李濤
隨著全球資源約束趨緊,環(huán)境問(wèn)題日益凸顯,以城市綠地系統(tǒng)為研究對(duì)象的生態(tài)防護(hù)等服務(wù)效能將成為風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)的熱點(diǎn)話題[1]。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家不同的是,中國(guó)的國(guó)情決定了城市綠地系統(tǒng)所牽涉的問(wèn)題更加復(fù)雜而多元。直面復(fù)雜性并提出引導(dǎo)策略措施是解決復(fù)雜問(wèn)題的首要途徑,認(rèn)識(shí)并適應(yīng)復(fù)雜性已成為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃的發(fā)展方向之一[2]。
以國(guó)標(biāo)《城市綠地規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51346—2019)的頒布實(shí)施為契機(jī),運(yùn)用“復(fù)雜性”理論研究城市綠地系統(tǒng)的空間復(fù)雜性演化階段、表現(xiàn)特征和影響機(jī)制,引導(dǎo)空間功能協(xié)同耦合及結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化調(diào)適,從而科學(xué)應(yīng)對(duì)城市發(fā)展的復(fù)雜性和不確定性,是促進(jìn)城市綠地系統(tǒng)可持續(xù)健康發(fā)展的重要途徑。
“復(fù)雜性”理論包括復(fù)雜性科學(xué)、復(fù)雜性研究、復(fù)雜性思想、復(fù)雜性系統(tǒng)4個(gè)方面[3],以20世紀(jì)80年代桑塔菲研究所(Santa Fe Institute,SFI)的復(fù)雜科學(xué)研究初步成果為代表[4],其研究的是復(fù)雜條件下動(dòng)態(tài)開(kāi)放系統(tǒng)內(nèi)部和外部的復(fù)雜性特征。并且逐步形成以耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、分形學(xué)、復(fù)雜適應(yīng)理論為主要流派的多樣化理論體系。引用錢(qián)學(xué)森院士觀點(diǎn):所謂的“復(fù)雜性”實(shí)際是開(kāi)放的復(fù)雜巨系統(tǒng)學(xué)[5],特點(diǎn)是突出強(qiáng)調(diào)組成要素異質(zhì)性、主體多元性、結(jié)構(gòu)多層次性、環(huán)境開(kāi)放性、相互作用非線性、系統(tǒng)規(guī)模巨型性和系統(tǒng)自適應(yīng)能力等特征[6]。
兼具組織創(chuàng)造性和混沌開(kāi)放性的城市是典型的復(fù)雜系統(tǒng)[7]。城市綠地系統(tǒng)作為具有生態(tài)、游憩、防護(hù)等綜合功效的城市活態(tài)子系統(tǒng),同樣是動(dòng)態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng),具備全部的“復(fù)雜性”理論特征。城市綠地系統(tǒng)存在著多樣鮮活的“物”、多元復(fù)雜的“流”(物質(zhì)流、能量流、信息流等)和多維交織的“網(wǎng)”(社會(huì)網(wǎng)、文化網(wǎng)、經(jīng)濟(jì)網(wǎng)等),并且相互作用、相互制約。特別是用地矛盾突出的高密度超大城市——上海的綠地系統(tǒng)所關(guān)涉的、承載的“物”“流”“網(wǎng)”更加豐富,復(fù)雜性特征也更加凸顯,并在逐步展現(xiàn)、演繹、詮釋新型復(fù)雜性。
不同于韌性城市、綠色基礎(chǔ)設(shè)施、景觀生態(tài)學(xué)等理論以防災(zāi)、生態(tài)、景觀等方面作為切入點(diǎn),“復(fù)雜性”理論從系統(tǒng)性視角出發(fā),在空間復(fù)雜性的物態(tài)表象之下更關(guān)注于能量、信息的熵流情況,也即定性定量結(jié)合的研究脈絡(luò)。復(fù)合性的研究視角和創(chuàng)新性的研究思路,利于系統(tǒng)“把握過(guò)去”的演化路徑和規(guī)律,合理“應(yīng)對(duì)未來(lái)”的不確定性、不可預(yù)測(cè)性、突變性等復(fù)雜性問(wèn)題,使空間規(guī)劃成果更具科學(xué)指導(dǎo)性和實(shí)踐操作性。
目前該理論在空間規(guī)劃領(lǐng)域主要應(yīng)用于2個(gè)方面。1)“城市規(guī)劃”的定性研討:復(fù)雜性及人工智能應(yīng)用于城市規(guī)劃的必然趨勢(shì)[8]、城市公共健康風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜適應(yīng)性規(guī)劃響應(yīng)途徑[9-10]、城市規(guī)劃與管理的復(fù)雜性決策范式[11]、協(xié)同高效的生態(tài)城市規(guī)劃建設(shè)模式[12]等。2)“綠地空間”的單向研討:高密度城市綠地空間可達(dá)性是最重要的功能[13]、居民更注重綠地空間異質(zhì)性、住宅的生活質(zhì)量[14-15]、綠地空間多樣化配置在不同土地利用類(lèi)型之間顯著不同[16]、綠地空間布局可用城市場(chǎng)景遺傳算法評(píng)測(cè)[17-18]等。然而基于系統(tǒng)性、跨學(xué)科視角針對(duì)城市綠地系統(tǒng)空間的復(fù)雜性研究仍然處于初步階段[19]。
綜上,極有必要以上海城市綠地系統(tǒng)空間為典型代表,基于“復(fù)雜性”理論從更廣泛的演化、表現(xiàn)、機(jī)制等方面進(jìn)行解析,從而對(duì)城市綠地系統(tǒng)的復(fù)雜性提出整體認(rèn)知,具有一定的探索意義和借鑒價(jià)值。
借鑒整合文獻(xiàn)關(guān)于上海綠化建設(shè)“緩慢發(fā)展—穩(wěn)定增長(zhǎng)—跨越發(fā)展—質(zhì)量躍升”的四大發(fā)展階段[20],根據(jù)上海城市綠地系統(tǒng)空間的開(kāi)放性、非線性、非平衡等復(fù)雜性演化特征,及其要素、功能、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等的復(fù)雜性增長(zhǎng)和層次性躍遷,概括出“創(chuàng)生維持—空間擴(kuò)張—有機(jī)進(jìn)化”三大演化階段。
1)租界公園:綠地的創(chuàng)生。上海綠地建設(shè)在國(guó)內(nèi)起步較早,綠地資源種類(lèi)豐富。1843年上海成為租界后,“租界公園”的出現(xiàn)標(biāo)志著上海市公園的誕生,這類(lèi)公園屬于公私兼有的多類(lèi)型園林。上海租界先后建有15座公園,其中公共租界有10座,法租界有5座[21]。人口密度的增加、城市規(guī)模的擴(kuò)張是促成近代上海市綠地系統(tǒng)創(chuàng)生的主要原因,至1930年公共租界人口密度已經(jīng)高于華界10倍,租界公園數(shù)量迅速增多(圖1)。
1 1935年上海租界公園及周邊綠地分布Distribution of concession parks and surrounding green space in Shanghai in 1935
2)“大上海都市計(jì)劃”:綠地系統(tǒng)自維持的覺(jué)醒。覺(jué)醒階段以1949年完成的“大上海都市計(jì)劃”為標(biāo)志?!按笊虾6际杏?jì)劃”對(duì)中國(guó)城市綠地的規(guī)劃發(fā)展和學(xué)科發(fā)展具有重要的參考價(jià)值[23]?!按笊虾6际杏?jì)劃”從城市性質(zhì)、綠地生態(tài)等方面做了前瞻性的部署,提出構(gòu)建“多心開(kāi)敞”的城市空間結(jié)構(gòu),是早期城市綠地系統(tǒng)布局的雛形。
1)20世紀(jì)50—80年代的緩慢擴(kuò)張階段。①中華人民共和國(guó)成立初期:城市公園和郊區(qū)苗圃的大力興建。先后建成了外灘濱江綠帶、肇嘉浜路林蔭道、人民公園等城市公園。龍華苗圃、共青苗圃、北新涇苗圃等當(dāng)時(shí)作為郊區(qū)綠地,如今已成為中心城區(qū)大型景觀綠地。②改革開(kāi)放后:?jiǎn)沃行娜邮綌U(kuò)張(圖2)。1983年的《上海市園林綠化系統(tǒng)規(guī)劃》指出圍繞中心城區(qū)開(kāi)辟3條環(huán)狀綠帶,布置公共綠地等,并形成點(diǎn)、線、面結(jié)合的綠化系統(tǒng),其內(nèi)容并入1986年的《上海市城市總體規(guī)劃》。
2 1989年上海市綠地分布Distribution of green space in Shanghai in 1989
2)20世 紀(jì)90年 代 的 快 速 擴(kuò) 張 階 段。①綠地“星羅棋布”式擴(kuò)張?!渡虾J谐鞘芯G地系統(tǒng)規(guī)劃(1994—2010年)》明確提出“一心兩翼、三環(huán)十線、五楔九組、星羅棋布”的綠地系統(tǒng)布局結(jié)構(gòu)[24],綠地建設(shè)格局呈繁星式向郊區(qū)擴(kuò)張。②浦東新區(qū)綠地格局激進(jìn)式發(fā)展。首個(gè)針對(duì)浦東建設(shè)的指導(dǎo)綱領(lǐng)性文件《浦東新區(qū)總體規(guī)劃(1991—2010年)》提出多心開(kāi)敞式的綠地系統(tǒng)框架[25],目前浦東的公園主要分布在黃浦江沿岸4 km內(nèi)和外環(huán)線周邊(圖3)。③環(huán)城綠帶成效初顯。1994年《上海市外環(huán)線規(guī)劃方案》提出全長(zhǎng)97 km、規(guī)模近72 km的外環(huán)線綠化隔離帶[26],目前已初具環(huán)狀綠帶規(guī)模(圖4)。
3 1991年浦東城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃和現(xiàn)狀(2018年)比較Comparison of urban green space system planning in 1991 and current situation (2018)of Pudong
4 2018年外環(huán)綠帶現(xiàn)狀Current situation of the outer ring green belt in 2018
1)2000—2016年,城鄉(xiāng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)。①三層次綠化規(guī)劃的相互協(xié)同。2002年《上海市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃(2002—2020年)》提出形成“主體—網(wǎng)絡(luò)—核心”相互協(xié)同的“市域綠化大循環(huán)”體系,《上海市中心城公共綠地規(guī)劃(2002—2020年)》指出深化外環(huán)以?xún)?nèi)公共綠地空間,《上海城市森林規(guī)劃(2003—2020年)》規(guī)劃重點(diǎn)為外環(huán)以外區(qū)域的森林空間,此三層次綠化規(guī)劃布局結(jié)構(gòu)均為“環(huán)、楔、廊、園、林”。②城鄉(xiāng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系的逐步轉(zhuǎn)向。通過(guò)2010年《上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃》、2012年《上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》、2015年《上海市生態(tài)保護(hù)紅線規(guī)劃方案》等多次生態(tài)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃,上海市綠地建設(shè)重心逐步轉(zhuǎn)向城鄉(xiāng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系的規(guī)劃建設(shè)(圖5、6)。
5 2006、2012、2017年提出的上海市域生態(tài)空間規(guī)劃結(jié)構(gòu)Urban and rural ecological space planning structures in Shanghai in 2006, 2012 and 2017
6 2006、2012、2017年提出的上海城鄉(xiāng)生態(tài)空間規(guī)劃布局Urban and rural ecological space planning layouts in Shanghai in 2006, 2012 and 2017
2)2017年至今,長(zhǎng)三角生態(tài)安全格局的區(qū)域協(xié)同?!伴L(zhǎng)三角一體化”是新時(shí)代國(guó)家統(tǒng)籌區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的大戰(zhàn)略。目前外環(huán)綠帶形態(tài)基本穩(wěn)定,通過(guò)綠地建設(shè)和生態(tài)環(huán)境修復(fù)等措施,基本完善并形成9條生態(tài)廊道,為區(qū)域協(xié)同發(fā)展奠定了生態(tài)基礎(chǔ)(圖7)。
7 2018年上海城鄉(xiāng)生態(tài)網(wǎng)絡(luò)體系Urban and rural ecological network system in Shanghai in 2018
1)綠地要素的復(fù)雜性。綠地景觀變遷方式、土地所有權(quán)權(quán)屬、土地流轉(zhuǎn)路徑等均具有復(fù)雜性差異[27]。上海綠地構(gòu)成要素的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在多元綠地類(lèi)型中,包括公園綠地、廣場(chǎng)用地、防護(hù)綠地、生態(tài)綠地、生產(chǎn)綠地及其他綠地形式,且要素之間具有功效耦合的復(fù)雜關(guān)聯(lián)。
2)綠地管理機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。城市建設(shè)用地內(nèi)的綠地屬?lài)?guó)家所有,管理機(jī)構(gòu)涉及規(guī)劃、園林等建設(shè)部門(mén)。城市建設(shè)用地外的綠地屬集體所有,管理機(jī)構(gòu)涉及林業(yè)、水利、環(huán)境等多個(gè)主管部門(mén)。上海綠地又有管理機(jī)構(gòu)、商業(yè)體等多元化的投資渠道,以及原住民、旅游者、資源所有者等多元實(shí)施主體。
1)多重疊置關(guān)系。上海城市綠地系統(tǒng)由不同尺度綠地類(lèi)型組成,不同類(lèi)型又具有管理機(jī)構(gòu)、居民點(diǎn)和動(dòng)植物資源等不同要素構(gòu)成,對(duì)綠地游憩、生態(tài)、生產(chǎn)等功效的需求具有多重疊置關(guān)系[28],因此綠地多類(lèi)功效耦合作用是復(fù)雜性演化的必然。
2)生態(tài)安全格局的復(fù)雜性。上海城鄉(xiāng)生態(tài)安全格局所涉及的內(nèi)容多樣且具有復(fù)雜性等級(jí)[29],體現(xiàn)在生態(tài)敏感性和生態(tài)保護(hù)重要性?xún)煞矫?。①選取郊野公園、文物古跡、河流湖泊、地質(zhì)災(zāi)害、土地生態(tài)安全5項(xiàng)因子分析生態(tài)敏感性[30-31],具有高度敏感、中度敏感、低度敏感和不敏感4個(gè)復(fù)雜性等級(jí)(圖8)。②選取野生動(dòng)物棲息地保護(hù)、水源保護(hù)、生態(tài)保護(hù)3項(xiàng)因子分析生態(tài)保護(hù)重要性[32],具有極重要、中等重要、一般重要3個(gè)復(fù)雜性等級(jí)(圖9)。
8 生態(tài)敏感性的復(fù)雜性Complexity of ecological sensitivity
9 生態(tài)保護(hù)重要性的復(fù)雜性Complexity of the importarnce of ecological protection
根據(jù)上海城市綠地系統(tǒng)“創(chuàng)生維持—空間擴(kuò)張—有機(jī)進(jìn)化”三大演化階段,以及組成復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的2項(xiàng)表現(xiàn)特征,超越空間本身,基于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政策、資源等宏觀視角,剖析上海城市綠地系統(tǒng)演化的復(fù)雜影響機(jī)制,發(fā)現(xiàn)其包括啟動(dòng)機(jī)制和作用機(jī)制2個(gè)方面(表1)。
表1 上海城市綠地系統(tǒng)的復(fù)雜影響機(jī)制Tab. 1 Complex impact mechanism of urban green space system in Shanghai
1)啟動(dòng)機(jī)制:外推力和內(nèi)驅(qū)力。①外推力:外界持續(xù)不斷的熵流輸入(物質(zhì)、能量、信息)是綠地系統(tǒng)復(fù)雜性發(fā)展的助推力[33]。②內(nèi)驅(qū)力:“生態(tài)–生產(chǎn)–生活”三生空間的供需關(guān)系,是城市綠地系統(tǒng)空間布局、功能組合模式之間動(dòng)態(tài)權(quán)衡的關(guān)鍵[34]。
2)基礎(chǔ)動(dòng)力:經(jīng)濟(jì)促動(dòng)和競(jìng)爭(zhēng)協(xié)同。①外部:經(jīng)濟(jì)促動(dòng)。經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等,為綠地系統(tǒng)內(nèi)部要素更新提供了直接的物質(zhì)基礎(chǔ)。②內(nèi)部:競(jìng)爭(zhēng)協(xié)同。不同的綠地資源具有不同的生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),多樣化的綠地資源協(xié)同發(fā)揮生態(tài)–經(jīng)濟(jì)–社會(huì)綜合功效。
3)支配因素:公共政策和功效需求。①外部:公共政策。上海城市綠地建設(shè)從“點(diǎn)—線—面結(jié)合”轉(zhuǎn)向“多層次、成網(wǎng)絡(luò)、功能復(fù)合的生態(tài)空間體系”,相關(guān)公共政策導(dǎo)向是綠地系統(tǒng)復(fù)雜性發(fā)展的直接支配因素和決策保障。②內(nèi)部:功效需求。風(fēng)景游憩綠地的供需平衡、生態(tài)保育綠地的良好功效發(fā)揮等是綠地復(fù)雜性發(fā)展的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
4)空間干預(yù):有4種情況。①無(wú)干預(yù),系統(tǒng)的不確定性及復(fù)雜性隨時(shí)間增加,如物種多樣性的自然進(jìn)化;②空間微擾,如對(duì)生態(tài)敏感區(qū)的封育治理以提高物種豐富度;③空間巨擾,如建設(shè)用地對(duì)綠地的侵蝕;④漸進(jìn)式干預(yù),如生態(tài)保育區(qū)保護(hù)制度、集約用地制度。
國(guó)標(biāo)《城市綠地規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》頒布實(shí)施背景下,可持續(xù)的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃必然需要精確的歷史性梳理及精準(zhǔn)的前瞻性預(yù)測(cè),而非僅關(guān)注于現(xiàn)狀空間?!皬?fù)雜性”理論依托其龐大的理論體系及綜合的定性定量研究視角,以開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、協(xié)同的姿態(tài)將城市看作一個(gè)生命體,為城市規(guī)劃提供嶄新的研究思路。
“智慧+”時(shí)代背景下,網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化的新型城市系統(tǒng)逐漸滲透取代傳統(tǒng)城市系統(tǒng),復(fù)雜性網(wǎng)絡(luò)形式已然成為系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)的“新常態(tài)”[35]。“復(fù)雜性”理論中的混沌論、協(xié)同論等已逐步滲透在城市規(guī)劃領(lǐng)域,如由混沌論衍生的多情景規(guī)劃、空間彈性化等方法,由協(xié)同論衍生的協(xié)同耦合規(guī)劃、功能疊合化等方法。未來(lái)依托“復(fù)雜性”理論的系統(tǒng)性觀點(diǎn),將在如下4方面為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃提供更多策略助益。
1)完善多情景規(guī)劃策略。
由單因素分析轉(zhuǎn)向多因素綜合。引入復(fù)雜的預(yù)測(cè)模型,圍繞多驅(qū)動(dòng)力因素展開(kāi)多項(xiàng)情景優(yōu)化模擬。如通過(guò)分析綠地吸引力的多項(xiàng)潛在影響要素,如文化力、景觀性、可達(dá)性、市民意愿、生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)需求等綜合構(gòu)成復(fù)雜模型來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的綠地吸引情景。
由單方案預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向多情景描述。多情景描述可為決策者提供足夠的信息依據(jù)和決策支撐[36]。城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃至少有3種情景方案模擬:以風(fēng)景游憩為導(dǎo)向的全域旅游綠地布局模擬、以生態(tài)保育為導(dǎo)向的生態(tài)安全綠地布局模擬、以防護(hù)隔離為導(dǎo)向的防護(hù)安全綠地布局模擬。
2)創(chuàng)新功能布局彈性化。
為應(yīng)對(duì)未來(lái)城市人口變化、重大項(xiàng)目或重大事件的不確定性,應(yīng)建立綠地空間留白機(jī)制和綠地功能布局彈性機(jī)制。協(xié)同耦合交通用地、野生動(dòng)物棲息地、遺址用地、市政設(shè)施用地、公共服務(wù)用地等影響因子,形成多情景綜合考量的綠地功能布局“彈性”模式。
3)構(gòu)建動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制。
“自下而上”和“自上而下”相結(jié)合,建立公眾參與動(dòng)態(tài)機(jī)制。動(dòng)態(tài)、漸進(jìn)、彈性的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化策略是將“自下而上”公眾參與的動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制和“自上而下”規(guī)劃戰(zhàn)略的宏觀藍(lán)圖相結(jié)合,通過(guò)設(shè)定短期有限的目標(biāo),針對(duì)實(shí)際問(wèn)題提供解決路徑和可行方案。
運(yùn)用大數(shù)據(jù)共享平臺(tái),建立數(shù)據(jù)協(xié)作動(dòng)態(tài)機(jī)制。數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)不僅可分析研究綠地的時(shí)空演化態(tài)勢(shì),還可分析歷年來(lái)市民游憩偏好、生態(tài)環(huán)境意愿,也可進(jìn)行綠地規(guī)模與人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等交叉關(guān)聯(lián)研究。
4)不確定性智能輔助。
21世紀(jì),人工智能的新發(fā)展之一是不確定性人工智能技術(shù)[37]。通過(guò)CA模型等人工智能技術(shù)的輔助結(jié)合,針對(duì)復(fù)雜性問(wèn)題,結(jié)合復(fù)雜性算法,可培育出模型分析、感知認(rèn)識(shí)、理性學(xué)習(xí)、模擬實(shí)驗(yàn)、管理決策等新技術(shù),復(fù)雜智能的提升將惠及城市系統(tǒng)和城市綠地系統(tǒng)領(lǐng)域的規(guī)劃、建設(shè)、管理等各個(gè)層面[38]。
圖表來(lái)源(Sources of Figures and Table):
圖1改繪自民國(guó)時(shí)期英文版上海地圖;圖2改繪自20世紀(jì)80年代美國(guó)中情局區(qū)域和世界地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(CIA Maps)上海地圖;圖3改繪自《浦東新區(qū)總體規(guī)劃(1991—2020年)》和百度衛(wèi)星地圖;圖4改繪自百度衛(wèi)星地圖;圖5、6從左到右依次源自《上海市土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》、2012年《上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》、上海總規(guī)2035官網(wǎng);圖7~9改繪自百度衛(wèi)星地圖(地圖截取時(shí)間為2018年);其中圖1、2、7中的綠地名稱(chēng)引自參考文獻(xiàn)[38];表1由作者繪制。