在全球化和城市化背景下，气候变化催生了人类文明由工业文明向生态文明的全球性转型，低碳城市是全球文明转型的产物；低碳城市绝不仅仅是急功近利的城市“减碳”手段，而是探索如何在资源环境约束条件下保证经济社会“又好又快”发展的城市发展模式，是生态文明在城市的实现载体；低碳城市不仅要研究“低碳”，更要研究“城市”，研究生态文明时代城市的价值及其发展规律；以城市价值链理论为指导，在系统分析城市价值的基础上构建中国低碳城市要素分析模型和指标评价体系，为中国低碳城市研究提供了一个新的角度。
1.1.1 气候变化与人类文明转型
早在1896年诺贝尔化学奖获得者斯凡特·阿雷尼乌斯（Svante Arrhenius）就预测：化石燃料燃烧增加大气中CO2浓度，从而导致全球变暖。根据气象观测资料，过去100多年来，全球平均气温上升了0.74？C，与此同时，人类向大气中排放了大量的CO2和其他温室气体，大气CO2含量浓度增加了60%左右。美国NASA戈达德太空研究所（Goddard Institute for Space Studies，NASA）主任James Hansen呼吁：大气中的CO2浓度已经到了危险水平（385ppm是“引爆点”，2007年是383.1ppm）。控制大气中CO2浓度，人类社会刻不容缓。研究表明，只有到2050年将大气中CO2浓度控制在工业化前（18世纪60年代前的280ppm）水平的2倍（560ppm）以内，才可能避免发生极端的气候变化（顾朝林，2009）。
气候变化以及工业文明发展中日益凸显的生态危机、社会危机和人类精神危机，引发了人们对人类社会可持续发展的思考（Ewing H，etal，2005）。20世纪60年代初，美国女科学家蕾切尔·卡逊以《寂静的春天》揭示了伤害自然必然危及人类自身生存的事实，提出了人与自然共存共荣的问题。1972年联合国在斯德哥尔摩召开有史以来的第一次“人类环境会议”，讨论并通过了著名的《人类环境宣言》。同年，罗马俱乐部发表研究报告《增长的极限》，提出了均衡发展的概念。20世纪80年代，人们开始对工业文明进行了初步反思，各国政府开始把生态文明保护作为一项重要的施政内容。1981年，美国经济学家莱斯。R。布朗出版了《建立一个可持续发展的社会》一书，首次提出了可持续发展问题。1983年联合国成立世界环境与发展委员会，在该委员会1987年发布的研究报告《我们共同的未来》中，对可持续发展作了理论表述，形成人类建设生态文明的纲领性文件。1992年里约热内卢环境与发展大会上《21世纪议程》中正式提出可持续发展理念，标志着人类文明一个新时代——生态文明时代的来临。
生态文明是工业文明的救赎之道。从广义角度来看，生态文明是人类社会继原始文明、农业文明、工业文明后的新型文明形态。它以人与自然协调发展为基本准则，建立新型的生态、技术、经济、社会、法制和文化制度机制，实现经济、社会、自然环境的可持续发展，强调从技术、经济、社会、法制和文化各个方面对传统工业文明和整个社会进行调整和变革（曲格平，2010）。与工业文明相比，生态文明的核心价值在理念层面是“人与自然和谐共生”，在制度层面是生态优先的制度体系，在物质层面是可持续的经济发展。
当文明挣脱了环境可持续性的缰绳之后就会面临崩溃的威胁。工业文明的本质是资源型经济，其生产和增长依赖于大量的资源投入。而自然资源并不是无限的，生态环境的承载能力也是有限的，持续地破坏生态系统，最终会导致总崩溃。正如《增长的极限》所说的那样，“如果让世界人口、工业化、污染、粮食生产和资源消耗像现在的趋势继续下去，这个行星上的增长极限将在今后100年中发生。”而地球的增长极限意味着整个人类生存环境的毁灭。事实上，这种灾难正在不断逼近，核辐射和核污染、臭氧层破坏、土地荒漠化、淡水危机、能源危机、气候变暖、物种灭绝等，每一种都关系到人类未来的生存。仅仅其中之一的全球气候变化便足以让人们惴惴不安。人类只有以平等的心态调整同自然的关系，才能摆脱巨大生态风险，远离灭顶之灾。生态文明是人类实现可持续发展的必然需求，是人类未来发展之本。
1.1.2 全球化与国际“碳政治”博弈
全球化使生态文明成为一种全球尺度的文明形态。20世纪80年代以来，随着以跨国公司为载体的资源、要素在全球范围的流动和扩散，各国各民族各地区在政治、文化、科技、军事、安全、意识形态、生活方式、价值观念等多层次、多领域的相互联系日益紧密。经济、政治、文化的全球化已经成为当今世界的重要时代特征，同时又是不可抗拒的历史潮流。全球生态系统是一个整体，在地球生态系统中或者在某一区域、国家的生态系统中，不仅生态环境各要素直接相关，如一种生态要素发生危机，就会威胁到整个生态系统的安全和稳定，局部的生态问题有可能会引发全局的生态问题，一国的生态问题会引发跨界生态问题。在全球化背景下，资源、要素在全球范围内流动扩散的同时，也伴随着污染的扩散和转嫁，资源的国际性掠夺，消费方式、生活方式的全球融合，国际性的环境、人口、粮食、资源问题与人权、难民、移民问题相连接、相交叉，民族国家的生态安全与政治安全、经济安全、社会安全、文化安全及军事安全等紧密联系，民族国家无一例外地被纳入全球化的世界格局中。在这种情况下，一个国家发展模式及人民生活方式的选择，不仅取决于国内资源环境的承受能力，而且取决于来自全球的资源环境压力。基于对全人类命运的思考，在全球化的推动下，生态文明逐步成为“地球村”各国共同的价值观和发展模式。
全球化为生态文明的全球治理提供了机制。全球化使环境资源的优化空间从一个国家扩展到全球，并在各生产要素自由流动和自由配置的基础上，为解决全球性的生态、环境、资源与贸易问题提供了条件。1992年联合国通过《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC），并于1997年进一步变成可操作的法律文件《京都议定书》。在这些法律文件中，环境问题转化为气候问题并进而在技术上转化为“二氧化碳”的排放，各国在全球共同控制温室气体排放、应对气候变化问题的主题下，为有效维护自身发展权而展开的新型国际政治博弈，形成全新的“碳政治”。《京都议定书》规定了发达国家2008—2012年期间的减排标准，发展中国家不承担有法律约束力的限控义务。但2008年在波兰波兹南举行的联合国气候变化大会上，大多数发达国家要求发展中国家也承担减排义务。2009年，共有192个国家、1.6万名与会代表参加的丹麦哥本哈根全球气候峰会在利益争吵和博弈中召开。以美国为首的“多碳”集团、欧盟、以中国印度代表的77国发展中国家集团、44个最不发达国家，以及40个小岛国联盟等若干个阵营之间的较劲最后归结到发达国家和发展中国家之间的矛盾，发达国家如何看待历史责任，以及资金资助和技术转让、发展中国家是否要作出减排承诺，以及排放计算的监督检查体系等议题上来。
生态文明框架中的“发展权”。尽管各国在“碳排放权”分配及减排机制上存在巨大分歧，但在“减排”的前提性条件，即全球共同控制温室气体排放、应对气候变化问题上是有共识的，“发展权”是在全球可持续发展基础上的发展权。地球上任何人、任何组织和任何政府都有义务从全人类的命运出发自觉践行生态文明的理念。但是，处于不同发展阶段的国家和地区对全球生态恶化和环境治理承担的义务是不同的。那种企图以牺牲发展中国家和地区的发展权来维持发达国家和地区既有生活方式的理论是不公平、不道德的，也是不科学、不现实的。在这个问题上，英国社会学家安东尼·吉登斯提出，应该以这两种发展代替模糊的“可持续发展”，即必要发展（Development Imperative）和过度发展（Over-development）。前者是摆脱贫困所必要的发展，这种发展的取得可以以增加温室气体排放为代价，是不可缺少的；后者则是发达国家所要注意的，因为富裕本身会带来一系列问题，社会整体福利应该比发展更受到关注。穷国只为全球变暖增加几近微不足道的排放，它们必须获得发展的机会，哪怕这个过程会在一个十分紧要的时期增加排放。发展是要务，并不只是出于道德的理由。气候变化的后果使全球不平等已经造成的巨大张力愈发紧张，其影响遍及全球。通过技术转让和其他手段，发展中国家或许有可能避免全体重走工业化国家走过的老路（Anthony Giddens，2009）。
科学发展是中国的根本出路。根据国际能源署的数据，2007年中国化石能源燃烧排放的二氧化碳排放总量达到60.3亿吨，超过美国2.6亿吨，比欧盟27国的排放总量高出1/3，占全球总量的20.8%。中国在总量上已成为二氧化碳排放的第一大国。但从人均水平看，2007年中国是4.6吨，比发展中国家人均水平高出76.9%，略高于全球平均4.4吨的水平，但不足美国的1/4，只有欧盟的1/2.目前中国已经承诺以2005年的水平为基础，到2020年单位GDP二氧化碳排放量将降低40%—45%。这一承诺既坚持了承担“共同而有区别的责任”（Common but Differentiated Responsibilities）的原则，又符合中国的发展实际。中国作为世界工厂，给世界提供了几乎全方位的产品。正是因为中国的牺牲，才使得发达国家二氧化碳的排放维持在相对较低的水平。中国绝不能停滞工业化进程，但也绝不能延续高耗能、高污染、高投入、低效率的工业化道路。转变发展方式成为新时期中国建设生态文明、实现可持续发展的主题。2012年12月8日闭幕的多哈气候大会上，中国承诺到2020年将单位GDP碳排量在1990年基础上削减40%—45%。这意味着中国在应对气候变化领域以及减少碳排放上承担更大的责任。同时也充分表明，全球化进程中，发达国家与发展中国家在“碳政治”的博弈中艰难前行。
1.1.3 城市化与城市“碳管理”
城市化是不可阻挡的历史发展潮流。21世纪是城市化的世纪。2008年，世界走到了一个无形而又重要的里程碑：有史以来第一次，世界一半以上的人口，即33亿人，将生活在城市地区。到2030年，这一数字将有望达到50亿（联合国人口基金，2007）。城市的扩展必然伴随土地利用、土地覆盖的变化以及其他对自然生态系统的干扰。城市中的物质代谢不同于自然生态系统，城市密集的人口和人类活动，需要消耗大量的能源和资源。有资料显示，由于交通运输、工业、土地利用和土地覆盖的转变以及水泥生产等原因，约97%的人为CO2排放是来自城市地区；在全球CO2平均浓度为379ppm的情况下，大城市中心区的CO2日均浓度超过500ppm（赵敏，2010）。尽管城市区域仅占了地球表面的1%，但是它们在促使碳循环改变的过程中发挥着巨大的、逐渐增强的作用，而且其影响不仅仅局限于城市边界之内。因此，将“碳管理”融入城市发展和城市化过程是实现区域可持续发展的关键。
城市发展模式亟待转型。城市是当代人类社会经济发展的主要载体和平台，聚集了世界一半以上的人口，城市在集聚人口和非农产业的同时也集聚着碳排放。城市化的快速发展，人口的高度集聚，使得城市在发展过程中面临着无序蔓延扩张、环境质量日益恶化、水资源日益短缺、交通拥堵、环境设施落后、资源能源浪费等一系列问题，城市的建筑、交通及工业却消耗着世界75%的能源，产生着世界80%的碳排放。以高碳发展为核心的外延增长式城市发展模式已难以适应新形势下的发展需求，城市发展模式面临转型抉择。在此背景下，世界各国相继提出了低碳经济和低碳城市新概念，低碳的理念正在全球范围内、生产发展和社会发展的各个层面迅速推广，各国期望利用更少的环境资源消耗，更少的环境污染，同时获得更多的经济产出，提倡减少碳排放的新的生活方式和治理模式，从而改善全球气候环境，走出一条人口与资源环境友好的城市可持续发展之路。
中国的低碳城市建设“热潮”。中国是世界上人口最多、经济总量仅次于美国的发展中国家，也是世界温室气体排放的第一大国。中国单位GDP能耗是日本的11.5倍，美国的4.3倍，德国和法国的7.5倍。当前，中国在总体上处于以重化工为主的工业化中后期，城市化加速推进，2011年城市人口首次超过农村人口，预计今后每年仍有1300万左右的农村人口要进入城市，到2030年，中国的城市人口将增加到9.1亿，预计到2050年中国城市化率提高到70%以上。
在这样一个城市发展的关键时期，是选择一种低碳的、内涵式的、可持续的城市发展模式，还是延续西方发达国家已经走过的高碳的、外延式的、先污染后治理的城市发展模式，不仅决定着城市的未来，同时也决定着国家甚至世界的未来。在能源、资源、环境及碳排放的刚性约束下，走低碳发展道路、建设低碳城市已经成为从中央到地方、从东部沿海发达城市到中西部经济相对落后地区的普遍共识。特别是“十一五”以来，在科学发展观指导下，国家节能减排的政策力度日益加大，2011年“十二五”规划纲要提出的24项指标，其中关于资源环境的8项指标中有7项是约束性指标，城市碳管理考核指标的刚性越来越强，各地纷纷开展了低碳、生态城市建设的种种实践。在2010年全国“两会”上，“低碳城市”独占10%的提案。党的十八大提出“五位一体”总体布局，强调必须把生态文明建设放在突出地位，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，构建科学合理的城市化格局、农业发展格局、生态安全格局，使本课题的研究具有更大的实践意义。十八大召开一周后，李克强在《人民日报》撰文强调，“长期以来高投入、高消耗、高污染、低效益的增长方式已不可为继。不加快转变经济发展方式和调整经济结构，发展就难以持续。”
中国城市科学研究会学术交流部所做的一项统计表明，截至2011年2月，中国287个地级以上城市中提出“生态城市”建设目标的有230个，所占比重为80.1%；提出“低碳城市”建设目标的有133个，所占比重为46.3%；综合上述两种建设目标，提出低碳生态城市有关建设目标的城市已达259个，占到地级市比例的90.2%（李讯，2011）。2010年12月1日，《中国青年报》以“中国低碳城市发展：未上马已脱缰”为题报道了中国低碳城市建设的现状，报道指出，不少地方官员将低碳城市的建设目的视为“为气候谈判服务”，有专家直言，“低碳城市被炒得那么热，其实，真刀真枪的工作还没起步，还停留在摸索阶段”，“中国并没有一个真正意义上的低碳城市”。那么，什么才是真正意义上的低碳城市？中国低碳城市的战略实施、路径选择以及建设模式的基本导向是什么？低碳城市建设的重点难点问题和薄弱环节有哪些？不管是从理论层面还是实践层面，这些问题都亟待解决。
事实上，如果我们把低碳城市放在全球化、城市化时代生态文明建设的大背景下，就会发现，低碳城市绝不仅仅是急功近利的城市“减碳”手段，而是探索如何在资源环境约束条件下保证经济社会“又好又快”发展的城市发展模式，是生态文明在城市的实现载体。通过理论研究和实证分析，构建一套低碳城市综合评价指标体系，综合反映城市低碳发展的效率和成效，系统体现城市低碳发展的差距，客观展现中国城市实现低碳转型的进展和程度，描绘中国城市低碳发展的路线图，不仅将进一步丰富完善低碳城市发展的理论成果，而且为政府制定低碳城市发展规划、确定低碳城市建设重点提供重要依据。
