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城市生态学报告
生命科学学院生态学
李春英
080704110135
城市生态学
以城市空间范围内生命系统和环境系统之间联系为研究对象的学科。由于人是城市中生命成分的主体,因此,城市生态学也可以说是研究城市居民与城市环境之间相互关系的科学。城市生态学的研究内容主要包括城市居民变动及其空间分布特征,城市物质和能量代谢功能及其与城市环境质量之间的关系(城市物流、能流及经济特征),城市自然系统的变化对城市环境的影响,城市生态的管理方法和有关交通、供水、废物处理等,城市自然生态的指标及其合理容量等。可见,城市生态学不仅仅是研究城市生态系统中的各种关系,而是为将城市建设成为一个有益于人类生活的生态系统寻求良策。生态城市是按照生态学原理建立起来的一类社会、经济、信息、高效率利用且生态良性循环的人类聚居地。换句话说,就是把一个城市建设成为一个人流、物流、能量流、信息流、经济活动流、交通运输流等畅通有序,文化、体育、学校、医疗等服务行为齐全文明公正,与自然环境和谐协调、洁净的生态体系。所以城市生态学是根据生态学研究城市居民与城市环境之间相互关系的学科。
城市设计与城市生态
城市是一个有生命的系统,城市设计应将生态理念融入的城市设计的各个层面。通过一系列的原则与途径,协调人工环境与自然环境,使之达到和谐状态。城市是一个有生命的系统,是由自然、经济、社会、文化等各方面因素互相交融的复合体。近年来,中国各个城市因城市化的迅猛进程而欣欣向荣。然而,城市的快速发展必然对自然原有的自主平衡产生影响,带来人为系统与自然系统之间的矛盾。干旱、洪涝、沙尘暴--大自然不断向我们发出警告,这是我们在无视自然生态系统,过度的城市开发下带来的恶果。我们开始渐渐认识到,人类自身也是自然系统的一部分,它与其支撑的环境息息相关。因此,在迅速城市化的过程中,如何切实将自然生态理念纳入到现代城市设计实践中,提倡生态设计先行是一个值得深入思考的课题。
一、城市设计中纳入生态理念的原则
其实生态设计的思想早就贯穿于人类的设计思想中。中国最早的生态理念可以追溯到春秋时期的儒道“天人合一”的思想,康有为的“大同书”,霍华德的“田园城市”,钱学森的“山水城市”,麦克哈格的“设计结合自然”--都融入了人类对于自然环境与人工环境和谐美好的憧憬。
在现代城市设计中,M.荷夫认为,城市的环境观是城市设计的一项基本要素。为了使人类生活场所更加丰富多彩和文明健康,就必须重新检讨目前城市形态构成的基础,用生态学的视角去重新发掘我们日常生活场所的内在品质和特性是十分重要的。对于生态设计的定义是:任何与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏达到最小的设计都称为生态化设计。
然而“生态”并不是一个标签,可以直接贴在城市设计之上。城市设计中的生态理念的运用应注意以下几个原则:
1、整体性原则
生态系统是一个庞大的整体的结构,城市是一系列生态系统组成的具有一定结构与功能的整体,在设计中应把这两方面进行整合,作为一个整体来分析和研究。就如同在研究历史文化名城的保护一样,如果只是保护了单栋建筑或局部历史遗迹,是不能反映城市的整体风貌的。必须用一种整体的眼光来看待问题,在把握城市总体结构的基础上对于城市中的自然生态系统做系统的调查分析,以此作为宏观基础来对城市进行合理的设计,并且应贯穿于设计的方方面面。
2、保护性原则
联合国教科文组织的“人与生物圈计划”在1984年提出生态城市规划的五项原则就有提到:生态保护战略,包括了自然保护,动植物保护以及资源保护和污染防治。同时,联合国环境署在生态城市标准中提到了文化历史的保护,重视对于历史、文化、古迹的保护。由此可见,保护性原则是生态理念融入城市设计中不可或缺的一个部分,注重保护自然景观、格局和物种多样性是生态设计的一个重要组成方面。
3、地域性原则
每个不同的城市,每个不同的地域都有其独特的城市特色及风貌,可以称之为地域性或者本土性。城市生态系统是扎根于土地之上的,城市设计更是基于地域性因素直接影响的。城市的气候、水文、地理、土壤、植被、动物、微生物等地域性自然条件是因地制宜设计的基础。同时,根植于地域的文化传统与文化遗迹也是生态系统的一部分,在城市设计中应充分考虑这部分因素的影响i。
4、多样性原则(diversity)
生态学的研究表明,生态系统内结构和物种的多样性有利于系统抗干扰能力的提高,有利于系统的稳定和发展。热力学第二定律也告诉我们,一个系统要从无序状态进化到有序状态,就必须不断吸收外界的物质和能量。也就是说,生态系统维持单一分布状态比多样分布状态要耗费更多的物质和能源。因此,在设计中可以用局部的单一来造就整体的多样性。尽量保护生态的多样性,可以减少人工维护的费用,提高生态的稳定性。
二、城市设计中纳入生态理念的方法与途径
目前,城市设计结合生态的理念可以有三种途径:适应性(adaptability)途径、保护性(conservation)途径和补偿性(compensation)途径。适应性途径
所谓适应性途径是指人类的发展与规划设计要适应自然环境,应把人类社会的发展看作是自然演进过程的一部分,在环境承载力允许范围内寻求最大的发展。我们知道城市的发展严格受自然界的“环境容量”、“生态载力”的生态制约,所以城市设计应运用环境容量论和门槛理论对城市的各项适应性进行分析。这种适应性主要包括对地形地貌的适应、对地区气候的适应等。例如,热带和亚热带城市的布局就可以开敞通透一些,有意识地组织一些符合夏季主导风向的空间廊道,增加有庇护的、户外活动的开敞空间;而寒带城市则应采取相对集中的城市结构和布局,以利于节能和加强冬季的保暖、降低基础设施的运行费用。保护性途径
保护性途径主要包括对自然生态要素和生物多样性的保护、对生态格局和原有地域特征的保护等。城市设计工作必须具有生态敏感性和强烈的环境责任感,在具体项目中,还需要通过巧妙的设计构想和政策制定,实现对自然山体、水体资源、原始地形地貌和植被景观的保护性利用。例如,以往的城市设计建设中往往割断自然景观中生物迁移、觅食的路径,破坏了生物生存的生境地和各自然单元之间的连接度。现在可以通过廊道网络的构建来保护城市生态系统的基本空间格局。如最近在上海落成的“五洲大道”就是一条生态大道,其掺入废橡胶轮胎粒子的沥青、雨水可实现回灌的绿化带、大道两旁郁郁葱葱的生态植物,以及互通式立交桥下的人造水景等,无不在努力营造着一种渐变式的生态过渡。另外,历史上许多著名城市的发展建设大都与其所在的地域特征密切结合,通过历史性的保护和艺术性的创造建设,既使得城市满足功能要求,又使得原有的自然景色更臻完美,进而形成城市的艺术特色和个性。如南京“襟江抱湖、虎踞龙盘”的城市形态;常熟古城市“十里青山半入城”的不对称均衡城市格局ii。这些都是对于城市设计生态理念中保护性的方法与策略。补偿性途径
补偿性途径主要指通过采取各种人工补偿措施,利用自然要素和人工要素的相互作用,达到一个局部、适度改善城市自然生态系统以提高城市物质空间环境质量的目的。主要包括重建城市自然生态系统、循环利用和节能技术、城市物理环境的改善等iii。具体的一些做法,比如:充分发挥植物园和动物园的作用;城区或周围划定自然保护区;对退化的生境的恢复和重建;将城市内的用地按自然整理出来;将森林引入城市;自然廊道的建立;绿色节能建筑的使用;对各项能源资源的循环使用。
但是,当今的城市设计不会非常单纯的只用到其中一条途径,城市问题的复杂性往往是针对具体的城市设计问题需要综合运用这三种途径,寻找城市空间发展的合理模式来满足人和自然的要求。
三、结语
城市设计中生态理念的运用仍是个任重道远的过程,但是这种想法已经越来越被受到重视。我们有理由相信,只要理解和把握了生态设计的基本原则和方法途径,在城市设计中贯彻和体现,我们所做出来的城市设计就将会是生态的、实用的和美的,就会出现我们希望达到的和谐美好的城市生活。
但同时,这不仅仅是一个设计者单方面能完成的,城市设计是一个连续的过程,可能更需要的是每个人的生态观念,只有达到了公众积极参与的阶段,才可以说是成功的城市设计,才会有更美好的明天。