淺析城市規(guī)劃專業(yè)課程體系中自然地理學(xué)的作用

梁會民 彭世揆 李志明

(1.南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院,南京 210037;2.南京林業(yè)大學(xué)森林資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,南京 210037)

高速發(fā)展的城市化進程帶來了許多城市問題,如城市規(guī)模的過快增長和無序擴張,城市生態(tài)環(huán)境的惡化,城市綜合防災(zāi)減災(zāi)能力的下降,城市的土地、環(huán)境、水等資源的透支等(周干峙,2006)。這些問題本身是一種復(fù)雜的城市現(xiàn)象過程,是城市系統(tǒng)失衡的一種表現(xiàn),嚴重影響了城市的可持續(xù)發(fā)展。而這些問題的解決需要城市規(guī)劃學(xué)、生態(tài)學(xué)、建筑工程學(xué)、地理學(xué)等相關(guān)學(xué)科和部門的合作與協(xié)調(diào),也需要具有跨學(xué)科的理論知識和較強的實踐技能的復(fù)合型城市規(guī)劃人才的廣泛參與。

復(fù)合型城市規(guī)劃人才的培養(yǎng)是以完善的城市規(guī)劃專業(yè)課程體系為基礎(chǔ)的。因此,本文從自然地理學(xué)在城市規(guī)劃學(xué)科體系中的作用和在城市規(guī)劃分析中的應(yīng)用的角度,分析闡述了自然地理學(xué)在城市規(guī)劃專業(yè)課程體系中的作用和開設(shè)的必要性;并進一步提出了自然地理學(xué)在城市規(guī)劃專業(yè)中實施教學(xué)的建議。

一、自然地理學(xué)在城市規(guī)劃學(xué)科體系中的作用

城市規(guī)劃學(xué)科是以城市為基本研究對象的綜合性和實踐性學(xué)科。城市規(guī)劃研究的城市有其特有的組成結(jié)構(gòu)、屬性特征和發(fā)展演化規(guī)律。有學(xué)者從學(xué)科交叉的角度把城市規(guī)劃學(xué)的發(fā)展劃分為3個階段,即人文學(xué)科占支配地位時期的古代城市規(guī)劃學(xué)階段、科技學(xué)科獨立發(fā)展時期的近代城市規(guī)劃學(xué)階段、人文學(xué)科與科技學(xué)科交叉中的現(xiàn)代城市規(guī)劃學(xué)階段[1]。在城市規(guī)劃學(xué)科體系的形成過程中,自然地理學(xué)作為自然科技學(xué)科之一,在學(xué)科背景、研究對象、學(xué)科性質(zhì)、研究任務(wù)等方面對城市規(guī)劃學(xué)科產(chǎn)生了深刻的影響。

(一)學(xué)科背景方面

目前,我國城市規(guī)劃學(xué)科的發(fā)展背景包括建筑學(xué)、工程學(xué)、地理學(xué)、林學(xué),不同學(xué)科背景的專業(yè)體系為城市規(guī)劃培養(yǎng)了具有不同專長特色的人才。在地理學(xué)科基礎(chǔ)上設(shè)置的城市規(guī)劃專業(yè),學(xué)制為4～5年。其特點是地理類、經(jīng)濟類、法規(guī)類課程較多,注重城鄉(xiāng)區(qū)域規(guī)劃理論的研究,在規(guī)劃技術(shù)方面重點培養(yǎng)學(xué)生在社會調(diào)查、數(shù)據(jù)整理、地理信息分析、預(yù)測技術(shù)和遙感技術(shù)等方面的能力[2]。在其課程體系中,地理類課程主要包括自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)、城市地理學(xué)、地圖學(xué)、地理信息系統(tǒng)等。這些課程為城市的特征和系統(tǒng)分析提供了理論和方法支持,而其中的自然地理學(xué)課程為其他地理類課程的學(xué)習(xí)和研究提供了理論和方法指導(dǎo)。因此,了解和掌握自然地理學(xué)的理論和方法,不僅有助于其他地理類課程和城市規(guī)劃原理等規(guī)劃課程的理論學(xué)習(xí),而且有助于城市規(guī)劃專業(yè)人才樹立正確的人地觀和科學(xué)的發(fā)展觀,能夠自覺地運用自然地理學(xué)的原理和方法指導(dǎo)城市規(guī)劃工作。

(二)研究對象方面

城市規(guī)劃學(xué)科的研究對象是以自然地理要素為本底的經(jīng)過人類改造并復(fù)合了大量經(jīng)濟、政治、社會文化、技術(shù)、行為等要素的特殊的生態(tài)系統(tǒng)。所以城市具有自然、經(jīng)濟、社會、法律等多重屬性,而后幾種屬性是以自然屬性為基礎(chǔ)的。盡管城市空間的純自然痕跡非常少,但依然是深受自然規(guī)律約束和影響的地球表面空間的一部分。例如,城市的氣候、水文、地形地貌等所表現(xiàn)出來的地域差異性,就深受自然地理規(guī)律的影響,并最終影響城市的形成和發(fā)展演化、城市的類型、城市的空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)等。這就要求城市規(guī)劃的前期工作必須運用自然地理學(xué)的原理和方法,調(diào)查分析城市的自然條件和自然資源的特點,分析城市的自然屬性特征和整體的生態(tài)環(huán)境狀況及其對城市發(fā)展的影響,以準確地把握特定城市形成和發(fā)展演化的影響因素和機制,城市系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能特點,以及城市發(fā)展面臨的問題和原因等,從而為城市問題的解決和城市未來發(fā)展戰(zhàn)略的制定提供依據(jù),為城市規(guī)劃設(shè)計工作提供具體的指導(dǎo)。

(三)學(xué)科性質(zhì)方面

城市組成要素的多樣性、城市問題的復(fù)雜性、城市規(guī)劃的空間性決定了城市規(guī)劃學(xué)科的性質(zhì)具有交叉性、綜合性和實踐性等特點。尤其是進入21世紀以后,學(xué)科發(fā)展的多極延伸、交叉滲透和綜合集群等更為突出和頻繁,在研究成果和方法上各學(xué)科也在相互借鑒[3]。因此,只有適應(yīng)城市建設(shè)和發(fā)展的需要,形成以規(guī)劃學(xué)、地理學(xué)、建筑學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、生態(tài)環(huán)境學(xué)、社會學(xué)、公共管理學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科為基礎(chǔ)理論的,以對人居空間的控制與管理為特征的,以應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和計算機信息系統(tǒng)為基本手段的現(xiàn)代城市規(guī)劃應(yīng)用科學(xué)體系[4],才能既研究城市問題又支持城市的可持續(xù)發(fā)展,才能培養(yǎng)出既是城市系統(tǒng)分析師又是城市設(shè)計師的城市規(guī)劃人才[5],也才能為城市規(guī)劃專業(yè)尋找明確的發(fā)展方向,避免城市規(guī)劃去物質(zhì)化或唯空間論的極端。作為交叉源頭學(xué)科之一,自然地理學(xué)能夠在自然地理學(xué)原理指導(dǎo)、自然屬性分析、自然資源與條件評價等方面提供指導(dǎo),使地理學(xué)的地理調(diào)查和空間分析方法得到廣泛的應(yīng)用。

(四)研究任務(wù)方面

新的《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》要求城市規(guī)劃從原來的工程技術(shù)理性轉(zhuǎn)向以公共利益為核心的對社會問題的關(guān)注,從“形態(tài)規(guī)劃”轉(zhuǎn)向“社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等的綜合規(guī)劃”[6]。而當(dāng)前社會關(guān)注的最大問題就是人類社會的可持續(xù)發(fā)展。吳志強認為,中國的城市規(guī)劃研究應(yīng)該關(guān)注區(qū)域尺度的空間規(guī)劃研究,回歸“人的尺度”的城市規(guī)劃研究、可持續(xù)的人居環(huán)境研究[7]。因此,城市規(guī)劃學(xué)科的研究任務(wù)就是在科學(xué)的人地觀和資源觀的引導(dǎo)下,解決目前復(fù)雜的城市發(fā)展問題,營造適宜的人居環(huán)境,促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

但是,城市的可持續(xù)發(fā)展面臨著諸多困難:一方面,城市是人地關(guān)系最復(fù)雜的地方。城市的人口最密集、社會經(jīng)濟活動最集中和最強大、景觀改變最劇烈,并且缺乏天然系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能。另一方面,城市是人類所有發(fā)展訴求的載體。人們期望在城市既能享受到高水平的經(jīng)濟、社會文化生活,又能享受到清潔優(yōu)美的環(huán)境。因此,城市可持續(xù)發(fā)展的首要工作就是探索城市系統(tǒng)的基本組成、結(jié)構(gòu)、功能、發(fā)展演化規(guī)律和時空分異特點等。這一任務(wù)需要自然地理學(xué)、城市地理學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、城市社會學(xué)以及其他學(xué)科共同參與研究才能完成。

二、自然地理學(xué)在城市規(guī)劃分析中的應(yīng)用

(一)規(guī)劃思想的指導(dǎo)

對城市規(guī)劃具有思想指導(dǎo)作用的自然地理學(xué)的基本規(guī)律包括整體性規(guī)律、地域分異規(guī)律、人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律。

1.整體性規(guī)律的指導(dǎo)

整體性和地域差異性是自然地理學(xué)的基本規(guī)律,也是空間地理事物的基本特征。自然地理環(huán)境的整體性是指自然地理環(huán)境各要素相互聯(lián)系、相互作用、相互制約,形成了一個有機的整體;自然地理系統(tǒng)具有各單一組成部分不具備的統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)、功能和效應(yīng)。整體性規(guī)律表明:組成系統(tǒng)的各要素并不是彼此孤立的,而是作為一個整體存在的,并在特征上保持協(xié)調(diào)一致,且與總體特征相統(tǒng)一;系統(tǒng)中任一要素的變化會導(dǎo)致其他要素乃至系統(tǒng)整體狀態(tài)的變化,而且這種變化可能是“指數(shù)”性的變化。因此,整體性原則要求分析城市的各種影響因素時要全面,不可偏廢任何一個因素;要從城市要素的整體組合和相互關(guān)系的角度分析這些因素及其影響;要把握城市系統(tǒng)的整體功能效應(yīng)及其動態(tài)。

2.地域差異性規(guī)律的指導(dǎo)

自然地理環(huán)境的地域差異性是指自然地理環(huán)境整體及其各組成成分按照一定的方向發(fā)生分化的現(xiàn)象和規(guī)律(又稱地帶性),是自然景觀多樣性形成的基礎(chǔ)。地域差異性規(guī)律表明:差異性是絕對的,地球上沒有完全相同的2個地域存在,城市規(guī)劃也不具有可復(fù)制性和移植性。因此,地域差異性原則要求在進行城市規(guī)劃時,要具體分析城市的地域性和歷史性,要因地制宜地制定城市發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃方案,不可盲目效仿。

3.人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律的指導(dǎo)

人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律是可持續(xù)發(fā)展理論的基礎(chǔ)。人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律是指人類社會與自然地理環(huán)境之間相互影響、相互作用的規(guī)律。一方面,自然地理環(huán)境對人類的誕生、演化,人種的形成,人口的分布,人的素質(zhì)以及人類社會的發(fā)展等,都產(chǎn)生著深刻的影響;另一方面,人類改變了地表形態(tài)、物質(zhì)循環(huán)、能量流動、生態(tài)平衡、自然地理過程速率等,從而對自然地理環(huán)境也施加了深刻的影響[8]。人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律表明:人類社會的發(fā)展必須與自然地理環(huán)境的發(fā)展演化和資源的供應(yīng)相適應(yīng);否則,人地關(guān)系將會走向?qū)α?。因?人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律要求在對地理環(huán)境的改造和城市建設(shè)的活動中,必須尊重自然規(guī)律,控制人口數(shù)量,提高人口素質(zhì),保護環(huán)境,改變資源利用觀念和經(jīng)濟增長方式,使人口、資源、環(huán)境與發(fā)展相協(xié)調(diào),從而最終實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

(二)規(guī)劃內(nèi)容的分析

1.城市自然條件的分析

自然條件是城市規(guī)劃和建設(shè)的基本條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。作為外部因素,自然條件會影響城市的形成和發(fā)展、城市景觀的結(jié)構(gòu)和形態(tài)、城市的職能、城市的文化和特色、城市的工程建設(shè)以及其他的社會經(jīng)濟生活[9]。城市自然條件包括地質(zhì)、氣候、水文、地形地貌、生物、土壤等條件。

(1)城市地質(zhì)條件的分析包括建筑地基及其承載力分析、地質(zhì)地貌災(zāi)害類型(如滑坡、泥石流、崩塌、濕陷、水土流失、沖溝、地震、火山等)及其影響的分析等,從而為城市和項目的選址、工程設(shè)計和可行性分析、城市總體設(shè)計以及城市防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃等提供依據(jù)。

(2)城市氣候條件的分析主要包括太陽輻射、氣溫、降水、濕度、大氣環(huán)流狀況、風(fēng)向、能見度的分析等,從而為城市的整體布局和各類功能區(qū)(如城市居住區(qū)設(shè)計中建筑的日照標(biāo)準、間距、朝向、防風(fēng)與通風(fēng)等)的設(shè)計、城市污染防治設(shè)計、城市排水與防洪設(shè)計等服務(wù)。

(3)城市水文條件的分析包括水系類型、分布、水源補給、水情要素(水位、流量、流速、水溫、結(jié)冰、泥沙等)、水文動態(tài)、水文地質(zhì)條件的分析等,從而為城市和項目的選址以及城市規(guī)模的確定服務(wù),為城市形態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施(如港口、橋涵工程、堤坡、給排水工程等)、綠地系統(tǒng)、防洪的設(shè)計以及城市生產(chǎn)生活的安排等提供依據(jù)。

(4)城市地形的分析主要包括地形類型和形態(tài)的分析,如坡度、坡向、面積、體積(山體體積與挖方體積)、起伏、切割、地形特征點、可視性分析等,可以借助GIS進行,從而為城市布局、城市平面結(jié)構(gòu)和空間布置、城市排水和防洪規(guī)劃等提供依據(jù)。

(5)城市生物條件的分析主要包括生物特別是植物的種類、分布、結(jié)構(gòu)、功能、動態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)平衡性的分析等,從而為城市園林綠化和景觀設(shè)計提供指導(dǎo),進而對優(yōu)化城市生態(tài)環(huán)境、降低城市“熱島效應(yīng)”和“雨島效應(yīng)”產(chǎn)生影響。

(6)城市土壤條件的分析主要包括土壤類型、土壤的理化特性和肥力及其利用改造問題的分析等,從而為城市園林綠化、景觀設(shè)計以及城市環(huán)境防治和人體健康服務(wù)等提供指導(dǎo)。

自然條件對城市規(guī)劃的影響會因地而異,相對來說,地質(zhì)、氣候、水文、地形地貌這4種因素的影響更為直接和明顯。因此,在城市自然條件的分析中,要注意因地制宜,抓住主導(dǎo)因素;同時,由于同一條件的影響有兩面性,所以要注意區(qū)別分析。

2.城市自然資源的評價

城市自然資源包括土地資源、水資源、氣候資源、生物資源、礦產(chǎn)資源等。城市自然資源的評價可以與自然條件的分析相結(jié)合進行。

(1)城市土地資源的評價主要包括土地數(shù)量、分布、等級和分類的評價等,從而為城市總體規(guī)劃中的用地安排提供服務(wù)。

(2)城市水資源的評價包括水資源的數(shù)量、質(zhì)量、水能價值及其影響的評價等,從而為城市人口規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模的確定、城市生活和生產(chǎn)用水的保障和安全、城市供水和防污的規(guī)劃、城市水電能源的供應(yīng)以及城市工程建設(shè)等服務(wù)。

(3)城市氣候資源的評價主要包括光能、熱量、風(fēng)能、降水的評價和大氣成分資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布、利用價值的評價以及經(jīng)濟技術(shù)可行性的評價等,有利于促進城市建設(shè)的生態(tài)化和可持續(xù)化。

(4)城市生物資源的評價主要包括城市植物種類、數(shù)量、分布、結(jié)構(gòu)和功能及其多樣性狀況的評價等,從而為園林系統(tǒng)規(guī)劃和景觀設(shè)計提供依據(jù)。

(5)城市礦產(chǎn)資源的評價對礦業(yè)城市非常重要,礦產(chǎn)的數(shù)量、質(zhì)量、分布、組合狀況、開發(fā)的難度和開發(fā)時序等是評價的重點。城市礦產(chǎn)資源的評價為城市規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、空間布局和城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃提供了依據(jù)。

(三)規(guī)劃分析方法的指導(dǎo)

城市規(guī)劃的方法包括定性分析方法、定量分析方法、定性與定量結(jié)合的分析方法。自然地理學(xué)為城市規(guī)劃提供了以下的方法指導(dǎo)。

1.地理調(diào)查法

“觀察—分析—表述”,即肉眼觀察、描述歸納、文學(xué)式表述,這是萌芽時期和初創(chuàng)時期的地理學(xué)研究方法。盡管目前遙感(RS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的技術(shù)日益廣泛應(yīng)用,但對變化性資料和微觀資料的采集來說,只有采用傳統(tǒng)的地理調(diào)查方法,即到現(xiàn)場實地調(diào)查、拍照、問詢,才可做到科學(xué)詳盡。

2.地理比較法

自然地理學(xué)的整體性規(guī)律和地域差異性規(guī)律為地理比較法提供了理論依據(jù)。在對城市的分析中,橫向和縱向的比較研究對探尋城市的發(fā)展演化機制、制定科學(xué)合理的城市發(fā)展戰(zhàn)略有直接的指導(dǎo)作用。

3.地圖方法和GIS方法

地形圖和現(xiàn)狀規(guī)劃圖為新規(guī)劃方案的形成提供了底圖和現(xiàn)狀定性定量的信息,是城市規(guī)劃設(shè)計必需的圖件資料;同時,圖上作業(yè)法也是城市規(guī)劃方案形成的常用方法之一。GIS是空間分析的良好工具,可以接受多種格式的海量實時數(shù)據(jù),可以基于空間特征和屬性特征進行數(shù)據(jù)處理和空間分析并輸出圖表結(jié)果,所以在城市用地動態(tài)研究、城市景觀結(jié)構(gòu)研究、地形分析、可視性分析、緩沖分析和統(tǒng)計分析等方面得到越來越多的應(yīng)用。

三、自然地理學(xué)在城市規(guī)劃專業(yè)中的教學(xué)實施

(一)作為必修課或選修課獨立開設(shè)

在城市規(guī)劃專業(yè)的課程體系中,自然地理學(xué)可以作為48學(xué)時的必修課或32學(xué)時的選修課開設(shè),實施獨立教學(xué)。自然地理學(xué)課程可以分為概論和實踐分析2個模塊:前者概要介紹自然地理要素的基本組成、結(jié)構(gòu)、時空分布、運動等基本規(guī)律;教學(xué)中要盡量把講授與討論相結(jié)合,要注重多媒體演示的運用;這部分教學(xué)的學(xué)時可以占到計劃學(xué)時的2/3左右。后者要結(jié)合城市規(guī)劃原理課程內(nèi)容介紹自然地理學(xué)基本規(guī)律的應(yīng)用和自然地理分析;根據(jù)教學(xué)內(nèi)容可以安排1～2次近距離的城市自然條件、自然資源和人地關(guān)系的調(diào)查實踐和分析活動;這部分教學(xué)的學(xué)時可以占到計劃學(xué)時的1/3左右。

(二)作為城市社會實踐調(diào)查課程的一部分實施

陳前虎先生曾提出將城市規(guī)劃社會實踐設(shè)計分為3個環(huán)節(jié):觀察與認知城市的環(huán)節(jié)、理解和認識城市的環(huán)節(jié)、引導(dǎo)和改造城市的環(huán)節(jié)[6]。所以自然地理學(xué)的教學(xué)內(nèi)容也可以作為城市社會實踐調(diào)查課程第一階段的教學(xué)和實踐內(nèi)容予以實施。在城市社會實踐調(diào)查課程的理論教學(xué)中,可以分2次簡要介紹自然地理學(xué)的基本原理、自然條件分析以及自然資源評價的內(nèi)容和方法;在城市社會實踐調(diào)查課程的實踐教學(xué)中,可以同時進行城市自然條件和自然資源的實踐調(diào)查,最后把城市自然條件分析和自然資源評價作為城市規(guī)劃社會實踐設(shè)計的一項內(nèi)容撰寫課程報告。

綜上所述,自然地理學(xué)課程的開設(shè)或內(nèi)容的納入對城市規(guī)劃專業(yè)課程體系建設(shè)的完善具有其他課程不可替代的作用。因此,無論是學(xué)校還是教師,都要在認識上重視自然地理學(xué)教學(xué)內(nèi)容,把自然地理學(xué)納入到城市規(guī)劃專業(yè)的課程體系中;都要根據(jù)各院校城市規(guī)劃專業(yè)的特色,以必修課程或選修課程的形式,或者作為城市社會實踐調(diào)查課程的一部分,落實自然地理學(xué)的教學(xué),從而為學(xué)生奠定扎實的自然地理學(xué)理論知識和方法技能的基礎(chǔ)。

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