生态城市空间结构理论研究的方向与趋势

刘 超

城市空间结构是城市规划学和城市地理学研究的核心内容。城市空间结构主要从空间的角度来探索城市形态和城市相互作用网络在理性的组织,原理下的表达方式,也就是说,在城市结构的基础上增加空间维度(spatial dimension)的描述,其研究内容不但包括城市形态和城市内部要素的空间分布,还包括了这些要素之间相互作用的内在机制[1]。城市空间系统是城市各个子系统的载体,必然对城市的建设起到至关重要的作用,所有的其他城市子系统,例如:城市社会、城市经济体系、城市自然等等,都必须依托城市物质空间存在[3]。城市空间结构的组织方式是城市生态建设的关键要素,直接关系到“生态城市”的建立和存在。从生态学角度探讨城市空间结构的发展演化有助于较为深入的认识城市发展演化的规律,为城市规划提供相应的理论基础。

1 传统生态城市空间结构理论研究方向

1.1 人本主义改良模式与城市空间结构

伴随着工业革命的发展以及城市的恶性扩张,带来了一系列的问题,城市居民的生活质量急剧降低,为了协调城市与自然的关系,解决工业革命带来的城市发展问题,西方学者进行了长期的探索并提出了相关的理论,其间具有代表性的有1882年西班牙工程师索里亚◦伊◦马塔(Arturo Soria Y Mata)的带形城市,1898年英国社会学家霍华德(E◦Howard)的田园城市,1942年芬兰建筑师E◦沙里宁的“有机疏散”理论。这些理论都体现出强烈的人本主义关怀思想,期望通过构建合理的城市空间结构来为市民创造一个宜人的城市环境。

1)带形城市。“带形城市”的规划原则是以交通干线作为城市布局的主脊骨骼;城市的生活用地和生产用地,平行地沿着交通干线布置;大部分居民日常上下班都横向地来往于相应的居住区和工业区之间。交通干线一般为汽车道路或铁路,也可以辅以河道。城市继续发展,可以沿着交通干线(纵向)不断延伸出去。带形城市由于横向宽度有一定限度,因此居民同乡村自然界非常接近。纵向延绵地发展,也有利于市政设施的建设。带形城市也较易于防止由于城市规模扩大而过分集中,导致城市环境恶化。最理想的方案是沿着道路两边进行建设,城市宽度500 m,城市长度无限制。

1892年,索里亚为了实现他的理想,在马德里郊区设计一条有轨交通线路,把两个原有的镇连接起来,构成一个弧状的带形城市,离马德里市中心约5 km。1901年铁路建成,1909年改为电车。经过多年经营,到1912年约有居民4 000人。索里亚规划建设的带形城市,实质上只是一个城郊的居住区,后来由于土地使用等原因,这座带形城市向横向发展,面貌失真。

带形城市一厢情愿地将城市的形态限制为狭长的形状,造成了土地利用不合理等城市发展中的诸多矛盾,在现实的城市发展中城市形态和结构很难保持理想的带形。

2)田园城市。霍华德设想的田园城市包括城市和乡村两个部分。城市四周为农业用地所围绕;城市居民经常就近得到新鲜农产品的供应;农产品有最近的市场,但市场不只限于当地。田园城市的居民生活于此,工作于此。所有的土地归全体居民集体所有,使用土地必须缴付租金。城市的收入全部来自租金;在土地上进行建设、聚居而获得的增值仍归集体所有。城市的规模必须加以限制,使每户居民都能极为方便地接近乡村自然空间。

霍华德对他的理想城市作了具体的规划。他建议田园城市占地为6 000英亩(1英亩=0.405 hm2)。城市居中,占地1 000英亩;四周的农业用地占5 000英亩,除耕地、牧场、果园、森林外,还包括农业学院、疗养院等。农业用地是保留的绿带,永远不得改作他用。霍华德提出,为减少城市的烟尘污染,必须以电为动力源,城市垃圾应用于农业[4]。

田园城市的中心思想是使人们生活在既具优越的社会经济环境,又具有美好自然环境,融城乡优势于一体的新型城市中,他为城市的有机分散开创了一条可能的道路,但是他的城市理论与20世纪生产力发展的要求是相背离的。霍华德所倡导的小城市在当时的状况下一般无法满足生产发展对于资金、劳动力、技术、能源、流通的要求。从这个角度来讲霍华德有回到农业社会,重走自给自足的小农经济道路的倾向。霍华德的田园城市结构的设想与城市空间的发展规律相脱节,而且从产业、经济、税收上都是采用一种内向模式,试图脱离大都市的影响,这与工业社会城市不可逆转的发展趋势相背离。

3)有机疏散理论。为缓解城市机能过于集中所产生的弊病,沙里宁提出有机疏散理论。沙里宁认为,城市作为一个机体,它的内部秩序实际上是和有生命的机体内部秩序相一致的。如果机体中的部分秩序遭到破坏,将导致整个机体的瘫痪和坏死。为了挽救今天城市免趋衰败,必须对城市从形体上和精神上全面更新。再也不能听任城市凝聚成乱七八糟的块体,而是要按照机体的功能要求,把城市的人口和就业岗位分散到可供合理发展的离开中心的地域[5]。有机疏散的实质就是把传统大城市那种拥挤成一整块的形态在合适的区域内分解成为若干个集中单元,并把它们组织成为“在活动上相互关联的有功能的集中点”,它们彼此之间将用保护性绿化带隔离开来,以此来应对城市发展的需要。有机疏散理论强调了“疏散”的作用,城市的功能与形态在一定基础上进行了分离,实际上在城市规划与建设的实践中却很难做到各功能节点之间的“有机”联系,从而带来了新的城市问题。

1.2 生物仿生组织模式与城市空间结构

1960年在美国俄亥俄州召开的第一届仿生学会议认为:仿生学就是模仿生物系统的原理来建造技术系统,或者使人造系统具有类似于生物系统特征的一门科学[6]。1954年欧洲“十次小组”在荷兰召开预备会时英国建筑师史密森曾提出一种新的城市形态称之为“簇群城市”。它是根据植物生长变化的规律而提出的一种新城市布局思想。他们设想把这种城市主干道设计成三叉形的道路系统,象征着植物“干茎”,使交通流量得以均匀分布。同时,这种城市是不断生长变化的,也可使城市与建筑物的分布获得有机的组合[6]。

1961年黑川纪章提出了共生城市的思想:“共生城市是基于生命原理的一种城市观和建筑观,涉及的重要概念有新陈代谢、循环、信息、生态学、可持续发展、共生和遗传基因。建筑及城市不再是建好之后就被固定下来,而是继续发展变化的。黑川纪章基于自己的理论提出了螺旋城市的构想:高且巨大的螺旋形人造构筑物建在海洋或湖泊上,实现自然与城市的共生。城市可向上方和侧向发展,成为开放型的新陈代谢城市[8]。

2 当前生态城市空间结构理论研究的内在需求与趋势

1)城市空间结构生态学研究的定量分析需求。

城市生态化的发展方向已经成为当代城市发展的必然趋势。随着当代城市生态学理论的深入发展,城市生态学将不再仅仅局限于环境保护以及初步的城市资源优化方面,对城市空间结构的深层次生态学角度的探索对揭示城市发展的客观规律有着重要的理论与实践意义。它直接关系到城市内部基于空间结构的各组成要素的分布以及城市总体布局效果和合理发展方向等一系列应用于实践的重要问题。城市生态理论及其实践活动虽然在当代得到了广泛的重视,其理论如雨后春笋般地涌现,但是对城市生态系统内部运行的机制以及规律还缺乏认识,对城市生态系统的研究仍然处于初始阶段,当前全球总体环境的各种发展纲要和大多数具体城市的生态建设以及改良措施都具有试验以及尝试的色彩,仍然缺乏系统理论的支持。城市生态理论在经过了定性分析的时期之后,理论的发展必然会从各个方面都进一步系统化地进入定量分析研究的时期,即理论的适用性与精确性发展方向的需求,不再需要仅仅停留在喊口号与提出问题的层面,而是需要对所面临的问题进行具体性深入的研究,需要阐述系统的本质和解决问题的方法与途径。

2)数字时代城市空间结构研究的虚拟化趋势。

20世纪信息技术的迅速发展和广泛应用对人类社会产生了深远的影响。“数字城市”则是信息技术在城市领域发展应用的必然结果,也意味着数字化模拟及仿真技术在城市规划领域的逐步发展与实现。对城市空间结构建立相应的数学模型并进行定量分析与模拟可以有效地提高城市管理效率,并为城市的可持续发展提供决策与支持。将计算仿真与空间虚拟技术与城市规划设计及管理相结合是城市规划领域理论发展的趋势。

[1] 胡天新,杨汝力.西方城市内部空间结构研究的理论进展[M].香港:香港中文大学出版社,1999:80-83.

[2] 杨汝力,陆大道.迈向21世纪的中国——城乡与区域发展[M].香港:香港中文大学出版社,1999:125-138.

[3] 毕凌岚.生态城市物质空间系统结构模式研究[D].重庆:重庆大学博士学位论文,2004.

[4] 埃比尼泽◦霍华德.明日的田园城市[M].金经元,译.北京:商务印书馆,2000:23.

[5] 伊里尔◦沙里宁.城市:它的发展、衰败和未来[M].顾启源,译.北京:中国建筑工业出版社,1986.

[6] 徐晓琳.浅谈建筑仿生文化的发展趋势[J].四川建材,2006(2):71-73.

[7] 张京祥.西方城市规划思想发展史纲[M].南京:东南大学出版社,2006.

[8] 黑川纪章.共生城市[J].建筑学报,2001(4):9-12.