2 城乡空间景观共生理论研究
2.1 基础理论研究
2.1.1 共生理论
"共生"一词来源于希腊语,最初作为一个生态学的概念,是在 1879 年由德国真菌学家德贝里(Anion de Bary)提出的,其定义为不同种属生物生活在一起[4].辞海(1989)对其的定义是:"共生是生物间普遍存在的一种种间关系,泛指两个或两个以上有机体生活在一起的相互关系,一般指一个生物在另一个生物体内或体外共同生活互为有利的关系".一般而言,共生指共生单元之间,在一定的共生环境中按某种共生模式形成的关系[5].共生的要素包括共生单元(U)、共生模式(M)和共生环境(E).3 个要素中, 共生单元是基础,共生模式是关键,共生环境是重要外部条件[6].共同进化、共同发展、共同适应是共生的深刻本质[7].
共生单元是构成共生关系(共生体)的基本组成单位,提供了共生关系运行所需要的基本能量和物质,是共生关系中沟通、交换等活动的主体.在不同的共生体中,共生单元的性质和内容是不同的,在不同的共生体分析层次下,共生单元的性质和内容也会随之发生变化.同一个物体在不同的共生分析层面下的地位也是不同的.
共生模式,也称为共生关系,是指共生单元之间的组成和作用关系,既能反映共生单元之间作用的方式、强度,也能反映它们之间物质、能量、信息的交流、互换等互动关系.共生模式的类型依据行为方式(行为模式)和组织化程度(组织模式)分别有不同的类别.依据前者,共生模式可以分为寄生关系、偏利共生关系、非对称互惠共生关系和对称互惠共生四种,各自有不同的共生单元特征和作用特征(见表2.1).
依据后者,则分为点共生模式、间歇共生模式、连续共生模式和一体化共生模式四类,各自组织模式不尽相同(见表 2.2).
在共生单元之间,任一种共生关系都不是固定不变的,其随共生单元性质的变化或共生环境的变化而不断转变.共生环境,是指在共生体中,除了共生单元以外的所有影响因素的总和.共生环境和共生体之间的关系是相互的,主要通过物质、能量、信息等的交流来实现其影响力.共生单元的存在是需要一定的环境的,并不是在真空中产生并存在.共生模式的相互作用亦是如此.共生环境是多种多样的,其对共生单元和共生模式的影响也是不同的.依据影响方式的不同,共生环境分为直接环境和间接环境;依据影响程度的不同,可分为主要环境和次要环境;依据环境对共生体影响的结果,分为正向环境、中性环境和反向环境.共生环境的范围和区域是不断变化的,可以是全球性的,可以是全国性的,也可是区域性的,其范围大小没有界限.
2.1.2 系统论
英文中"系统"(system)一词,来源于古希腊语,指的是由部分构成整体的意思.目前大多解释为"系统是有联系的物质和过程的集合".关于系统的概念有很多,一般系统论的创始人--美籍奥地利学者贝塔朗菲定义为,"系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体[8]".其他学者还有针对各研究领域的不同解释,对系统下的定义不下几十种.其中包括"一个动态和复杂的整体,相互作用结构和功能的单位","系统是有组织的和被组织化的全体","系统是有联系的物质和过程的集合","一个整体系统是任何相互依存的集或群暂时的互动部分"等等.通常把系统定义为"由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体[9]".在这个定义中主要包括了系统、要素、结构、功能等四个概念,表明了要素与要素、要素与系统以及系统与环境三方面的关系[10].系统论主要研究系统的构成、结构、模式和规律,采用数学的方法,以定量的形式来描述系统的功能,以求寻找并确定系统合适的原理、原则和模式,具有逻辑性和数学性质.系统论的特征有整体性、关联性、时序性、等级层次性、动态平衡性等,强调事物的整体性、层次性和最优化.
一般系统论的创始人贝塔朗菲认为系统论的核心是将是将事物看作一个整体,定义中强调了元素之间的互动和系统整体对各个元素的整合,他强调任何系统都是一个有机整体,并不是各个构成元素简单的聚集、加和和机械组合,构成的系统整体具有各个要素独立状态下所没有的新的特质.他以亚里斯多德的"整体大于部分之和"的名言来论述系统的整体性,并以此来反对那种认为个体要素性能好,系统整体性能一定会好,以部分来说明整体的机械论的观点[11].
他还认为,系统中各个要素并不是孤立地存在着,每个要素都处在系统中一定的位置上,并起着某一特定的作用.要素之间通过某些环境相互联系,从而共同构成一个不可分割的整体.系统论的基本思想方法,是将所研究和处理的对象当作一个系统,通过分析系统的结构和功能,研究系统、要素及环境三者的内在规律和相互关系,揭示系统的发展规律,做出正确的判断和决策.
系统论的第一个特点是系统的整体性.贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加;系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的性质.也就是说"1+1>2"才反映了系统的整体性优势.
系统论的第二个特点是系统的有序性.它是指系统内部各个要素在某一空间、时间内运动、转化,在此过程中有规则、符合规律的属性.系统的有序性主要表现在三个方面:一是系统要素的空间排列是否有规则,符合规律;二是系统要素的时间排列是否有规则,符合规律;三是系统要素的结构是否合理.系统论认为,系统的是否有序性决定于系统内部的结构是否有序.若结构正常,则功能正常;若结构有序并最优,则功能有序并最优.另外,系统论认为,系统内的任一联系都应是按等级和层次进行的.在等级序列中,下位等级的要素及其相互关系在细节上并不为上位等级所体现.因此作为上位等级的系统不能也不必支配下位等级的全部行为.系统论的第三个特点是动态性.动态性是系统开放性特征的反映.系统状态不仅和空间有直接关系,还和时间有着密切关系.在对对象系统进行观察、认识和研究时,要以历史的、辩证的、发展的眼光看待,处理好系统和环境的动态适应关系.系统与环境间保持良好的动态适应关系的途径主要有以下两种:一是系统和环境之间的关系是协调统一的;二是系统和环境之间有稳定的信息、物质或者能量的交换.
系统学理论认为,系统的相互作用主要有两个方面:一是系统内部各个要素之间的相互作用,它作为内因决定了系统生存和发展;二是系统与外部环境之间的相互作用,它作为外因决定了系统的生存和发展.外因与内因共同作用,影响了系统的整体发展状况.
依照系统论的观点,城乡空间是一个巨大的、动态变化的开放系统,并具有整体性、有序性、相关性、开放性及非平衡性等特征.城乡系统若按行政区划来分,则包括两个子系统,分别为城市子系统和乡村子系统;若按属性划分,则包括了景观、经济、政治、文化等子系统.在一定的层次和尺度下,城乡空间景观也可看作是独立的系统,可以分为城市景观和乡村景观,亦可以分为生态景观、经济景观、社会景观、文化景观等多种类型.因此,城乡空间景观规划设计,一方面要注意乡村景观与城市景观之间的关系,另一方面,还要注意城乡景观中的各要素之间的关系,这样才能更合理的规划设计城乡景观,促进城乡协调发展,打破城乡系统的二元结构,并使城乡全方位可持续发展.
2.1.3 景观生态学
景观是由不同的景观要素相互镶嵌而成、有机结合成为一个复杂的景观系统.景观生态学将景观整体作为研究对象,通过物质流、能量流、信息流以及价值流在地球表层的传输和交换,经过生物体、非生物体以及人类之间的相互作用,运用生态系统原理和系统方法,研究景观构成、结构、功能、动态变化以及相互作用关系等内容,目的是达到景观格局的美化、结构的优化、资源的合理利用和有效保护.
景观功能就是景观元素之间的相互作用,即景观斑块、廊道、基底之间的作用,包括能量流(热能和生物能)、养分流(无机物质、有机物质和水)和物种流(各种类型的动植物以及遗传基因)等都可以从一种景观元素转移到另一种元素,通过不断的交流和转移,一种景观元素就可以控制另一种景观元素的变化,当这些相互之间的活动超出一定程度时,就会成为一种干扰因素,使景观中的生态系统或群落发生较大变化(许慧等,1993).
美国生态学家 Forman 提出的"斑块-廊道-基质"模式是迄今为止最具代表性和应用最广的景观生态学理论[12].
(1)斑块(patch):泛指与周围环境在外貌或性质上不同,但又具有-定内部匀质性的空间部分.斑块的大小、形状和类型等特征都具有不同的分异程度,是具有特定组成要素且形态完整的有机体.在城乡景观中,如居民点、广场、农田、苗圃、林地、园地、水域等各种块状的用地类型都可看作是不同性质的斑块,其大小、形状及分布模式等特征随人类利用方式不同而有所不同.
(2)廊道(corridor):是指景观中与相邻两边环境不同的线性或带状结构.廊道在景观中具有通道或者阻隔的作用.各种廊道通过相互交错形成景观的网络体系,并为生态环境中的物质流、信息流、能量流等提供了渠道.廊道类型的多样性导致了其结构和功能方法的多样化.在城乡空间景观中,常见的廊道包括农田间的防风林带、河流、道路、峡谷等.廊道类型的多样性导致了其结构和功能方法的多样化,其重要结构特征包括:宽度、组成内容、内部环境、形状、连续性以及与周围斑块或基底的作用关系.廊道常常相互交叉形成网路,使廊道与斑块和基底的相互作用复杂化.
(3)基质(matrix):是指景观中分布最广、连续性也最大的背景结构.它-般呈面状,对景观功能起着重要作用.基质与廊道、斑块之间没有严格的界限."基质"本身也是由不同大小的斑块和廊道组成的.基质影响着景观系统中的能量流、物质流、信息流等,在整体上基质对整个景观的动态具有控制作用.常见的有森林基底、草原基底、农田基底、城市用地基底等.在城乡空间景观中,一般其基质主要是指居住用地和农业用地,因为一般情况下,居住用地和农业用地在城乡景观中分布范围最广,并且面积最大,同时也是最具有连续性的景观类型."斑块-廊道-基质"模式是最简单有效,也是运用最广的景观格局类型,该模式是景观生态学理论研究的基础,也是景观规划设计的研究前提[13].
2.1.4 可持续发展理论
可持续发展的概念界定有多种.早期的生态学家把其表述为"自然资源及其开发利用程度间的平衡",之后的代表观点则认为"可持续发展是寻求一种最佳的生态系统,以支持生态的完整性和人类愿望的实现,使人类的生存环境得以持续".进而,也就演化出了"以生物为中心"、"环境保护第一"和"经济原点发展"等偏激论点,这些偏激论点认为经济、技术发展是环境恶化的直接原因,要保护环境,只有限制经济的发展才能实现.
可持续发展的概念提出后,各领域的学者们从不同的角度对其进行研究和界定,归纳起来其中最有代表性的定义有如下四种:
(1)生态学学者从自然属性方面来阐述可持续发展的内涵,将其定义为:"不超越生态环境系统更新能力的发展",旨在说明自然资源及其开发利用程度间的平衡,也就是要寻求一种最佳的生态系统,以支持生态的完整性和人类愿望的实现,使人类的生存环境得以持续[14].
(2)社会学学者则认为,可持续发展是指"在生存不超出维持生态系统承载能力的情况下,提高人类的生活质量",强调人类生产方式要与地球承载能力相互平衡,不能过分消耗地球能源,保持生物多样性和地球生命力,但其最重要的因素是人类社会,总体目标为以人为本,即改善人类的生活质量,为人类创造美好的环境.
(3)经济学学者认为,可持续发展的核心和目标是发展经济,但是这种经济上的发展不再是以往的以牺牲资源和环境为代价的发展,而是在不降低环境质量和不破坏世界自然资源基础上的发展,并且这种发展是在"在不损害后代人的利益时,从资产中可能得到的最大利益[15]"基础上的发展.
(4)从科学技术的角度看,可持续发展是要发展更清洁、更有效的技术,尽可能接近零排放或密封式的工艺方法,尽可能减少能源和其他自然资源的消耗.在众多的定义中,有一种定义得到了各个领域的认可,这就是布伦特兰夫人主持的《我们共同的未来》报告所下的定义.这个定义是:"可持续发展是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展[16]".
这个定义具有两个鲜明的特征:一是发展的可持续性,即发展应满足现代人的需求,也应满足未来人类的要求;二是发展的协调性,在充分考虑资源和环境的承受能力的前提下,经济和社会得以发展,追求社会经济和资源环境的协调发展.现在,可持续发展已然成为世界各国现代发展的主导趋势.
2.2 相关理论研究
2.2.1 城乡空间生态规划理论
自十九世纪末叶,以乔治、约翰·鲍威尔等为代表的生态学家、规划工作者及其社会科学家首次将生态学应用到城市规划中,他们所做的规划实践及其相关著作标志着生态规划的产生和形成.在二十世纪初,生态学开始呈现与城市规划等学科的全方位融合趋势,格迪斯、E.Park 和 L.Wirth 等人带领其他学者们,利用生态学原理进行了应用和研究,为在城乡建设中的生态规划奠定了基础.格迪斯所著的《城市开发》(1904 年)和《进化中的城市》(1915 年),将生态学应用到城市建设中,其本人被称为传统区域规划与城市规划的先驱思想家之一.1969 年麦克哈格的著作《设计结合自然》成功建立了城市与区域规划的生态学研究框架,他研究出的因子叠合的生态规划方法被称为麦克哈格法,并得到广泛应用.美国著名的景观生态学家 Forman 基于生态空间理论,提出了一些景观规划原则和景观空间规划的不同模式,并特别指出了将乡村景观的文化价值和生态价值相融合的观点.
近年来我国城乡规划和生态规划相结合的研究逐步展开,多位学者、专家在不同角度研究了城乡生态规划的理论和方法,发表了多个不同研究角度的著作,如 1984年马世俊、王如松发表了《城市生态规划初步探讨》论文,1988 年王如松在其博士论文《高效和谐一一城市生态调控原则和方法》中提出创建生态城的生态调控原理,1998 年张宇星的著作《城镇生态空间理论》,2000 年陈勇发表的《生态城市及其规划建设研究》等等.1989 年中国景观生态研究会提出了"生态规划思想",提出城市的发展对自然景观的"适应性"应成为规划设计标准的思想,在此基础上建立土地利用与城市空间发展的系统方法.相关的实践有广州科学城规划,温州市生态环境规划,四川万源官渡山区集镇综合示范试点等.
