景感生態(tài)學(xué)原理及應(yīng)用

董仁才,呂晨璨,翁 辰,張永霖

1 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心 城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100085 2 中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所, 廈門 361021 3 中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

生態(tài)文明是指具有保持和改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),并能夠?yàn)槊癖娞峁┛沙掷m(xù)福利的文明形態(tài)[1]。美國(guó)紐約中央公園的設(shè)計(jì)者F.L.奧姆斯特德(Frederick Law Olmsted)提出,“自然有利于人類的健康與活力——這是一個(gè)科學(xué)事實(shí)”[2]；心理學(xué)家Stephen Kaplan認(rèn)為,自然有如睡眠,使大腦休息和恢復(fù),因?yàn)檫^程不需要意識(shí)的直接關(guān)注[3]。哈佛大學(xué)生物學(xué)家E. O. Wilson提出人類天生就有親近大自然的傾向,他認(rèn)為人類在自然中更舒服,因?yàn)槿祟愂窃谧匀恢羞M(jìn)化的,在特定野生環(huán)境下,人類就像回到家一樣[4]。伴隨人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,人們對(duì)其周邊生態(tài)環(huán)境品質(zhì)的追求不斷提升,更加注重環(huán)境質(zhì)量改善帶給人們精神上和體驗(yàn)上的慰藉和享受。在探索人與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和福利問題上,景感生態(tài)學(xué)是能夠有效搭建人與環(huán)境之間相互理解和響應(yīng)的橋梁[5]。景感生態(tài)學(xué)思想主張將人的感知,即視覺、嗅覺、聽覺、觸覺、味覺等物理感知以及心理感受納入到生態(tài)環(huán)境研究中,以人文本,從調(diào)動(dòng)人體眼、耳、鼻、舌、身、意來(lái)感知自然、品悟自然,以實(shí)現(xiàn)人與自然共生共榮、可持續(xù)發(fā)展[1,5]。

景感生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)中近年來(lái)發(fā)展較快的分支之一,它參考現(xiàn)代生態(tài)學(xué)原理,突出中國(guó)傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)理念,是對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化和科學(xué)的高度概括和發(fā)揚(yáng)[6]。它以人為本研究生態(tài)學(xué)問題,尤其是針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象和生態(tài)文明建設(shè)的愿景,注重人民群眾的滿意度、獲得感和幸福感。本文闡明景感生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)或物靈網(wǎng)[7]、景感營(yíng)造實(shí)踐以及相關(guān)學(xué)科對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的理解過程,對(duì)景感生態(tài)學(xué)原理與方法開展初步探索。

1 景感生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)

1.1 景感生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)

1.1.1復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論

馬世駿和王如松先生“社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”理論指出：生態(tài)系統(tǒng)是由社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的,具有整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、共生的特性[8]。這三個(gè)子系統(tǒng)相互依存、相互制約,并通過人為因素耦合成為復(fù)合系統(tǒng)[9]。生態(tài)學(xué)實(shí)際上是人類認(rèn)識(shí)和改造世界的一種自然觀[10],越來(lái)越多的生態(tài)學(xué)家將人類活動(dòng)納入到生態(tài)系統(tǒng)研究中,探討生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)及受人類活動(dòng)的影響,探尋人類與自然和諧相處的可持續(xù)發(fā)展途徑,提升人民群眾生態(tài)環(huán)境獲得感和滿意度成為生態(tài)文明建設(shè)的重要方向。

景感生態(tài)學(xué)研究在可持續(xù)發(fā)展這個(gè)愿景(目標(biāo))下,如何對(duì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行營(yíng)造,使得復(fù)合系統(tǒng)中的人們能夠產(chǎn)生相應(yīng)的共鳴并形成相應(yīng)的共同行為,進(jìn)而推進(jìn)和保障復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)沿著可持續(xù)發(fā)展的愿景或目標(biāo)不斷前行。它通過人們的“需求系統(tǒng)”作為切入點(diǎn),在社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的框架中分析和研究可持續(xù)發(fā)展[9],圍繞趨善化模擬與管理開展整體性、系統(tǒng)性、綜合性和交叉性的研究與實(shí)踐。

1.1.2可持續(xù)發(fā)展理論

景感生態(tài)學(xué)的誕生本身就是以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的,其研究的目的是在保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí),更加注重和強(qiáng)調(diào)增加與可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和理念的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。景感生態(tài)學(xué)愿景是：人們?cè)谙碛蒙鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí),能自覺地共同行動(dòng),進(jìn)一步地去保持、改善和增加生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),以保障可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榭沙掷m(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)不僅需要科學(xué)技術(shù)的“硬”支撐,更需要與之相應(yīng)的文化和倫理道德等方面的“軟”支撐[9]。

景感生態(tài)學(xué)本質(zhì)上以人居環(huán)境中的土地利用及景感營(yíng)造為基礎(chǔ),以人類生存空間環(huán)境的品質(zhì)提高為目的,最終實(shí)現(xiàn)人與周邊環(huán)境和諧共生,永續(xù)發(fā)展[5]。國(guó)際可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)緊迫需求和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢(shì),需要嘗試一些新的途徑或建立一些新的框架來(lái)研究可持續(xù)發(fā)展的理論和實(shí)踐問題[9]。景感生態(tài)學(xué)研究宗旨與SDGs目標(biāo)高度吻合,都瞄準(zhǔn)保障人的基本需求,提升生態(tài)系統(tǒng)整體功能[11],尤其是針對(duì)SDG11目標(biāo),都旨在創(chuàng)造“包容、安全、有抵御災(zāi)害能力和可持續(xù)的城市和人類住區(qū)”?？梢哉f,景感生態(tài)學(xué)對(duì)推動(dòng)落實(shí)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。

1.1.3環(huán)境-行為關(guān)系理論

“良好生態(tài)環(huán)境是最公平的公共產(chǎn)品,是最普惠的民生福祉”。人們?cè)絹?lái)越關(guān)注日常環(huán)境健康問題,渴望回歸自然,呼吸新鮮空氣,對(duì)綠色生存環(huán)境的需求不斷提高[12]。環(huán)境-行為關(guān)系學(xué)中的喚醒理論、環(huán)境應(yīng)激理論、適應(yīng)水平理論和行為場(chǎng)景理論等都對(duì)景感生態(tài)學(xué)有直接支撐作用。環(huán)境刺激對(duì)人產(chǎn)生的直接效果是提高喚醒水平,無(wú)論刺激是令人愉快還是不愉快的,喚醒理論試圖說明喚醒與情緒、績(jī)效的關(guān)系。環(huán)境刺激與感覺評(píng)價(jià)的關(guān)系也正是景感營(yíng)造的機(jī)理?；诃h(huán)境應(yīng)激理論,在景感營(yíng)造中幫助環(huán)境使用者避免不必要的環(huán)境應(yīng)激,有利于人的健康,有利于提高生活質(zhì)量和社會(huì)穩(wěn)定[13]。行為場(chǎng)景理論或生態(tài)心理學(xué)把環(huán)境與行為看作是雙向作用的、生態(tài)上相互依存的整體單元,遵循整體主義的指導(dǎo)思想,認(rèn)為“生態(tài)系統(tǒng)(整個(gè)生物圈乃至宇宙)中一切事物都是相互聯(lián)系、相互作用的,人類只是其中的一部分”[13]。景感生態(tài)學(xué)更加強(qiáng)調(diào)人與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、需求和福利之間的相互關(guān)系,促使環(huán)境與行為關(guān)系分析直接轉(zhuǎn)化為“愿景-景感-景感營(yíng)造-共鳴-愿景”這一過程。

未來(lái)景感生態(tài)學(xué)需要基于環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)建立人體舒適性的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)外部環(huán)境變化時(shí),人類舒適性能夠適時(shí)改變,并對(duì)生態(tài)環(huán)境變化過程能夠?qū)崟r(shí)預(yù)警,形成環(huán)境與行為信息化、定量化和交互式反饋。逐步完善“以人為本”的關(guān)鍵感知技術(shù),包括光、熱、水、大氣、土壤、磁場(chǎng)、放射性和地形地貌,并采用先進(jìn)的信息化手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源調(diào)查、生態(tài)產(chǎn)品普查、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)中有感官功能的數(shù)據(jù)成果進(jìn)行集成、處理、表達(dá)和統(tǒng)一管理。

1.2 景感生態(tài)學(xué)研究范疇

1.2.1景感生態(tài)學(xué)定義

景感生態(tài)學(xué)是指以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),基于生態(tài)學(xué)的基本原理,從自然要素、物理感知、心理認(rèn)知、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、過程與風(fēng)險(xiǎn)等相關(guān)方面,研究土地利用規(guī)劃、建設(shè)與管理的科學(xué)。近年來(lái),又繼續(xù)進(jìn)行了拓展,如將構(gòu)思和構(gòu)筑景感的整個(gè)過程稱為景感營(yíng)造(landsense creation),關(guān)于景感營(yíng)造理論和方法的研究稱為廣義景感生態(tài)學(xué)(general landsenses ecology),或簡(jiǎn)稱為景感學(xué)(landsenseology)[5]。隨著研究的深入,景感生態(tài)學(xué)內(nèi)涵也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展和豐富。

1.2.2景感生態(tài)學(xué)基本概念

結(jié)合近年來(lái)的文獻(xiàn)和研究實(shí)踐,筆者整理、匯總并規(guī)范了景感生態(tài)學(xué)的相關(guān)概念。具體包括如下方面：

(1)景感：一種特定的場(chǎng)景,在一定時(shí)間、空間范圍內(nèi),人們的愿景與特定載體之間所構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)和作用的整體。

(2)載體：也稱寄托體,處于特定場(chǎng)景內(nèi)的地塊、建筑物、構(gòu)筑物、生物體、符號(hào)、藝術(shù)品等,也包含其時(shí)空組合等。在以視覺為核心的景觀生態(tài)研究中,景感載體主要是斑塊、廊道和基質(zhì)；在以聽覺為核心的聲景生態(tài)研究中,景感的載體主要是聲源、傳聲通道等。

(3)愿景：生命體面向種群永續(xù)發(fā)展的一種心愿,多指人類對(duì)美好生態(tài)環(huán)境的向往和可持續(xù)發(fā)展的期待。

(4)景感通道：愿景與載體之間感知關(guān)系傳遞方式。景感通道的有效性在于愿景與載體之間是否實(shí)現(xiàn)共鳴,環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)是呈現(xiàn)景感通道的技術(shù)。

(5)景感尺度：載體與愿景相互依存的時(shí)空尺度,景感生態(tài)的研究尺度具有跨時(shí)空尺度的聯(lián)想特征,具有遙相關(guān)(teleconnection)屬性。

(6)感知元素：蘊(yùn)含在寄托體內(nèi),能夠被人的各種感官所感受的物理量或精神因素,如光、熱、溫度、濕度、聲、風(fēng)等,也包括情感、意愿和愿景等。

(7)景感營(yíng)造：也稱創(chuàng)感模式,是通過生態(tài)工程或技術(shù)手段建立和增強(qiáng)人對(duì)周邊環(huán)境特征的主被動(dòng)感受或認(rèn)知的過程。

(8)景感指數(shù)：用于評(píng)價(jià)(或品鑒)景感生態(tài)質(zhì)量的指標(biāo),可以定性或量化。例如綠視率、舒適度、滿意度等。

1.2.3景感生態(tài)學(xué)研究對(duì)象

結(jié)合景感生態(tài)學(xué)思想和演化過程,筆者認(rèn)為景感生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象主要包括景感結(jié)構(gòu)、景感功能、景感通道和景感營(yíng)造等方面。

(1)景感結(jié)構(gòu)：載體或寄托體在時(shí)間和空間上的位置、方位、排列和組合等形式,以及為拓展景感通道而預(yù)留的時(shí)空“接口”等；

(2)景感功能：側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的美學(xué)和文化價(jià)值,以及如何利用生態(tài)系統(tǒng)功能緩解壓力,治愈疾病,提高舒適性、可持續(xù)性等；此外,也包括其他生物體的對(duì)周邊環(huán)境的感知特性。

(3)景感通道：通過技術(shù)手段或渠道使自然要素、物理感知、心理認(rèn)知緊密聯(lián)系,形成有效的溝通,以達(dá)到提高生態(tài)系統(tǒng)功能、增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力的目標(biāo)。設(shè)計(jì)者在通過景感表現(xiàn)自己愿景的同時(shí),也希望這一愿景引起人們的共鳴而形成共同紐帶。

(4)景感營(yíng)造：通過創(chuàng)造載體、點(diǎn)綴載體、橋接愿景與載體,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)感模式,傳遞景感所承載的生態(tài)信息、生態(tài)設(shè)計(jì)思路,以及實(shí)現(xiàn)相同景物給不同受眾帶來(lái)的感知差異化。

1.2.4景感生態(tài)學(xué)研究?jī)?nèi)容

生態(tài)學(xué)實(shí)際上是人類認(rèn)識(shí)和改造世界的一種自然觀[10]。景感生態(tài)學(xué)是在剖析人類與自然和諧共生的感性、理性和智性認(rèn)知。截止目前,筆者認(rèn)為景感生態(tài)學(xué)主要研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括如下幾個(gè)方面：

(1)如何通過景感營(yíng)造釋放、傳遞和提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與價(jià)值：人對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的感受潛力是無(wú)限的,直接索取生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給和支撐服務(wù)的需求是初步愿望,全方位深層次感受生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)巨大潛力才是本質(zhì)。景感生態(tài)學(xué)思想主要來(lái)源于土地利用規(guī)劃與建設(shè),它首先服務(wù)于土地利用規(guī)劃與建設(shè)[5],但未來(lái)更多地將服務(wù)于多維生態(tài)空間的可持續(xù)性利用。

(2)多種感知相互交融促進(jìn)功能提升機(jī)理：人作為景感營(yíng)造最終的服務(wù)對(duì)象之一,具有豐富的環(huán)境感知能力,其體驗(yàn)結(jié)果是多種感官共同作用的結(jié)果,而且與環(huán)境受體人本身的接受能力、應(yīng)激水平密切相關(guān)。隨著人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的不斷深入,人們對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的需求越來(lái)越細(xì)膩和感性,探索精細(xì)化、多樣化配置極為重要。

(3)景感生態(tài)相生相克交織而成的協(xié)調(diào)性原理：景感營(yíng)造是一個(gè)復(fù)雜的過程,無(wú)論是景感格局、景感通道、景感氛圍都是多重生態(tài)組分共同作用的結(jié)果。其內(nèi)部過程中存在復(fù)雜的相生相克過程,如何有效使主體的體驗(yàn)滿意度達(dá)到最佳,則需要基于既定服務(wù)對(duì)象的評(píng)價(jià)方法與過程,結(jié)合“謎碼數(shù)據(jù)”進(jìn)行深入分析[5]。

(4)景感生態(tài)與環(huán)境物靈網(wǎng)技術(shù)融合：景感生態(tài)學(xué)是一門生態(tài)學(xué)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的新型交叉學(xué)科。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的體驗(yàn)更加深刻,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境價(jià)值的量化表達(dá),景感生態(tài)信息的收集、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、放大、顯示和分析需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。景感生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)有機(jī)整體,將形成萬(wàn)物互聯(lián)的物靈網(wǎng)(ZeroSpace Interconnection of Things, ZeroIoT 或ZeroSIT)。物聯(lián)網(wǎng)是物靈網(wǎng)現(xiàn)在的具體表現(xiàn)形式,物靈網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)信息采集、傳輸、處理、模擬、預(yù)警、應(yīng)用等的“零”間隔(ZeroSpace),是物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的方向[7]。

1.2.5景感生態(tài)學(xué)與其他學(xué)科關(guān)系

景感生態(tài)學(xué)主要研究和解決與生態(tài)文明建設(shè)與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)生態(tài)學(xué)問題,因此,其首先符合“可持續(xù)生態(tài)學(xué)”這一主干學(xué)科方向特征,其學(xué)科定位在研究人與自然、人與環(huán)境的關(guān)系,并將所掌握生態(tài)系統(tǒng)功能知識(shí)服務(wù)于人居環(huán)境建設(shè)的“知行合一”,兼具理論生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究方向。

普遍認(rèn)為景感生態(tài)學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)關(guān)系更為相近,因?yàn)橹袊?guó)古典園林善于利用感官感知“清風(fēng)明月”與“近水遠(yuǎn)山”,營(yíng)造集視、聽、嗅、觸四位于一體的園林環(huán)境[14],正如前述景感生態(tài)學(xué)繼承了濃厚的中國(guó)古典哲學(xué)思想,但景感生態(tài)學(xué)孕育于現(xiàn)代信息技術(shù)和傳感器技術(shù),其更多研究方法在于還原、解析或定量化分析。

一些學(xué)者還認(rèn)為,景感生態(tài)學(xué)與環(huán)境行為學(xué)高度相關(guān)。這里需要說明的是景感生態(tài)學(xué)屬于生態(tài)學(xué)學(xué)科范疇,而環(huán)境行為學(xué)或環(huán)境心理學(xué)屬于心理學(xué)范疇,兩種學(xué)科方向從不同角度強(qiáng)調(diào)客觀載體與主觀愿景的相互關(guān)系；景感生態(tài)學(xué)重點(diǎn)研究的對(duì)象是人的感知、心理、情感、行為與城市、建筑、環(huán)境之間的關(guān)系與相互作用。景感生態(tài)學(xué)的研究理念尤其有助于提高公眾對(duì)生態(tài)環(huán)境的滿意度、獲得感,進(jìn)而有助于促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),實(shí)現(xiàn)“美麗中國(guó)”、“健康中國(guó)”和“平安中國(guó)”。

景感生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展還得益于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展。這些技術(shù)的廣泛和深度應(yīng)用不僅為景感生態(tài)學(xué)提供了用于多樣化感知傳感器,也為海量信息的處理、分析和應(yīng)用提供了技術(shù)上的可能性[6]。

2 景感營(yíng)造與分析

2.1 載體與愿景共融特征

生態(tài)系統(tǒng)是個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性來(lái)源于時(shí)間和空間的異質(zhì)性和大量組分間的非線性相互作用[15—16]。在有限的時(shí)空范圍內(nèi),景感能夠從多種角度為人和其他生物體受體提供多種感受,促使景感生態(tài)系統(tǒng)功能的最大化體現(xiàn)。景感組合模式及生態(tài)學(xué)過程猶如在用餐過程中演奏、播放和諧的音樂,可以優(yōu)化人們的用餐環(huán)境,強(qiáng)化人們對(duì)食物的感官體驗(yàn)一樣,多種環(huán)境要素相互組合搭配能夠提高景感生態(tài)服務(wù)功能。

圖1 景感功能與滿意度相互關(guān)系示意圖 Fig.1 Schematic Diagram of the Relationship Between Landsenses Function and Satisfaction

但是,人體感官所能承受的各種環(huán)境物理量的有一個(gè)最佳美學(xué)閾值,超出這個(gè)閾值,過低或過高都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用。依據(jù)環(huán)境心理學(xué)及環(huán)境行為學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論,只有適度的刺激量才能讓身處環(huán)境中的人產(chǎn)生愉悅及舒適感,激發(fā)人相應(yīng)的心理變化；當(dāng)環(huán)境刺激量不足的情況下,就可能達(dá)不到相應(yīng)的喚醒水平,從而使身處其中的人感受不到環(huán)境所帶來(lái)的舒適感及滿意度(或生態(tài)福利)。而當(dāng)環(huán)境刺激量過載的情況下,身處其中的人由于過度的環(huán)境復(fù)雜度及過多的信息接入,而使得其感受到壓力和不適。參考環(huán)境刺激與滿意度理論繪制景感功能與滿意度相互關(guān)系示意圖(圖1)。

當(dāng)前,營(yíng)造一個(gè)滿足不同受體認(rèn)知的場(chǎng)景,或者說如何從用戶滿意度視角評(píng)價(jià)景感生態(tài)系統(tǒng)給予人的服務(wù)功能和價(jià)值是否高效,已經(jīng)成為當(dāng)前生態(tài)建設(shè)與修復(fù)中的研究熱點(diǎn),這也正是景感生態(tài)學(xué)關(guān)于景感體驗(yàn)評(píng)價(jià)研究的重點(diǎn)。

2.2 景感營(yíng)造原則

景感營(yíng)造是協(xié)調(diào)景感載體與愿景的過程,景感生態(tài)學(xué)對(duì)于所研究的系統(tǒng),首先要明確愿景或目標(biāo)內(nèi)涵,之后依據(jù)愿景對(duì)載體進(jìn)行營(yíng)造,營(yíng)造過程與結(jié)果使得人們能夠產(chǎn)生相應(yīng)的共鳴并形成相應(yīng)的共同行為,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)或趨向系統(tǒng)的愿景[17]。宏觀尺度上表現(xiàn)在促進(jìn)土地利用規(guī)劃走向人地和諧,微觀尺度上面臨提高人居環(huán)境的宜居、舒適和安全性?；诰案欣砟畹纳鷳B(tài)規(guī)劃是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要充分應(yīng)用景感生態(tài)學(xué)原理及其它相關(guān)學(xué)科的知識(shí),以生態(tài)系統(tǒng)整體優(yōu)化為目標(biāo),通過空間載體、景感通道配置與強(qiáng)化景感生態(tài)服務(wù)過程,改善人類活動(dòng)與周邊環(huán)境的相互作用。趙景柱等認(rèn)為景感營(yíng)造原則包括如下8個(gè)方面：愿景呈現(xiàn)的雙向性、方位的順脈性、時(shí)空組合的多尺度性、物理感知的系統(tǒng)性、心理認(rèn)知的整體性、物理感知與心理認(rèn)知的交互性、不同文化之間的差異性、營(yíng)造過程的漸進(jìn)性。在景感營(yíng)造的實(shí)踐中,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況系統(tǒng)地、綜合地運(yùn)用這些原則[17]。

景感營(yíng)造首先強(qiáng)調(diào)對(duì)景感格局的優(yōu)化,提高載體或寄托體的多功能特性,盡量實(shí)現(xiàn)“一景多感、多景一感”,提高服務(wù)人群的覆蓋面。促使小品、意境、符號(hào)等景感要素的數(shù)量及其空間分布合理,使信息流、物質(zhì)流與情感流相互交融,豐富生態(tài)環(huán)境要素的美學(xué)價(jià)值。同時(shí),建立信息發(fā)布、預(yù)警、管控平臺(tái)對(duì)生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)與變化數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化表達(dá),有效“喚醒”與“創(chuàng)感”,也可以促進(jìn)人們?nèi)轿桓惺芫拔锏奶攸c(diǎn),“即時(shí)得景”。

目前,在景感生態(tài)規(guī)劃的各個(gè)要素中,地形地貌可以說是最為重要的空間對(duì)象或載體。景感生態(tài)規(guī)劃區(qū)的場(chǎng)地要充分體現(xiàn)天地人合一或“人、建筑、自然”合一的思想。景感生態(tài)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)強(qiáng)調(diào)所有構(gòu)筑物、小品應(yīng)能引導(dǎo)和激發(fā)人體生理及心理感官的積極響應(yīng),提升舒適感與生態(tài)體驗(yàn)。

構(gòu)建景感生態(tài)園區(qū)首先需要實(shí)現(xiàn)游客和周邊居民能在視覺、嗅覺、聽覺、味覺、光覺、觸覺等物理感知層面,邊界、區(qū)域、路徑、節(jié)點(diǎn)、標(biāo)志等心理認(rèn)知,以及交流、參與、組織、創(chuàng)造等行為體驗(yàn)等方面達(dá)到綜合體驗(yàn)效果。要探索對(duì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行營(yíng)造,使得復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中的人們能夠產(chǎn)生相應(yīng)的積極的共鳴并形成相應(yīng)的共同行為,進(jìn)而推進(jìn)和保障復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)沿著可持續(xù)發(fā)展的愿景或目標(biāo)不斷前行。

2.3 景感指數(shù)分析

一個(gè)好的景感生態(tài)系統(tǒng),首先是一個(gè)能夠自我不斷趨于完善的生態(tài)系統(tǒng),包括具備自組織、自恢復(fù)能力；其次,是能夠?qū)ν獠肯到y(tǒng)提供多方位的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,包括反哺給自然環(huán)境本身；最后,能夠提供面向不同層次用戶物理感知、心理認(rèn)知及行為體驗(yàn)的多元化景感供給功能。景感生態(tài)學(xué)近年來(lái)發(fā)展迅速,除了給生態(tài)學(xué)帶來(lái)一些新概念新理論外,也在定量化研究人類感知方面不斷發(fā)展,例如綠視率、滿意度和聲景等的研究[18]。這需要建立先進(jìn)的感知系統(tǒng)并定量化描述景感時(shí)空格局,解析、比較和優(yōu)化不同類型景感生態(tài)系統(tǒng)。景感生態(tài)學(xué)因其研究對(duì)象和方法的特殊性,宜采用以“品鑒”為主的評(píng)價(jià)方法。

目前,景感生態(tài)學(xué)中定性與定量評(píng)價(jià)(品鑒)指標(biāo)體系和方法有多種,下列指標(biāo)從整體上起到準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)和把握作用,感覺多樣性(豐度)、感知組合度、互動(dòng)度、易感度、刺激頻度、回味度、驚喜感、距離感、重疊度、覆蓋面等,這些品鑒指標(biāo)豐富了景感生態(tài)的內(nèi)涵(表1)。

表1 景感指數(shù)或評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3 景感生態(tài)學(xué)應(yīng)用

如何利用景感生態(tài)學(xué)的原理和方法來(lái)解釋、指導(dǎo)和應(yīng)對(duì)當(dāng)前生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)所存在的具體問題是景感生態(tài)學(xué)的使命擔(dān)當(dāng)。開展景感生態(tài)規(guī)劃、建設(shè)景感生態(tài)園區(qū)、恢復(fù)受損生態(tài)空間均是景感生態(tài)應(yīng)用實(shí)踐的重要形式。下面通過目前較為成熟的幾種景感生態(tài)學(xué)應(yīng)用加以闡述。

3.1 經(jīng)典景感生態(tài)園區(qū)建設(shè)

景感生態(tài)學(xué)應(yīng)用的經(jīng)典場(chǎng)景是位于我國(guó)海濱城市廈門的中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所園區(qū)。該園區(qū)從整體基底布局到一石一木的細(xì)節(jié),從獨(dú)具特色的雨污資源綜合利用系統(tǒng)到生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),都對(duì)景感生態(tài)學(xué)的原理、方法和技術(shù)進(jìn)行了充分的應(yīng)用和示范。園區(qū)內(nèi)低碳和零排放生產(chǎn)生活方式、發(fā)展定位和愿景與周邊地形地貌相協(xié)調(diào),相關(guān)建筑物、構(gòu)筑物、園林小品與其園區(qū)文化內(nèi)涵相統(tǒng)一。這種景感營(yíng)造與其作為目前國(guó)際唯一的專門從事城市環(huán)境綜合研究的國(guó)立研究機(jī)構(gòu)匹配度、回味度、獲得感等均有較強(qiáng)體驗(yàn)。

圖2 基于360度全景圖像的城市環(huán)境場(chǎng)景感知 Fig.2 Urban environment scene perception based on 360-degree panoramic images

筆者采用自主研發(fā)的先進(jìn)360度全景影像成像技術(shù)[19],一體化地呈現(xiàn)該園區(qū)山、水、城等關(guān)鍵景感元素和景感格局場(chǎng)景(圖2)。這種全景影像能夠系統(tǒng)表現(xiàn)人與周邊環(huán)境的相互關(guān)系和作用機(jī)理,以直觀可視化的方式表現(xiàn)出自然本底、方位特征、景感通道、植被景觀、建(構(gòu))筑物、建設(shè)者愿景等景感元素特征。該園區(qū)具體詳細(xì)景感指數(shù)及內(nèi)涵可訪問相關(guān)網(wǎng)頁(yè)(http://www.iue.ac.cn/)。

3.2 綠色視野與綠視率分析

人類對(duì)于外部環(huán)境感知信息的85%源自于視覺感受,綠色的視野對(duì)人的健康有著顯著影響。目前,我國(guó)城市發(fā)展逐步從“增量擴(kuò)張”向“存量?jī)?yōu)化”轉(zhuǎn)變,需要在有效利用城市有限土地的同時(shí)提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)水平,從景感生態(tài)學(xué)的角度來(lái)說,對(duì)城市生態(tài)空間內(nèi)綠化的視覺感知優(yōu)化成為了亟待解決的問題。實(shí)踐中,營(yíng)造林蔭大道、開展立體綠化等,都是增強(qiáng)綠視率指數(shù)、提高人居環(huán)境綜合綠量的有效應(yīng)用,也是當(dāng)前景感營(yíng)造普遍的應(yīng)用之一。城市街道綠化為行人提供著隔離噪聲、減少灰塵、吸收廢氣、增濕降溫、固碳釋氧和增添美感等重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,花園式屋頂綠化能夠?qū)θ说母泄俑兄a(chǎn)生多樣化的積極影響,橋體立體綠化的影響范圍廣,并且能夠有效降低汽車噪音、凈化汽車尾氣,這些都對(duì)于居民身心健康具有重要作用[20]?？傊?利用景感營(yíng)造技術(shù)指導(dǎo)城市綠化建設(shè),讓人民群眾的滿眼皆綠,時(shí)時(shí)見綠,心中增綠,才能不斷提高獲得感和幸福感[12],有助于實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。

綠視率這一指標(biāo)用于測(cè)量人的視覺尺度下綠色植被所占視域面積的比例,將傳統(tǒng)的地表平面測(cè)度提升到城市三維綠化空間范圍,更符合人的感知模式,對(duì)森林城市、綠道建設(shè)立體空間評(píng)估具有重要意義。張永霖和董仁才等(2018)采用了海量的街景圖片數(shù)據(jù)集和綠視率(GVI)量化了北京六環(huán)內(nèi)街道綠化水平[21]；定量化分析了北京五環(huán)內(nèi)居民區(qū)附近的道路綠地,并結(jié)合房?jī)r(jià)數(shù)據(jù),利用深度學(xué)習(xí)分析道路綠化水平對(duì)房?jī)r(jià)的影響。研究結(jié)果顯示,道路綠視率水平與相鄰房產(chǎn)價(jià)值呈正相關(guān)關(guān)系,綠視率分析為居住區(qū)視覺環(huán)境優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)和方法參考[22—23]。

3.3 生態(tài)環(huán)境損害評(píng)估

上述綠視率分析是測(cè)度周邊環(huán)境通道給予人的愉悅刺激,提高綠視率的景感生態(tài)應(yīng)用可以理解為增強(qiáng)景感指數(shù)。而景感生態(tài)在生態(tài)環(huán)境損害鑒定評(píng)估中的應(yīng)用則是量化環(huán)境污染、生態(tài)破壞給予人的不愉悅刺激,是一種分析景感功能減弱的應(yīng)用。呂晨璨等(2020)研究發(fā)現(xiàn),大多生態(tài)環(huán)境損害行為都會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)美感,使其喪失美學(xué)價(jià)值,給公眾感知和環(huán)境福利造成較大沖擊[24]。例如散、亂、污、臟、差、煩、躁、悶、臭、憋、瘆、嗆、眩等公眾投訴的表述就是一種具體體現(xiàn)(圖3)。生態(tài)環(huán)境損害鑒定評(píng)估的過程中,基線確認(rèn)、污染物溯源、損害程度和范圍認(rèn)定等多個(gè)環(huán)節(jié)均需要開展此類監(jiān)測(cè)和訪談工作[25]。實(shí)踐中,首先在發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境損害案件的線索時(shí),要充分應(yīng)用景感生態(tài)學(xué)原理,結(jié)合公眾感知、輿情分析采集居民感覺信息；其次,在開展生態(tài)環(huán)境損害鑒定評(píng)估過程中,還需要充分考慮生態(tài)環(huán)境損害行為對(duì)案發(fā)區(qū)環(huán)境質(zhì)量、公眾愿景和心理落差等帶來(lái)的價(jià)值量損失。

在制定恢復(fù)方案的環(huán)節(jié)中,也應(yīng)根據(jù)生態(tài)環(huán)境損害的類型、范圍和程度,明確生態(tài)環(huán)境恢復(fù)目標(biāo)[26],將被破壞的生境作為載體,在恢復(fù)生態(tài)功能的同時(shí)增加更多的景感元素[27]。采用景感生態(tài)學(xué)的研究方法既有利于加強(qiáng)人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的理解,提升保護(hù)生態(tài)的動(dòng)力,也有利于抵制生態(tài)環(huán)境損害行為。

圖3 生態(tài)環(huán)境損害與公眾感知示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Eco-environmental Damage and Public Perception

總之,景感生態(tài)學(xué)中的概念、理論和方法對(duì)解決實(shí)際的環(huán)境、生態(tài)和心理學(xué)問題都有很大的應(yīng)用價(jià)值。景感生態(tài)學(xué)的應(yīng)用未來(lái)將突出體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)在有限的空間范圍內(nèi),營(yíng)造多樣化的景感生態(tài)體驗(yàn),充分滿足人民群眾對(duì)生態(tài)產(chǎn)品的需求；(2)強(qiáng)調(diào)人與生態(tài)系統(tǒng)相知和互動(dòng)的重要性,采用元宇宙理念和技術(shù)應(yīng)該是一個(gè)重要應(yīng)用方向；(3)增強(qiáng)不同受眾與不同場(chǎng)景條件下,對(duì)同一對(duì)象的差異化分解,提高覆蓋面和公平性[28]。

4 結(jié)語(yǔ)

景感生態(tài)學(xué)是一門新型交叉學(xué)科,是復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)理論、可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、人對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)認(rèn)知與現(xiàn)代信息技術(shù)耦合的產(chǎn)物。景感生態(tài)學(xué)的基本概念、原理和思路對(duì)解決當(dāng)前人類面臨的生態(tài)環(huán)境問題和提高人居環(huán)境品質(zhì)具有巨大的應(yīng)用潛力。景感指數(shù)可以幫助規(guī)劃建設(shè)者理解公眾的感受、想法和意見,并將感知類數(shù)據(jù)融入規(guī)劃過程,在不降低規(guī)劃與設(shè)計(jì)的藝術(shù)性和科學(xué)性的同時(shí),充分體現(xiàn)公眾對(duì)于良好生態(tài)的愿景,從而為人與自然和諧共生提供支撐[29—30]。景感營(yíng)造更“接地氣”,充分體現(xiàn)“以人為本”的安全性、健康性、舒適性和綠色發(fā)展愿景,能不斷提高著人民群眾對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的獲得感和滿意度。

當(dāng)然,目前,景感生態(tài)學(xué)在學(xué)科特點(diǎn)和理論體系等方面尚不完善,還存在一些誤解和歧義,但正如景感營(yíng)造是一個(gè)漸進(jìn)過程一樣,景感生態(tài)學(xué)原理和方法也終將逐步趨于成熟和“顯山露水”,景感生態(tài)學(xué)必將是促進(jìn)人與自然和諧相處的橋梁。

致謝：中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所趙景柱研究員對(duì)本研究給予幫助，特此致謝。