基于生態(tài)承載力下西江苗寨的聚落空間彈性預測?

趙步云，王 紅

(1.貴州大學林學院，貴州貴陽5500025；2.貴州大學建筑與城市規(guī)劃學院，貴州貴陽5500025)

基于生態(tài)承載力下西江苗寨的聚落空間彈性預測?

趙步云1，王 紅2?

(1.貴州大學林學院，貴州貴陽5500025；2.貴州大學建筑與城市規(guī)劃學院，貴州貴陽5500025)

西江苗寨位于貴州省黔東南地區(qū)，具有較高的生態(tài)價值和人文價值。開展西江苗寨動態(tài)的空間預測和分析，對于黔東南地區(qū)民族村落的保護性規(guī)劃具有重要意義。本文在實地調研和大量資料搜集的基礎上，對西江苗寨空間生態(tài)結構和現存問題做出了分析和總結。利用彈性系數理論對其建筑空間進行了預測分析。研究結果表明:(1)空間生態(tài)結構研究結果顯示該地區(qū)景觀生態(tài)結構較為理想;(2)聚落空間形態(tài)研究顯示該地區(qū)存在過度擴建和盲目規(guī)劃等現存問題;(3)彈性系數分析顯示當地未來的生態(tài)格局將處于良性發(fā)展的態(tài)勢當中，但應該進一步降低建筑空間的增長。

西江苗寨;空間結構;彈性系數

位于貴州省地區(qū)的西江千戶苗寨作為全球最大的苗族古村落，其民居建筑、宗教禮儀、信仰禁忌、飲食著裝等都展示出了苗族底蘊渾厚的文化。得益于西江特殊的地理環(huán)境及其獨特的歷史背景，成為苗族文化的典型代表，“看西江知天下苗寨”在外界廣為流傳，西江作為體驗中國苗族風情旅游目的地的吸引力開始顯現[1]。

但近年來對于幾乎所有的歷史文化名鎮(zhèn)，“新”與“舊”的矛盾都是圍繞城鎮(zhèn)發(fā)展的大問題。一方面，對于原有生態(tài)空間的保護必不可少；另一方面，為滿足時代物質和精神需求而進行的一些時代文化的創(chuàng)造同樣勢在必行。尤其當新舊為鄰時，這種矛盾顯得更加突出，對于西江千戶苗寨，即便是不廣泛地來討論這個問題而僅僅把目光集中于能夠給予我們直觀感受的村落生態(tài)空間格局上，我們同樣可以清晰地感受到新舊之間矛盾[2]。

由于人民普遍的認知誤差和持續(xù)不斷的經濟、人口等壓力的作用，西江千戶苗寨的建筑空間和交通、構筑物空間面積不斷擴張，導致植被空間日益減少。這對當地政府以力求恢復傳統(tǒng)聚落風貌為目標的名鎮(zhèn)建設來講，構成了一個不小的挑戰(zhàn)。因此，如何正確預測當地未來生態(tài)空間格局的發(fā)展趨勢，從而判斷已經擬定的控制性規(guī)劃方案是否合理，就成為傳統(tǒng)聚落發(fā)展中亟待解決的問題[3]。

在擬定的傳統(tǒng)聚落規(guī)劃方案時，聚落生態(tài)空間分析其實施效果是關鍵，很多研究提出了相應的分析方法，汪世樂[4]比較研究的內容涵蓋了聚落空間層面、民居空間形式層面已經技術手段和裝飾要素層面，解析了地域文化背景下的聚落空間構成；王颯[5]聚落體系層次結構描述和空間特征描述方法，解析了中國傳統(tǒng)聚落空間層次結構；劉沛林[6]從心理要素、生態(tài)要素、美學要素、環(huán)境要素、文化要素、時序要素等6個方面入手，判別了傳統(tǒng)聚落景觀基因。

由上述分析可以看出，現有的聚落研究多采用定性方法解析聚落空間的層次與構成，簡單快速地明確方案的實施結論。但是，由于這些方法難以體現生態(tài)承載力，難以預測規(guī)劃方案未來的實施效果，不利于決策者將規(guī)劃方案精細化，所以有必要基于生態(tài)承載力數據，提出定量的聚落空間彈性預測方法。

1 方法論

1.1 彈性理論的數學涵義

馬歇爾認為:“當某一領域中的兩個變量存在函數關系時，其中一個變量的變化勢必會引起另一個變量的相應變化。彈性理論可以通過建立數學模型研究者組變量的動態(tài)變化趨勢，也就是研究這一組相關變量變化的相互反映程度，并對未來趨勢做出預測”。

彈性作為一個數學概念是指相對變化率，用比例來說，是自變量變化1%所引起因變量變化的百分數，因而彈性是一種不依賴于任何單位的計量法，即是無量綱的。

變量y隨變量x的變化而變化，表現為函數關系y＝f(x)。設f(x)在區(qū)間(a，b)內可導，且f(x)≠0，函數的相對改變量與自變量的相對改變量之比為:

當Δx→0時，則有

1.2 彈性的空間規(guī)劃含義

將彈性理論引入到城鄉(xiāng)規(guī)劃學中，就為空間分析提供了有力的工具。它是用數理方法來研究城鄉(xiāng)規(guī)劃問題，把定量分析與定性研究結合起來，據城鄉(xiāng)規(guī)劃學的基本原理來對空間問題進行實證分析，以求得理論的精確性。

由于彈性理論研究的對象是針對一組具有相關變化關系的兩個變量，所以在此我們將其引入景觀格局變遷的研究和預測之中——村落的建筑空間對于植被空間的影響的研究和預測。它的優(yōu)勢在于通過統(tǒng)計，可計算出彈性值，并且兩個變量的變化相關程度與彈性值的大小成正比例關系。這樣便可對于村落空間格局的長期性規(guī)劃提出明了而詳實的建議。

本文旨在通過計算建筑空間的增長變化率與植被空間的減少變化率的強弱關系(彈性系數)，從而預測未來村落的空間格局變化。因此，利用彈性系數理論公式將彈性系數表示為:空間彈性系數＝植被空間減少率/建筑空間增長率。

設L1，L2，…，Ln。為某一時期植被空間的面積。H1，H2，…，為對應某一時期建筑空間的面積；ΔL與ΔH分別為其相應的該變量。則可根據公式求出空間彈性系數值￡:

￡＝(ΔL/L)/(ΔH/H)

根據彈性的空間規(guī)劃含義，通過土地利用分布圖，村落空間類型分布圖和建筑、植被空間分布情況圖。結合當地的用地空間分布數據，利用彈性理論，計算出彈性系數值并推測未來的植被空間面積值，就能總結出村落未來的生態(tài)空間發(fā)展狀況，模型的具體結構如下所述(圖1)。

圖1 模型結構圖

2 實例分析

本文以苗寨西江千戶苗寨為研究對象實施數值分析，論文數據來源于貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計院所開展的西江千戶苗寨歷史文化名鎮(zhèn)保護性規(guī)劃研究課題。西江千戶苗寨坐落于苗嶺雷公坪的西北山麓地帶，空間類型基礎數據共涉及建筑空間板塊29塊，廊道5條，基質27塊(表1，圖2)。

表1 “西江千戶苗寨”空間生態(tài)結構

為提高計算速度，保證模型盡快收斂，我們只對植被空間與建筑空間的彈性系數進行分析，通過實地踏勘名鎮(zhèn)土地利用現狀資料的分析提取出2005-2015年間，西江千戶苗寨植被空間與建筑空間的格局變化特征值。

圖2 “千戶苗寨”空間類型分布圖

2.1 計算結果

按照目前控制性規(guī)劃的發(fā)展趨勢，2020年西江千戶苗寨的建筑空間面積將達到39.98 hm2，以2015年38.19 hm2為基數。建筑空間增長ΔH/H＝(39.98-38.19)/38.19＝2%，所以植被空間降低(ΔL/L)＝￡×(ΔH/H)＝2%。因此2020年綠色空間面積為L＝33.63×(1-2%)＝32 hm2(表2)

表2 2005-2015植被空間與建筑空間空間增減的彈性系數分析

2.2 預測分析

2005年的控制性規(guī)劃中，西江千戶苗寨基于固定空間的規(guī)劃用地面積為77.34 hm。2。其中道路、構筑物空間面積為3.66 hm2，建筑空間面積為21.31，植被空間面積為52.37(圖3)。至2015年，建筑空間面積增長為39.98，植被空間減少為31.05。建筑空間面積占比由 27.55%增長為49.38%，而植被空間面積占比 67.71%減少至43.38%。可以看出由于建筑空間面積激增而導致植被空間面積銳減(圖4)。彈性系數值也表明二者之間存在較強的變化影響。但由于2020年的控制性規(guī)劃中，建筑空間面積幅度大為減慢，僅擴張到51.69%，從而有效緩解了植被空間的減少趨勢?？梢哉f，32 hm2的植被空間面積相較于77.34 hm2控制性規(guī)劃總面積而言是可以接受的。因此如果西江千戶苗寨能夠嚴格按照規(guī)劃方案進行建設，基于彈性系數理論，其未來的生態(tài)格局將處于良性發(fā)展的態(tài)勢當中。

圖3 2005年植被空間(綠)與建筑空間(黃)分布情況

圖4 2015年植被空間(綠)與建筑空間(黃)分布情況

3 結語

本文基于生態(tài)承載力數據，提出定量的聚落空間彈性預測方法，并以西江千戶苗寨為實際案例，對規(guī)劃方案進行了預測分析。由于西江千戶苗寨植被空間的減少速度從2005年至2020年間呈現由快放緩的趨勢。因此可以預計至2020年，其廊道的基本空間形態(tài)不會改變，具有較強的能量運輸和資源保護能力。從基質孔隙度來分析，斑塊間的能量流通能力不會受到破壞。但基質面積已低于斑塊面積，這說明在2020年以后的控制性規(guī)劃中，建筑空間面積的增長率應該進一步放緩以維持其良性的生態(tài)格局。

[1]貴州“西江苗嶺”景觀的評價規(guī)劃與利用[J].建筑學報，2004 (12):60-62.

[2]貴州雷山縣苗族聚落景觀研究[D].北京林業(yè)大學，2013.

[3]鄉(xiāng)村景觀變遷及現代鄉(xiāng)村景觀設計研究——以德州市樂陵市黃夾鎮(zhèn)為例[D].貴州大學，2015.

[4]汪世樂.解析地域文化背景下的聚落空間構成[D].華中科技大學，2006.

[5]王颯.中國傳統(tǒng)聚落空間層次結構解析[D].天津大學，2007.

[6]劉沛林.中國傳統(tǒng)聚落景觀區(qū)劃及景觀基因識別要素研究[J].地理學報，2010，65(12):1496-1506.

(責任編輯:王先桃)

The Settlement Space Elastic Prediction Based on Ecological Carrying Capacity of Xijiang M iao Village

ZHAO BuYun1，WANG Hong2?

(1.College of Forestry，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.College of Architecture and Urban Planning，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

The Xijiang Miao village is located in Southeastern Guizhou Province，it has high ecological value and humanity value.It has important significance for the protection planning of the ethnic villages in the southeast of Guizhou Province that carry out the state space prediction and analysis of Xijiang Miao village.The paper investigated the field and collected a greatmass of data，and analysed the problems of the ecological structure of the Xijiang Miao village space.And the theory of elasticity was used to forecastand analyze the architectural space.The results are as follows:(1)The findings of the ecological space structure indicate that the landscape ecological structure in this region ismore ideal；(2)The findings of spatial form in settlement indicate that this region has some existing problems，such as excessive expansion and blindly planning(3)Elastic Coefficient Analysis indicate that the ecological pattern of the future will be in a benign development trend，but it should further reduce the growth of the building space.

Xijiang Miao village；space structure；elastic coefficient

TU-856

A

1000-5269(2016)04-0108-04

10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2016.04.22

2016-05-13

國家自然科學基金(51078099)

趙步云(1987-)，男，在讀碩士，研究方向:喀斯特景觀與民族建筑的理論應用，Email:287686081＠qq.com.

?通訊作者:王 紅，Email:wanghong1960＠126.com.