基于“CAS”理論的城市湖泊景觀更新研究

吳 巍， 肖志鵬， 王紅英

(湖北工業(yè)大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 湖北 武漢 430068)

基于“CAS”理論的城市湖泊景觀更新研究

吳 巍， 肖志鵬， 王紅英

(湖北工業(yè)大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 湖北 武漢 430068)

為給我國城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與更新提供可借鑒的思路與經(jīng)驗(yàn)，在武漢市張畢湖景觀改造工程的項(xiàng)目實(shí)踐中，根據(jù)其自然特征(氣候、地形、平均水深等)﹑歷史變遷、景觀結(jié)構(gòu)﹑社會功能等進(jìn)行分層剖解，運(yùn)用“CAS”理論探究城市湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建之法，提出“淺塘型生態(tài)群落”的概念，通過一系列尺度各異的構(gòu)筑物的設(shè)置，合理引導(dǎo)不同景觀斑塊之間的交互作用，以使各個景觀斑塊自適應(yīng)性地更新湖泊景觀系統(tǒng)的生態(tài)結(jié)構(gòu)。

“CAS”理論； 景觀更新； 生態(tài)系統(tǒng)； 自適應(yīng)性

在現(xiàn)代城市建設(shè)中，水體已經(jīng)成為一個完備的城市綜合體所必不可少的物質(zhì)資源。有著富足景觀資源的城市湖泊景區(qū)自然就會成為城市規(guī)劃建設(shè)的首選，這些區(qū)域不僅飽含充裕的景觀資源，可稱得城市健康發(fā)展的天然基石，而且，由于城市湖泊是熙攘都市與自然環(huán)境之間一個極其重要的功能過渡區(qū)，有緩沖以及天然屏障的作用。近年來，多數(shù)城市湖泊的生態(tài)環(huán)境正遭受著嚴(yán)重的破壞，出現(xiàn)了功能退化、湖區(qū)生態(tài)失衡等一系列急需解決的問題。城市湖泊的景觀生態(tài)再生已成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)探究的熱點(diǎn)。

1 解析城市湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)

1.1 城市湖泊的概念

城市湖泊泛指城市建成范圍內(nèi)存有的人工或是自然湖泊，是城市中陸域與水體協(xié)同構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境。它是城市中自然物質(zhì)資源極其充裕且寶貴的地區(qū)，因人類與社會活動之間的碰撞頗為劇烈，城市湖泊景區(qū)可稱得人類活動與自然界之間的交互作用最為繁雜的地域之一。需要指出的是，不同城市湖泊的地緣特質(zhì)迥異，本文著重研究內(nèi)陸城市近郊或是城市核心地段的小型湖泊。

1.2 湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)

城市湖泊是現(xiàn)代城市商業(yè)居民區(qū)與自然之間一個特別重要的功能過渡區(qū)，發(fā)揮著極其重要的作用。近年來，多數(shù)城市湖泊的生態(tài)環(huán)境正遭受破壞，出現(xiàn)了功能退化、湖區(qū)生態(tài)失衡等等一系列急需解決的問題。城市湖泊的景觀生態(tài)再生已成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。因此，從湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)的角度研究城市湖泊景區(qū)的新功能﹑形態(tài)重組﹑人工物構(gòu)建﹑生態(tài)系統(tǒng)重建等，對促進(jìn)城市湖泊再生、延續(xù)城市湖泊與城市的交互功能具有重要意義，也可為我國內(nèi)陸城市其他人工或是自然湖泊的生態(tài)重建提供可資借鑒的范式。

2 “CAS”理論對于湖泊景觀系統(tǒng)的可應(yīng)用性分析

2.1 解析“CAS”理論

20世紀(jì)末，John Holland發(fā)表了“隱秩序”的著名報告，提出了“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)”的理論，可簡稱“CAS”理論。其后更是自成體系，《隱秩序——適應(yīng)性造就復(fù)雜性》徹底顛覆了傳統(tǒng)學(xué)院派的研究范式?！癈AS”理論被學(xué)界廣泛認(rèn)可為“新世紀(jì)的新科學(xué)”，屬“新一代系統(tǒng)思想”。

“CAS”理論可以從系統(tǒng)學(xué)視界合理地解析組織內(nèi)部的復(fù)雜蕪亂現(xiàn)象和深層次地解決組織內(nèi)部的繁雜疑難，其要義在于系統(tǒng)中的個體斑塊含有的主動性和能動性。個體的適應(yīng)性通常體現(xiàn)為能自發(fā)地和外界環(huán)境進(jìn)行資源交流，為謀求個體生存而調(diào)整和更改自身的行為趨向，繼而良好地適應(yīng)外界整體環(huán)境變化的要求。

2.2 基于“CAS”理論的“自適應(yīng)性”湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)

我們可將城市湖泊視為一個紛繁龐雜的“復(fù)雜巨系統(tǒng)”，進(jìn)而將其剖解為若干個既互相關(guān)聯(lián)，又保有自身獨(dú)立性的景觀斑塊，亦可稱之為“細(xì)胞體”，通過項(xiàng)目實(shí)踐中不同地緣結(jié)構(gòu)中的取樣分析，遵從城市湖泊景觀系統(tǒng)中每個“細(xì)胞體”自有的判斷力和行動趨向，創(chuàng)造有利的條件，引導(dǎo)個體與其他成員以及周遭環(huán)境之間的交互行為，遵守個體和整體環(huán)境之間融合的行為準(zhǔn)則，從而充分地利用不同景觀斑塊的自適應(yīng)性，促使各個景觀斑塊在交互過程中產(chǎn)生“進(jìn)化”的趨向，而不會囿于機(jī)械的限定方式，盲目地呈現(xiàn)出人為化的動勢，從而自發(fā)地調(diào)整自身的“進(jìn)化”模式，良好地適應(yīng)周遭環(huán)境，營造具有再生功能的“自適應(yīng)性”湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)。

3 典型項(xiàng)目實(shí)踐

3.1 張畢湖景觀生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀

張畢湖一直以來最大的特點(diǎn)就是原生態(tài)自然景觀，且大多以“淺水湖塘”的形式存在著。由于長期經(jīng)營不善，湖區(qū)岸堤破壞嚴(yán)重，只有在雨水期才有水，一逢枯水期就干旱。硚口區(qū)政府先后投入資金對張畢湖進(jìn)行改造，力圖重建張畢湖的湖泊生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)張畢湖實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示，外源污染得到一定程度控制。但是湖區(qū)整體景觀重建稍顯落后(圖1、圖2)，依然存在一些亟需解決的問題：

1)張畢湖濱水景觀由于缺乏保護(hù)和有效整治，植物樹種生長良莠不齊；同時整個湖區(qū)均缺乏足夠的湖岸休閑小品景觀設(shè)施以及親水平臺區(qū)域。

2)因場所自然地貌特征以及長久以來形成的地緣特質(zhì)，張畢湖環(huán)西側(cè)和南側(cè)各類子湖與淺塘均為土質(zhì)岸堤，長期缺乏系統(tǒng)的整治，岸坡穩(wěn)定性較差，不僅存在安全隱患，且與湖泊周邊景觀嚴(yán)重不協(xié)調(diào)。

3)湖區(qū)大小不一的“淺水湖塘”雜亂無序地散在各處，由于長久疏于管理，臨近社區(qū)涌入的垂釣者、生活垃圾等等令湖區(qū)生態(tài)嚴(yán)重失衡，使湖區(qū)景觀結(jié)構(gòu)趨于斷裂、破碎狀態(tài)。

圖1 環(huán)西側(cè)子湖水質(zhì)堪憂 圖2 南側(cè)淺塘土質(zhì)堤岸破敗

3.2 基于“CAS”理論的“自適應(yīng)性”湖泊景觀系統(tǒng)

“CAS”理論通常存有非線性、不可預(yù)測性等特征，其主體是能動的、存活著的實(shí)體，而個體與環(huán)境之間潛存著密切的影響和互相作用，是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)衍變乃至進(jìn)化的主要推動力。

張畢湖“淺塘型“生態(tài)群落中每個單獨(dú)的“泡狀”空間均有不同的水位與土壤酸堿度，各個“泡狀”空間內(nèi)的物質(zhì)資源屬性各異(表1)，既相互滲透又保有自身的生態(tài)恢復(fù)能力(圖3)，我們充分遵從其中個體成員自有的判斷力和行動趨向，選擇性地添置適宜的木棧道、水榭、硬質(zhì)駁岸等人工構(gòu)筑物，創(chuàng)造有利的條件，引導(dǎo)個體與其他成員和環(huán)境之間有益的交互行為，善用個體和整體環(huán)境之間調(diào)整的行為準(zhǔn)則，利用其自適應(yīng)性，生成不同植物群落；營造出具備自身景觀修復(fù)與更新能動性的“淺塘型“生態(tài)群落(圖4)。

表1 不同“泡狀空間”的水體底部土質(zhì)取樣檢測結(jié)果

圖 3 “自適應(yīng)性”湖泊景觀系統(tǒng)

圖 4 “淺塘型”生態(tài)群落平面分析

將“淺塘型“生態(tài)群落看做是一個單獨(dú)的景觀斑塊，也可稱為一個體量更大的“細(xì)胞體”，隸屬于城市湖泊景區(qū)整體生態(tài)系統(tǒng)。因此，我們僅需合理地配置各類功能構(gòu)筑物，充分地利用各個“細(xì)胞體”的自適應(yīng)性，引導(dǎo)各個“細(xì)胞體”自發(fā)性地調(diào)整自身的行為模式，從而合理地適應(yīng)環(huán)境，營造“自適應(yīng)性”湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)(圖5)。

圖 5 “淺塘型”生態(tài)群落剖面圖

3.3 融入不同功能區(qū)劃的“景觀斑塊”

張畢湖公園的形成過程中歷史原因龐雜繁復(fù)，各個分區(qū)功能混亂。因此，改造設(shè)計(jì)中首先強(qiáng)調(diào)整體系統(tǒng)層面的宏觀調(diào)控，那么從整體系統(tǒng)層面考量就必須尊重張畢湖公園形成過程中的歷史軌跡。在功能區(qū)劃與群落配置中納入荊楚文化歷史情懷、濱水垂釣、生態(tài)科教體驗(yàn)、群體節(jié)慶活動。在不同景觀斑塊中納入統(tǒng)一規(guī)劃的城市景觀元素，以一系列親水廊道聯(lián)通不同斑塊，緊密聯(lián)系；最后通過合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)把張畢湖生態(tài)濕地景觀融入到城市整體景觀中。充分利用張畢湖原生態(tài)自然湖泊現(xiàn)狀，重新引入地方性的植物或當(dāng)?shù)靥赜袠浞N，分層組合。增加各類水生、濕生植物，營造自然濕地景觀，尤其要突出“野趣”。打造特色觀鳥島、江城水色、鷺洲煙雨、碧波鶴影等特色濕地景觀。各景觀功能節(jié)點(diǎn)之間用硬質(zhì)鋪地、渡船以及木棧道等連接，在濕地構(gòu)筑極少量人工建筑，大多采用銅質(zhì)、木質(zhì)等當(dāng)?shù)夭牧希c武漢市地區(qū)整體風(fēng)格相協(xié)調(diào)。生態(tài)濕地生成不是短期即可達(dá)成的，須有長期的考量，不爭一時成敗。

4 結(jié)論

城市湖泊因其所處地域的特殊復(fù)雜性，是一個紛繁龐雜的生態(tài)系統(tǒng)，既包含了生態(tài)內(nèi)涵、環(huán)境理念，也帶有水文特性，其生態(tài)景觀設(shè)計(jì)必須因境制宜，充分發(fā)揮我國內(nèi)陸城市湖泊的景觀與社會功能。

在武漢張畢湖改造項(xiàng)目的前期取樣實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)用“CAS”理論來剖析湖泊景觀生態(tài)系統(tǒng)是切實(shí)可行的，提出的構(gòu)建“淺塘型生態(tài)群落”的概念正是與張畢湖自有的地緣特質(zhì)、景觀生態(tài)系統(tǒng)、社會功能等因素相匹配，可謂魚水和諧。通過一系列尺度各異的構(gòu)筑物的設(shè)置，合理引導(dǎo)不同景觀斑塊之間的交互作用，促使各個景觀斑塊自適應(yīng)性地更新湖泊景觀系統(tǒng)的生態(tài)結(jié)構(gòu)，大體可以實(shí)現(xiàn)張畢湖的整體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與更新的目標(biāo)，同時也為未來張畢湖自然生態(tài)景觀系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)和范式。

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[責(zé)任編校： 張巖芳]

CAS-based Research on the Update of Urban Lake Landscape

WU Wei, XIAO Zhipeng, WANG Hongying

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068,China)

This paper aims to provide referential ideas and experience for urban lakes ecosystem repair and update. According to the natural characteristics (climate, topography, the average water depth, etc.),historical change, landscape structure, and social function of layered creations in Zhang Bihu landscape renovation project in Wuhan, "CAS" theory is applied to explore the building of urban lake landscape ecological system, and the concept of "shallow pond ecological communities" is put forward. Through a series of scales of different structures, the interaction between different landscape patches is reasonably guided in order to make the landscape patches adaptively renew the lakes landscape ecological structure of the system.

the theory of CAS; landscape update; ecological system; adaptivity

1003-4684(2016)03-00110-03

TU986.5

A

2016-03-22

教育部人文社會科學(xué)研究規(guī)劃基金項(xiàng)目(15YJA760035)

吳巍(1971-)， 男， 湖北英山人，湖北工業(yè)大學(xué)教授，研究領(lǐng)域?yàn)榫坝^規(guī)劃與設(shè)計(jì)，建筑