1、基于生态理论的城市设计Urban Design Based on the Ecological Theory03级城市规划 朱隽 031704摘要：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，是城市设计理论未来发展的主要方向之一。并以江湾-五角场创智天地中央社区的城市设计作为一个案例作具体介绍。关键词 ：城市设计 生态学 江湾-五角场创智天地中央社区Abstract：The city is a living system, and the urban design should concern abou
2、t each part of the city with the ecological concept. Through a series of principles and the methods, we can coordinate the artificial environment with the natural environment, which achieve the harmonious condition. This is one of main directions which is the urban design of future. And take the cas
3、e of Jiangwan-Wujiaochang Creates and Wisdom Central Community for example.Key words：urban design ,ecology, Jiangwan-Wujiaochang Creates and Wisdom Central Community1 引言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，
4、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。2 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
5、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 1。 Sim Van der Ryn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 2。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：2.1 整体性原则（integrity ）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
6、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。2.2 保护性原则（conservation）联合国教科文组织（UNESCO）的“ 人与生物圈计划”（ MAB）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，2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
7、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。2.3 地域性原则（regionality）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 3。2.4 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
8、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。3 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 4。3.1 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
9、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。3.2 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
10、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
11、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 5。这些都是对于城市设计生态理念中保护性的方法与策略。3.3 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 6。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
12、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基于生态理论的城市设计3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。4 案例以上海市江湾-五角场地区创智天地中央社区的城市设计为例：图1 基地及周边区域来源：城市设计背景资料4.1 基地概述“创智天地”位于上海市杨浦经济创新区西片大学集聚区的核心位置，北衔江湾新城生态湿地，南接五角场商业商务圈，西临复旦大学、同济大学、财经大学，东有第二军医大学、上海体育学院、是具有鲜明科教
13、特征的新概念社区。历史的延续，文化的弘扬，功能的提升，环境的优化，是“创智天地”城市设计的基本理念和建设主旨。我们试图将生态的理念融入这个城市设计当中。图 2 基地航拍图 来源：google earth4.2 前期调研因为在基地的北部有一片废弃的军用机场，多年无人涉足，形成了一块天然的城市湿地。湿地作为生态环境的一个重要组成部分，在维持区域生态平衡、保持生物多样性和珍稀物种资源以及调节气候、蓄洪防旱、水质净化等方面具有不可替代的作用。因此，湿地被誉为地球之肾、天然的生物基因库和人类文明的摇篮。所以在做整个城市设计的前期调查时，就将其中生态系统良好的地区划定为自然保护区。图 3 江湾机场湿地（作
14、者自摄）在基地的东侧为曾经扬名一时的远东第一的江湾体育场，目前该体育场及其相关建筑都被列入了历史优秀建筑。图 4 江湾体育场（作者自摄）基地南侧为外走马塘，虽然已没有通航能力，但其蓄洪能力犹在，且若经过治理，仍可恢复其生态效应。4.3 城市设计思路4.3.1 以顺应原有自然风貌为前提，充分利用原有的自然资源和条件，以同自然生态相结合为发展方向。尤其应注重北片生态湿地及生态敏感区的保护和基地内原有河道的开发利用；44.3.2 以自然保护和生态设计手法进行各项规划设计，注重物种的多样性，保留原有的自然景观和格局避免过度设计(over design)造成的环境冲击。尤其注重原有优秀历史建筑的保护和风
15、貌的完整性及协调性；4.3.3 推行渐进式城市设计，注重有梯度的开发，以适当的补偿性手段塑造符合整体自然风貌要求的空间环境。例如构建部分生态廊道；4.3.4 注重新建居住区的生态节能，并倡导回收利用，循环使用。4.4 具体操作在设计的过程中，从专业的角度出发，归纳了几个可操作的方面：水系、植被和建筑。4.4.1 水系统可以分为自然遗存的水网系统和雨水系统两个子项来考虑。水网系统对于调节气候、泄洪蓄洪和保持物种的多样性都具有重要的意义。在设计中，自然水体(如河流、湖泊)的驳岸是边缘过渡带，其界面的生化作用对于生态系统的运转非常重要。因此，对于外走马塘的驳岸应尽量减少人工铺砌材料以利生化作用和水际
16、植物群落的形成。对于局部有防洪防护要求的驳岸，可采用具有渗水功能的护土砖铺于处理过的基面上。在雨水系统方面，将规划地内的雨水低成本的储存于地下的蓄水池中，通过净化可作为二次用水使用。此外用可渗透的铺装材料来加强地表渗透能力，使雨水尽可能渗透到地下，补充地下水，保护湿地生态系统 7。比如：道路可使用多孔的沥青材料；部分停车场和车道采用可渗透的植被表面。尤其是在基地的广场和公共空间，应优先考虑具有蓄水或渗水能力的环保铺地材料。希望通过水网系统的合理调整和雨水系统的建立，来减少城市设计给水系带来的负面效应，建立一种新的动态平衡。4.4.2 植被的选择。在这个城市设计中，强调植被的本土性和层次性。一方
17、面要力图维持原生的良好的植被条件，另一方面要尽量修复被人为破坏的植被环境，还要能弥补现有环境的不足、减少现存不利因素的危害。从地被植物到小灌木，大灌木，小乔木，大乔木，力图构建一个有层次感的绿化阶梯。地域性和多样性的原则被充分的运用到了这个设计中。并且人可以进入到树下而不是止步于草坪外了。让一些土生土长的植物成群落地出现在绿地上, 自由生长, 让人可以轻松地在这些植物中行走坐卧。能够亲近自然，这才是一种美。4.4.3建筑作为一种人工构筑物，从生态学上讲，对环境的影响主要是负面的。所以希望通过对建筑的特殊处理，来减弱建筑对原有环境的损害，使它能比较融洽地融人到自然环境中去。其中就运用到绿色设计5
18、R设计理念。5R分别是指重新思考（ Revalue），更新改造（Renew），重复利用（Reuse），循环使用（Recycle）和减少影响（Reduce）。在中央社区，我们采用5R理念来设计其中的建筑，利用各种个循环使用的材料作为建筑材料，同时考虑其节能环保的效益，屋顶都设置雨水收集系统和太阳能装置，充分利用可再生资源（renewable recourses）。基地中原有老厂房也未被全部拆弃，进行合理的分析和处理，将其改造成流行时尚的艺术家工作室（loft）和部分展示空间（exhibition space） ,充分利用原有的老建筑进行改造，让其重新发挥作用，重现辉煌。5 结语城市设计中生态理念
19、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。参考文献1 王建国. 生态原则与绿色城市设计J. 建筑学报,1997,(7).2 邓毅. 城市景观的生态化设计J. 城市问题,2002,(6).3 同 24 林姚宇,陈国生,. FRP 论结合生态的城市设计:概念、价值、方法和成果J. 东南大学学报 (自然科学版),2005,(S1).5 同 1基于生态理论的城市设计56 戚琪,王卡,徐雷. 城市设计的生态补偿作用及其控制要素由舟山临城新城中心区城市设计引发的思考J. 华中建筑,2004,(5).7 黄光宇,陈勇. 生态城市概念及其规划设计方法研究J. 城市规划,1997,(6).8 沈清基. 城市生态与城市环境M.上海：同济大学出版社,2005
