（城市规划与设计专业论文）边缘效应——创造活力的契机——现代城市景观规划设计中的生态途径.pdf

摘要 “边缘并非事物的终点，是显现事物的开端”本论文以此为主脉，以城市 中的边缘及边缘效应为主要研究对象，希望透过“边缘”这一不囿于传统的视角来重新审视 城市景观的建设，另辟蹊径，探索一条优化城市景观的生态途径。 本论文从自然生态学的“边缘效应”理论出发，通过深入分析自然生态学中“边缘效应”， 把握其内在本质，并以此为基础，结合城市景观设计的方法与理论，将其运用于城市景观规 划设计领域：探讨了边缘之于城市景观的价值、分析了城市景观中“边缘效应”的内在形成 机制及其创造途径，提出了运用边缘效应优化城市景观的原则与方法，以及“高效利用城市 中各层级的边缘空间”这。优化城市景观的生态途径。本论文将人量实例融入到理论研究中， 从实践中来，又回到实践中去，希望能够为生产实践提供一定的理论支持与现实依据。 关键词：边缘边缘效应城市景观生态途径 a b s t r a c t “t h ef r i n g ei sn o tt h et e r m i n a lp o i n to ft h et h i n g ，i sas t a r t i n gp o i n tt op r e s e n tt h e t h i n g ”t h et h e s i sr e g a r d e dt h i sa st h em a i nv e i n t h ef r i n g ea n df r i n g ee f f e c t sa st h em a i n r e s e a r c ho b j e c t , h o p i n gt h r o u g ht h eu n t r a d i t i o n a la n g l eo fv i e wo f ”f r i n g e ”t oe x a m i nt h ec i t y l a n d s c a p ea f r e s h ，a n di n v e s t i g a t eae c o s y s t e mp a t ht op r o m o t et h eu r b a nl a n d s c a p e b e g i nw i t ht h e ”f r i n g ee f f e c t ”t h e o r i e so ft h en a t u r ee c o l o g ya n db a s e do ni t ，c o m b i n i n gt h e m e t h o do ft h ec i t yl a n d s c a p ed e s i g na n dt h e o r i e s ，m a k i n gu s eo f ”f r i n g ee f f e c t ”t h e o r i e so ft h e n a t u r ee c o l o g yo nt h ef i e l do fu r b a nl a n d s c a p ed e s i g n ：b ye x p l o r i n gt h ev a l u eo ft h ef r i n g ei nt h e u r b a nl a n d s c a p e ，a n a l y z i n gt h ei n s i d ef o r m a t i o nm e c h a n i s mo ft h e ”f r i n g ee f f e c t ”a n di t sc r e a t e p a t h ，t h i st h e s i sp u tf o r w a r dt h ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fu s i n gt h ef r i n g ec o n c e p tt op r o m o t et h e u r b a nl a n d s c a p e ，a n da ne c o s y s t e mp a t ht op r o m o t et h eu r b a nl a n d s c a p e - - - - ”e f f i c i e n t l ym a k eu s e o ft h ef r i n g es p a c eo fe a c hl a y e rc l a s so fc i t y ”t h i st h e s i sm e l t sl a r g eq u a n t i t yo fe x a m p l e si n t o t h et h e o r yr e s e a r c h ，h o p i n gi tc a np r o v i d eu s e f u lt h e o r e t i c a lp r o v e sa n dp o s i t i v em e t h o d st om a k e u r b a nl a n d s c a p em o r e v i g o r o u sa n dm o d e r n k e yw o r d s ：f r i n g ef r i n g ee f f e c t u r b a nl a n d s c a p e e c o l o g i c a lp a t h 边缘效应产生活力的契机图表目录 图表目录 表2 - i - 1 研究的思路框图( 6 ) 图5 - i - 1 上海中心城公共绿地系统大型生态“源”林布局图( 2 6 ) 图5 - i - 2 上海中心城公共绿地系统外环绿带布局结构图( 2 6 ) 图5 - i - 3 上海中心城公共绿地系统中环绿地布局结构图( 2 6 ) 图5 - i - 4 上海中心城公共绿地系统水环绿带布局结构图( 2 6 ) 图5 - i - 5 上海中心城公共绿地系统规划图( 2 6 ) 图5 - i - 6 巴黎的公共空间系统图( 2 7 ) 图5 - 1 - 7 滨水空间断面示意图( 2 8 ) 图5 - 1 - 8 滨水空间景观分析图( 2 8 ) 图5 - 2 - 1 聚居发展的动力( 3 0 ) 图5 - 2 - 2 半坡村原始村落示意图( 3 1 ) 图5 - 2 - 3 长安( 西安) 附近都城位置变迁图( 3 1 ) 图5 - 2 - 4 新巴比伦平面图( 3 2 ) 图5 - 2 - 5 宋平江府图( 江苏苏州) ( 3 3 ) 图5 - 2 - 6 前街后河的住宅布局( 3 4 ) 图5 - 2 - 7 苏州城图( 1 9 4 9 年) ( 3 4 ) 图5 - 2 - 8 山水相依的桂林( 3 5 ) 图5 - 2 - 9 丽江附坡民居( 山边界) ( 3 5 ) 图5 - 2 - 1 0 日内瓦背山面水的优美城市形象( t k 边界) ( 3 5 ) 图5 - 3 - 1 马鞍山市中心地图及雨山湖景色( 4 2 ) 图5 3 2 边缘与核心区间的动态转化( 4 2 ) 图5 - 4 - i 滨河边缘区二层空间规划理念( 4 7 ) 图5 - 4 2 滨河边缘区二层空问规划剖面示意图( 4 7 ) 图5 - 4 - 3 滨水边缘空间处理( 4 9 ) 图5 - 4 - 4 金茂大厦及其周围环境( 5 0 ) 图5 - 4 - 5 陆家嘴彼此间缺乏联系的高层建筑群( 5 0 ) 图5 4 6 陆家嘴杂乱的天际线( 5 2 ) 边缘效应产生活力的契机 图表目录 图5 4 7 介入的发展过程( 5 7 ) 图5 - 4 - 8 利用边缘效应拓展各功能区的边缘区长度( 5 8 ) 图5 - 4 - 9 荷兰兰斯塔德城市发展策略( 6 0 ) 图6 - 2 - i 间歇式空间布局设想( 6 4 ) 图6 - 2 - 2 绍兴“三组团+ 绿心”的城市空间结构( 6 5 ) 图6 - 2 - 3 绍兴“绿心与生态廊道”( 6 5 ) 图6 - 2 - 4r o m a 街道公共用地规划( 6 7 ) 图6 - 2 - 5 城市形态演变模型之一( 6 9 ) 图6 - 2 - 6 城市形态演变模型之二( 6 9 ) 图6 - 2 - 7 城市形态演变模型之三( 6 9 ) 图6 - 2 - 8 里琴大街与里琴公园改造( 7 0 ) 图6 - 2 - 9 美国n a r r a g a n s e t t 码头区平面图( 7 1 ) 图6 - 2 - 1 0 静安寺广场( 7 2 ) 图6 - 2 - i is u s s e x 中心城市设计( 7 3 ) 图6 - 2 - 1 2 传统民居中的廊道空间( 7 4 ) 图6 - 2 - 1 3 “立体化”的建筑与环境的“介入”( 7 4 ) 图6 2 一1 4日本新幸桥人厦景观设计( 7 5 ) 图6 - 2 - 1 5 袋形空间模型( 7 7 ) 图6 - 2 - 1 6 外部空间层次模型( 7 7 ) 图6 - 2 - 1 7 “廊道空间+ 袋形空间”的空间层次模型( 7 7 ) 图6 - 2 - 1 8 街边阴角空间( 7 8 ) 图6 - 2 1 9 朱家角风景旅游区总体规划方案总平面图( 7 8 ) 图6 - 2 - 2 0 朱家角南入口袋状空间平面图( 7 9 ) 图6 - 2 - 2 1 朱家角水桥入口袋状空间平面图( 7 9 ) 图6 - 2 - 2 2 朱家角l | i 央入口袋状空间平面图( 8 0 ) 图6 - 2 - 2 3 朱家角住宅区入口袋状空间平面图( 8 0 ) 图6 - 2 - 2 4 朱家角地方性入口袋状空间平面图( 8 1 ) 图6 - 2 - 2 5 朱家角北入l j 袋袋状空间平面图( 8 1 ) 图6 - 2 - 2 6 “三维边缘界定”( 8 2 ) 图6 - 2 - 2 7 建筑退台的街道边缘处理( 8 2 ) 】0 9 边缘效应产生活力的契机图表目录 图6 - 2 - 2 8 地形与空间形式( 8 4 ) 图6 - 2 - 2 9 地形与空间感受( 8 4 ) 图6 - 2 - 3 0 地形与植物( 8 5 ) 图6 2 3 1 利用植物进行边缘界定( 8 6 ) 图6 2 3 2g r e e n a c o r e 公园( 8 6 ) 图6 2 3 3 边缘界定立体化处理( 8 7 ) 图6 - 2 - 3 4 空中森林( 8 7 ) 图6 2 3 5 达令港公园的立体空间层次( 8 8 ) 图6 - 2 3 6 传统街道空间的原型与空间结构模型( 8 9 ) 图6 - 2 3 7 传统江南水乡中的水与建筑( 9 0 ) 图6 - 2 - 3 8 外滩万国建筑群( 9 0 ) 图6 - 2 3 9 城市边缘区景观要素( 9 1 ) 图6 2 4 0 旧金山天际轮廓线控制( 9 2 ) 图6 2 4 1 滨水边缘空间整体环境意向( 9 2 ) 图6 2 4 2 “生活桥”绿道网络构想( 9 5 ) 图6 2 4 3 滨水绿廊带游憩空间步行体系( 9 5 ) 图6 2 4 4 苏州留园入口空间的处理( 9 7 ) 图6 - 2 4 5 滨水边缘区可驻留场所设计( 9 8 ) 图6 2 4 6 波士顿州立大街边缘改造总平面图( 9 9 ) 图6 2 4 7 波士顿州立大街边缘改造座椅、绿化和跌水构成的大台阶( 9 9 ) 图6 - 2 - 4 8 波士顿州立人街边缘改造与步行道相连的台阶( 9 9 ) 1 1 0 声明尸明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果，撰写成博士硕士学位论文“边丝数廑二剑造活力的塞 扭= 理垡越直基麴趣划遮让虫的生查途焦”。除论文中已经注明引 用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中 以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集 体已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：群，鹜 2 0 0 4 年3 月1 0日 边缘效应产生活力的契机 第1 章导论 第一章绪论 “边缘并非事物的终点，而是如同希腊人所认识的，是显现事物的开端”。 一本文的缘起 长期以来，现代主义的理性思维模式在城市的规划与设计中占有统治地位，即从城市的 功能分析出发，用功能分区的观念规划城市，注重城市空间组织的秩序和空间结构的明晰条 理，希望以理性的环境来塑造城市生活。然而，城市生活足人的生活，人的生活对应的是一 种含混复杂的内在机理，理性思维模式下创造出的是简单划一的物质空间，缺乏生活的情趣， 容易造成精神上对环境的空虚感和孤独感。1 9 7 7 年发表的马丘比丘宪章就明确提出：“这 一错误的后果在许多新城市中都看到，这些新城市没有考虑到城市生活患了贫血症，在那 些城市是建筑物成了孤立的单元，否认了人类的活动和要求流动的、连续的空间这一事实。” 这种建立在“功能法则”基础上的静态设计观也深深影响了我们景观建筑师在景观设计 中的价值取向，即设计者们总是将功能的实用性确定为旨要目标，注重功能的分区，重视功 能中心区的建设与保护，而忽略了各个功能区之间在边缘地带所形成的相关互动的动态联 系，从而丧失了优化边缘空间的功能组织与激发边缘效应的机会。 这样造成的后果是：城市的边缘区“被一块块孤立的建设用地所代替，而这些孤立的岛 屿早晚会联结成一块低级的城市大饼，把所有美好的自然环境消灭掉，使无论从历史 和现代的观点看均为十分稀有而珍贵的东两不断减少。” 1 ；城市的边缘空间界面破碎化、 空间被挤压、连续性差，“现在。你能明显识别出城市与乡村边缘，因为那里有许多标志： 在夷为平地的荒地边缘旁，杂乱无章的堆放着老树的躯干，还有许多巨型机器，用来掠夺士 地、砍伐森林、填平沼泽，把小溪变成排污沟，消灭农田，并用厚厚的褐色的沉十填平小河” 2 ；城市景观环境缺乏可识别性、活动效率低、流动不便，从而导致使用者行为活动受阻， 效率得不到正常的发挥，失去合理空间环境。鉴于此，作者认为，应对此及时地进行剖析， 找出种行之有效的解决方法。 在准备和研究阶段，作者通过现代城市景观环境进行调查分析之后发现，常规的核心 功能空间无法满足丰富而多变的人类活动，正如马丘比丘宪章所提，我们迫切需要“流 动的、连续的空间”这一具有无限的丰富性和无数的可能性的“非常规”空间形式来打破 这种简单划一的物质空间，从而创造出多元化多层次的城市空间来反映生活含混复杂的内 边缘效应产生活力的契机第一。章导论 在机理。而前面我们所提到的“各个功能区之间在边缘地带所形成的相关互动的动态联系” 便是形成这一空间的内在动力。它们在相关互动中所产生的“边缘效应”激发了城市的活 力，形成了丰富多样的城市景观，成为丰富多样的人类活动的“发生器”，从而能承载更多 的环境功能，为人类的空间行为提供良好的连续性和发挥场所。 同时，现代的景观设计正逐步融入生态设计的理念，朝着开敞型，动态型的体系发展。 城市是具有大黄高速输入输出流、物质和信息的高度开放的生态系统。如何通过生态规划、 生态设计、生态工程与生态管理，将城市中单一的生物环节、物理环节、经济和社会生活 环节整合为成一个具有强大生命力的系统已成为城市生态景观建设的主题。从这一层面上 来讲，由于特殊的区位，各层级的用地边缘区被赋予了极高的生态价值( 经济、社会、环 境的生态价值) ，遵循可持续发展战略，进行科学合理的边缘区规划设计，充分激发边缘 效应，有助于城市的景观建发少走弯路，实现城市整体景观格局的统一化与生态化。 二研究的目的与意义 针对国内城市景观建设目前存在的由于边缘价值观缺乏所带来的诸多问题的现实状况， 需要在理论和实践层面上做出积极的探索，进行系统化地研究、探讨工作。本论文以“边缘 效应创造活力的契机”为题，提出探讨“边缘效应”在城市景观设计r 1 1 的价值与优化， 注重研究城市景观中“边缘效应”形成的内在机制，阐述“边缘效应”的创造途径；并站在 城市复合生态( 社会、经济、生态) 的高度，综合运用城市景观设计的理论与方法，将边缘 理念融于城市的自然环境资源保护与利用、城市景观规划设计、景观环境细部设计等领域， 旨在探讨边缘之于城市景观的价值，转变人们在城市景观设计中的价值取向，进而提出“高 效利用城市边缘空间”这一优化城市景观的生态途径，希望能够为创造具有活力的现代城市 环境提供有用的理论依据和积极的方法论意义，并能够对实践工作f | i 产生定的指导意义。 三研究尺度的界定 在希腊建筑师道萨迪亚斯( c 。a d o x i d i a s ) 创立的“人类聚居环境”理论l l ，根据人类聚 居的人口规模和十地面积的对数比例，对人类聚居系统的划分。在道氏的理论中，可将整个 人类聚居系统划分为1 5 个单元。同时，他还指出，1 5 个单元还可人致划分为三大层次，即 个人到邻里的小规模人类聚居、城镇到大城市的中等规模人类聚居、小型城市连绵区到普世 城的大规模人类聚居。 3 吴良铺先生在借鉴道氏理论的基础上，根据中国存在的实际问题和人居环境研究的实际 2 边缘效应产生活力的契机 第一章导论 情况，初步将人居环境的范围简化为全球、区域、城市、社区( 村镇) 、建筑五大层次。 4 鉴于作者的专业方向特色，本文根据吴良镛先生的研究成果，将研究尺度界定于中、微 观层次，即城市与社区( 村镇) 尺度。 在城市这一尺度上的景观设计，主要关注的是“土地利用规划、生态栖息地和暴雨管理、 交通运输和基础设施规划”，以及各类建筑群的组织。对城市的认知“经常通过主要节点、 地标、道路和限定的空间边界”。 5 在社区尺度下的规划设计，更多的是关注人与人之间的 交往和社区生活，寻求更人性化的支持，尤其强调公共空间建设在人际交流方面的更加趋向 于以步行为尺度。此时，人对于水、地、绿的需求更加接近于人的本性对于次生自然环境的 需求。 在此，人们对景观的感受都是在场所和邻里尺度之上，或者是更小的细部与空间尺度。 在这样的尺度下，人对自然生态的向往是朴素的、真实地、公平的，在这种尺度下的景观设 计更应当注重的是日常生活中景观的伦理内涵而非美学内涵；人们对景观的感受都是在场所 和邻里尺度之下，或者是更小的细部与空间尺度。因此在社区尺度之下，设计者主要应关注 的的是“如何通过要素的组织来创造出引人注意的场所”，“特殊土地利用类型( 住宅、运动 场、停车场等) 、行人和车辆交通设计标准是该尺度关注的焦点” 6 。 以及更为微观的“细部要素的空间组织，以便在某个特定场所为某个特定人群创造出一 个特殊的空间环境。铺地、墙、树荫和人的活动交织在一起，创造出一种空间感。使用者很 清楚空间围合的程度、色彩、光照、气味和有组织的细部特征( 长椅、桌子、艺术品、标牌， 等等) 的格局” 7 。 当然，尺度之间是相互联系的，当我们关注于以上尺度时，必须要考虑这些尺度之间、 以及他们与更大的尺度之间的相互联系。“所以，我们在设计任何尺度的景观时，为了洞悉 这种关系网络并避免破坏关键要素，有时可能是为了创造出新的关系网络，我们需要把该景 观放在更大尺度的景观中加以考虑” 8 。 四研究层面的界定 无论是从环境设计的角度，还是以人对环境认知的角度，都可以把环境分解为三个层面： 形式层面、意向层面和意义层面，这三个层面相互渗透、相互结合，共同处于环境的整体之 中。但他们都以不同的层次进入人的认知世界，所以我们在环境设计使应当给与整体的考虑。 1 形式层面 边缘效应产生活力的契机第一章导论 形式层面，即指人可以通过直觉体验到的环境所具有的外显体态、形状、尺度、色彩、 肌理、位置、方位、表情等。 形式层面比较直观，人们不需要经过理性思考就能，一目了然。它可以直接形成刺激与反 应，虽然它所反应的是环境的表面属性，但对深层认知都是一种必经的门户和先导。 2 意象层面 意象层面是形式层面所包容和涵纳的结构要素，是通过空间的结构框架、功能使用和具 有典型特征的建筑符号表现出来的内涵。它可以表述环境的性质、用途、场所特征、与人的 相关性以及视觉上的可识别性、可记忆性、可理解性等内容。它与形式层面相比，是要经过 理性辨认才能引起的知觉反应，而且是偏于功利性和具体涵义方面的内容反应。 意象层面，已经涉及内容和形式统一和神形兼备等问题。意象是指人们在头脑中所形成 的外界反映。而要加强环境的意象刺激，要从环境的形态、结构和涵义三个方面所具有的典 型性、异质性、易理解性等方面来考虑。凯文林奇在对波士顿、泽两城和洛杉矾三个城市 所进行的问卷调查，总结出区域、道路、边界、节点和标志这五种要素在城市环境i f l 容易使 人留下较深的意象。 3 意义层面 环境的意义，是一种隐藏在形象结构中的内在文化涵义，是一种非功利性的精神反应。 这一方面是要依靠环境的创造者，在创造环境中将历史、文化等具有象征性的人文要素注入 其中，赋予环境以一定的社会属性，使环境具有一定的意义。另一方面则是要依靠观赏者和 使用者根据自己的文化素养、审美情趣以及当时的心境，对环境产生一定意义上的理解。 美国建筑师兼人类学家拉普卜特( a r a p o p o r t ) 在建成环境的意义一书中就以设计 者和使用者的角度讨论了建成环境的意义。查尔斯摩尔( c m o o r e ) 则利用侨居在美国的意 大利侨民的心理需求，用一些象征意大利故乡的建筑符号组合成意大利广场，使侨民有一种 认同感和民族凝聚力。 五小结 这一部分，作者首先简要地介绍了当前城市景观环境l | l 过渡性空间的创作现状、面临的 现实问题以及问题产生的背景情况；叙述了本课题研究的目的意义；界定了本文的研究尺度 与层面。 4 边缘效应产生活力的契机第一章导论 注释： 【1 】 美】麦克哈格( l m c h a r g ) 著，芮经纬译，倪文彦校设计结合自然，中国建筑 工业出版社，1 9 9 2 年，第1 1 9 页 【2 】【美】麦克哈格( l m c h a r g ) 著，芮经纬译，倪文彦校设计结合自然，中国建筑 工业出版社，1 9 9 2 年，第3 4 页 【3 】吴良镛著，人居环境科学导论，中国建筑工业出版社，2 0 0 1 年，第2 2 9 - 2 3 1 页 【4 】吴良镛著，人居环境科学导论，中国建筑工业出版社，2 0 0 1 年，第5 0 页 【5 】尼古拉斯t 丹尼斯、凯尔d 布朗著，刘玉杰吉庆萍俞孔坚译，景观设计师便 携手册，中国建筑工业出版社，2 0 0 2 年，第2 1 页 【6 】尼古拉斯t 丹尼斯、凯尔d 布朗著，刘玉杰吉庆萍俞孔坚译，景观设计师便 携手册，中国建筑工业出版社，2 0 0 2 年，第1 7 页 【7 】尼古拉斯t 丹尼斯、凯尔d 布朗著，刘玉杰吉庆萍俞孔坚译，景观设计师便 携手册，中国建筑工业出版社，2 0 0 2 年，第1 5 页 【8 】尼古拉斯t 丹尼斯、凯尔d 布朗著，刘玉杰吉庆萍俞孔坚译，( ( 景观设计师便 携手册，中国建筑工业出版社，2 0 0 2 年，第4 页 边缘效应产生活力的契机第_ 二章研究的理论体系平台 第二章研究的理论体系平台 本文研究的思路框图 表2 - 1 - 1 研究的思路框图 边缘效应产生活力的契机第_ 二章研究的理论体系平台 二研究的原则 1 以人为本原则 “规划和设计的目的不是创造一个有形的工艺品，而是创造一个满足人类行为的环境”。 社会的飞速发展为人们带来了丰富的物质财富，但同时却导致环境的恶化，人们的生活压力 增大，人与人之间的关系变得更加陌生，人常常会感到孤独，依赖于汽车、电脑人们开 始渴望生活在一个人性化的城市中心。这便向景观环境空问的设计提出了“人性化”的要求， 即为人们提供更多地开展公共活动的机会，满足人们在此环境中发现自我、表现自我、交流 思想、共享文化等的需求。一句话，能够积极反映使用者潜在的各种行为意识。这便需要我 们在设计中能充分贯彻“以人为本原则”，它强调一切从人的需求出发，以人的生理和心理 满意度、舒适度作为评价标准，将对人的关怀体现到每个细节之处。以此原则在总体与细节 处理两个层面上更新审视，发现和解决问题，提升设计质量。 2 实用原则 本课题的研究工作就是直接针对设计实践和生产建设过程，以期产生实际指导意义。在 错综复杂、不易分解的城市景观环境设计的诸多问题中选择“边缘效应”作为突破口，并将 研究的尺度界定于r l 微观。这二者都较为直观，是比较容易把握的，冈此它的目的性就更为 明确，能够对我们的设计工作产生稗益和更为实用的帮助，提供一个新的视角来审视城市的 景观设计，有助于设计师能够站在一个不囿于传统的角度来把握设计课题。 3 可操作原则 可操作性原则指研究过程沿时间方向需要且备可操作性、可控制性，具有稳定、确切的 可重复性。本文所研究的“边缘效应”是生态学中已取得研究成果并获得学术认可的成熟理 论，其具有理论的普遍意义，其抽象的理论与特定的城市景观空间环境之间可以建立起具体 联系，这种联系是具体的、可以把握的。因此，整个研究过程都具备可操作性与可控制性。 三研究运用的方法 为了深入了解和掌握当前城市景观规划设计中存在的问题和实际状况，本文作者使用了 实例考察分析、理论研究、实践检验等一系列调研方法，以期较深入地对现状产生直观的印 象，准确地把握问题所在。 边缘效应产生活力的契机第一二章研究的理论体系平台 1 实例考察调研分析 从国内外的优秀创作实例中选择一些进行重点分析，通过实例考察与调研，分析设计者 对城市景观环境中“边缘”的理解、把握和处理方法，以及在实例中寻找传统的城市景观中 边缘空间的历史原型，它将有助于对作者所提出观点和方法起到进一步地完善和促进作用。 2 理论研究 通过大量阅读相关理论专著和论文，加之作者切实的调查研究工作，对“边缘效应”展 开深入研究与探讨，就此局部领域建构实用、适用的设计与分析方法，对今后设计上作提出 切实的建议，力求做到具有较高的可操作性和可重复性，以此作为本文的研究的成果。 3 实践检验 在经过调研、实例分析、理论研究的基础上，有针对性地将研究成果运用到设计实践中 去分析、评价、改变和完善以前设计中存在的不足，借以强化课题研究的实践性、实用性， 检验研究的成果。 四小结 这一部分，作者首先建构了本文的理论研究体系，以支撑后面的进一步研究工作向深层 进行，其次，谈到了本文研究时运用的几项基本原则，最后，作者介绍了课题研究时所采用 的具体方法。 边缘效应产生活力的契机第三章边缘及“边缘效应”综述 第三章边缘及“边缘效应 综述 一自然界中的边缘及“边缘效应” 1 边缘的自然生态学特征 1 1 边缘是自然生态系统中最具活力的结构性区域 生态系统概念是由英国生态学家坦斯列( a g t a n s l e y ) 于1 9 3 5 年最先提出的，他认 为“只有我们从根本上认识有机体4 i 能与它们的环境分开，而与它们的环境形成一个自然生 态系统，它们才会引导起我们的重视”。他提出了在生物之间、以及生物与其生存环境之间 存在着密切联系与相互作用，它们通过物质、能量转化和信息传递，成为占据一定空间、具 有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体，这一整体称为生态系统。简言之，它是由一。定 空间内的全部生物及其非生物环境相互作用所形成的统一的动态平衡整体。边缘是系统的重 要认知标志，对于生态系统的而言，其边缘可能是自然形成的，也可能是人为构成的。 “生态系统中各物种种群在空间上的配置和时间上的分布，构成了生态系统形态结构上 的特征，大多数自然生态系统的结构都具有水平空间上的镶嵌性、垂直空间上的成层性和时 间分布上的发展演替性。” 1 开放性是自然生态系统最显著的特点之一，它需要不断地与外界进行物质和能量的输入 与输出，以此维系系统的有序状态，这必然会赋予外界与系统接触的门户边缘区极大的 源于生境优势的活力，成为触发边缘效应的直接诱因： “在森林和草原的交接处所形成的林缘条件，不但能容纳那些只适虑森林或只适应草原 的物种，还能容纳那些既需要森林又需要划原或只能在过度地带生活的物种”。“在海洋和陆 地的交接处海岸和河口湾，边缘效应更明显，其初级生产力达到甚至超过热带阿林的初 级生产力水平。” 2 1 2 边缘区具有更为丰富的生态位 生态位( n i c h e ) 是由格林尼尔( j g r i n n e l l ) 于1 9 1 7 年最早提出的，定义为生物种 群所占据的基本生活单位，主要足指物理空间生态位。1 9 2 7 年埃尔顿( e l t o n ) 定义生态位 为有机体在与环境的相互关系中的功能和地位，指的是营养生态位。1 9 5 7 年哈钦森( g h u t c h i n s o n ) 定义生态位为位于温度、湿度、p h 值等多维资源空问的超体积，指的是超体 积生态位( h y p e r v o l u m en i c h e ) ，既包括空间位置，也包括在群落巾的功能地位。可以认为 生态位是生物在完成其正常生活周期时所表现的对环境的综合适应特性。在自然群落巾，物 9 边缘效应产生活力的契机第三章边缘及“边缘效应”综述 种对环境的潜在综合适应范围，称为“基础生态位”。而实际上占据的生态位，则称“实际 生态位” 3 。群落边缘区丰富的生境孕育出远多于核心区的生态位，并产生人量生态位上 的重叠，这样，形成了更为丰富的物种组成、更加明显的种群竞争与补充，为激发边缘效应 奠定了物质基础。较之生境单一的核心区，边缘区群落具有更大的活力与选择机会，更能有 效地利用环境资源，维持较高的生产力、稳定性与竞争力。 2 “边缘效应”的生态学概念 在生态学中，关于“边缘效应”的概念，存在着多种描述，如： “群落交错区环境条件明显区别于两个群落的内部核心区域，复杂的环境条件造就了丰 富多样的植物种类，从而也能更多地为动物营巢、隐蔽和摄食创造条件。” 4 “由于交错区生境条件的特殊性、异质性和小稳定性，使得毗邻群落的生物可能聚集 在这+ 一生境重叠的交错区域t | l ，不但增大了交错区l f i 物种的多样性和种群密度，而且增大了 某此生物种的活动强度和生产力，这一现象称为边缘效应( f r i n g ee f f e c t ) ” 5 。 以及社会生态学关于“边缘效应”的描述是：“在两个或多个不同性质的生态系统( 或 其它系统) 交互作用处，由于某些生态因子( 可能是物质、能量、信息、时机或地域) 或系 统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为( 如种群密度、生产力、多样性等) 的 较大变化，被称为边缘效应” 6 。 二边缘效应产生的内在机制 1 负熵是产生边缘效应的基本要素 熵( e n t r o p y ) 概念是德国物理学家克荣修斯在热之唯动说( 1 8 6 4 年) 首次提出的， 表示一种能量的变易。熵的宏观意义表征系统能量分布的均匀程度。“一个系统的熵就是它 的无组织程度的度量” 7 。“负熵”是和熵反向的一种量度，即有序的度量。 “自然界中正在进行的每一件事，都意味着它在进行的那部分世界的熵的增加。因此， 一个生命体要活着，唯一的办法就是从环境里不断地吸取负熵，有机体就是依赖负熵为生的。 更确切地说，新陈代谢中的本质东西，乃是有机体成功地消除了当它自身站着的时候不得不 产生的全部的熵” 8 。 “所有系统都追求生存与成功。这种状态可以描述为负熵一适应健康。其对立面则是 正熵不适应病态。要达到第一种状态，系统需要找到最适的环境，使环境适应自己，也 1 0 边缘效应产生活力的契机第三章边缘及“边缘效应”综述 使自己适应于环境”，“我们可以因此判别生态系统、机体和土地利用的合适环境。环境在 本质上越适合于它们，适应过程所做的功就越小。这种适合是。种创造，这是一种最人效益 最小成本的途径” 9 。 因此，生态最适途径基于资源的适宜性和可行性分析，包括地质、水文、土壤和植被等 等的分析。规划的目标是寻求，一个生态最适的土地和资源利用状态和人类活动的生态最适 性。这时，对景观的每一种利用都反映景观本身的内在价值，而这种内在价值可以通过对所 在地进行系统的科学分析来发掘。 同样，“城市是一个开放的复杂巨系统”( 吴良镛) ，城市是依靠摄取比排出更有序( 更 低熵) 的东西而维持的，相当于“吸取负熵而抵消熵”。为此，城市需建立从外围环境中吸 取负熵的通畅的边缘区，吸取包括社会、经济、环境几方面信息与负熵。所谓信息是“用来 消除事物不确定性的东两”。法国物理学家布里渊( b r i l l o u i n ) 于1 9 5 6 年在科学与信息 论中指出“信息意味着负熵” 1 0 。 对于城市景观而言，城市边缘区的内在价值便在于维持城市生态系统的动态平衡与景 观稳定性。因此，边缘区域外围环境之间的作用通畅至关重要。 2 自组织是激发边缘效应的内在动力 2 1 自组织与被组织 “如果系统在获得空间的、时间的或功能的结构过程r f l ，没有外界的特定干预，我们便 说系统是自组织的。这里特定一词是指那种结构和功能并非外界强加给系统的，而且外 界是以非特定的方式作用于系统的。” 1 2 反之则系统是“被组织”的。城市生态系统是一 个“开放的复杂巨系统”( 吴良镛) ，它如其他系统样，表现出自组织特性：尽管城市中的 功能区与用地组成是由人为划分，但用地关系形成之后，即表现出内在的自组织规律。因此， 欲使用地间“碰撞”出边缘效应，则必须奠定城市空间利用相互间功能与活动相干协同的自 组织基础。 2 2 无序和有序 “序指的是事物或系统要素之间的相互联系，以及这些联系在时问、空间中的表现。所 谓无序，是指事物或系统要素i 日j 无规则的排列、组合或运动、变化。” 1 1 系统从无序( 或 低序) 到有序( 或高序) 的转化过程实际上就是系统的自组织过程。 边缘效应产生活力的契机 第三章边缘及“边缘效应”综述 于城市的景观而言，其结构与格局巾各类景观元素的协调共生即为有序，反之即为无序。 在城市空间的功能划分中强调相邻功能空间( 斑块) 在时间与空间上的相互联系及活动上的 相互支持，建造有助于功能空间( 斑块) 之间形成相关互动关联的边缘区构成，将有利于激 发城市空间整体的集约效益。换而言之，优化与整合边缘区的功能空间构成是引导城市空间 从无序的消极空间走向积极有序的景观空间的捷径。 2 3 非平衡结构和平衡结构 在系统从无序到有序转化的自组织过程中，将会有两种结构形式的产生： 一种是平衡结构，它一旦形成便无须与外界环境交换能量，并且也只有在孤立于环境的 条件下，结构才能保持下去。 另一种是非平衡结构，非平衡结构足一。种“活结构”，也叫耗散结构。城市生态系统是 非平衡的耗散结构，其一表现在它是在不断与外界环境交换物质、能量和信息下形成和延续 的，一旦失去外界环境的支持，其结构即会瓦解；其二表现在内部各子系统间具有整体性相 干协同的活动。正是这些激发了交换与协同作用媒介载体一边缘区的生命活力，为边缘效 应的产生打下物质基础 1 3 。换言之，边缘区的生命力表现在系统与与环境间的各种“生存 交换”以及内部各子系统间整体性相干协同作用的积极进行，一旦上述活动受阻，城市边缘 区的边缘效应便难以发生，而城市生态系统也将受到生存威胁。 3 协同是产生边缘效应的本质要求 自组织与边缘效应的本质是子系统问的协同。换而言之，协同是产生边缘效应的内在本 质要求。 “各个组分象由一只看不见的于在驱动排列；另一方面，正是这些个别系统通过其协同 作用，又反过来创造了这只看不见的于，我们把这只能安排一切的看不见的手称为序参 量。” 1 4 自组织的过程就是“序”生成的过程。在城市生态系统i | | ，这只看f i 见的手“序” 的一个突出表征就是边缘效应：一方面，子系统的使用产生了“序”，“边缘效应”便是其外 在表现，另一方面在“边缘效应”的推动下，“序”又支配子系统的行动。两者互为条件， 从而使系统的宏观性质发生改变。这种由序参量所致的边缘效应并不是外部约束强加于系统 的，而是系统自发的自组织需求，在规划中，我们必须充分认识到这种系统的自组织需求， 边缘效应产生活力的契机第三章边缘及“边缘效应”综述 并创造条件将这种需求变为可能。 在城市生态系统l | i ，子系统间的协同作用足系统整体性的产物，而子系统间由于互补性 需求而产生的关联作用则是这种协同整体性的根源。从城市生态系统讲，边缘效应即是系统 整体突变的具体表现边缘效应产生于子系统间，又凌驾于子系统之上 1 5 。 4 边缘效应是系统实现超循环自组织的外在表现 “超循环是一个自然的自组织原理，它使一组功能上耦合的自复制体整合起来并一起进 化” 1 6 。拉兹洛( e l a s z l o ) 也指出：“超循环的形成允许两个以上的系统联合起来创 造出一个上层系统，那里新结构的可能性又为进一步进化开创了新田地”，他主张“把由催 化循环形成的从组织性的一个层次向另一层次的转变叫做会聚”，并且他相信“系统的会 聚过程发生在进化的所有领域内” 1 7 。 城市景观是一个复杂的生态体系，不同性质的城市景观斑块( 功能空间) 穿插、叠合、 会聚，产生了大量边缘区，而“边缘效应”正是“互补性”用地在边缘区的会聚、并产生超 循环作用的结果。合理地把握它，将使系统间产生有机的相干协同，联合起来共创一个可持 续的、有序的、超越各系统单独功能叠加之和的城市景观超循环整体，具有整合信息能力和 自促进生长性质，并使城市景观的构成部分相干地生长，稳定、受控地共存。 因此，作者在这里可以得出这样一个城市景观的演替进化进程：城市斑块( 功能空间) 的边缘生成新的景观新的景观形成一个更高一级的上层景观系统( 成为高一级的景观斑 块) 原有的城市斑块( 功能空间) 成为了新一级斑块的“边缘”“边缘”进化为新 的景观”，如此的螺旋上升，形成了城市景观的良性“超循坏”。那么，在城市的景 观设计中，把握住城市内各层级系统边缘区无异于把住了系统的自组织脉搏，切中了城市景 观规划设计的生态途径的要点。同时，这也将有助于我们转变景观设计中的价值观，将“边 缘区”这一景观设计视野中的“边缘地带”转化为设计理念上的“核心区”。 5 系统的耗散结构机理促成边缘效应 系统耗散结构形成的动力、根源和方式共同促成边缘效应。 5 1 系统开放是边缘效应形成的先决条件 如前文所述“城市生态系统是非平衡的耗散结构，一旦失去外界环境的支持，其 结构即会瓦解”。吸取负熵，排解熵增，使城市因开放而切实受益，而非形式上的开放。尽 边缘效应产生活力的契机第三章边缘及“边缘效应”综述 管城市生态系统的开放性早已是共识，但重要的是，它帮助我们重新审视“边缘”价值，启 示了我们营造城市景观首先要创造出良好的“边缘”环境。 5 2 非平衡是边缘效应形成的动力源泉 “非平衡是有序的源泉” 1 8 ，系统开放的程度决定了系统