导读
9月29日,2020/2021中国城市规划年会暨2021中国城市规划学术季的专题会议十八“生态引领,创新发展”在线上圆满举办。学会城市生态规划学委会委员,重庆大学建筑与城市规划学院闫水玉教授作题为《生态支持下的高质量规划科学逻辑、技术方法回顾与展望》的特邀主题报告。
闫水玉
学会城市生态规划学委会委员,重庆大学建筑与城市规划学院教授
中国城市聚集了超过60%的人口,超过了90%的GDP,生态文明建设中城市毫无疑问不能缺席,甚至是关键的场所,对我们城市生态规划的事业提出了比较大的要求。闫水玉教授分享了近几年来的一些思考、观察、规划实践和研究的成果,希望对同仁有所启发。
报告主要聚焦点是城市生态规划事业科学的逻辑和方法以及它背后价值判断和认识论,回顾生态规划的历程,展望未来的趋势和可能的突破点。报告内容分成为7个部分:首先是概念,再是回顾历史,还有总结科学逻辑与方法,分析当前的挑战及我们的应对,并通过这几年的实践和观察,总结成功关键和失败问题,最后进行展望。
#1
生态支持高质量规划的概念
生态指的是自然要素及其规律,高质量规划在我们话语范围之内界定为实现城市和自然的和谐,也就是城市生态文明。支持就是让自然发挥服务功能,服务城市环境的稳定与可持续。
大自然提供的要素及相关规律,是生命的基础(气候、地质、地貌、土壤、水、生物等要素及其组成的系统),具有空间特征。自然是我们城市赖以存在的基础,有一些自然的服务是无法通过人为手段来满足的。自然在城市生态系统的稳定中有不可替代的价值,格局-功能-过程表现得非常明显。从下图可以看出城市环境和自然环境合在一起形成了现在目前城市发展的基本状态。
(时间久远无法确认作者,表示感谢)
城市与生态的关系,在以往生态规划中是很清晰的。城市建设和运行在特定的自然环境下,自然生态要素的分布模式不同、运动过程不同,城市面临着复杂的条件。对这种条件的理解和准确把握是我们做好规划的基础,如果这个认识不清、过程不明,可能后续做出来的空间规划会受到制约或者遇到麻烦。城市和自然发生联系是通过城市的空间形态、空间功能、空间的秩序,上图是山地城市规划过程中城市各个自然要素和城市空间规划深刻的内在联系。下图是城市化的过程通过城市的形态和功能和周围各个要素发生关系,是我们做规划的基础。
(时间久远无法确认作者,表示感谢)
生态支持高质量规划的目标比较清晰,即尽可能减少对生态环境的影响,同时提升自然生态服务能力,满足人类需求服务,生态是基础,因为城市秩序的构建、效率的提升、安全的保障离不开生态,这也是生态文明的核心,灾害频发(污染、自然灾害)是人与生态失衡的表现。
#2
生态规划的历史回顾
对生态规划的历史进行回顾,可以看出规划设计中的生态思想从萌芽到机械生态思想,再到田园生态思想、场所生态思想、功能生态思想、系统生态思想,到现在的可持续生态思想的进程。规划设计的实践、背后所隐藏的观念、内涵、指导思想都可以看出经历的过程,呈现出从朴素的生态观念、到功能的生态观念、到系统的生态观念的转化过程。其背后思想观念的革新也一直在进行,从简单把生态作为自然的对象在实践中模仿,后来发现生态的价值,在城市公园、新城规划、公共景观中引入自然;到中期,在特定的场所进行探索,例如盖迪斯的自然区域观到奥姆斯特德的区域公园和公园系统,都处于相对朴素的阶段,把自然要素纳入到城市里面的初步探索。后期麦克哈格法等生态分析方法的出现,是功能生态思想。后期景观生态学和人文生态学的方法引入,通过我们对景观的评价和感知,采用相对逻辑性的方法,探索生态系统和城市系统的深度耦合,这应该是上个世纪七十年代主要的发展。1990年以后,生态被当成城市运行的重要的绿色基础设施发挥各类功能,结合城市和自然景观的从表层到内在过程的功能融合的景观都市主义,到生态城市建设。
现在这种系统思想还在持续发展,现在的生态规划实践或多或少采用了系统的思想,强调了功能的这种模式,其中也留有朴素的痕迹。分析今天的规划设计项目背后的逻辑,大概都是系统指导下,以功能追求为目标,有时采用规划师的价值判断模式来形成。
#3
生态规划的科学逻辑与方法
生态规划的科学逻辑,首先是对生态要素的分析。过去主要是集中在对生态要素的数量特征、空间分布、运动状态的描述和分析,再逐渐引入系统观念,从时空结构、各个要素之间的相互作用、运动衍化、关键过程阈值等来寻找系统性的特征。另外,城市需求也作为重要的考量,将城市空间的数量、结构、安全性、效率与公正这一系列的要素纳入进来,将自然生态和人文城市合在一起,通过知识、智慧和工具形成生态规划。
水系统规划、景观规划等各类生态规划都在试图解决这三个核心问题:一是空间上的耦合,如何把自然空间和人文空间,即生态空间和城市空间从形态上耦合起来发挥作用;在耦合过程中,保证城市过程和生态过程的互相适应;最后达到功能上的持续。
在逻辑的基础上,对方法进行总结。一是生态知识的获取,是基础性的工作,我们经常使用的是观测和总结的方法。另外一个比较明确的方法是城市的逻辑和肌理,通过历史、推衍和预测来解决城市的需求。过程中最重要的是对生态要素的评价和评估,是非常重要的技术方法。尽管有很多弊病,但是可能还是最简单、适用的把生态知识和城市生态需求连接起来的一个方法。另外,系统地观测和模拟也在出现,比如气候模拟或者是气象模拟;相互作用的分析,比如说城市绿地系统和城市建设系统、城市非建设系统的相互作用;还有多情景模拟,这些都呈现出规划方法论的一些进展。
这些进展有以下特点,第一数量化比较明显;第二是多要素评价和评估的逻辑化更为清晰,寻找关键要素成为比较核心的思考问题的方法;第三图形化、可视化越来越好,对内涵规律有更加清晰的直观表达。气候、水这两个要素目前做得非常好,比如降水-地表水-流水可以在大、中、小尺度上进行模拟,同时提供多尺度的方法,最后达成较好的空间规划模式,而且这些模式能够适应这些要素的运行和过程,并提出一些对策。
#4
生态规划的挑战
下图描绘了人类作用下滨海地带景观的变化,如何从自然的状态过渡到人为状态的城市化过程。
我们面临的第一个挑战是人类影响下的生态规律何在。通过这种表象如何达到规律的认知,现在还是比较模糊的,真正认知还需要知识的积累和经验的总结。
第二个是城市化的影响下,自然是如何演变的。城市景观,甚至绝大部分地区景观都是文化景观,都是人作用下形成的,作用的时候关键在哪儿?每一次变化后阈值多少?现在为止还不是非常清晰。
第三个挑战,伴随着系统的演变,功能发生了哪些变化?这个好理解但是不好检验,也不好判断。这样我们后面所做的生态规划的工作失去了基础,很难有说服力。
第四个挑战,城市对自然有什么样的需求,最低的需求是什么?风险表现如何?每一次城市灾害的背后都有生态问题显现而没有被认识到。自然系统的结构、格局、稳定性,什么样的是能够有效发挥功能的格局,什么样的稳定性来源于何方,它们呈现什么样的特征,这些也不太清楚。另外,不同尺度间的功能往往是跨尺度在作用,但是我们有时候很难在人类视野之下看到。
这些是我们目前遇到的挑战,这些挑战如果没有更进一步的认识和阐明,规划更多可能还是在朴素的生态规划阶段,说服力不是很强。
(时间久远无法确认作者,表示感谢)
#5
生态规划的应对
对各种挑战系统性的应对是必要的。一是认识上,生态过程是科学知识,城市规划必须是科学家的知识和规划师的智慧二者的结合,对规划师的素质提出比较高的要求。这张图中前面是知识,中间这个过程就是规划师的智慧,最后这张图是展现出来的一个成果。
第二个应对是工具的革新,生态过程的科学知识在保证科学正确的前提之下,要空间化、可视化、系统化,而不仅仅是一个模式、一个公式、一篇文章。这张图上可以看到一个斜坡上林地、梯田、人和河岸带,在整个景观里面的演化状态,我们体会到有科学的价值在里面。这种工具的革新会更好地提高我们的工作质量。
(时间久远无法确认作者,表示感谢)
生态过程科学知识是揭示科学规律与现象,城市规划是拟定未来的愿景,这二者价值取向、知识构架、思考逻辑不同,存在天然的沟通困难,规划师需要突破自己的藩篱。比如说对成都平原生态构架的理解和成都市的发展,这是我们十几年前做的一个工作,是科学规律的揭示和规划沟通以后所形成的规划成果,到现在为止对成都平原的发展还有些帮助。
#6
生态规划成功的关键
第一个解决的关键问题是生态要素知识正确基础上的精确化。左边这张图是北京风廊规划,北方小平原地带主导风向是西北风和东南风,但是风廊规划里面似乎是一种乱流,风要素不精确导致的概念性的表达会对后期规划有误导。中间这张是河口地带的景观设计,规划和水是怎样协调的。右边这张是安康绿地系统规划,这块绿地是判断洪水放弃过去的城市建设用地以后所形成的。任何一个规划都需要生态要素正确知识的精确化来达成在规划中的准确使用。
生态过程知识的系统化,这是第二个成功的关键。这种系统化的生态知识是各要素之间相互作用。如果对生态知识的系统化做得比较深入,项目可以在大局范围之内来完成,更加符合系统生态优化的前提。否则,往往是“头痛医头”,解决不了问题。
第三个成功的关键是尺度的清晰与转化。问题存在和问题解决的途径都是尺度依赖,大尺度上只能用大尺度方法解决,小尺度上用小尺度方法解决。同时各种效应有时候跨尺度转化,比如说区域生态的问题一定会落实到宏观城市生态系统的恢复,最后落到微观上的管理,通过微观上的管理最后实现宏观上的安全。但是这个过程之中,理论上讲容易,做起来往往是不容易的。比如说这次大家对郑州洪灾做了海绵城市投资如此之大最后没有明显的效果的讨论有误解,流域洪水如果不是区域性的海绵化实际上很难解决,但是小尺度的海绵城市的建设对环境的改善也解决不了大尺度上的问题。无论是讨论还是工作,尺度的清晰和转化也是我们现在遇到的一个大问题。
还有人与生态,也就是城市和生态关系的阈值不太清楚。城市运行作用下,自然生态发生系统性变化的阈值的确定,也就是怎么样守底线。底线在理论上并不能很好的阐明,城市里生态红线的划定一直是一个没法进行的事情,就是因为守底线的阈值没有很好的阐明。第二是追求高质量的环境,城市和生态的耦合过程中机会成本是多少是需要我们阐明的。还有是风险的控制与管理,灾害应对中实际风险控制和管理。所有的规划都是经济的决策,像碳、传染病应对都需要经济模型测算。
#7
展 望
未来适应单要素小尺度的规划设计越来越成熟,并被社会认可并初步应用,比如适应不同气候的建筑、街道、广场、街坊、小尺度的水敏性设计都越来越成熟。中等尺度上的城市生态系统空间优化,伴随自然格局-城市布局-自然与城市的空间作用关系认识的深化,既定的自然格局下如何满足人类需求下的土地可持续使用越来越深入体系。生态规划的工具也越来越多,也更靠近真实、可信和可行。重庆城乡生态网络建设,考虑了都市区生态服务的供求平衡,成果在国际刊物上发表了。这三个方面越来越成熟以后,我们的生态规划在现有的基础上还会有更好的提升。
以生态系统格局功能过程为基础的生态规划是生态文明建设的基础之道,任重道远,科学基础到工程实践都有不少探索,但存在尚未解决的根本问题,但是这些问题似乎都出现了曙光。实践刚刚开始,广泛被检验的成果也不多。但是这个方向是正确的,只要大家迎难而上,生态文明会越来越高级。