适应社会-生态系统的道路绿地弹性设计
——以呼和浩特市东二环路为例

杨淑淇，王 敏

（华中师范大学城市与环境科学学院，武汉 430079）

人类社会、自然基底及建成环境相互依赖，复合构成一个复杂的社会-生态系统，具有时间和空间、生态和社会、功能和意义上实现平衡态的能力。道路绿地是城市社会-生态系统的重要组成部分，在城镇化高速发展背景下，道路绿地兼顾城市健康的生态体系、适宜居住的生活环境和丰富多样的城市文化等多层次目标任务，同时也面临着外部冲击和刺激带来的脆弱性问题。如何实现绿地景观可持续的高品质发展，成为当下提高城市空间品质的重要基础。社会-生态系统语境下的城市与景观建设，在规划思路上，充分认识到道路绿地的开放性和复杂系统特征。通过探索宏观的空间样态与微观的组织结构之间的互动关系与行为规则，发现道路绿化适应性演变的客观规律。在研究视角上，基于道路绿地的自然、人文、时间、空间的综合属性，以社会-生态系统理论解读道路绿地在时间与空间、功能与结构、形态与意义之间的互动规则，是对人地关系系统理论与实践研究的补充和丰富。

1 社会-生态系统视野下的道路绿地

1.1 社会-生态系统

社会-生态系统是一个由人类社会与生态环境耦合作用而形成的系统［1］，是人与自然紧密联系的复杂适应系统［2］。它首先是一个复杂系统，同时这个复杂系统是动态不稳定的，具有多稳态、自主性，藉由特定的、既有的结构模式及文化范式来维持自己的持存［3］。当不稳定扰动发生时，系统能够自我调适，不断做出选择。绿地系统是典型的城市社会-生态系统，它的社会-生态适应性体现在与环境共生的生命过程，“所有生机勃勃的城市都具有一个共同的必备因素，那就是城市组织不但高度复杂，而且整齐有序”［4］。有序的道路绿地是适应社会-生态系统的基础。这就要求，道路绿地的规划设计既应适应地域环境长期积淀而形成的组织规律，又要满足城镇空间功能的各种需求。从社会-生态系统角度思考道路绿地系统营造，跳出规划设计的线性、静态思维定式，不局限于当下的、本身的状态，考虑绿地样态的现状与过去、未来的样态之间是否存在关联以及什么样的关联。关注绿地系统发展演化中的因果关系和内生机理，采用复杂系统研究方法，针对性地制定空间优化方案。

1.2 社会-生态系统的弹性属性

1973年，生态学家Holling［5］提出弹性概念，把弹性定义为社会-生态系统的属性，认为弹性是系统受到干扰并可维持其功能和控制的能力。社会-生态系统的弹性决定了它在多稳态转化过程中能够承受并保持系统的结构、功能动态稳定的应变能力和抗干扰能力［6］。社会-生态系统弹性框架下的绿地生命过程具有适应性演化的行为模式，呈现为干扰（刺激）—涨落—适应性选择—进化新平衡的适应性机制。“适应=多样性变异+遗传性保存+环境的选择”［7］，这是绿地系统与环境信息“交流学习”与“经验累积”下，不断选择与调试的适应性结果。绿地系统对环境变化的应对，保持构成要素与表现形式的多样性。空间相态与环境条件相适应，地域性遗传基因成为绿地景观特色之源。

1.3 适应社会-生态系统的道路绿地弹性原则

1.3.1 工程弹性原则 道路景观弹性设计响应自然环境、人工环境与制度环境相互适应和协同进化的组织特征。为保证与自然环境基底的互动关系，植物配置以乡土树种为主，综合考虑外来树种在当地土壤条件、气候环境、地形地貌下的适应性，做到因地制宜，适地适树。考虑植物的景观效果，常绿与落叶结合，观花与观果植物结合，使四季有景可观，尽可能做到步移景异。进行微地形改造，适当设置下沉绿地、生态草沟等滞留设施，采用透水性良好的铺装，设置生态树池，可减少雨天地表径流，方便雨水下渗与储蓄，提高雨水的利用率。

1.3.2 生态弹性原则 以地形地貌、气候环境等自然环境为布景基础条件，自发地与它形成协调关系。保证物种的多样性选择，促进植物群落多样性发展，维持生态系统的稳定性。还要考虑不同植物的生态功能，选择节水耐旱型植物，均衡配置，达到调节局地气候、涵养水源、净化水体、防风固沙、缓解地下水位下降、保护环境的效果。

1.3.3 社会弹性原则 在弹性的绿地景观营造中，要与本土文化和审美习惯相契合，做到地域特色突出，使当地居民有强烈的视觉美感和心理归属感。环境给人的情感意义大于物质空间本身，“如果事物变化太快了，历史就变得难以定形，因此，人们为了发展自身，发展他们的社会生活和变化，就需要一种相对稳定的场所体系。这种需要给形体空间带来情感上的重要内容——一种超出物质性质、边缘或界定周界的内容——也就是所谓的场所感”［8］。文化趋同困境下，对本体文化资源重新重视成为城镇发展应变之道。道路绿地设计必须向居民生活回归，不但要满足绿地景观应有的空间形态、审美意象、生态基础、防灾减灾等基本功能，还要回应城市群体深层的城市记忆和生命情感。

2 道路绿地弹性设计胚芽模式

道路绿地是一个不断演化的复杂系统，演化过程中具有偶然性和不确定性。适应社会-生态系统的道路绿地弹性设计模式将“引导系统的未来作出结构上的建议”［3］，结构决定功能，它就像胚芽，包含了系统未来开展的方向。落实在道路绿地的景观要素、空间样态与组织机理的协调机制上，包含了序参量触媒、多稳态分形和适应性支配三个核心步骤（图1）。

图1 道路绿地弹性设计胚芽模式

2.1 序参量触媒

社会-生态系统复杂性的核心在于构成要素及子系统之间的动态演变、等级层次和网络关系。对道路绿地系统的生长和演化起到结构上的统领和导向作用的因子，最终能够协调其他部分在整体中的等级分布和作用关系。这些因子就像化学反应的催化剂，具有触媒作用，成为建序因子。协同学认为，建序因子“用于指示新结构的出现，判别连续相变和由相变产生有序结构的类型及其有序程度”［9］，是系统有序组织的“无形之手”，控制系统的有序化演进方向。借助规划设计行为有效引导序参量的触媒作用，激发空间活力，促进绿地构成要素组织有序化，能够更好地应对环境变化，保持城市绿地景观多样性和特色化。

2.2 多稳态分形

在序参量的支配作用下，系统出现涨落和反馈机制，产生了不平衡状态。适应社会-生态系统弹性的道路绿地能够在不断扰动和反复震荡中实现多稳态动态平衡，这种过程伴随在系统演化的全部时空过程中。因此，道路绿地系统的演化与空间组织不是一步到位，而是在长期的相互选择、磨合与修正中不断优化的结果。在这个过程中，系统构成上表现出元素与子系统的再建和分化，空间样态表现出不同的分形特征。基于此，规划设计与建设营造之间需要保持适度的理性与弹性，给绿地系统调整和适应的缓冲空间。

2.3 适应性支配

序参量是起支配作用的关键变量，在涨落与反馈作用下生成具有支配能力的结构，由它来引导系统的时空演化。尊重绿地空间生存环境的基质条件，在整体性视角下，理性尝试与地域协调的新元素、新样态，来激励系统的整体运转效率，提高有效竞争效应，促使系统向更高层级分化和转型。

3 道路绿地弹性设计应对

3.1 案例区概况

2015年国务院办公厅发表《关于推进海绵城市建设的指导意见》，按照海绵城市目标不断强化园林绿化建设和管理，绿地弹性成为重要的设计转向。呼和浩特市海绵城市建设研究逐步推进，2016年完成《呼和浩特市海绵城市专项规划草案》，2017年底建成区绿地面积9 586.77 hm2，绿化覆盖率达39.87%，人均公园绿地面积达到19.39 m2。其中海绵试点为成吉思汗公园、南湖湿地公园、草原丝绸之路主题公园、哈拉沁生态公园。并且逐步取代传统直埋式管网等灰色设施设备，采用地下管廊式排水系统。

东二环路位于呼和浩特市东部，全线南北走向，长5.4 km，是“四横六纵两环”绿地系统格局中的重要组成部分。东面衔接行政文化核心景观区，是城市重要的景观界面。城市主导风向为西北与西南风向，其对城市防风也起着重要的作用。采用四板五带式道路绿地，道路红线距离70 m，中央分车带宽6 m，两侧分车带宽3 m，人行道两侧绿带宽17.5 m。呼和浩特市东二环区位及现状见图2。

图2 呼和浩特市东二环区位及现状

目前植物配置数量较多，但种类有限，以乡土树种居多（表1）。乡土树种与引进树种比为2.1∶1，乔木与灌木比为1.8∶1，落叶与常绿树种比为6∶1。乡土树种为主，引进树种也已完全驯化，可以适应呼和浩特冬季低温干燥的气候环境。

表1 呼和浩特市东二环植物配置现状

3.2 亟需优化的弹性缺失问题

3.2.1 全线功能单一 目前主要作为生产防护绿地，居民的介入感较差，不能提供良好的休闲游憩空间。植物配置模式基本相同，仅植物种类、排列组合方式有所不同，空间样态呈现均质化样态，识别性和特色不够。

3.2.2 工程弹性不足 人行道铺装透水性较差，雨天积水较多，不便于居民的出行。路侧绿带全线地势平坦，没有微地形的起伏变化，过于单调，也不符合海绵城市建设的理念。

3.2.3 植物配置不合理 植物种植密度较大，但生物多样性偏低，季相景观不丰富。观花果类植物主要集中在灌木层，乔木层较少；观色叶植物仅有火炬、紫叶李等极少数，且常绿树木较少，冬季景观效果差。外业调查还发现某些路段的中层仅有常绿树或者仅有落叶树，配置不合理。

3.2.4 文化特色不突出 呼和浩特作为内蒙古自治区的首府城市，特有的蒙元文化应在城市的景观建设中加以运用。虽然在每个路口会有景观小品，但地方特色不强。

3.3 适应社会-生态系统的弹性设计优化

3.3.1 刺激序参量触媒效应 重点关注系统的功能协调，通过功能与层次结构分析，确保绿地功能完善，在此前提下，与周围环境进行协同处理，力求发挥更大的弹性效应。

1）遵循环境适应性原则，完善功能定位，调整景观空间结构。增加景观多样性，改善视觉效果。将东二环绿地打造为集生态环保、防洪蓄水、教育科普、文化宣传、休闲娱乐于一体的统一综合廊道。

2）织补弹性空间网络。与毗邻的如意河融汇，发挥协调作用，促进城市生态及景观建设。打造呼和浩特市东部弹性网络结构组团，以东二环和如意河为南北方向两纵结构，硬质景观与软质景观、绿带与蓝带相互结合，创造更大的生态效益。东西方向主要打造成吉思汗东街、海拉尔东街、北垣东街、新华东街、如意和大街、敕勒川大街、鄂尔多斯东街等七条横向海绵结构。横纵结合，形成完整的“两纵七横”网络体系，完善海绵城市建设的基本骨架，充分发挥弹性效应，保证雨水的“蓄、净、渗”，涵养水源，提供良好的生态环境与景观风貌。

3）刺激正反馈。梳理时空结构，按照层次做结构分析，形成“三区五核”等级结构。科普文教区、文化政治区、居民休闲区，发挥不同的主体功能，兼顾景观的多样性、完整性及连贯性。五个景观核心节点，也是海绵城市建设的核心节点。

3.3.2 植物配置促进景观空间多稳态分形 重点关注植物在道路绿化中的生态弹性效应，通过片段式、层级式、功能式三种绿化空间营造形式，引导植物景观在生长过程中不断完善空间调节功能。其中片段式绿化为基础，以均质化植物界面形成外围景观界面。层级式绿化集中体现在重点空间节点，注重绿化群落的多样性和地域特色。功能式绿化是道路绿化系统社会-生态弹性实现自我适应的阶段，植物数量和密度达到一定程度后，能够净化空气，涵养水分，冬季防风固沙，满足工程、生态和社会弹性。

1）路侧防护绿带采用片段式均质化分布形式，作为生产防护绿地，适应地方气候要求，保证防风防沙功能。以高大的新疆杨为背景树种，适当加大种植密度。

2）结合“三区五核”景观空间，通过环境设施、树种选择的差异来体现空间的异质性。北垣东街路口—如意和大街路口为科普文教片段，加入教育元素，设置趣味性的雕塑小品、树种信息、文化景墙等环境设施，起到科普宣传，寓教于乐的效果。树种选择丰富多样，营造开敞空间，提高居民可达性和参与性。北垣东街口—东二环北端为居住集中片段，加大路侧绿带与周边绿地的联系，增加植物种植密度，设置小尺度公共开放空间和休闲座椅，保证居民活动的私密性和适宜度。成吉思汗东街路口与大学东路入口作为蒙元文化表达与衔接的核心节点，设置蒙元要素景观，植株种植稀疏，以展示重要的景观小品。

3）加大群植方式，引导道路植物群落的多功能弹性。北垣东街路口、新华东街路口、敕勒川大街路口等重要节点着重培植有活力的绿植群落。结合空间特征，引入立体绿化理念，以高大植物作为背景树种，减弱噪音影响。由乔木群落向小乔木群落、灌木群落、草坪过渡，采用丰富的植物品种，层次和微地形等多种手法，体现景观设计的立体性。打造雨水花园，储蓄雨水，涵养地下水，实现生态持续循环的雨洪控制。设置植草沟，且铺设鹅卵石，丰富景观样态，同时也起到过滤净化和降低雨水下渗速度的作用。

3.3.3 适应性支配策略 基于系统整体性视角，通过更详细的可行性策略与方案，使得序参量发挥最大的功效，系统能够完成整体功能上的巩固与提升。

1）建立城市慢性绿道，提高城市综合功能。衔接南二环路慢行绿道工程，打造慢行绿道网络系统，方便居民的步行与骑行，提升道路景观空间的可达性。

2）微地形改造，合理收集利用雨水。呼和浩特市年降水量少，应对水资源短缺，水污染严重，地下水开采过量等问题，设置植草沟、下沉洼地、雨水花园等生态设施，储蓄利用雨水。设置行道树生态树池，设有引流口，结合透水景观石，既增加地面景观效果，也起到雨水过滤作用。沿线敷设再生水管线，应尽可能向周边延伸，进一步提供再生水的利用率。

3）增加树种种类，引导群落多样性，增加生态效应。东二环路侧绿带，作为呼和浩特市城市绿地系统中重要的生产防护绿地，冬季防风固沙，夏季涵养水源，调节局地微气候，是防灾减灾的重要节点。必须要考虑物种的多样性，选择节水耐旱、根系耐涝型植物。加大常绿植物的配置种类与比例，增加白皮松的数量，种植杜松、华北落叶松等常绿树种，种植五角枫、蒙古栎等观叶树种，以保证良好的美学效果与冬季的景观效果。设置人工鸟窝，吸引鸟类生存居住，提高物种丰富度，保证生态系统的稳定性。

4）体现蒙元地域文化特色，建设景观大道。特有的蒙元文化可以运用于景观建设中。在新华东街以南西侧的路侧绿带中，可以与草原丝绸之路文化公园相融合，设立小型雕塑小品，叙述蒙古族不同的文化与习俗。在中央分车带，结合绿化模式的开始、发展、高潮与结束，按叙事手法依次展开，设置特色的绿色雕塑，描述具有代表性的历史事件，起承转合，娓娓道来，打造亮丽的景观大道。

4 小结

本研究的探索性在于，以社会-生态系统的复杂系统理论视角切入，围绕道路绿地的弹性设计要求，探讨功能、生态和社会兼顾的弹性设计方法。针对道路景观设计与建设的动态性，根据社会-生态系统的内部动力机制，提出序参量触媒、多稳态分形和适应性支配的组织机制，着重落实在道路绿化空间结构完善、绿地植物配置多样性和地域文化凸显的设计策略上。面向复杂系统的城市景观研究与规划决策，已经不能仅仅依靠现状和定性分析来解决问题，城市环境营造迫切需要统筹人的主体意愿，也需要复杂系统视域下的数理工具辅助。综合考虑设计的科学性、工程弹性、生态弹性、及社会弹性，顾及近远期规划相结合，动态演化与弹性治理相匹配，将是后继研究的重要内容。