生態智慧視野下北京中心地區歷史水系廊道恢復研究

薛 飛

楊 銳*

馬晗琮

趙壹瑤

白佟生

1 研究背景

1.1 問題的提出

北京城市的選址正如《管子》中的描述：“凡立國都，非于大山之下，必于廣川之上。高毋近旱，而水用足。下毋近水，而溝防省。”范鎮之《幽州賦》中概括其選址為：“左環滄海，右擁太行，北枕居庸，南襟河濟，形勝甲于天下。”北京歷經周初薊城、唐代幽州、遼代燕京、金之中都、元朝大都、明清北京、民國北平和新中國首都3 000余年的建城史、860余年的建都史，可謂滄海桑田[1-2]。侯仁之指出，世界上有許多城市建城早于北京，但都已沒落甚至變為廢墟，只有北京歷久不衰[3]，至今依然生命力旺盛，顯現出其得天獨厚的自然地理優勢和人工營城智慧。梁思成和林徽因認為北京是先有計劃而后建造的城，優點在于“其具有計劃性的城市整體”[4]，并指明“水源是全城的生命線”[4-5]；吳良鏞從區域角度提出京畿依托山水的人居支撐網絡與人居建設過程正是對水系不斷認識和改造的過程[6]；唐曉峰認為北京是實現中國古代都城建設理想的實踐者和集大成者，其中最重要的就是城與水的關系[7]。但是如今的北京，無論是有形的水景觀，還是無形的水文化，都在現代化城市的快速發展中嚴重退化，親水而居的中國古代宜居愿景受到了嚴峻挑戰。從古代北京營城理水的角度挖掘值得借鑒、可服務于當今北京的生態智慧，成為多個學科關注的問題。

1.2 名詞釋義

“生態智慧”(ecosophy)一詞于1973年由挪威哲學家Arne Naess提出，指一種生態和諧或平衡的哲學①[8]，享受和尊重地球完整的資源和生物圈中多樣生命形式的生存方式②[9]。20世紀90年代，已有多位學者對本地實踐和傳統文化中與生態相關的智慧應用展開研究[10]。象偉寧在前人的基礎上提出生態智慧包含理論的、個體的智慧(sophia)和實踐的、集體的智慧(phronesis)[11]，并認為后者是“基于實證的觀點、原則、戰略、路徑，可指引創新和長久持續的實踐(如都江堰、斯塔頓島、紐約中央公園等生態工程)”③[12]，其鮮明的本土場地和實踐特征，可以為生態規劃設計提供重要的知識和案例[13]，同時包含了個體或群體在歷史悠久的實踐中總結的與生態相關的知識。這些都已受到風景園林學、城鄉規劃學和建筑學等實踐特征學科的廣泛重視。

1.3 研究綜述

當前已有諸多學者從園林、古城、古都和國家公園等多個尺度對我國風景園林與城鄉規劃領域中的生態智慧實踐開展研究。王琿等對蘇州明清園林在空間、生境、審美塑造等方面的生態智慧進行了總結[14]；閆水玉等對隋唐長安、宋代臨安、明清北京的傳統營城展開了實證研究[15]；廖凌云等分析了傳統分散式古茶園與周邊自然相融相生的生態智慧[16]。此外，西方學者如斯坦納(Steiner)分析了德克薩斯奧斯汀的綜合規劃過程，提出生態知識和智慧可以幫助和引導規劃過程，從而提升生態系統服務[17]。

在“城與水”方面，雖然多位學者未提及“生態智慧”，但均開展了與其關系緊密的研究。如吳良鏞認為“中國傳統城市與山林水網密切結合”，并引用《商君書·徠民》中“地方百里者山陵處什一，蔽澤處什一，溪谷流水處什一，都邑蹊道處什一，惡田處什二，良田處什四”來顯示傳統人居環境對自然和水的重視[18]；吳慶洲總結我國古城水系多由“環城壕池和城內河渠組成”[19]，具有“供水、交通運輸、溉田灌圃和水產養殖、軍事防御、排水排洪、調蓄洪水、防火、躲避風浪、造園綠化和水上娛樂、改善城市環境的十大功用”[20]，并在“穩定城址、促進工商業發展、提供較高質量生活環境、形成城市特色”等方面發揮作用[20]，進而提出“城池是軍事防御與防洪工程的統一體，古城水系是多功能的統一體，是古城的血脈”[21]，其中“排洪河道密度”和“行洪斷面”是2個重要指標[22]。此外，針對云南麗江古城，既有對其“洗街文化、橋市文化、三眼井水管理”所蘊含的生態智慧的研究[23]，也有對其“逐水而居”的選址、“理水而興”的規劃、“水城相融”的景觀，以及護水、防洪、循環用水等與自然相適應的水利技術等生態智慧的研究總結[24]。

雖然針對生態智慧和城市及水系方面的研究在風景園林和城鄉規劃領域積累豐富，但是仍缺乏通過空間量化和情景模擬對具體案例的生態智慧再利用展開量化研究的嘗試。本文在前人研究的基礎上，在生態智慧的視野下，對北京中心城中心地區的歷史水系恢復展開空間量化和情景模擬研究。

2 研究對象與研究方法

2.1 研究對象

2.1.1 研究區域

北京中心城中心地區(包含北京核心區，以下簡稱“中心地區”)是指位于《北京城市總體規劃2016—2035》[25]中劃定的以北京老城為核心的面積約為334km2的區域，包含金、元、明、清的北京老城范圍，是歷史上北京城市及其水系的主體。

2.1.2 研究數據

本研究使用了《北京歷史地圖集》[26]和相關歷史文獻信息，并對北京中心地區高分二號衛星(GF-2)2015年9月4日的高分辨率遙感數據和谷歌地球(Google Earth pro)多年高清晰度遙感影像進行配合驗證。通過對數據進行大氣校正和配準等預處理，將相關空間數據在WGS1984坐標下進行整合。此外，還使用了公開的北京基礎地理信息數據，包括城市分區邊界、快速環路和主要道路等。

2.2 研究方法

2.2.1 水系解譯與廊道繪圖

通過對《北京歷史地圖集》中各個主要歷史時期的水系地圖進行解譯，在地理信息系統軟件(GIS)中進行繪圖與分析，總結了北京中心地區歷史水系分布的不同格局。通過對GF-2數據和高清遙感影像進行對比驗證，解譯了北京中心地區的地表水體分布現狀。利用課題組前期的調研結果[27-28]，得知北京市主要到訪水邊的群眾的出行偏好為步行10min以內，結合步行速度計算，可將1km作為水系服務廊道寬度，在GIS中進行緩沖區計算④。

2.2.2 情景模擬

通過對已淹沒的歷史水系進行梳理和繪圖，針對不同水系恢復做出如下8個情景預設：1)玉河正義路段；2)整條玉河；3)前三門護城河；4)東護城河；5)西護城河；6)龍須溝；7)整條玉河、東西護城河、前三門護城河；8)以上全部(整條玉河、東西護城河、前三門護城河、龍須溝)。進而對歷史水系恢復所產生的水系服務廊道覆蓋情景進行量化模擬計算。

3 研究結果

3.1 不同歷史時期水系的格局功能和水源分析結果

通過對不同時期歷史水系地圖的解譯，繪制北京歷史水系格局變遷圖，總結其主要功能和主要地表水源(表1)。

通過表1的分析，可以將北京傳統營城中在水系方面的生態智慧概括為如下4點。1)依靠自然不斷利用、拓展、發掘新水源。如金朝對高粱河水系的開發；元代郭守敬引白浮泉濟漕運；清代對西山諸泉整合并改造甕山泊等。2)依靠人工持續利用、維護、控制地表水系。如金朝利用閘河漕運從通州逆水而上；元代開通壩河和通惠河30余閘壩的持續性維護和利用等。3)注重多功能用水并與城市水景融合，將灌溉、漕運、宮廷用水與都城水景觀緊密結合。如金朝在營造同樂園太液池和魚藻池的水景觀時，結合了蓮花池和高粱河水系，并與漕運水系連通；元大都“先通漕渠穩定國都，再通金水改善生活；先有水系、園苑，后有宮室民居”[29]；清乾隆年間對甕山泊進行改造，將京西農田水利和皇家園林用水兼顧結合等。4)尊重歷史水系的綜合再利用，減少物力消耗。如元代利用金朝所建金口河故道40年以補充漕運，并及時廢棄以防水患。通過以上實踐可將生態智慧概括為“兩依兩重”，即依靠自然和依靠人工，注重功能綜合、尊重歷史水系，這些都凝聚了我國歷代勞動人民實踐的傳統營城生態智慧。

表1 北京歷史水系格局、功能和水源分析

表2 歷史水系恢復的服務廊道情景模擬分析

表3 歷史水系恢復的長度、水體面積及增加潛在水系服務廊道面積分析

3.2 不同恢復情景下水系服務廊道模擬結果

通過對比歷史水系和現狀水系地圖可以發現，原本歷史水系的分布較為均勻，潛在的歷史水系服務廊道幾乎可以覆蓋整個老城范圍。但北京中心地區一些歷史地表水系在發展中淹沒消失，其中比較有代表性的有玉河正義路段(a)、玉河皇城根河段(b)、前三門護城河(c)、東護城河(d)、西護城河(e)和龍須溝(f)。

通過在GIS中模擬不同預設情景下歷史水系恢復的長度、水體面積及增加的水系服務廊道覆蓋面積，可以得出如下結論。1)效率方面：恢復玉河正義路段水系所帶來的廊道覆蓋提升效率最高，可恢復約787m的水體，帶來約219.09hm2的水系服務廊道覆蓋，平均每恢復1m水體可增加廊道覆蓋面積約2 783.86m2。2)總量角度：前三門護城河、西護城河、東護城河和龍須溝有潛力分別增加760.89(單個總量最高)、701.34、617.52和588.86hm2的地表水系濱水服務廊道覆蓋。其中單位長度效率由高到低分別為：東護城河(1 175.11m2/m)、龍須溝 (1 147.88m2/m)、西護城河(1 143.55m2/m)和前三門護城河(1 084.51m2/m)。3)整體角度：如果將以上水系全部恢復，將會為北京中心地區帶來較為高效、完整的地表水系服務廊道覆蓋系統(表2、3)。

4 討論與結論

北京城市水景觀和水文化現狀嚴峻，唐曉峰多次指出，近幾十年來北京嚴重缺水，水脈遭到破壞，一代又一代年輕人在這樣的環境和背景下成長起來，歲月會打磨對北京城水脈文脈歷史的美好記憶[7]。吳良鏞在《中國人居史》中提到：“究天人之際，通古今之變”[6]，在學習、吸取先進科技和文化的同時，更要對本土文化秉持自覺的意識。楊銳認為，北京就是一個大國首都形象和大尺度風景園林的代表[30]。這些學者的觀點也說明，通過風景園林、城鄉規劃和建筑學專業的實踐工作，結合北京歷史營城中利用水系的生態智慧，可以為首都建設提供理論依據。

在當前“生態文明建設進入了快車道”的新時代背景下，亟須找尋北京在城市歷史發展中可供借鑒的傳統營城生態智慧。對北京歷史水系、地表水系服務廊道和水景觀廊道的價值挖掘逐漸受到重視。《北京城市總體規劃2016—2035》中已將恢復歷史河湖水系作為“建設兩道一網(第28條)、老城整體保護(第57條)、恢復山水田園歷史風貌(第62條)”的重要規劃舉措，前三門歷史水系的恢復也已作為規劃行動之一[25]。北京市政府的搬遷為玉河正義路段的恢復帶來機遇。此外，歷史水系的恢復具有局部性和整體性特征，需要分步驟、分階段權衡各段歷史水系恢復的可能性和完整性。以四合院、胡同、城墻、歷史水系為代表的北京古都風貌，只有在現階段將歷史水系恢復與首都“留白增綠”的系列政策相結合，才有機會得到恢復和改善。

城市水系相較城市綠地在供水、溉灌、調蓄、排洪、防火、水上娛樂、改善城市環境、提供較高質量生活環境、形成城市特色，以及緩解熱島效應等方面更具優勢，城市地表水系還是城市中多種生物不可替代的飲水源。若能分情況、分階段恢復北京歷史水系，增加北京中心地區高密度建成環境的水系服務廊道覆蓋，不僅可以提高市民到水邊休閑游憩的可達性，還可以直接或間接提高本地居民的福祉，在北京中心地區形成優良的城市生態系統，極大提高中心地區支持(supporting)、供給(provisioning)、調節(regulating)、文化(cultural)4類重要的城市生態系統服務。

通過對歷史地圖的解譯和對歷史水系恢復產生服務廊道的情景模擬，可以發現，如果能保護現有城市地表水，恢復歷史淹沒的地表水系，沿水系建設藍綠相融的景觀和文化服務空間，發展水體與綠帶相結合的城市生態系統，無疑會為北京中心地區的城市生態、景觀、風貌提升和文脈修復帶來巨大幫助。在歷史上北京的城市發展變遷與水源水系的改造利用緊密相關，如今的北京中心地區和首都核心區同樣需要依靠歷史水系恢復來構建“藍綠交織”“和諧宜居”的美好都市。

注釋：

① 原文為：A philosophy of ecological harmony or equilibrium.

② 原文為：How to live on Earth enjoying and respecting the full richness and diversity of lifeforms of the ecosphere.

③ 原文為：Ecological wisdom-evidencebased ideas, principles, strategies, and even approaches that have led to the creation and sustained longevity of such ecological projects… ecological wisdom pertains to a peculiar form of ecological domain knowledge that comprises specialized instances of one individual's or a group of individuals' prior and time-honored knowledge in the realm of ecological research, planning, design, and management.

④ 水系服務廊道范圍的確定參考了本課題組前期對到訪水系的受訪者出行方式偏好的調研結果。該結果顯示“步行”和“路程時長為10min以內”為受訪者選擇最多的出行方式。亨德森等在《自然》(Nature)上發表的研究結果為：成年男性步行速度為1.62m/s，成年女性為1.38m/s(詳見Henderson L F, Lyons D J. Sexual Differences in Human Crowd Motion[J]. Nature, 1972, 240: 353.)。陳然等研究表明：我國老年女子步行速度為1.08m/s，青年男子為1.32m/s，我國人均步行速度為1.24m/s[詳見陳然，董力耘.中國大都市行人交通特征的實測和初步分析[J].上海大學學報：自然科學版，2005(1)：93-97.]。通過以上信息計算得出10min步行的最大距離為972m，取整為1km，將該范圍作為水系服務廊道范圍。