生態城市空間結構理論研究的方向與趨勢

劉 超

城市空間結構是城市規劃學和城市地理學研究的核心內容。城市空間結構主要從空間的角度來探索城市形態和城市相互作用網絡在理性的組織,原理下的表達方式,也就是說,在城市結構的基礎上增加空間維度(spatial dimension)的描述,其研究內容不但包括城市形態和城市內部要素的空間分布,還包括了這些要素之間相互作用的內在機制[1]。城市空間系統是城市各個子系統的載體,必然對城市的建設起到至關重要的作用,所有的其他城市子系統,例如:城市社會、城市經濟體系、城市自然等等,都必須依托城市物質空間存在[3]。城市空間結構的組織方式是城市生態建設的關鍵要素,直接關系到“生態城市”的建立和存在。從生態學角度探討城市空間結構的發展演化有助于較為深入的認識城市發展演化的規律,為城市規劃提供相應的理論基礎。

1 傳統生態城市空間結構理論研究方向

1.1 人本主義改良模式與城市空間結構

伴隨著工業革命的發展以及城市的惡性擴張,帶來了一系列的問題,城市居民的生活質量急劇降低,為了協調城市與自然的關系,解決工業革命帶來的城市發展問題,西方學者進行了長期的探索并提出了相關的理論,其間具有代表性的有1882年西班牙工程師索里亞?伊?馬塔(Arturo Soria Y Mata)的帶形城市,1898年英國社會學家霍華德(E?Howard)的田園城市,1942年芬蘭建筑師E?沙里寧的“有機疏散”理論。這些理論都體現出強烈的人本主義關懷思想,期望通過構建合理的城市空間結構來為市民創造一個宜人的城市環境。

1)帶形城市。“帶形城市”的規劃原則是以交通干線作為城市布局的主脊骨骼;城市的生活用地和生產用地,平行地沿著交通干線布置;大部分居民日常上下班都橫向地來往于相應的居住區和工業區之間。交通干線一般為汽車道路或鐵路,也可以輔以河道。城市繼續發展,可以沿著交通干線(縱向)不斷延伸出去。帶形城市由于橫向寬度有一定限度,因此居民同鄉村自然界非常接近。縱向延綿地發展,也有利于市政設施的建設。帶形城市也較易于防止由于城市規模擴大而過分集中,導致城市環境惡化。最理想的方案是沿著道路兩邊進行建設,城市寬度500 m,城市長度無限制。

1892年,索里亞為了實現他的理想,在馬德里郊區設計一條有軌交通線路,把兩個原有的鎮連接起來,構成一個弧狀的帶形城市,離馬德里市中心約5 km。1901年鐵路建成,1909年改為電車。經過多年經營,到1912年約有居民4 000人。索里亞規劃建設的帶形城市,實質上只是一個城郊的居住區,后來由于土地使用等原因,這座帶形城市向橫向發展,面貌失真。

帶形城市一廂情愿地將城市的形態限制為狹長的形狀,造成了土地利用不合理等城市發展中的諸多矛盾,在現實的城市發展中城市形態和結構很難保持理想的帶形。

2)田園城市。霍華德設想的田園城市包括城市和鄉村兩個部分。城市四周為農業用地所圍繞;城市居民經常就近得到新鮮農產品的供應;農產品有最近的市場,但市場不只限于當地。田園城市的居民生活于此,工作于此。所有的土地歸全體居民集體所有,使用土地必須繳付租金。城市的收入全部來自租金;在土地上進行建設、聚居而獲得的增值仍歸集體所有。城市的規模必須加以限制,使每戶居民都能極為方便地接近鄉村自然空間。

霍華德對他的理想城市作了具體的規劃。他建議田園城市占地為6 000英畝(1英畝=0.405 hm2)。城市居中,占地1 000英畝;四周的農業用地占5 000英畝,除耕地、牧場、果園、森林外,還包括農業學院、療養院等。農業用地是保留的綠帶,永遠不得改作他用。霍華德提出,為減少城市的煙塵污染,必須以電為動力源,城市垃圾應用于農業[4]。

田園城市的中心思想是使人們生活在既具優越的社會經濟環境,又具有美好自然環境,融城鄉優勢于一體的新型城市中,他為城市的有機分散開創了一條可能的道路,但是他的城市理論與20世紀生產力發展的要求是相背離的。霍華德所倡導的小城市在當時的狀況下一般無法滿足生產發展對于資金、勞動力、技術、能源、流通的要求。從這個角度來講霍華德有回到農業社會,重走自給自足的小農經濟道路的傾向。霍華德的田園城市結構的設想與城市空間的發展規律相脫節,而且從產業、經濟、稅收上都是采用一種內向模式,試圖脫離大都市的影響,這與工業社會城市不可逆轉的發展趨勢相背離。

3)有機疏散理論。為緩解城市機能過于集中所產生的弊病,沙里寧提出有機疏散理論。沙里寧認為,城市作為一個機體,它的內部秩序實際上是和有生命的機體內部秩序相一致的。如果機體中的部分秩序遭到破壞,將導致整個機體的癱瘓和壞死。為了挽救今天城市免趨衰敗,必須對城市從形體上和精神上全面更新。再也不能聽任城市凝聚成亂七八糟的塊體,而是要按照機體的功能要求,把城市的人口和就業崗位分散到可供合理發展的離開中心的地域[5]。有機疏散的實質就是把傳統大城市那種擁擠成一整塊的形態在合適的區域內分解成為若干個集中單元,并把它們組織成為“在活動上相互關聯的有功能的集中點”,它們彼此之間將用保護性綠化帶隔離開來,以此來應對城市發展的需要。有機疏散理論強調了“疏散”的作用,城市的功能與形態在一定基礎上進行了分離,實際上在城市規劃與建設的實踐中卻很難做到各功能節點之間的“有機”聯系,從而帶來了新的城市問題。

1.2 生物仿生組織模式與城市空間結構

1960年在美國俄亥俄州召開的第一屆仿生學會議認為:仿生學就是模仿生物系統的原理來建造技術系統,或者使人造系統具有類似于生物系統特征的一門科學[6]。1954年歐洲“十次小組”在荷蘭召開預備會時英國建筑師史密森曾提出一種新的城市形態稱之為“簇群城市”。它是根據植物生長變化的規律而提出的一種新城市布局思想。他們設想把這種城市主干道設計成三叉形的道路系統,象征著植物“干莖”,使交通流量得以均勻分布。同時,這種城市是不斷生長變化的,也可使城市與建筑物的分布獲得有機的組合[6]。

1961年黑川紀章提出了共生城市的思想:“共生城市是基于生命原理的一種城市觀和建筑觀,涉及的重要概念有新陳代謝、循環、信息、生態學、可持續發展、共生和遺傳基因。建筑及城市不再是建好之后就被固定下來,而是繼續發展變化的。黑川紀章基于自己的理論提出了螺旋城市的構想:高且巨大的螺旋形人造構筑物建在海洋或湖泊上,實現自然與城市的共生。城市可向上方和側向發展,成為開放型的新陳代謝城市[8]。

2 當前生態城市空間結構理論研究的內在需求與趨勢

1)城市空間結構生態學研究的定量分析需求。

城市生態化的發展方向已經成為當代城市發展的必然趨勢。隨著當代城市生態學理論的深入發展,城市生態學將不再僅僅局限于環境保護以及初步的城市資源優化方面,對城市空間結構的深層次生態學角度的探索對揭示城市發展的客觀規律有著重要的理論與實踐意義。它直接關系到城市內部基于空間結構的各組成要素的分布以及城市總體布局效果和合理發展方向等一系列應用于實踐的重要問題。城市生態理論及其實踐活動雖然在當代得到了廣泛的重視,其理論如雨后春筍般地涌現,但是對城市生態系統內部運行的機制以及規律還缺乏認識,對城市生態系統的研究仍然處于初始階段,當前全球總體環境的各種發展綱要和大多數具體城市的生態建設以及改良措施都具有試驗以及嘗試的色彩,仍然缺乏系統理論的支持。城市生態理論在經過了定性分析的時期之后,理論的發展必然會從各個方面都進一步系統化地進入定量分析研究的時期,即理論的適用性與精確性發展方向的需求,不再需要僅僅停留在喊口號與提出問題的層面,而是需要對所面臨的問題進行具體性深入的研究,需要闡述系統的本質和解決問題的方法與途徑。

2)數字時代城市空間結構研究的虛擬化趨勢。

20世紀信息技術的迅速發展和廣泛應用對人類社會產生了深遠的影響。“數字城市”則是信息技術在城市領域發展應用的必然結果,也意味著數字化模擬及仿真技術在城市規劃領域的逐步發展與實現。對城市空間結構建立相應的數學模型并進行定量分析與模擬可以有效地提高城市管理效率,并為城市的可持續發展提供決策與支持。將計算仿真與空間虛擬技術與城市規劃設計及管理相結合是城市規劃領域理論發展的趨勢。

[1] 胡天新,楊汝力.西方城市內部空間結構研究的理論進展[M].香港:香港中文大學出版社,1999:80-83.

[2] 楊汝力,陸大道.邁向21世紀的中國——城鄉與區域發展[M].香港:香港中文大學出版社,1999:125-138.

[3] 畢凌嵐.生態城市物質空間系統結構模式研究[D].重慶:重慶大學博士學位論文,2004.

[4] 埃比尼澤?霍華德.明日的田園城市[M].金經元,譯.北京:商務印書館,2000:23.

[5] 伊里爾?沙里寧.城市:它的發展、衰敗和未來[M].顧啟源,譯.北京:中國建筑工業出版社,1986.

[6] 徐曉琳.淺談建筑仿生文化的發展趨勢[J].四川建材,2006(2):71-73.

[7] 張京祥.西方城市規劃思想發展史綱[M].南京:東南大學出版社,2006.

[8] 黑川紀章.共生城市[J].建筑學報,2001(4):9-12.