在俄罗斯莫斯科，人们走在莫斯科地铁大环线的一处地铁站内

文/易荣

编辑/黄红华

　　地下空间也被称为城市“第四国土”。1981年5月，联合国自然资源委员会正式把地下空间确定为重要的自然资源。1991年，在日本东京召开的城市地下空间国际学术会议通过的《东京宣言》明确提出：“21世纪是开发利用地下空间的世纪，并预测21世纪末将有三分之一的世界人口生活在地下空间”。2010年，联合国“国际行星地球年”将地球深部作为地球科学的最后前沿。

　　自古以来，人们对地下空间的探索从未停歇，如早期人类用作居所的天然洞穴。对地下空间进一步的开发利用始自陵墓建设，后来发展到开凿石窟寺庙、竖井开矿、地下粮仓、防御工事等。近代以来，城市化运动不断兴起和扩张，由此带来的气候变化、地质灾害、环境污染、交通拥堵等正在影响人们的生活质量。

　　面对城市发展需求，以地下轨道交通、人防工程为主导的地下开发项目，率先拉开大规模开发建设地下空间的帷幕，并陆续带动地下市政、地下商业综合体、地下公共服务设施、地下物流仓储等地下空间设施的规模化开发建设。

　　因此，开发地下空间不仅承载着人类社会对人居环境的探索和利用历程，更是推动城市可持续高质量发展的必然选择。

城市化发展的现实需求

　　城市是人类社会发展和文明进步的产物。但是，城市发展也给人类带来从未有过的问题和挑战。

　　大型城市通常对人口具有强大的虹吸效应。根据联合国的预测，到2050年，全球人口将达到约100亿，城市化率将达70%，也就是说未来有一半以上的人口将居住在城市。如果按一个人需要100平方米的空间计算，这意味着需要增加更多的土地供应。

　　在人口快速集聚的过程中，经济活动高度集聚，这就对城市基础设施建设、公共服务体系完善及生态环境保护提出了更高要求，未来城市的规划也同时面临更加严峻的挑战。

　　举例来说，城市化以及大城市人口的急剧膨胀使得城市交通需求与交通供给的矛盾日益突出。

　　在一些大城市，汽车已经成为人们出行的最主要代步工具。以伦敦为例，其人口近800万，而机动车保有量为400多万，几乎每两个人就拥有一辆机动车。随着私家汽车与日俱增，市区交通严重阻塞，停车难等问题考验着城市管理者的智慧和能力水平。

　　此外，在城市化过程中，需要进行大量的基础设施建设，包括道路、桥梁、水利、电力、通信等，这些设施的建设需要占用一定比例的土地。由于土地存在供给的绝对刚性，意味着城市的发展必然受限于土地供给。从世界范围看，在大量人口和产业向中心城区集聚的过程中，像东京、纽约、伦敦等大都市都出现了较为严重的土地紧张问题。

　　如何开辟新的发展空间、拓展地域范围，已成为城市实现可持续发展面临的主要任务之一。探索更加高效、环保和可持续的地下空间资源利用方式，日益成为国际共识。

无可替代的优势

　　通常情况下，地下空间资源可分为：空间资源和地热资源。空间资源，指在当前经济条件和技术条件下，在城市规划区地表以下一定深度范围内，开发建设的用于城市生产、生活、交通、环保以及防灾等的建筑空间，以及承载建筑空间的岩、土、水等实体地质资源；地热资源，指用于改变城市能源消费结构、增加碳汇、节能减排的地下可再生清洁能源（浅层地温能、水热型地热、干热岩等）。

　　地下空间不仅是地下岩土资源、地下水源、地下可再生能源的重要载体，也是迄今尚未被充分开发的宝贵自然资源，与其他自然资源相比，具有无可替代的优势。

　　首先，地下空间具有多层次利用性。地下空间资源按开发利用深度竖向分层可分为：浅层（地下0～15米），用于地下市政设施建设及商业娱乐空间等；次浅层（地下15～30米），用于地铁、雨水调蓄、地下工业等；次深层（地下30～50米），用于地下高速公路、特殊管道；以及深层（地下50米以下），用于军事工程、危险品仓库、冷库、油库等。地下空间的多层次性实现了空间的立体化布局和土地多功能复合利用。

　　以土地资源压力最为严峻的新加坡为例。新加坡的地下空间规划实现了分层化、立体化，在浅层、次浅层、次深层、深层分别建设地下综合体、地下交通、地下管网系统、地下仓储设施等。其中最深的规划利用深度已达地下100米。新加坡地下最深的电缆隧道深入到地下60米，相当于20层楼高，比一般的地铁隧道还要深1倍。该电缆隧道可装置电压高达400千伏的电缆，以满足130万个家庭、商业和工业用户日益增加的用电需求。

　　其次，地下空间在抗击一些自然灾害方面有较好的防护性。作为以土体或岩体为介质的环境，地下空间具有致密性和构造单元的长期稳定性，这使其防护性和抗灾性能远优于地面建筑，既能抵抗包括核武器在内的空袭、爆炸等破坏，也能抵御飓风等灾害。这也是许多国家将避难所建于地下的主要原因。

　　此外，地下空间环境单一，其恒温性、恒湿性、隔热性、遮光性及隐蔽性远强于地表，既能够降低噪声污染，也可节约能源，降低碳排放，缓解环境污染。加拿大蒙特利尔市借助1972年举办世博会的时机进行了大规模的地下综合体建设，建成了世界最长的地下步行街系统。该系统保证了在漫长的严冬里各种商业、文化及其他事务交流活动的进行。

　　同时，因环境优良，地下空间也是储存能源、粮食、核心机密以及地下实验室的理想安全场所。一些国家已经利用枯竭油气藏、含水层、盐穴等进行储能库建设。1978年，德国率先建成世界上第一座商业性盐穴压缩空气储能电站——亨托夫电站。

让城市发展更健康

　　城市地下空间资源作为尚未完全开发的战略性国土空间资源，在城市发展历程中越来越受到世界各国的高度重视。据了解，目前国际上地下空间利用率大约为30%，科学、合理高效地开发利用地下空间已成为全球公认的实现城市可持续发展的重要方案之一。

　　地下空间的开发利用可以有效拓展城市空间，缓解土地供需矛盾。在地表空间利用潜能逐渐趋于饱和，耕地资源挤压严重的困局下，地下空间的开发利用为城市的发展拓展了新维度，能有效缓解用地紧张、交通拥堵等问题。

　　据研究人员测算，在不考虑经济条件、施工技术条件及地质环境约束的前提下，如果把地下空间的开发深度限定到100米，开发范围限定在城市建成区总面积的40%，则可供合理开发的地下空间资源量，相当于一个容积率平均为5的城市地面空间所容纳建筑面积的1.35倍，即使扣除因不良地质条件不宜开发的部分，可供有效利用的地下空间资源的绝对数量仍十分巨大。

这是在日本千叶县拍摄的地下全自动植物工厂入口处。这是世界首个全自动地下植物工厂

　　地下空间的开发利用还可以为城市更新赋能，为化解“大城市病”提供路径。地下空间在城市更新过程中，对扩大城市空间容量、提升城市生活品质发挥着不可替代的作用。

　　比如，地下轨道交通、汽车隧道网等的建设，对于疏导城市交通，以及缓解不少城市普遍面临的空气污染问题和改善城市环境等的积极作用已日益凸显出来，而且还有极大潜力可以挖掘。目前世界上许多国家都在考虑如何更好地利用地下空间，把适合放在地下的设施建在地下，如城市地铁、地下污水处理设施等，同时把地面还给绿地、花园，总之通过合理开发利用地下空间改善城市的自然和人居环境。

　　此外值得一提的是，地下空间的开发利用在增强城市安全韧性、提升灾害防御能力方面也发挥着重要作用。如今，面对极端天气、自然灾害以及区域冲突等不稳定因素，开发地下空间能够提升城市环境品质、城市安全水平以及城市抗灾能力。例如，把大量的交通、市政、商业、生产、储存等基础实施转入地下，并建立和完善地下管网系统、深隧，提升天然储水导水、泄洪排涝能力，已成为保障城市不受水患困扰的必然举措。

　　地下空间的开发利用也有助于城市增汇减排和实现“双碳”目标。比如，充分利用地下空间围岩地质多样性，将二氧化碳捕集、运输并注入至地下地质结构或通过矿化作用封存于岩石之中，使排出的碳重回地圈储存，已成为今后固碳储碳的一大技术方向。有关调查显示，中国陆域及浅海沉积盆地的深部咸水层、枯竭油气层和不可采煤层等地层二氧化碳地质储存潜力达7.5万亿吨，具有广阔的分布面积和巨大的储存容量。

　　地下空间的开发利用还能释放新动能，驱动经济以倍速发展。大规模开发地下空间在促进就业、拉动内需、带动土地增值、提升城市竞争力及促进城市转型等方面具有强大动能。地下空间的开发建设还可直接拉动社会投资。以中国轨道交通为例，到2030年，在2020年基础上预计新增里程11000公里左右，每年投资超过8000亿元，按照国内外专家估算的1∶2.7的GDP综合贡献率计算，能每年为GDP贡献超过2万亿元。此外，地下空间的开发也可带动周边商业和服务业的繁荣，提供巨大的转换收益，同时也解决部分人的就业问题。

　　作为全球性议题，不同国家和地区对地下空间进行开发利用时都面临着技术创新难点、经济投资成本、地表环境与生态环境影响、地质安全问题及资源规划利用等诸多挑战。因此，它也需要加强国际协作、推动多边主义、完善地下空间治理体系，通过国际交流与合作，各国共同推动全球城市发展与繁荣。

　　（作者系中国冶金地质总局矿产资源研究院院长、党委书记）