重慶山地城市錯落多變的形態(tài)分形研究

何普森

HE Pusen

(方略建筑設(shè)計有限責任公司重慶分公司，重慶400045)

1 重慶城的發(fā)展沿革與特征

重慶是一座歷史悠久的城市，經(jīng)歷了一個漫長的歷史發(fā)展過程，其人類文化遺存最早可以追溯自204 萬年前的更新世早期的龍骨坡巫山人遺址。而重慶建城卻有3000 多年，得名于重慶亦有800 余年，在城市發(fā)展的歷史上曾歷經(jīng)三建國都、四筑渝城、六次移民，這些過往的歷史，逐漸創(chuàng)造和形成了重慶城獨具特色的山水城市格局(圖1)。

圖1 重慶城歷史格局

重慶地處中國西南內(nèi)陸兩江之濱(長江、嘉陵江)，重慶的地形地貌復雜多樣，境內(nèi)山脈連綿，是一座具有相當代表性的典型山地城市，歷來都是長江上游的水路交通樞紐。兩江為重慶帶來便利交通的同時，也成為重慶“山水城市”的塑造因素。

重慶也是“巴文化”的發(fā)源之地，自古以來重慶的兩江地帶就存在著散點分布的聚落。散點分布的原因在于聚落多選擇了山脈之間、濱江相對平坦的臺地或者谷地，它們通過河流進行交通聯(lián)系。秦漢之時，重慶城鎮(zhèn)規(guī)模小，其表狀為相對原始自然的分散連接的星狀城市布局，而后的蜀漢時期和唐代時期，在城市發(fā)展的過程中，沿江岸呈帶狀布局。最后到明清時代，兩江半島成為了城市的中心，形成了點、帶、面相結(jié)合的復合城市形態(tài)。由于城市化程度的不足，城市集中和分散存在不能有機結(jié)合的問題，點狀布局的特點在城市形態(tài)上較為明顯。根據(jù)現(xiàn)存資料可以發(fā)現(xiàn)，在重慶沿江這個城市形態(tài)觀察路徑上，由于改造自然的能力不足，城市建設(shè)只能屈服于地形，使其城市面貌的特點具有一定的節(jié)奏感。而這樣的建設(shè)結(jié)果，必然使得城市與山水環(huán)境的關(guān)系較為和諧，與自然環(huán)境的關(guān)系較為緊密，城市形態(tài)的分維值與周邊自然環(huán)境十分貼近。同時，由于區(qū)域發(fā)展的不均衡以及交通、地形等因素的制約，城市沿江面貌呈現(xiàn)出斷裂的狀況，但基本上可以達到一定的平衡，重慶的城市特色也因此在這個時期逐漸形成。

2 重慶沿江城市形態(tài)的發(fā)展脈絡(luò)

重慶在歷史上曾三次成為都城:第一次是早在周朝建立之后，周武王封宗姬于巴，其領(lǐng)主為巴子，以江州(即重慶)為都城，領(lǐng)地大致在陜西東南部的漢水流域到現(xiàn)今的四川東北部的大巴山地區(qū);第二次建都是元末，農(nóng)民領(lǐng)袖明玉珍建大夏，定都重慶;第三次是抗戰(zhàn)時期，重慶成為國民政府的陪都，是為戰(zhàn)時中國的政治、軍事、經(jīng)濟和文化教育的中心。

歷史上，重慶作為府城，曾經(jīng)四次大規(guī)模的筑城:其范圍均在七星崗以內(nèi)的渝中半島之上。據(jù)歷史記載，重慶最早筑城是在秦惠王9年(公元前316年)。當時，巴國遭到蜀國(成都)的軍事征討，求救于秦國，秦惠王派張儀率大軍伐蜀救巴。巴人求救于秦，反被秦所吞滅。為鞏固秦對巴郡的統(tǒng)治，張儀屯兵駐守江州后，調(diào)集士兵和民眾第一次大規(guī)模筑城，即為《華陽國志》中所提到的“儀城江州”。

其后是蜀漢時期，李嚴父子二次筑城，重慶城擴大了兩倍，從較場口一線拓寬至了如今的臨江門、通遠門一帶。其原計劃是把鵝嶺打穿，貫通長江與嘉陵江，以使得重慶城形成一個孤島，后因工程過于浩大而放棄。

第三次大規(guī)模筑城在南宋末年(公元1235年)。元軍大舉侵宋，攻破成都，宋軍只得退守川東、川南。在這種險惡的形勢下，嘉熙二年(公元1238年)，彭大雅出任重慶府，他積極備戰(zhàn)，抗擊強蒙入侵。在蒙軍兵臨城下，打退蒙古大將海塔圍攻的戰(zhàn)爭間隙，他帶領(lǐng)重慶軍民日夜奮戰(zhàn)，搶修重慶城，第一次建磚石結(jié)構(gòu)的大城，擴展到今天的臨江門、通遠門，奠定了古城的基本規(guī)模;最后一次筑城是明洪武初年，戴鼎四筑重慶城。戴鼎，洪武四年(1371年)隨明軍攻占重慶，就任重慶衛(wèi)指揮使，為了重建在戰(zhàn)亂中毀損的城墻，他組織民工在重慶城原舊址的基礎(chǔ)上，用巨大的石條修筑了約合13. 5 km 的城墻。這四次筑城，對重慶城的建設(shè)形成當今重慶市中區(qū)的雛形(圖2)。

圖2 重慶城市格局生長態(tài)勢示意圖

重慶城居于兩山之間——銅鑼山與中梁山，又處于長江與嘉陵江——兩江之匯。城市的中心區(qū)選址于鵝嶺與枇杷山兩處山峰所形成的渝中半島之上。城市的建成區(qū)在高低錯落、高差變化較大的不同標高之上。因此，山既是城市的載體，同時也是城市的一部分，山中有城，城里有山，從重慶的很多地名里，如鵝公巖、松林坡、小龍坎、楊家坪、李子壩、梨樹灣等，都反映了重慶城市的山水特色和地理特征。

重慶又是一個多山多丘陵的城市，居民的住宅建筑多是依山傍水，隨山形水勢而建。具有重慶特色的吊腳樓層層疊疊，高低錯落，與地形緊密結(jié)合，在有效利用地形，向山要地的同時，還使得建筑群落與自然環(huán)境有機融合，使重慶的城市形象自然而富于立體感。

重慶城沿兩江而建，傳統(tǒng)的建城區(qū)沿江約有40 km，這是因為建城之初，城市居民取水與城市交通運輸?shù)男枨?，從而也形成了重慶城市形象的幾個主要的視線景觀通廊;同時，山和水又自然地把城市劃分成數(shù)個部分，城市平面呈現(xiàn)出分散布局的形態(tài)，從而形成了重慶城多中心組團式的平面布局特征。

開埠以后，重慶城進入了近代化的階段，城市人口迅速增加，城市用地規(guī)模也隨之擴大。城市向著嘉陵江以北及長江南岸發(fā)展，“三足鼎立”的格局開始顯現(xiàn)。但存在集中和分散而無法有機結(jié)合的問題，其主要表現(xiàn)為原城市中心區(qū)——兩江半島地帶集聚過度，人均用地不足，而其他外圍地區(qū)則存在著過度分散，吸引力不足，形成城市核心區(qū)發(fā)展迅速而周邊區(qū)域發(fā)展緩慢的態(tài)勢，也是重慶城市形象發(fā)生割裂的原因之一。

1997年，重慶市借西部大開發(fā)和三峽大壩興建的契機，成為中國的第四個直轄市。在總體規(guī)劃的指導下，沿襲傳統(tǒng)，“多中心，組團式”的城市結(jié)構(gòu)格局基本形成，出現(xiàn)了功能不同但具有互補性的多個城市中心區(qū)。隨著建設(shè)和開發(fā)的力度加大，城市副中心的分流作用逐漸擴大，中心城市的吸引力、輻射力和綜合服務(wù)力的平衡完善在形態(tài)上亦有反映，城市逐漸往南北兩翼發(fā)展，同時原有中心的一些功能逐漸被其他中心所取代，如商業(yè)和政治中心區(qū)漸漸地向江北和渝北轉(zhuǎn)移。

但山地城市用地缺乏加之高速的城市化進程反映在沿江城市形態(tài)上，可以發(fā)現(xiàn)中心與中心之間，節(jié)點與節(jié)點之間由于經(jīng)濟和發(fā)展的原因?qū)е碌钠焚|(zhì)上的差距雖然在縮小，但城市特色亦在逐漸喪失，主要反映在城市用地在現(xiàn)有技術(shù)條件下可以做大幅改造，形成了因建筑需求改變地形而不是以前的因地形要求設(shè)計建筑的模式，這也是全國城市形態(tài)同質(zhì)化的主要原因。

總的來說，重慶的城市格局的發(fā)展在當代主要是一個由集中走向分散的過程，經(jīng)過半島中心城、江北、南岸三足鼎立，較集中的發(fā)展走向外圍市鎮(zhèn)和都市圈的方向，空間上聚合相間的“組團式，網(wǎng)絡(luò)式”的大型都市圈格局(圖3)。

圖3 重慶的“三足鼎立”格局圖

3 重慶長江南岸城市形態(tài)的分形研究

分形是大自然的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，又是山地城市的優(yōu)化形態(tài)，山地城市的分形與自然分形必然存在著某種聯(lián)系，這是因為如果把山當作一幅畫的背景，將建筑群當作前景，那么畫面如果要達到協(xié)調(diào)，山的特征數(shù)據(jù)應(yīng)當與建筑的特征數(shù)據(jù)有一個相對恒定的關(guān)系，而這個特征數(shù)字即為分維值。

根據(jù)分形幾何的量度參數(shù)分維數(shù)D 來描述城市形態(tài)，首先要了解不同分維值表達的不同意義。根據(jù)Batty 和Longley 的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，D 值在一定意義上反映了圖形或者系統(tǒng)對于空間的填充能力，以及圖形邊界的不規(guī)則的復雜程度。經(jīng)研究表明，當D 值在1～2 之間，D 值越大表明圖形的形狀越復雜，當D 值等于1.5 時，表明圖形處于布朗隨機運動狀態(tài)，呈現(xiàn)不穩(wěn)定性;當D 值小于1.5時，說明圖形趨于簡單;而當D 值大于1.5 時，則圖形更為復雜。對于城市的空間形態(tài)與不同區(qū)域來說，D 值反映的情況要根據(jù)實際情況來具體分析，這是由于重慶城市特殊的地理、地貌的復雜性決定的。

本文所說的重慶長江南岸，是指南坪至彈子石一線的長江沿岸，轄區(qū)的西部、北部長江環(huán)繞，與九龍坡區(qū)、渝中區(qū)、江北區(qū)、渝北區(qū)隔江相望。東部、南部與巴南區(qū)接壤。其中岸線最長的南岸區(qū)，依山傍水，全區(qū)幅員面積265 km2，森林面積44 km2。前俯長江，坐擁南山、背依明月山。自西而東，長江岸際線長達約50 km，森林面積8472 hm2，素有“山城花冠”和“重慶肺葉”的美譽。區(qū)內(nèi)林木蒼翠，天藍水清，環(huán)境清幽，是最能集中展現(xiàn)重慶“江山之城”特色和魅力的區(qū)域之一。南岸是傳說中大禹娶妻生子、“三過家門而不入”之地，留下了彈(誕)子石、呼歸石、涂山寺和“涂山”摩巖石刻等歷史遺跡和眾多傳說。

從地理地形來看，南岸區(qū)位于川東平行嶺谷區(qū)，背斜、向斜平行分布，有明月峽背斜、廣福寺向斜、南泉背斜、銅鑼峽背斜、納溪溝—江北向斜。背斜成山、向斜成谷，整個區(qū)域構(gòu)成了低山、丘陵、平壩、河流的組合形態(tài)的地貌特征。其中低山主要是分布在南山、黃角埡、廣陽三鎮(zhèn)，一般海拔在500 m 以上，區(qū)域內(nèi)最高山峰為春天嶺，海拔為681.5 m。丘陵主要分布于南坪、涂山、雞冠石、峽口、長生橋、迎龍、廣陽七個鎮(zhèn)及沿江七個街道，一般海拔在200～500 m之間。區(qū)域內(nèi)的平壩面積小且呈零星分布，其中以廣陽壩和銅元局等處的面積較大。

南岸區(qū)從分形學的角度來看，很難用一種分形維數(shù)或者分形模型來概括——它是多種不同分形維數(shù)和模型的復合體。如金山路周邊片區(qū)可以用謝爾賓斯基地毯的分形模式進行描述;而南濱東路以北、南濱路以南則只能用曼德布羅特集乃至水道分形的模式來進行解釋。由于各區(qū)段地形影響，其沿江形態(tài)有的地段的分維值靠近1.5，如山坳或者原有河谷地段;而有的地段則呈現(xiàn)出1.2～1.3 的分維值，如河流與山脈或者丘陵之間按等高線排布的城市區(qū)域。還有分維值接近1 的平地臺地區(qū)域，這使得沿江城市形態(tài)斷裂的可能性增大，沿江城市立面的協(xié)調(diào)性變低。但是，城市需要有一定的形態(tài)規(guī)律為主線，如果放任其按照不同的分形特征分區(qū)進行建設(shè)顯然是不可行的，所以需要找到區(qū)域內(nèi)具有統(tǒng)治性的城市景觀元素，測算這個元素的分形維數(shù)，把握其分形特點對城市的形態(tài)控制服務(wù)。

4 嘉陵江北岸城市形態(tài)的分形研究

江北區(qū)位于嘉陵江、長江交匯處的北岸，其東南方和西方分別與巴南區(qū)、南岸區(qū)、渝中區(qū)和沙坪壩區(qū)等隔江相望，北與渝北區(qū)接壤。該區(qū)擁有30 km 多漫長的江岸線，地貌多為“坪”、“丘”、“谷”、“壩”，以淺丘陵為主，海拔在160～679 m 之間。地勢東北高、西南低，受川東平行嶺谷區(qū)的制約，構(gòu)成鐵山坪、環(huán)山、義學大山三條狹長山嶺，由北而南平行延伸，形似東西之間的三道屏障。江北區(qū)自西向東三面環(huán)江，嘉陵江從石馬河街道梁沱流入?yún)^(qū)境，區(qū)境段為18.8 km。長江從江北城地區(qū)流入?yún)^(qū)境，區(qū)境段51.4 km。洞梁河在唐家沱地區(qū)，雙溪河在寸灘段13.3 km，御臨河在復盛、五寶區(qū)境段11.2 km。另有流經(jīng)本區(qū)的溪河4 條，各溪河均匯入長江。

總的來說，江北區(qū)內(nèi)的地勢較為平坦，區(qū)域內(nèi)除了坪、壩區(qū)域之外的低矮丘陵和淺谷地的改造難度都不大，以當前的施工技術(shù)很容易便能改造。該區(qū)進入高速發(fā)展期以來，這樣的改造在不斷地進行，包括江北嘴在內(nèi)的江北老城區(qū)通過改造，城市形態(tài)已經(jīng)產(chǎn)生相當大的變化，除了極少數(shù)區(qū)域，江北區(qū)現(xiàn)在已經(jīng)不具備山地城市的明顯特征，而更多地反映出平原城市的特點，這是城市發(fā)展的需要造成的不可避免的損失。

從江北城市平面布局來看，地形對其產(chǎn)生的影響依然小范圍存在，并在短期內(nèi)無法消除，其平面形態(tài)仍然因其原始地形反映出多樣化的分維特征，符合謝爾賓斯基地毯的分形特點，而與其緊鄰的渝北新區(qū)，則是較為典型的曼德布羅特集的分形特征。

以江北的沿江城市形態(tài)的分形狀況來看，其特征與平原城市發(fā)展較為成熟的邊界地區(qū)有一定的相似之處，具體反映即整體形態(tài)的分維值平均分布在1.0～1.2 之間，城市內(nèi)部建筑對城市外輪廓的填充作用明顯，且沒有自然形成的景觀因素對其形成制約。但江北區(qū)域并非完全地顯示出平原城市的分形特征，其山地丘陵的自然因素依然零星存在，但不能形成主導而被改造的可能性較大，這樣的條件決定了江北沿江城市形態(tài)的未來發(fā)展將會比較自由，而且形態(tài)的發(fā)展態(tài)勢將不斷的趨近平原城市外部輪廓的分形模式——簡單、平面化，它們的分維值將不斷地趨近。

在本文的研究中，江北城市形態(tài)的研究處于一個相對次要的位置，因為它并不能體現(xiàn)山地城市的特點，但對其沿江城市形態(tài)的控制，將會提出一定的對策和辦法。

5 長江北岸及嘉陵江南岸城市形態(tài)的分形研究

本文中所討論研究的重慶長江北岸，主要是自鵝嶺往西一段至渝中區(qū)朝天門一段，即重慶渝中半島南部岸線(圖4)。渝中區(qū)是重慶城市產(chǎn)生的原始核心區(qū)域，也是重慶歷史最長的城區(qū)。它經(jīng)歷了重慶從建城到至今的所有歷史階段，具有豐富的人文歷史底蘊，承載了重慶的輝煌。

圖4 本文中的長江北岸區(qū)域

近代以來，重慶城先主要集中在通遠門城墻以內(nèi)，面積不到2 km2。由于通遠門外的七星崗、兩路口、上清寺、菜園壩一帶遍布墳山野冢，嚴重影響了城市擴展，在時任市政廳主任的潘文華一力促成之下向外開拓新市區(qū)，實施了大規(guī)模的擴城行動，在其后的六年半的時間內(nèi)，擴展新區(qū)約7.5 km2，渝中半島由此形成。

渝中半島地處兩江交匯，有著豐富的景觀資源，區(qū)內(nèi)最高為鵝嶺，海拔為394 m，最低處為朝天門兩江匯合處的沙嘴角，海拔為167 m，相對高差227 m，坡降較大，比高懸殊，形成了獨具特色的、壯麗的山城景觀。這一區(qū)段不但是重慶城經(jīng)濟、文化、政治、歷史意義上的核心區(qū)，也是傳統(tǒng)的重慶城市形象的核心區(qū)，它代表著重慶的過去和現(xiàn)在，也統(tǒng)領(lǐng)著重慶城市居民和訪問者對重慶的城市印象。

相對于長江南岸地區(qū)沿江形態(tài)在分形意義上的復雜性，這個區(qū)段的分形特征顯得較為容易歸納——城市建設(shè)用地基本在臺地上布置，或者沿江與山之間的等高線布置，由于臺地位置的分散和帶狀等高線的連續(xù)性，加之綠化中軸線——鵝嶺至平頂山這條城市綠脊的統(tǒng)治性景觀特征物的存在，使得半島的沿江城市立面形態(tài)上的規(guī)律較為明顯，規(guī)律性強而自然，這也是重慶山城聞名遐邇的城市景觀形成的最重要因素。

重慶城市的擴展和中心區(qū)人口的激增，城市形態(tài)也受到了極大的不良影響，主要表現(xiàn)在沿江城區(qū)帶的建筑高度與密度的增加。由于對土地利用率的提高提出的必然要求，原本城市建筑的高低錯落現(xiàn)在變得不合時宜——所有新建設(shè)區(qū)段的建筑都按著最低限高和盡可能小的建筑間距進行建設(shè)，這樣的直接結(jié)果，是沿江城區(qū)帶的城市建筑輪廓愈趨簡單，其分維值比19年前的平均1.2～1.4 降至1.1～1.2之間，反映在形態(tài)上即形成了一段整齊的“沿江城墻”，原本的不斷變化錯落有致的城市形象，漸漸不復存在。政府相關(guān)部門鑒于這種狀況，先是提出一個明確的限高要求，但單一的限高不會根本改變這種情形，近年來的政策也趨向靈活，逐漸根據(jù)不同地段提出了不同的要求。

實際上，按分形思維來看待，既然存在一個統(tǒng)治性的景觀元素，那么，城市形態(tài)就應(yīng)當與之呼應(yīng)。具體來說，即城市形態(tài)輪廓的分形維數(shù)應(yīng)當與這個景觀元素發(fā)生相協(xié)調(diào)的關(guān)系，但是這個關(guān)系并不一定是沿江城區(qū)整體與城市綠脊整體之間的關(guān)系，這是由于兩者的尺度巨大，以及同時由于河系的曲折，不可能完整的在同一時段內(nèi)被觀察者所觀察到，因為觀察者的視覺范圍是有限的，因此，要分段的、按不同的分維值來進行協(xié)調(diào)。

綜上所述，重慶既是一個地形存在多樣性的城市，簡單的用山地城市無法進行完整的概括，但它又確是一個典型的山地城市，存在著其獨特的城市形態(tài)脈絡(luò)，要用分形的思維來描述和歸納重慶這座城市，除了要抓住其核心特征之外，還要把握其不同區(qū)域的特殊性。筆者通過對以上幾個具有典型性和重要意義地段狀況的梳理，在理清重慶城市形態(tài)特性的同時，進一步認識重慶城市形態(tài)的分形特點，為具體應(yīng)用分形方法提供了一定的研究基礎(chǔ)。