城市绿地系统结构与城市形态的耦合关系

发布时间：2016-06-19 05:28

1 引言 

1.1 课题来源
当下我们已经步入生态文明时代，同时随着信息技术和生命科学的发展，人们对工业时代造成的城市问题越来越关注，世界各国都进入了对其生存环境进行生态修复和智能化管理的时代。工业化使我国的城市形态、社会结构和人们的生活遭受了巨大的变化。尤其是近三十年来，工业社会的聚集作用，把大量的发展机会和大批追寻机会的人吸引到城市中来，致使城市用地一再扩展，城市周边的农业用地及自然空间被快速的转化为城市建设用地。随着城市规模的逐步扩大，城市与自然的距离越来越远，不仅使城市的生态环境失衡，并且城市内部居民对自然环境的渴求也越来越突出，如何调节城市空间和自然空间之间的关系，来满足城市及其居民的需求已成为目前困扰城市健康发展的问题之一。工业时代时城市无序的扩张，使城市的规模发生了空前的增长。城市的扩张改变了城市及其周边大量土地的使用性质，改变了它们原有的自然肌理；致使城市成为了割裂自然，污浊不堪的镶嵌在大自然中的斑块，并且造成了大量的城市生态危机。比如，大量透气性和渗水性能极差的硬化地表，致使城市呈现出不可呼吸、干燥的地表，造成了城市热岛效应和城市地下漏斗；而林立的高层建筑，形成了城市湍流，造成城市出现极端天气的频率日渐频繁，使得暴雨一再成为现代大型城市所特有的气候灾难；而日益凸显的雾霾天气，深深的影响着城市居民的心情及其户外活动的进行，并且还会引起各种呼吸道疾病及其并发症；还有噪音污染、信息污染会使人们的心情变得烦躁，超出水体自净能力的城市污水甚至破坏了整个区域水环境的生态平衡，等等。所以，大规模的城市建设带给人们的不仅有生活的便捷，还有着以上种种严重的环境问题和严峻的生态危机，并且它们已经成为阻碍城市继续向前发展的主要问题之一。人们期盼，城市也期盼能有一个与自然和睦相处的机制，自然也希望能在城市中得到喘息的空间。 对绿色城市、生态城市的大力倡建正是人们对以上种种做出的积极反应。人们开始在日常生活中倡导使用可循环的物质资源、构建节约能源的设施、珍惜水源等等，并且不遗余力的去治理那些已造成的各类环境污染，并且通过采取在城市中兴建各类绿地的重大举措从规划层面来缓和城市现存的紧张局势。这些实践活动正在逐步改变着人们业已形成的工业化生活模式，同时更重要的是它也正在逐渐缓解着城市的紧张局势。在学术界，也有越来越多的研究人员关注、研究这些问题，二十世纪末的新兴科学及其理论为这些问题的解决提供了崭新的视角和先进的实践途径。
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1.2 研究目的与意义
我国地域广阔，每个城市都有着自己独特的地理条件和社会、经济状况，同时就构成了他们不尽相同的城市形态发展历程，在其自身的自然条件和城市居民生产、生活的共同作用下产生了属于自己的城市形态。然而城市绿地系统规划规范是满足城市绿地建设的基本标准，并也少有对绿地系统的布局结构做出完整的指标体系。然而，对形态不同的城市，结合其城市自身的形态特征和城市居民的绿地需求来布置城市绿地却有着重大意义。在城市空间结构上，有利于形成科学健康的城市内部空间结构；在城市生态环境上，通过城市绿地系统将城市和自然进行紧密连接，增加了自然在城市的连续性和延展度，改善了城市的生态环境并引导其持续健康发展；在社会生活上，结合城市形态和城市居民实际需求的绿地布局更能便捷的为人们服务，提升城市居民的生活质量；在城市风貌上，构建与城市自然基底之上的绿地系统更能快速的恢复城市的山水格局，是城市表达其自然面貌和地域文化的良好途径。所以，构建兼顾自然、城市及其居民的具有城市地域特色的城市绿地系统有着极其重大的意义。
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2 研究进展与趋势 

随着城市内部和城市周边的大量自然空间被转换成城市建设用地，城市出现了一系列的环境问题，那些具有亲切尺度的生活空间也消失殆尽了。此时，人们在城市中引入绿地系统来为人们提供游憩场所，调节城市的生态环境，以期解决业已发生的城市问题。各领域的研究人员也从他们各自的专业角度从不同层面对城市形态和绿地系统做出了大量研究，本文查阅了大量有关城市形态和绿地系统的研究文献，并对这些文献进行了横纵向的对比分析，然后对城市绿地系统和城市形态近年来的研究进展与趋势做出了总结，下面我们就对这些研究成果进行具体阐述。 

2.1 城市形态 

2.1.1 概念辨析及研究范畴 
形态在辞海中的解释是“形状神态，形状姿态”或者“事物在一定条件下的表现形式”；希腊语对其的解释是由“Morph”和“Logos”组成，指形式的构成逻辑。中西两种文化的阐释都指出了事物的形态是带有时间性的，是在相对条件下表现出的相对状态。形态学最开始是用来研究生物体不同进化阶段的形态，并对其进行特征描述。而城市研究者将形态学引入城市研究之后，则是对城市在不同时空里的表现形式进行了深入研究。城市是一个具有多层次结构的复杂巨系统，其形态具有时空离散的空间特征。也就是说，每个城市在其特有的地理条件和社会经济条件下，在每一个不同的时间段都有着自己独特的形态。将形态学的研究方法应用于城市形态的过程研究，使研究人员有了便捷的途径更加明晰的认识了城市的过去、现在和未来，并且使针对城市形态可能发生的情况在其发生动力层面就可以采取相应的应对措施，来调节城市现在的发展形态使其未来具有健康合理的状态。 城市形态是由城市社会环境和物质环境共同组成的。不同学者的专业角度不同，对城市形态的研究侧重点不同。齐康从城市形态的形成动力方面给城市形态下的定义是：“构成城市所表现的发展变化着的空间形态特征，是城市这个有机体内外矛盾的结果”［１］；武进从城市的表现形式上对城市形态进行研究之后，总结出城市形态是“由结构、形状和相互关系所组成的一个空间系统”［2］；熊国平则通过他的社会活动研究给城市形态下了这样的定义：“各种城市活动作用下的城市物质环境的改变”［3］。综合上述观点，本文认为城市形态就是城市整体和内部各组成部份在空间地域的分布状态，本文正是基于这个定义，对影响城市绿地系统在城市中的空间地域布局做出的相关研究。 
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2.2 城市绿地系统的布局结构
不同国家对绿地及绿地系统的定义是不同的。在我国绿地是指那些“城市中专门用以改善生态、保护环境、为居民提供游憩场地和美化景观的绿化用地”；绿地系统是指“城市中各种类型和规模的绿化用地组成的整体”［13］。在英国绿地的表述用语是开放空间，指的是“不论围合与否，其中没有建筑物或被建筑物占据的土地少于二十分之一，其余部分已建成庭园或供游憩使用，或任其自由生长的土地”［14］。美国则是将其定义为“城市区域内任何未开发或基本未开发的土地，其具有公园和游憩价值、土地及其他自然资源保护的价值、历史或风景价值”［15］。国内对绿地系统进行研究的人员进一步对绿地系统做出了定义，李敏认为城市绿地系统是指“城市地区人居环境中维持生态平衡的自然空间和满足居民休闲生活需要的游憩体系”［16］；刘颂，刘滨谊则是认为城市绿地系统是“由一定质与量的各类绿地相互联系，相互作用而形成的绿色有机体”［17］。 本文基于以上研究，主要是从系统和结构上对绿地系统进行深入的理解。系统的一般定义是由一群有关联的个体组成的能根据预先编排好的规则工作，并能完成个别原件不能单独完成的工作的群体；钱学森进一步对其做出了阐述，系统是由相互作用相互依赖的若干部分结合而成，是具有特定功能的有机体，并且这个有机整体又是他从属的更大系统的组成部分。结构则是指系统中各个组成部分的搭配组合类型或者排列顺序；结构的哲学含义是指不同类别的或相同类别的不同层次个体按程度多少的顺序进行的有机排列。综合以上观点，本文研究的城市绿地系统结构是指城市中具有生态价值和游憩价值的绿地以一定顺序进行有机排列后形成的绿色有机体。 
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3 城市绿地系统结构与城市形态的耦合机制 ........... 16 
3.1 环境行为学与城市尺度 ............ 16 
3.1.1 日常活动空间层次与城市结构 ......... 16 
3.1.2 游憩休闲心理需求层级与城市尺度 ..... 17 
3.1.3 日常行为尺度与城市结构 .... 18 
3.2 生态环境 ...... 20 
3.3 绿地服务半径与城市空间 .......... 21 
3.4 小结 .......... 22 
4 城市绿地系统结构与城市形态的耦合关系 ........... 23 
4.1 城市形状对绿地结构的影响 ........ 23
4.2 城市尺度对绿地结构的影响 ........ 28
4.3 小结 .......... 35 
5 栾川县城市绿地系统结构与城市形态的耦合 ......... 36 
5.1 耦合基础分析 ........... 36 
5.1.1 自然条件基础 ..... 36
5.1.2 城市形态基础 ..... 37 
5.2 耦合现状 ...... 39 
5.3 耦合机制分析 ........... 40
5.5耦合关系下的栾川绿地系统 ........ 42 
小结 .......... 45 

5 栾川县城市绿地系统结构与城市形态的耦合

本章我们将针对栾川县的城市绿地系统规划，根据以上研究结果构建与栾川县城城市形态耦合的城市绿地系统结构，及在此指导下的栾川县城城市绿地的整体规划。 

5.1 耦合基础分析 

栾川县位于河南省西部山区，洛阳市西南部，地理坐标为北纬 33°39′～33°11′，东经 111°11′～112°01′之间。东接嵩县，西连卢氏县，南毗西峡县，北邻洛宁县，东西长70km，南北宽47.5km，总面积2478km2。栾川县城位于县境南部，县城距洛阳167km，距省会郑州 349km。 栾川地跨两个一级构造单元，台槽分界线均为深大断裂，且有长期活动的特点。地震烈度大部处于Ⅵ度区，设计基本地震加速度值为 0.15g。栾川县城地质环境条件复杂程度为简单——复杂类型。现状条件下在评估范围内已有崩塌、滑坡、泥石流共 3 种主要地质灾害。按地质灾害规模等级划分，属于小型地质灾害，且危险性小。 栾川地形地貌复杂，素有“九山半水半分田”之称。县境南部为伏牛山脉，北部为熊耳山脉，中部由伏牛山分支遏遇岭，将全县分割为南北两个沟川地带，南部沟川为西东走向的伊河流域，北部沟川为西东走向的小河流域。县域东部由伏牛山分支杨山，构成南北走向的明白河流域。西部由熊耳山分支抱犊山，构成北南走向的淯河流域。上述五大山系和四个沟川地带构成全部县境，地势西南高而东北低。 而栾川县城属于伏牛山北坡，伊河的上游区域。伊河穿城而过，形成了栾川县城两山夹一川的基础城市风貌。栾川县城地面海拔 800-950 米，地势西南高而东北低，城市内部向南向北依次形成了河漫滩、一级阶地、二级阶地、洪坡积裙、低山。县城境内长于 10km 以上的伊河支流有：陶湾南沟河，陶湾北沟河，七姑沟河，石宝河，大南沟河，栾川北沟河，洪洛河，通伊河，它们共同构成了栾川县城南北向的景观视廊。县城境内平原丘陵与秀丽山川交相辉映，共同构成了栾川县城周山环绕的城市空间格局。 

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结论 

本文从环境行为、环境心理和生态环境方面构建了绿地系统的结构层次；结合城市形态特征，按照城市与自然、人与自然的实际需求关系构建符合城市发展状态的绿地系统；使绿地系统结构与城市形态紧密耦合，形成兼顾人、城、自然三者关系的健康、活泼有地域特色的城市空间。 得出了以下五个结论： 
（1）城市形态影响城市与自然的关系。城市形态不同，城市与自然的交界面大小不同，不规则形状的交界面大，边缘效应强，城市与自然的交互作用强；形状越规则，城市与自然的交界面越小，城市内部结构越紧凑，聚合度高，从城市边界开始的边缘效应难达城市中心，城市内部缺乏与自然的能量交流。 
（2）在相同尺度下城市形状影响城市绿地布局。城市形状不同，城市内部各点到达城市边界进入自然空间的距离不同，到达自然距离的远近影响人们对自然的心理需求，影响城市与自然的交互作用，从而城市内部所需的绿地层次不同：放射状城市内部各点与自然的距离相对较近，城市内部的绿地系统以沿城市伸展轴的点线状绿地为主；带状城市沿横轴进行城市扩展，城市内部向纵轴两侧的距离较近，人们进入自然容易，绿地系统以纵向连接自然和城市的绿带为主；块状城市越靠近城市形状中心，其与自然的距离越远，需要绿地空间的补充，所以，块状城市的绿地系统结构以圈层状从内向外扩展。 
（3）在相同形状下城市尺度影响绿地系统结构。当尺度扩大时，城市中各点与自然的距离变远，人们进入自然的交通成本增大，城市内部与自然系统的交互作用越来越弱。所以随着尺度的增加，城市对绿地空间的需求量增加，块状城市以增加圈层为表现，带状城市以增加横向绿带为主，星状城市则在城市形状中心形成绿心调节城市的环境。 
（4）城市绿地系统结构应与城市形态相耦合。绿地系统是城市中的子系统，它的结构布局受上层系统的限制，也就是城市形态对绿地结构产生作用。同时绿地系统结构对城市形态有反作用。不同形态的城市，形状、尺度、发展状态与发展趋势都不同，绿地系统应该从城市形态的现状出发，形成相应的绿地结构；并结合城市的发展趋势合理的为未来预留绿地空间，构建出科学合理高效的绿地系统，为城市形态的健康发展做出基础。 
（5）绿地系统评价应考察绿地系统与城市形态的耦合关系。从以上结论我们可知一个高效合理的城市绿地系统必须与城市形态紧密耦合才能发挥其作用，，而现今的绿地系统规划评价并没有把这一重要因子考察在内。所以，我们建议将绿地系统结构与城市形态的耦合关系作为必要因子来考察一个城市的绿地系统是否符合城市自身的现状和发展趋势。 
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参考文献(略)

本文编号：58916