第二，这主要反映了纽约市的公共交通使用情况。”格莱泽接着指出，“传统城市的碳排放量较少，因为它们不需要大量的驾驶。只有不到三分之一的纽约人开车上班，而 86% 的美国通勤者开车。美国 29% 的公共交通通勤者居住在纽约市的五个行政区。”但是，驾驶减少是纽约州人均二氧化碳排放量低的原因吗？我们稍后会回到这个问题。
本着高效和绿色城市的精神，《大众科学》杂志专门用一整期来探讨城市是人类未来的理念。它以“高效城市”为题，刊登了一个跨页（第 74-75 页）。图片是一个彻底现代化的密集城市，高耸的多层建筑与（相对较小的）绿地和干净的街道交错，几乎没有交通。这个城市显然没有穷人，因为没有任何看起来像低收入住宅区的东西。示例中包括许多“减少能源消耗、用水量、废物和排放的创新解决方案”。一些特点是太阳能（光伏、热水器和太阳能薄膜）、高效窗户、碳固存混凝土、绿色屋顶、垂直农场（这种农业无需依赖生态系统服务；我们将在后面关于食物的章节中回到城市农业的想法）、混合动力出租车、地下和智能停车场、卫星控制的灌溉系统、污水污泥焚烧、高效电器以及保护城市低洼地区（对纽约和新奥尔良尤其重要，这两个城市将在下一章中介绍）的防洪闸。其中一些解决方案，例如太阳能、高效窗户和高效电器，可以用于郊区甚至农村地区，但高密度生活可能确实有助于降低交通和供暖和制冷的直接能源消耗。然而，美国几乎所有消耗的汽油都在大都市地区（广义上）消耗，因为这是大多数人居住的地方（见下图）。此外，在城市能源使用量的计算中，通常没有考虑到大量的间接能源和材料需求。一个例子是将汽油运送到城市消费者所需的所有能源和材料，无论是用于汽车还是公共汽车（寻找和钻探油井、将石油泵送到炼油厂，炼油厂将石油转化为汽油，并将汽油运输到加油站网络），事实上，城市中使用的几乎所有东西，从建筑材料到人造照明到服装到食物，都是在其他地方生产的，通常能源成本很高。同样的问题在全球范围内也存在。当经济学家声称美国经济作为一个整体能源密集度降低（定义为单位国内生产总值或 GDP 的能源消耗量）时，他们实际上说的是，铝和钢铁制造等能源密集型和高污染行业已经外包给劳动力更便宜且环境法规不太严格的地区和国家。然而，我们对这些进口产品的消费需求只会增加，尤其是在人口稠密的城市地区，那里拥有“高效城市”的复杂基础设施。
下图显示汽油使用量高的红色和橙色区域与美国“大都市区”地图非常吻合，人口主要集中在这些地区，表明人口稠密地区燃烧更多燃料。任何减少汽油使用量的提案都需要关注大都市区。曼哈顿的公共交通使用率可能很高，但整个纽约和新泽西州北部的 2100 万人口的大都市区呢？
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美国各县汽油总用量。（来源：国家资源保护委员会 (NRDC)。此地图最初出现在 NRDC 的 Switchboard 博客上：http://switchboard.nrdc.org/blogs/dlovaas/CNTYgas.consumption.jpg）
让我们回到温室气体排放问题。美国能源信息署编制了 2000 年至 2010 年各州直接二氧化碳排放量清单。本报告中的信息具有启发意义。如果我们查看 2010 年各州与能源相关的年人均二氧化碳排放量，就会发现一些显著差异。在一端，有些州的人均二氧化碳排放量很高。肯塔基州、蒙大拿州、路易斯安那州、西弗吉尼亚州、阿拉斯加州和北达科他州的人均排放量均超过 35 吨二氧化碳，其中怀俄明州最高，为每人 118 吨。另一端是人均排放量低于 15 吨的州。其中包括几乎所有东北部州以及加利福尼亚州、爱达荷州、俄勒冈州、华盛顿州和佛罗里达州。纽约州在各州中排名最后，为每人 8.8 吨。只有哥伦比亚特区更低，为每人 5.4 吨。
如果我们查看每百万美元 GDP 产生的二氧化碳吨数，各州之间也存在一些显著差异。东北部的大多数州以及华盛顿州、俄勒冈州和加利福尼亚州的每百万美元 GDP 产生的二氧化碳少于 350 吨。相比之下，阿拉斯加州、肯塔基州、路易斯安那州、蒙大拿州、北达科他州、西弗吉尼亚州和怀俄明州每百万美元 GDP 产生的二氧化碳均超过 1000 吨。因此，人均直接排放量低的州，其单位 GDP 的直接排放量也较低。而人均直接排放量高的州，其每百万美元 GDP 的直接排放量也很高。
路易斯安那州、北达科他州和肯塔基州等州的人们可以从纽约州、罗德岛州和佛蒙特州的人们那里学习到哪些关于降低排放和提高效率的经验教训？是也不是。
排放量较低不一定是因为纽约州、佛蒙特州或马萨诸塞州的人们开车较少或房屋较小。也不一定是因为普通的西弗吉尼亚人、路易斯安那州人或蒙大拿州人个人使用大量能源或长途驾驶，导致他们的人均总排放量如此之高。至少在一定程度上，这与不同州的经济性质以及正在考虑的特定区域（市中心与郊区）有关。
让我们比较一下排放谱两端的两个州：纽约州和路易斯安那州。平均而言，纽约州每年人均产生约 10 吨二氧化碳，而路易斯安那州约为每年 50 吨。但以下是这两个州能源使用方面最重要的区别：工业部门。路易斯安那州的工业部门每年产生 1.28 亿吨二氧化碳，而纽约州为 910 万吨。德克萨斯州甚至更高，为 2.11 亿吨。这是因为德克萨斯州和路易斯安那州拥有全国炼油和石化工业最高的集中度。
但以下是关键点。路易斯安那州、德克萨斯州和北达科他州以及类似州生产的能源和工业产品很少被这些州的公民个人使用。除了炼油和石化工业外，德克萨斯州和路易斯安那州还是石油和天然气的主要生产州。蒙大拿州、肯塔基州和西弗吉尼亚州生产大量煤炭。阿拉斯加州和北达科他州生产大量石油。所有这些能源密集型和污染严重的工业的存在都是为了满足全国各地对其产品的需求，特别是城市人口中心，因为这是大多数人居住的地方。这种需求既包括直接用途，也包括间接用途，包括农场用于高产农业的肥料，而高产农业是满足这些城市人口的食物需求所必需的。因此，为了公平起见，大多数工业二氧化碳排放量应从德克萨斯州和路易斯安那州以及其他“能源”州（公民相对较少使用所生产的产品）的资产负债表中删除，并添加到直接或间接最终使用能源生产和工业活动产品的州的排放量中。