在俄羅斯莫斯科，人們走在莫斯科地鐵大環線的一處地鐵站內

文/易榮

編輯/黃紅華

　　地下空間也被稱為城市“第四國土”。1981年5月，聯合國自然資源委員會正式把地下空間確定為重要的自然資源。1991年，在日本東京召開的城市地下空間國際學術會議通過的《東京宣言》明確提出：“21世紀是開發利用地下空間的世紀，並預測21世紀末將有三分之一的世界人口生活在地下空間”。2010年，聯合國“國際行星地球年”將地球深部作為地球科學的最後前沿。

　　自古以來，人們對地下空間的探索從未停歇，如早期人類用作居所的天然洞穴。對地下空間進一步的開發利用始自陵墓建設，後來發展到開鑿石窟寺廟、豎井開礦、地下糧倉、防禦工事等。近代以來，城市化運動不斷興起和擴張，由此帶來的氣候變化、地質災害、環境污染、交通擁堵等正在影響人們的生活質量。

　　面對城市發展需求，以地下軌道交通、人防工程為主導的地下開發項目，率先拉開大規模開發建設地下空間的帷幕，並陸續帶動地下市政、地下商業綜合體、地下公共服務設施、地下物流倉儲等地下空間設施的規模化開發建設。

　　因此，開發地下空間不僅承載着人類社會對人居環境的探索和利用歷程，更是推動城市可持續高質量發展的必然選擇。

城市化發展的現實需求

　　城市是人類社會發展和文明進步的産物。但是，城市發展也給人類帶來從未有過的問題和挑戰。

　　大型城市通常對人口具有強大的虹吸效應。根據聯合國的預測，到2050年，全球人口將達到約100億，城市化率將達70%，也就是説未來有一半以上的人口將居住在城市。如果按一個人需要100平方米的空間計算，這意味着需要增加更多的土地供應。

　　在人口快速集聚的過程中，經濟活動高度集聚，這就對城市基礎設施建設、公共服務體系完善及生態環境保護提出了更高要求，未來城市的規劃也同時面臨更加嚴峻的挑戰。

　　舉例來説，城市化以及大城市人口的急劇膨脹使得城市交通需求與交通供給的矛盾日益突出。

　　在一些大城市，汽車已經成為人們出行的最主要代步工具。以倫敦為例，其人口近800萬，而機動車保有量為400多萬，幾乎每兩個人就擁有一輛機動車。隨着私家汽車與日俱增，市區交通嚴重阻塞，停車難等問題考驗着城市管理者的智慧和能力水平。

　　此外，在城市化過程中，需要進行大量的基礎設施建設，包括道路、橋梁、水利、電力、通信等，這些設施的建設需要佔用一定比例的土地。由於土地存在供給的絕對剛性，意味着城市的發展必然受限於土地供給。從世界範圍看，在大量人口和産業向中心城區集聚的過程中，像東京、紐約、倫敦等大都市都出現了較為嚴重的土地緊張問題。

　　如何開闢新的發展空間、拓展地域範圍，已成為城市實現可持續發展面臨的主要任務之一。探索更加高效、環保和可持續的地下空間資源利用方式，日益成為國際共識。

無可替代的優勢

　　通常情況下，地下空間資源可分為：空間資源和地熱資源。空間資源，指在當前經濟條件和技術條件下，在城市規劃區地表以下一定深度範圍內，開發建設的用於城市生産、生活、交通、環保以及防災等的建築空間，以及承載建築空間的岩、土、水等實體地質資源；地熱資源，指用於改變城市能源消費結構、增加碳匯、節能減排的地下可再生清潔能源（淺層地溫能、水熱型地熱、幹熱岩等）。

　　地下空間不僅是地下岩土資源、地下水源、地下可再生能源的重要載體，也是迄今尚未被充分開發的寶貴自然資源，與其他自然資源相比，具有無可替代的優勢。

　　首先，地下空間具有多層次利用性。地下空間資源按開發利用深度豎向分層可分為：淺層（地下0～15米），用於地下市政設施建設及商業娛樂空間等；次淺層（地下15～30米），用於地鐵、雨水調蓄、地下工業等；次深層（地下30～50米），用於地下高速公路、特殊管道；以及深層（地下50米以下），用於軍事工程、危險品倉庫、冷庫、油庫等。地下空間的多層次性實現了空間的立體化布局和土地多功能複合利用。

　　以土地資源壓力最為嚴峻的新加坡為例。新加坡的地下空間規劃實現了分層化、立體化，在淺層、次淺層、次深層、深層分別建設地下綜合體、地下交通、地下管網系統、地下倉儲設施等。其中最深的規劃利用深度已達地下100米。新加坡地下最深的電纜隧道深入到地下60米，相當於20層樓高，比一般的地鐵隧道還要深1倍。該電纜隧道可裝置電壓高達400千伏的電纜，以滿足130萬個家庭、商業和工業用戶日益增加的用電需求。

　　其次，地下空間在抗擊一些自然災害方面有較好的防護性。作為以土體或岩體為介質的環境，地下空間具有緻密性和構造單元的長期穩定性，這使其防護性和抗災性能遠優於地面建築，既能抵抗包括核武器在內的空襲、爆炸等破壞，也能抵禦颶風等災害。這也是許多國家將避難所建於地下的主要原因。

　　此外，地下空間環境單一，其恒溫性、恒濕性、隔熱性、遮光性及隱蔽性遠強於地表，既能夠降低噪聲污染，也可節約能源，降低碳排放，緩解環境污染。加拿大蒙特利爾市借助1972年舉辦世博會的時機進行了大規模的地下綜合體建設，建成了世界最長的地下步行街系統。該系統保證了在漫長的嚴冬裏各種商業、文化及其他事務交流活動的進行。

　　同時，因環境優良，地下空間也是儲存能源、糧食、核心機密以及地下實驗室的理想安全場所。一些國家已經利用枯竭油氣藏、含水層、鹽穴等進行儲能庫建設。1978年，德國率先建成世界上第一座商業性鹽穴壓縮空氣儲能電站——亨托夫電站。

讓城市發展更健康

　　城市地下空間資源作為尚未完全開發的戰略性國土空間資源，在城市發展歷程中越來越受到世界各國的高度重視。據了解，目前國際上地下空間利用率大約為30%，科學、合理高效地開發利用地下空間已成為全球公認的實現城市可持續發展的重要方案之一。

　　地下空間的開發利用可以有效拓展城市空間，緩解土地供需矛盾。在地表空間利用潛能逐漸趨於飽和，耕地資源擠壓嚴重的困局下，地下空間的開發利用為城市的發展拓展了新維度，能有效緩解用地緊張、交通擁堵等問題。

　　據研究人員測算，在不考慮經濟條件、施工技術條件及地質環境約束的前提下，如果把地下空間的開發深度限定到100米，開發範圍限定在城市建成區總面積的40%，則可供合理開發的地下空間資源量，相當於一個容積率平均為5的城市地面空間所容納建築面積的1.35倍，即使扣除因不良地質條件不宜開發的部分，可供有效利用的地下空間資源的絕對數量仍十分巨大。

這是在日本千葉縣拍攝的地下全自動植物工廠入口處。這是世界首個全自動地下植物工廠

　　地下空間的開發利用還可以為城市更新賦能，為化解“大城市病”提供路徑。地下空間在城市更新過程中，對擴大城市空間容量、提升城市生活品質發揮着不可替代的作用。

　　比如，地下軌道交通、汽車隧道網等的建設，對於疏導城市交通，以及緩解不少城市普遍面臨的空氣污染問題和改善城市環境等的積極作用已日益凸顯出來，而且還有極大潛力可以挖掘。目前世界上許多國家都在考慮如何更好地利用地下空間，把適合放在地下的設施建在地下，如城市地鐵、地下污水處理設施等，同時把地面還給綠地、花園，總之通過合理開發利用地下空間改善城市的自然和人居環境。

　　此外值得一提的是，地下空間的開發利用在增強城市安全韌性、提升災害防禦能力方面也發揮着重要作用。如今，面對極端天氣、自然災害以及區域衝突等不穩定因素，開發地下空間能夠提升城市環境品質、城市安全水平以及城市抗災能力。例如，把大量的交通、市政、商業、生産、儲存等基礎實施轉入地下，並建立和完善地下管網系統、深隧，提升天然儲水導水、泄洪排澇能力，已成為保障城市不受水患困擾的必然舉措。

　　地下空間的開發利用也有助於城市增匯減排和實現“雙碳”目標。比如，充分利用地下空間圍岩地質多樣性，將二氧化碳捕集、運輸並注入至地下地質結構或通過礦化作用封存於岩石之中，使排出的碳重回地圈儲存，已成為今後固碳儲碳的一大技術方向。有關調查顯示，中國陸域及淺海沉積盆地的深部鹹水層、枯竭油氣層和不可採煤層等地層二氧化碳地質儲存潛力達7.5萬億噸，具有廣闊的分佈面積和巨大的儲存容量。

　　地下空間的開發利用還能釋放新動能，驅動經濟以倍速發展。大規模開發地下空間在促進就業、拉動內需、帶動土地增值、提升城市競爭力及促進城市轉型等方面具有強大動能。地下空間的開發建設還可直接拉動社會投資。以中國軌道交通為例，到2030年，在2020年基礎上預計新增里程11000公里左右，每年投資超過8000億元，按照國內外專家估算的1：2.7的GDP綜合貢獻率計算，能每年為GDP貢獻超過2萬億元。此外，地下空間的開發也可帶動周邊商業和服務業的繁榮，提供巨大的轉換收益，同時也解決部分人的就業問題。

　　作為全球性議題，不同國家和地區對地下空間進行開發利用時都面臨着技術創新難點、經濟投資成本、地表環境與生態環境影響、地質安全問題及資源規劃利用等諸多挑戰。因此，它也需要加強國際協作、推動多邊主義、完善地下空間治理體系，通過國際交流與合作，各國共同推動全球城市發展與繁榮。

　　（作者係中國冶金地質總局礦産資源研究院院長、黨委書記）