人居生態環境營建類實驗室建設及運行模式研究
——以城鄉生態環境北京實驗室為例

宋 文 李 雄

(北京林業大學園林學院，北京 100083)

一、人居生態環境營建類實驗室建設的內涵

人居環境是人類聚居生活的地方，是與人類生存活動密切相關的地表空間，它是人類在大自然中賴以生存的基地，是人類利用自然、改造自然的主要場所[1]。中國的高速發展和快速城鎮化帶來諸多的生態環境問題，人居環境質量也越來越受到人們的關注。人居環境建設當前面臨最緊迫的當屬生態環境問題，這關乎城鄉建設的可持續發展以及人民生活的切身利益和幸福指數，因此人居生態環境的營建已成為人居環境學科群重點關注的核心問題。人居環境學科群由建筑學、城鄉規劃學、風景園林學三大支柱學科構成，注重理論與實踐相結合，擔負著生態文明建設、維持和改善人居生態環境的重任[2]。實驗室作為高校科研成果落地實踐的重要轉化平臺，無疑是人居環境學科群重要的科研和實踐載體。人居生態環境營建類實驗室作為人居環境學科群科研成果的孵化平臺和成果落地實踐的轉化平臺，目的在于改善人類居住的生態環境，打造宜居的生活環境，提高人民生活質量和幸福指數，促進我國人居環境建設和城鄉建設的綠色可持續發展。

二、人居生態環境營建類實驗室建設的現狀

目前，包括城鄉生態環境北京實驗室在內，國內以人居環境科學為主導，通過宏觀規劃設計結合微觀工程技術來改善和營建人居生態環境的省部級(含)以上級別實驗室已有6個，其中國家級實驗室2個，省部級實驗室4個，(見表1)。

表1 國內以人居環境學科為主導建設的省部級(含)以上級別實驗室的概況

①亞熱帶建筑科學國家重點實驗室(華南理工大學，國家級實驗室)，2007年成立，以建筑學和土木工程2個一級學科為核心，交叉融合聲學、光學、交通、環境科學與工程、材料科學、信息技術、城市社會學等學科。該實驗室緊緊圍繞生態宜居城鄉規劃和綠色建筑這一總目標，突出亞熱帶地域特色，從生態宜居的城鄉規劃與設計理論、建筑物理環境與節能、防災減災、生態環境等方面展開協同攻關研究[3]。

②省部共建西部綠色建筑國家重點實驗室(西安建筑科技大學，國家級實驗室)，2018年正式成立，針對西部綠色建筑核心問題，以推進西部綠色建筑科學有序發展、提升我國綠色建筑整體水平為建設總體目標和任務，為國家重大工程項目、新型城鎮化建設的設計、建造與安全運行提供科學依據和技術支撐[4]。

③高密度人居環境生態與節能教育部重點實驗室(同濟大學，省部級實驗室)，2008年成立，以同濟大學建筑與城市規劃學院為基礎，重點圍繞人居環境建設科技自主創新展開，促進城鄉建設事業的全面、協調、可持續發展，為我國城鎮化健康發展及建設資源節約型和環境友好型社會提供技術和決策支撐[5]。

④生態規劃與綠色建筑教育部重點實驗室(清華大學，省部級實驗室)，2008年成立，總體目標是以生態規劃與綠色建筑綜合技術服務于城鄉人居環境的可持續建設，包括構建國際領先的國家級人居環境科學科研平臺，引領可持續城鄉人居環境建設的生態規劃和綠色建筑綜合技術體系的發展。實驗室發揮清華大學在城市可持續發展、生態規劃和綠色建筑技術領域的領先優勢，以人居環境科學理論為基礎，融合建筑學、規劃學、景觀學、生態學、地理學、社會學、建筑技術科學等多學科[6]。

⑤山地城鎮建設與新技術教育部重點實驗室(重慶大學，省部級實驗室)，2008年成立，實驗室依托城鄉規劃、建筑學和土木工程3個一級學科，立足西南山地區域，聚焦國家新型城鎮化建設，具有鮮明山地特色，開展山地城鎮建設應用基礎與共性關鍵技術研究[7]。

⑥城鄉生態環境北京實驗室(北京林業大學，省部級實驗室)，2014年成立，依托北京林業大學優勢學科風景園林學和林學，整合園林學院、林學院、生物學院、水土保持學院、工學院等校內各方力量，旨在研究北京城市人居環境和城鄉核心區人居環境的基礎理論、植物材料和核心技術，促進城鄉合理布局和科學發展，開發城市生態環境改善技術，顯著提高城市人居環境質量[8]。

從上表可以看出，除城鄉生態環境北京實驗室外，國內現有的依托人居環境學科而建立的國家級、省部級實驗室均成立于建筑學科、規劃學科排名前列的高校，并依托建筑學、城鄉規劃學或土木工程學而建立，鮮有包含風景園林學科，風景園林學在上述實驗室的架構中基本為輔助學科，沒有起主導作用。作為人居環境學科群重要組成之一，風景園林學于2011年由三級學科正式升級為一級學科，與建筑學、城鄉規劃學形成三足鼎立的人居環境學科群。作為唯一一個由風景園林學牽頭，組織融合其他學科、聚焦改善城鄉生態環境的人居生態環境營建類實驗室，城鄉生態環境北京實驗室的成立，對于風景園林學科的發展、人居環境學科群的日益完善以及我國生態文明建設事業有著重要的意義。

三、城鄉生態環境北京實驗室建設的背景及概況

為貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》和《高等學校中長期科學和技術發展規劃綱要》相關精神，“十二五”期間，北京市教委在戰略性新興產業領域重點建設10個北京實驗室，形成以科技和行業需求為導向、高校為主體、產學研深度融合的科學技術協同創新平臺體系，旨在解決北京社會、經濟快速發展帶來的嚴峻問題[10]。“城鄉生態環境北京實驗室”(下稱“實驗室”)是繼由北京理工大學牽頭的新能源汽車北京實驗室、由北京科技大學牽頭的現代交通金屬材料與加工技術北京實驗室等之后，第8個獲批的北京實驗室，實驗室每年獲得北京市教委運行經費800萬元[11]。

實驗室由北京林業大學牽頭，同時吸收北京農學院、北京市園林科學研究院、北京植物園、北京市園林綠化局、海淀區園林綠化局、北京林大林業科技股份有限公司、北京北林地景園林規劃設計院有限責任公司等高校、科研院所、政府部門和企業作為合作單位，共同搭建成一個“政、產、學、研、用”的資源共享、優勢互補的協同創新平臺。各研究單位依據其自身優勢和特長，各自分工見圖1。北京林業大學、北京農學院負責人才培養和技術研發；北京市園林科學研究院、北京植物園負責技術研發；北京市園林綠化局和海淀區園林綠化局為研發的各項關鍵技術提供項目支撐和成果示范；北京林大林業科技股份有限公司和北京北林地景園林規劃設計院有限責任公司負責各項成果的生產、設計與施工。實驗室依托北京林業大學全國排名第一的風景園林學科和林學學科優勢學術資源，組織園林學院、實驗室與設備管理處、國家花卉工程技術研究中心、生物學院、林學院、水土保持學院、工學院等各方力量，包括風景園林學、林學、生物學、生態學、工學等學科，整合資源，形成多位一體的城鄉生態環境學科群和多學科交叉融合的科研團隊[12]。

圖1 城鄉生態環境北京實驗室各成員單位的分工情況

實驗室聚焦城鄉生態環境營造技術、城鄉綠地生態網絡安全與構建、生態功能性植物材料選育、植物高效繁殖與栽培技術4個研究方向；由14個研究團隊共同構成，針對北京城鄉生態環境建設中存在的資源緊缺、環境惡化等關鍵問題，研究北京城市人居環境和城鄉核心區人居環境的基礎理論、植物材料和核心技術；實驗室平臺通過3～5年的建設，提出合理的北京城鄉生態網絡構建格局，選育一批生態功能性植物材料，提高繁殖栽培和養護效率，開發高效的節約型景觀營造和栽培養護技術，為改善北京市生態環境，打造“綠色北京”，構建生態、美麗、和諧、宜居的北京提供理論和技術支撐[8]。

四、城鄉生態環境北京實驗室的建設模式

城鄉生態環境北京實驗室實行“政、產、學、研、用”協同創新建設模式，由北京林業大學牽頭，包括2所高校、2個科研院所、2家園林綠化局和2家園林設計企業，重點建立專家智庫，推進學科開放和交叉融合，注重落地示范和應用推廣，其建設模式框架見圖2。各研究單位分工明確，優勢互補，協同創新，并基于實驗室平臺，探求深層次、穩定的研究合作，建立校校(高校與高校)、校企(高校與企業)、校所(高校與科研院所)等建設主體間的資源匯聚、人才流動、開放共享和常態化溝通機制，搭建高校科技合作交流新平臺[13]。

圖2 城鄉生態環境北京實驗室建設模式的架構

(一)高校間協同創新

北京林業大學“林木分子育種高精尖中心“吸收北京農學院為重要協同創新成員；北京農學院組織北京林業大學、北京農林科學院等單位合作建設“林果業生態功能提升協同創新中心”；北京林業大學與其他高校共同開設研究生課程，開展高校聯合畢業設計。

(二)高校與企業協同創新

1.校企合作教學：北京林業大學與十余家企業共同開設研究生設計課程、共同培養專業碩士，并形成建立在平臺基礎上的專業碩士合作導師制度，著重在學術及專業技能上進行培養，對接社會需求。

2.校企合作成果推廣及示范落地：北京林業大學與北京林大林業科技股份有限公司、北京北林地景園林規劃設計院等企業合作進行科學研究70余項，高校提供技術咨詢和理論支撐，舉辦技術培訓班，企業將科研成果付諸實踐，形成穩定、良好的合作模式；北京農學院與公司企業共建國際海棠登錄中心，依托海棠品種園建設，推廣海棠新優品種及先進栽培技術。校企合作加速優質科研與企業融合，打造出“資源共享、合作共贏”的新模式。

(三)高校與科研院所協同創新

高校充分發揮技術和人才隊伍優勢，利用實驗室內部協同單位資源，優勢互補：北京林業大學和北京農學院分別在北京植物園建立校外教學實踐基地；北京林業大學和北京植物園等單位合作編制多項行業標準；北京植物園委托北京林業大學開展新品種特性研究，合作開展新品種選育與推廣等項目。

(四)高校與政府協同創新

實驗室與北京市園林綠化局及多個地方政府合作，一方面為其提供專業咨詢服務和培訓課程，另一方面承擔多項政府委托實踐項目，加速科研成果落地。北京林業大學承接北京市園林綠化局通州副中心建設項目，構建北京城市副中心通州區藍綠空間生態安全格局，解決通州區生態空間侵蝕、環境破壞、城市風貌喪失等棘手問題；承接雄安新區、北京2019世界園藝博覽會、2022北京冬奧會、北京大興機場等特色重點工程的建設，引領京津冀區域生態格局與人居環境打造；與北京市園林綠化局合作完成“京津冀花卉產業協同發展戰略研究”，編寫《京津冀花卉產業協同發展調研報告》《京津冀花卉產業協同發展戰略研究》；培育的林木良種“北林雄株1號”和“北林雄株2號”無飛絮毛白楊及幾十種植物新品種廣泛應用于通州副中心、雄安新區生態建設。

北京實驗室成立以來，以風景園林學為核心，多學科多領域交叉發展、相互融合，實驗室通過政府部門項目支持，基于高校間、高校與科研院所間平行合作，高校與企事業單位的平行、上下游合作等多元化、無縫對接的合作方式，在產業研究、標準制定修訂、成果推廣和轉化、項目實施落地以及人才培養等方面獲得了重大突破，構建了一個“政、產、學、研、用”的資源共享、優勢互補的協同創新平臺，為改善北京市生態環境、建設“美麗北京”提供充分的理論依據和技術支撐，有效促進北京及地方企業和農民增收，提高公眾對生態環境建設的認知和關注，取得了顯著的生態效益、經濟效益和社會效益。

五、城鄉生態環境北京實驗室的運行模式

(一)參與行業發展頂層設計，聚焦重大戰略和需求

1.制定國家行業科研發展規劃，制定(或修訂)全國、行業和企業標準，組織行業學術會議、技術培訓、推廣科普宣傳等，對北京乃至全國相關行業的發展起到帶動和推動作用，在種質資源開發、現代化花卉生產、新品種培育以及林木多倍體育種等領域達到國際領先水平。培育的無飛絮毛白楊國家良種，其推廣應用有效緩解了北京、雄安新區以及山東、河北、河南、山西等地的楊柳飛絮危害，具有較高的經濟、社會和生態效益。

2.積極響應、落實“京津冀協同發展”戰略，緊密圍繞京津冀地區生態環境建設需求，為調整優化城市布局和空間結構提出理論和技術支撐，促進京津冀地區生態環境一體化發展。實驗室為國家花卉產業以及“十三五”林木花卉產業規劃提供技術咨詢；承擔2019年延慶世界園藝博覽會、2022年冬奧會等重大規劃設計項目；京津冀協同森林游憩環帶建設相關研究成果被納入北京市國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要。

3.支持首都城市副中心建設，構建北京城市副中心通州區藍綠空間生態安全格局，解決通州區生態空間侵蝕、環境破壞、城市風貌喪失等棘手問題，為通州實現發展形象提出相應規劃要求和應用策略，并進一步指明方向。

4.緊密圍繞雄安新區建設，承接教育部等部門委托項目，構建新型綠色生態專業型特色化的智庫平臺，并將實驗室科研成果應用于雄安新區城市建設和生態環境治理等方面，對雄安新區的生態建設、綠色發展提供持久的關鍵性和創新性的理論支撐和技術支持，促進雄安新區生態建設和綠色發展。

(二)以新技術、新品種積極推動產業技術進步

依托北京林業大學戰略聯盟理事單位和企業，構建產學研協同創新和成果快速轉化體系，轉化推廣科研成果、解決產業發展中的技術難題，使科研成果在北京等我國花卉主產區得到快速應用，提高企業自主創新能力并推動花卉產業整體技術升級，提高生態環境服務功能，服務于首都經濟和社會發展：建立京郊農業綜合服務試驗站，協同農業種植專業合作社，解決產業發展中的技術難題，為農民提供技術指導和培訓，服務于當地特色產業，促進農民增收致富;開發的培育技術體系，攻克了繁殖栽培技術難題，培育的園林植物新品種豐富了北京乃至全國的園林綠化植物景觀，提升了人民的生活環境品質。

(三)加強科教融合，探索人才培養新路徑

將前沿科研技術成果與高校課程接軌，同時設置本科生實驗課程，讓本科生進入實驗室進行科研訓練，促進科技創新快速向教育體系轉化，建立起科研育人、培養高素質專業人才的長效機制；理論與實踐結合，與多家企業共同開設研究生課程，建立學校與企業共同培養專業碩士機制，并形成建立在平臺基礎上的專碩合作導師制度，在學術及專業技能上進行著重培養，對接社會需求。實驗室政、產、學、研、用相結合的協同創新人才培養模式，實現了科研、人才培養與北京市地方生態建設的無縫鏈接，大幅度提高了人才培養質量。

(四)開展科普活動，提高社會影響力

舉辦大型展覽和論壇，借助北京國際設計周等大型活動平臺，利用VR熱點技術，面向社會大眾展示實驗室相關研究成果，每年吸引上萬民眾參與，并被央視等主流媒體報導；建設科普網站和科普基地，提升民眾參與度，增加實驗室與外界互動，社會反響熱烈。實驗室通過一系列專業研究內容的展示、推廣和公眾科普，提高了社會公眾對生態文明建設的關注度。

(五)拓寬國際視野，融入全球創新體系

實驗室依托各優勢學科，平均每年組織舉辦十余場大型國內、國際學術會議，邀請國內外相關行業領域內具有高影響力的專家學者參會；多名實驗室成員擔任國務院學科評議組和住房和城鄉建設部風景園林專家委員會成員等重要職務，以及國際風景園林師聯合會(IFLA)、國際園藝生產者協會(AIPH)、國際園藝學會(ISHS)等國際知名組織和賽事等活動的主席、委員、評委等，成為引領學科前沿和推動行業發展的核心智庫；實驗室多項研究成果已達到國際領先水平，并接受了美國、德國、澳大利亞、越南、馬來西亞、比利時、摩納哥、匈牙利等多國研究人員和學生的技術咨詢；實驗室運行期間共接待國內外講學與訪問學者近200人次，實驗室成員國內外學術交流近200人次，并在多項國際重要競賽中獲獎；放眼全球，廣泛吸引國內外訪問學者，形成穩定、開放的訪問學者機制；落實“一帶一路”發展戰略，與俄羅斯、菲律賓、巴基斯坦等十余個沿線國家和地區高校聯合培養人才，開設國際化“一帶一路”雙語課程，培養留學生48人，推動實驗室國際化水平不斷提升，助力一流學科建設。

六、城鄉生態環境北京實驗室建設取得的成效

(一)學術成果豐碩

近5年實驗室研究成果獲國家科技進步二等獎1項、省部級科技獎勵6項，獲國際及國內設計獎188項。獲國家專利59項，其中發明專利22項；獲軟件著作權48項；獲林木良種23項；獲植物新品種權53項，國際品種登錄62項；制定標準19項；發表學術論文760篇，其中SCI論文160篇、EI論文32篇；出版教材、專著、論文集68部；編制咨詢報告和調研報告98份；轉化成果25項，轉化經費逾1 000萬元。

(二)承擔課題數量眾多

實驗室自成立以來，承擔縱向、橫向科研課題600余項，獲得科研經費支持合計逾3億元，其中國家級課題70余項，科研經費逾1億元。

(三)學術交流頻繁

實驗室主辦、承辦國際、國內學術會議100余次，其中國際會議19次；規模1 000人以上會議2次，規模500人以上12次，規模300人以上會議占1/3。邀請國內外200多家高校和單位的知名專家近300人次來實驗室講學交流，其中1/3為來自美國哈佛大學、荷蘭阿姆斯特丹大學、法國巴黎大學、德國卡塞爾大學、日本千葉大學、英國皇家植物園等的外國專家。選派教師、研究生400余人次前往美國、英國、德國、澳大利亞、加拿大、意大利等近20個國家以及我國香港、臺灣地區參加學術會議，其中研究生參加150余人次。

(四)人才培養效果顯著

實驗室先后引進58名優秀科研人員，成員晉升正高級職稱19人、副高級職稱23人。獲得國家級精品資源共享課1門，入選2019年全國生態文明信息化教學成果1項，入選“十二五”“十三五”國家級規劃教材5部，出版教材11部。

培養研究生737人(其中碩士研究生623人、博士研究生114人)，博士后16人，海外留學生48人，成為我國風景園林學、林學研究和實踐的骨干力量。培養的研究生獲國際風景園林師聯合會(IFLA)大學生設計競賽等國際級獎24項；獲中國風景園林學會(CHLSA)大學生設計競賽獎、中國觀賞園藝學術年會優秀論文獎等74項；獲國家獎學金、優秀研究生、學術創新獎等各類獎項496項。

北京市“十三五”規劃中明確了建設“國際一流的和諧宜居之都”的首都發展新目標。然而，隨著北京城鄉建設的快速推進，生態環境問題正在成為制約首都建設“和諧宜居之都”的重要因素之一。作為唯一一個省部級(含)以上級別的、以風景園林學為主導的探討人居生態環境營建的實驗室，城鄉生態環境北京實驗室自2014年9月成立以來，重點考慮中長期戰略規劃，聚焦經濟社會發展主戰場，面向首都重大戰略需求，以高校為主體，以“政、產、學、研、用”創新建設模式為內核驅動，組建專家智庫，注重落地示范和應用推廣，通過科技創新引領產業結構升級，逐漸成為城鄉生態環境建設的技術創新基地、新材料新技術的示范應用基地和生態環境建設拔尖創新人才的培養基地。城鄉生態環境北京實驗室的成立和良好的運行發展，標志著風景園林學從國家發展戰略層面得到了充分的重視和認可，也為風景園林學科的蓬勃發展和同類實驗室的申報及建設運行提供一定的借鑒和參考。

資助項目：2019年北京市與中央在京高校共建項目“北京城鄉節約型綠地營建技術與功能型植物材料高效繁育”。