基于“CAS”理論的城市湖泊景觀更新研究

吳 巍， 肖志鵬， 王紅英

(湖北工業大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

基于“CAS”理論的城市湖泊景觀更新研究

吳 巍， 肖志鵬， 王紅英

(湖北工業大學土木工程與建筑學院， 湖北 武漢 430068)

為給我國城市湖泊生態系統的修復與更新提供可借鑒的思路與經驗，在武漢市張畢湖景觀改造工程的項目實踐中，根據其自然特征(氣候、地形、平均水深等)﹑歷史變遷、景觀結構﹑社會功能等進行分層剖解，運用“CAS”理論探究城市湖泊景觀生態系統的構建之法，提出“淺塘型生態群落”的概念，通過一系列尺度各異的構筑物的設置，合理引導不同景觀斑塊之間的交互作用，以使各個景觀斑塊自適應性地更新湖泊景觀系統的生態結構。

“CAS”理論； 景觀更新； 生態系統； 自適應性

在現代城市建設中，水體已經成為一個完備的城市綜合體所必不可少的物質資源。有著富足景觀資源的城市湖泊景區自然就會成為城市規劃建設的首選，這些區域不僅飽含充裕的景觀資源，可稱得城市健康發展的天然基石，而且，由于城市湖泊是熙攘都市與自然環境之間一個極其重要的功能過渡區，有緩沖以及天然屏障的作用。近年來，多數城市湖泊的生態環境正遭受著嚴重的破壞，出現了功能退化、湖區生態失衡等一系列急需解決的問題。城市湖泊的景觀生態再生已成為當前業內探究的熱點。

1 解析城市湖泊景觀生態系統

1.1 城市湖泊的概念

城市湖泊泛指城市建成范圍內存有的人工或是自然湖泊，是城市中陸域與水體協同構成的生態環境。它是城市中自然物質資源極其充裕且寶貴的地區，因人類與社會活動之間的碰撞頗為劇烈，城市湖泊景區可稱得人類活動與自然界之間的交互作用最為繁雜的地域之一。需要指出的是，不同城市湖泊的地緣特質迥異，本文著重研究內陸城市近郊或是城市核心地段的小型湖泊。

1.2 湖泊景觀生態系統

城市湖泊是現代城市商業居民區與自然之間一個特別重要的功能過渡區，發揮著極其重要的作用。近年來，多數城市湖泊的生態環境正遭受破壞，出現了功能退化、湖區生態失衡等等一系列急需解決的問題。城市湖泊的景觀生態再生已成為當前業內研究的熱點。因此，從湖泊景觀生態系統的角度研究城市湖泊景區的新功能﹑形態重組﹑人工物構建﹑生態系統重建等，對促進城市湖泊再生、延續城市湖泊與城市的交互功能具有重要意義，也可為我國內陸城市其他人工或是自然湖泊的生態重建提供可資借鑒的范式。

2 “CAS”理論對于湖泊景觀系統的可應用性分析

2.1 解析“CAS”理論

20世紀末，John Holland發表了“隱秩序”的著名報告，提出了“復雜適應系統”的理論，可簡稱“CAS”理論。其后更是自成體系，《隱秩序——適應性造就復雜性》徹底顛覆了傳統學院派的研究范式?！癈AS”理論被學界廣泛認可為“新世紀的新科學”，屬“新一代系統思想”。

“CAS”理論可以從系統學視界合理地解析組織內部的復雜蕪亂現象和深層次地解決組織內部的繁雜疑難，其要義在于系統中的個體斑塊含有的主動性和能動性。個體的適應性通常體現為能自發地和外界環境進行資源交流，為謀求個體生存而調整和更改自身的行為趨向，繼而良好地適應外界整體環境變化的要求。

2.2 基于“CAS”理論的“自適應性”湖泊景觀生態系統

我們可將城市湖泊視為一個紛繁龐雜的“復雜巨系統”，進而將其剖解為若干個既互相關聯，又保有自身獨立性的景觀斑塊，亦可稱之為“細胞體”，通過項目實踐中不同地緣結構中的取樣分析，遵從城市湖泊景觀系統中每個“細胞體”自有的判斷力和行動趨向，創造有利的條件，引導個體與其他成員以及周遭環境之間的交互行為，遵守個體和整體環境之間融合的行為準則，從而充分地利用不同景觀斑塊的自適應性，促使各個景觀斑塊在交互過程中產生“進化”的趨向，而不會囿于機械的限定方式，盲目地呈現出人為化的動勢，從而自發地調整自身的“進化”模式，良好地適應周遭環境，營造具有再生功能的“自適應性”湖泊景觀生態系統。

3 典型項目實踐

3.1 張畢湖景觀生態系統現狀

張畢湖一直以來最大的特點就是原生態自然景觀，且大多以“淺水湖塘”的形式存在著。由于長期經營不善，湖區岸堤破壞嚴重，只有在雨水期才有水，一逢枯水期就干旱。硚口區政府先后投入資金對張畢湖進行改造，力圖重建張畢湖的湖泊生態系統。根據張畢湖實地調查結果顯示，外源污染得到一定程度控制。但是湖區整體景觀重建稍顯落后(圖1、圖2)，依然存在一些亟需解決的問題：

1)張畢湖濱水景觀由于缺乏保護和有效整治，植物樹種生長良莠不齊；同時整個湖區均缺乏足夠的湖岸休閑小品景觀設施以及親水平臺區域。

2)因場所自然地貌特征以及長久以來形成的地緣特質，張畢湖環西側和南側各類子湖與淺塘均為土質岸堤，長期缺乏系統的整治，岸坡穩定性較差，不僅存在安全隱患，且與湖泊周邊景觀嚴重不協調。

3)湖區大小不一的“淺水湖塘”雜亂無序地散在各處，由于長久疏于管理，臨近社區涌入的垂釣者、生活垃圾等等令湖區生態嚴重失衡，使湖區景觀結構趨于斷裂、破碎狀態。

圖1 環西側子湖水質堪憂 圖2 南側淺塘土質堤岸破敗

3.2 基于“CAS”理論的“自適應性”湖泊景觀系統

“CAS”理論通常存有非線性、不可預測性等特征，其主體是能動的、存活著的實體，而個體與環境之間潛存著密切的影響和互相作用，是系統結構衍變乃至進化的主要推動力。

張畢湖“淺塘型“生態群落中每個單獨的“泡狀”空間均有不同的水位與土壤酸堿度，各個“泡狀”空間內的物質資源屬性各異(表1)，既相互滲透又保有自身的生態恢復能力(圖3)，我們充分遵從其中個體成員自有的判斷力和行動趨向，選擇性地添置適宜的木棧道、水榭、硬質駁岸等人工構筑物，創造有利的條件，引導個體與其他成員和環境之間有益的交互行為，善用個體和整體環境之間調整的行為準則，利用其自適應性，生成不同植物群落；營造出具備自身景觀修復與更新能動性的“淺塘型“生態群落(圖4)。

表1 不同“泡狀空間”的水體底部土質取樣檢測結果

圖 3 “自適應性”湖泊景觀系統

圖 4 “淺塘型”生態群落平面分析

將“淺塘型“生態群落看做是一個單獨的景觀斑塊，也可稱為一個體量更大的“細胞體”，隸屬于城市湖泊景區整體生態系統。因此，我們僅需合理地配置各類功能構筑物，充分地利用各個“細胞體”的自適應性，引導各個“細胞體”自發性地調整自身的行為模式，從而合理地適應環境，營造“自適應性”湖泊景觀生態系統(圖5)。

圖 5 “淺塘型”生態群落剖面圖

3.3 融入不同功能區劃的“景觀斑塊”

張畢湖公園的形成過程中歷史原因龐雜繁復，各個分區功能混亂。因此，改造設計中首先強調整體系統層面的宏觀調控，那么從整體系統層面考量就必須尊重張畢湖公園形成過程中的歷史軌跡。在功能區劃與群落配置中納入荊楚文化歷史情懷、濱水垂釣、生態科教體驗、群體節慶活動。在不同景觀斑塊中納入統一規劃的城市景觀元素，以一系列親水廊道聯通不同斑塊，緊密聯系；最后通過合理的規劃設計把張畢湖生態濕地景觀融入到城市整體景觀中。充分利用張畢湖原生態自然湖泊現狀，重新引入地方性的植物或當地特有樹種，分層組合。增加各類水生、濕生植物，營造自然濕地景觀，尤其要突出“野趣”。打造特色觀鳥島、江城水色、鷺洲煙雨、碧波鶴影等特色濕地景觀。各景觀功能節點之間用硬質鋪地、渡船以及木棧道等連接，在濕地構筑極少量人工建筑，大多采用銅質、木質等當地材料，與武漢市地區整體風格相協調。生態濕地生成不是短期即可達成的，須有長期的考量，不爭一時成敗。

4 結論

城市湖泊因其所處地域的特殊復雜性，是一個紛繁龐雜的生態系統，既包含了生態內涵、環境理念，也帶有水文特性，其生態景觀設計必須因境制宜，充分發揮我國內陸城市湖泊的景觀與社會功能。

在武漢張畢湖改造項目的前期取樣實驗中，我們發現運用“CAS”理論來剖析湖泊景觀生態系統是切實可行的，提出的構建“淺塘型生態群落”的概念正是與張畢湖自有的地緣特質、景觀生態系統、社會功能等因素相匹配，可謂魚水和諧。通過一系列尺度各異的構筑物的設置，合理引導不同景觀斑塊之間的交互作用，促使各個景觀斑塊自適應性地更新湖泊景觀系統的生態結構，大體可以實現張畢湖的整體生態系統恢復與更新的目標，同時也為未來張畢湖自然生態景觀系統的可持續發展提供了基礎和范式。

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[責任編校： 張巖芳]

CAS-based Research on the Update of Urban Lake Landscape

WU Wei, XIAO Zhipeng, WANG Hongying

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068,China)

This paper aims to provide referential ideas and experience for urban lakes ecosystem repair and update. According to the natural characteristics (climate, topography, the average water depth, etc.),historical change, landscape structure, and social function of layered creations in Zhang Bihu landscape renovation project in Wuhan, "CAS" theory is applied to explore the building of urban lake landscape ecological system, and the concept of "shallow pond ecological communities" is put forward. Through a series of scales of different structures, the interaction between different landscape patches is reasonably guided in order to make the landscape patches adaptively renew the lakes landscape ecological structure of the system.

the theory of CAS; landscape update; ecological system; adaptivity

1003-4684(2016)03-00110-03

TU986.5

A

2016-03-22

教育部人文社會科學研究規劃基金項目(15YJA760035)

吳巍(1971-)， 男， 湖北英山人，湖北工業大學教授，研究領域為景觀規劃與設計，建筑