親生物視角下的城市綠色空間提升策略探析

張欣爍，張軍杰

(1.新加坡國立大學(xué)設(shè)計(jì)與工程學(xué)院，新加坡 119077；2.山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101)

快速城鎮(zhèn)化和建設(shè)用地緊缺使城市建設(shè)占用了原本被多樣植物覆蓋的自然地面，同時產(chǎn)生了大量人工化的封閉表面，讓城市變成了鋼筋混凝土的森林。這種城市人口和灰色用地持續(xù)致密帶來的嚴(yán)峻問題是城市生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重退化，并由此引發(fā)了一系列復(fù)雜的公眾健康問題，加之社會高速發(fā)展給人們帶來的精神及生活壓力，更使城市居住環(huán)境與居民健康、幸福感的矛盾愈發(fā)突出。

綠色空間具有供給、調(diào)節(jié)、支持和文化服務(wù)等不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[1]，能調(diào)節(jié)城市氣候、改善空氣質(zhì)量、固碳儲碳、緩和極端天氣等。故作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成和支持城市與社會發(fā)展的一種必要的基礎(chǔ)設(shè)施，綠色空間發(fā)揮了越來越重要的作用。

一、城市綠色指標(biāo)的類型及變化特征

綠色指標(biāo)是衡量城市綠色空間建設(shè)和環(huán)境品質(zhì)的主要因子，但由于發(fā)展進(jìn)程的不同，各國在不同時期對綠色空間建設(shè)有不同的指標(biāo)控制要求。尤其是隨著社會發(fā)展水平的提高，綠色指標(biāo)的概念及內(nèi)涵一直處于發(fā)展變化之中，因此出現(xiàn)了多種不同的指標(biāo)類型。

1.綠色指標(biāo)的主要類型

目前，世界各國城市正在采用或者研究的綠色指標(biāo)有綠地率、綠視率、綠容率、綠色空間指數(shù)等，這些指標(biāo)有不同的側(cè)重點(diǎn)、計(jì)算方式和特征(見表1)。

2.綠色指標(biāo)發(fā)展變化特征

(1)從平面到立體的維度轉(zhuǎn)變

綠色指標(biāo)計(jì)算從原來的平面化指標(biāo)轉(zhuǎn)向立體化指標(biāo)，體現(xiàn)了從二維到三維和從地面到空中的變化特征，同時開始注重與使用者聯(lián)系最為密切的建筑及周邊小微型立體綠化空間的貢獻(xiàn)。

表1 國內(nèi)外綠色指標(biāo)的主要類型及特征

(2)從通用性到個性化的特性轉(zhuǎn)變

不同的城市采用不同的綠色指標(biāo)，體現(xiàn)了城市解決自身問題的傾向。例如：日本城市采用綠視率主要是為了提升高密度城市街道的視覺環(huán)境品質(zhì)[2]；新加坡采用綠容率是為了解決熱帶高密度城市綠化用地緊缺、熱島效應(yīng)、水資源管理以及能耗問題[3]。綠色空間指數(shù)、綠色指數(shù)等雖都參考、借鑒了生境面積系數(shù)，但均結(jié)合各自城市特征適度調(diào)整了指標(biāo)內(nèi)容，以符合其環(huán)境和發(fā)展目標(biāo)需求[4]。

(3)由量到質(zhì)的功能轉(zhuǎn)變

綠色指標(biāo)最根本的變化體現(xiàn)在其功能性方面，主要體現(xiàn)在功能改善形式和效力方面。一是由關(guān)注單一類型自然要素轉(zhuǎn)向關(guān)注多類型自然要素的共同作用，即由原來單純統(tǒng)計(jì)綠地面積到區(qū)別對待喬木、灌木和草坪，再到關(guān)注不同類型地表、植被和水體等的作用；二是由原來的靜態(tài)斑塊保護(hù)和景觀功能為主到注重其生態(tài)服務(wù)功能，再到逐漸開始關(guān)注其對使用者的健康療愈作用。

從上述變化可以看出人類開始反思城市與自然的關(guān)系，開始意識到修復(fù)、重建自然的重要性。但當(dāng)前指標(biāo)主要還是從城市角度出發(fā)，而對具體使用者的關(guān)注尚且不夠，因此，綠色空間建設(shè)需要進(jìn)一步明確方向和獲得科學(xué)支撐。親生物設(shè)計(jì)理論作為探索人與自然之間天然聯(lián)系的空間環(huán)境設(shè)計(jì)哲學(xué)，已經(jīng)有較為成熟的理論和大量實(shí)踐應(yīng)用研究，可以為促進(jìn)健康的空間環(huán)境設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)論據(jù)與方向?qū)б?/p>

二、親生物理論及設(shè)計(jì)原則

親生物理論是以修復(fù)城市生態(tài)與人類共生系統(tǒng)、避免城市與自然隔離、創(chuàng)造人類福祉為目標(biāo)，通過在人居環(huán)境中挖掘應(yīng)用自然要素的潛力，促使自然環(huán)境在改善公眾健康方面發(fā)揮更重要的作用。

1.親生物相關(guān)理論

(1)人與自然的聯(lián)系方面

威爾遜(Wilson)提出了“親生物性”概念，并與史蒂芬·凱勒特(S.R.Kellert)聯(lián)合提出了“親生物假說”，認(rèn)為人與自然有天然的親近傾向，加強(qiáng)與自然的聯(lián)系能減少焦慮，有助于增進(jìn)健康和提升認(rèn)知能力。

烏爾里希(Ulrich)的壓力恢復(fù)理論和卡普蘭(Kaplan)的注意力恢復(fù)理論研究發(fā)現(xiàn)，人與自然環(huán)境的接觸對心理和生理健康有積極影響，尤其是室外自然環(huán)境較之室內(nèi)自然環(huán)境具有更好的效果。丹尼爾·威廉姆斯(Daniel Williams)和約瑟夫·羅根巴克(Joseph Roggenbuck)提出的場所依戀理論則認(rèn)為，人與場所之間具有基于感情、認(rèn)知和實(shí)踐的一種聯(lián)系。這些理論構(gòu)成了人與自然具有內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)。

(2)親生物性環(huán)境的效益方面

2006年，親生物理論被引入設(shè)計(jì)領(lǐng)域。關(guān)于自然環(huán)境的健康療愈效果方面的實(shí)證研究開始大量涌現(xiàn)，證實(shí)了自然要素的健康效益，其作用途徑是通過提供高品質(zhì)親生物性環(huán)境來緩解消極情緒，從而促進(jìn)健康[5](見圖1)。健康效益包括促進(jìn)人的健康(生理、心理、社會適應(yīng))和行為認(rèn)知提升兩方面。與自然的直接身體接觸比單純的視覺觀看更為有效，靜謐、充滿各種自然要素和具有一定尺度、連通性的自然環(huán)境更受人們歡迎。例如：綠地對心臟病、呼吸系統(tǒng)疾病、肝癌、慢性乙肝等疾病有明顯的緩解作用[6]；城市濱水空間能產(chǎn)生良好的健康效益[7]；不同色彩的植物具有緩解人的焦慮、憤怒和疲勞的功效[8]；一些具有芳香氣味的物質(zhì)可以降低血壓、促進(jìn)睡眠等[9]；建筑、區(qū)域和城市規(guī)模層面的實(shí)際案例循證研究證明，親生物設(shè)計(jì)可以改善人的健康并具有生態(tài)修復(fù)作用[10]；反復(fù)持續(xù)地與自然接觸、鼓勵對環(huán)境和地方的情感依戀、加強(qiáng)人與自然之間的互動等能增進(jìn)人與自然的聯(lián)系[11]。除了健康效益外，研究還證明，接近自然環(huán)境能使人具有更高的生產(chǎn)力、創(chuàng)造力和產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益[12]。

圖1 親生物自然要素的健康促進(jìn)作用路徑

由上述研究可知，親生物理論除了要求城市綠色空間滿足一定的數(shù)量外，關(guān)鍵是要提取原生自然中利于城市生態(tài)系統(tǒng)和人類健康發(fā)展的環(huán)境特質(zhì)和要素應(yīng)用于人工環(huán)境中，以提升綠色空間的質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)人工自然系統(tǒng)對人類親生物性的滿足。

2.親生物性城市的特征及原則

(1)親生物性城市的要素與特征

學(xué)者提默西·比特利(Beatley)從城市尺度層面對親生物理論的應(yīng)用進(jìn)行了研究，她認(rèn)為，親生物性城市是對可持續(xù)性城市和韌性城市的補(bǔ)充發(fā)展，結(jié)合自然才是解決當(dāng)前城市問題的正確方法[13]。她提出親生物性城市應(yīng)具備下述要素和特征(見表2)。

表2 親生物性城市的要素、特征

(2)親生物性城市的原則

親生物性城市在設(shè)計(jì)層面需要遵循以下原則。

①持續(xù)性原則。親生物設(shè)計(jì)要求使用者與自然環(huán)境反復(fù)、持續(xù)、長期地進(jìn)行沉浸式接觸，這需要城市內(nèi)有不同層級、規(guī)模的自然環(huán)境。

②適應(yīng)性原則。親生物設(shè)計(jì)要求人類及其各種建設(shè)主動適應(yīng)自然界，包括對氣候、地形、地勢的適應(yīng)，充分利用既有自然環(huán)境要素，采用自然的形態(tài)布局。

③地域性原則。親生物設(shè)計(jì)提倡建立對特定地域的情感認(rèn)同。當(dāng)一處空間環(huán)境持續(xù)地為人們帶來舒適、滿足和幸福感以及有利于他們的健康水平和生產(chǎn)力時，人們就會對其所處的空間產(chǎn)生情感的依戀。

④互動性原則。親生物設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)人與自然的互動和參與，即通過增加在開放空間中人與自然、人與人的互動，激發(fā)和促進(jìn)交流行為，增進(jìn)使用者與社區(qū)的聯(lián)系。

⑤整合性原則。親生物設(shè)計(jì)的目的是創(chuàng)造相互關(guān)聯(lián)和整合的多樣性的自然環(huán)境，各個部分之間只有建立起相輔相成的聯(lián)系，才能共同構(gòu)成一個生態(tài)功能整體，而整體系統(tǒng)才會產(chǎn)生更多的效益。

親生物設(shè)計(jì)既考慮了城市與自然的關(guān)系，同時也考慮了使用者的實(shí)際需要，其對城市綠色空間建設(shè)的目標(biāo)要求就是塑造更多、更具自然性的高質(zhì)量綠色網(wǎng)絡(luò)，并使其具有持久的吸引力，從而實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。

三、城市綠色空間建設(shè)提升策略

1.政策保障策略

(1)強(qiáng)制性政策

在政策保障方面取得良好效果的典型代表是新加坡。從早期(1963、1998年)的“花園城市”計(jì)劃到近期(2020年)的“自然中的城市”目標(biāo)，新加坡的城市綠色行動效果顯著。在明確的發(fā)展目標(biāo)下有具體方案的落實(shí)保障，特別是有對建設(shè)項(xiàng)目的明確要求。例如，新加坡市區(qū)重建局的“城市空間與高層建筑景觀美化方案”(2017)、國家公園管理局的“空中綠意津貼計(jì)劃”(2009、2015)，都要求不論是既有建筑還是新建項(xiàng)目，公共建筑還是居住建筑，都必須有和建筑基地面積等同的綠化空間，可以通過屋頂、墻體垂直綠化或陽臺綠化來實(shí)現(xiàn)。

此外，多倫多的《綠色屋面法案》、倫敦的《倫敦規(guī)劃2021》、溫哥華的《最綠城市行動計(jì)劃2020》等是根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)制訂的政策(見表3)。同時，各城市均要求每個建設(shè)項(xiàng)目的綠色空間設(shè)計(jì)由原來的后置設(shè)計(jì)改為前期介入。

表3 國外城市的親生物發(fā)展目標(biāo)及內(nèi)容

(2)鼓勵性政策

各個國家還采取了各種激勵性措施來推動多樣化的綠色空間建設(shè)。例如：德國、日本等根據(jù)屋頂綠化面積直接給予補(bǔ)貼；瑞士、新加坡則是設(shè)立專項(xiàng)基金來資助立體綠化，新加坡會承擔(dān)屋頂和立體綠化費(fèi)用的50%；日本、美國部分城市還采取低息貸款、費(fèi)用減免、稅收抵免和容積率獎勵等優(yōu)惠政策，更多城市則采用將立體綠化等計(jì)入城市綠地面積或作為綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)認(rèn)定的做法。這些政策措施對于改變單純注重經(jīng)濟(jì)效益的建設(shè)行為有積極作用。

2.規(guī)劃提升策略

城市綠色空間構(gòu)成要素大致可歸為地表、植被、水體、立體綠化和生物多樣性等5類，這也是大多數(shù)城市進(jìn)行綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)考慮的主要因素。在規(guī)劃設(shè)計(jì)層面應(yīng)重點(diǎn)從多尺度、多感官和多情景3個方面來進(jìn)行塑造和創(chuàng)建，以充分滿足綠色空間可達(dá)性、可用性和可視性的需要(見圖2)。

圖2 規(guī)劃提升策略

(1)設(shè)置多尺度層級的綠色空間

為了創(chuàng)建整體性的城市綠色空間網(wǎng)絡(luò)和滿足人與自然持續(xù)性的接觸，在不同尺度的空間層次(城市、街區(qū)、社區(qū)、街坊、建筑等層級)均應(yīng)具有豐富的自然要素，以形成連續(xù)統(tǒng)一的綠色空間和產(chǎn)生更高的生態(tài)、健康效益(見表4)。包括城市尺度的公園、地區(qū)綠地和街區(qū)尺度的口袋公園、線性綠帶等，以及

表4 綠色空間的尺度層級及要求

社區(qū)尺度的社區(qū)花園和建筑表面上的小微型綠色空間，不同尺度的綠色空間之間通過綠道、綠帶等連接，以滿足不同距離生活圈的人們就近使用的需要。

(2)塑造多感官體驗(yàn)的生態(tài)空間

親生物設(shè)計(jì)要求創(chuàng)造多感官體驗(yàn)的自然環(huán)境，既有視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等個體感官層面的體驗(yàn)，也有對城市環(huán)境整體感受的知覺體驗(yàn)，還有與社會交流交往的行為體驗(yàn)。從空間、時間兩方面入手，改變目前綠色空間以視覺體驗(yàn)為主的做法。在空間層面，不同距離、尺度的綠色空間，其側(cè)重點(diǎn)亦有所不同。城市公園、地區(qū)公園等使用頻率較低的大尺度綠色空間以生態(tài)效益為主、健康效益為輔，需提供一種更為原生和完全融入其中的自然景觀環(huán)境，而口袋公園、社區(qū)花園和建筑中使用頻率較高的中小型綠色空間則以健康效益和景觀價值為主，重點(diǎn)考慮人們的感官需求和交流交往等行為需求，尤其要注意優(yōu)化建筑內(nèi)部人的視覺環(huán)境。在時間層面，則要考慮人們在道路、公共空間等行進(jìn)過程中的視覺環(huán)境品質(zhì)和變化，還要考慮植物的生長變化和四季不同的景觀體驗(yàn)。

(3)呈現(xiàn)多情景模式的活力空間

城市綠色空間不僅要滿足人們多樣性的活動需求，更要為其他生物提供具有彈性和適應(yīng)性的環(huán)境，因此，綠色空間建設(shè)應(yīng)呈現(xiàn)出豐富多彩的情景模式。例如，通過植物的不同種類、數(shù)量、組合方式、郁閉度等更為自然化的布局，以及符合動物和微生物生存的適宜性空間設(shè)置，呈現(xiàn)出具有豐富的生物多樣性的自然性場景。綠色空間中既應(yīng)有野性的、使人產(chǎn)生探索欲望的自然，也應(yīng)有采用當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)形態(tài)、形式的擬仿自然；既有詩意、靜謐的放松空間，也有供幼兒玩耍、老人休閑的活動場所；既有新植的當(dāng)?shù)刂参铮灿心軉拘褮w屬感和歷史認(rèn)同感的保留樹木等。另外，綠色空間還應(yīng)呈現(xiàn)能滿足不同趣味活動的交互性場景。包括設(shè)置鳥箱，為昆蟲、青蛙提供一定面積的水池，種植能產(chǎn)生花蜜的植物，將這些能吸引更多人參與、體驗(yàn)并具有教育、生產(chǎn)和展示功能的要素引入綠色空間建設(shè)，使城市像自然生命體一樣具有持久的活力。

3.建筑提升策略

(1)拓展多層次的綠色空間平臺

在場地和建筑的不同部位挖掘不同形式的綠色空間，使整個建筑充滿綠色和活力，主要包括水平綠色平臺和垂直綠色表面兩種做法(見圖3)。采用退臺、架空、挖洞、延伸、圍合、連廊等手法，結(jié)合公共休閑空間設(shè)置，使建筑在地面、空中和屋頂?shù)炔煌课恍纬啥鄻踊乃骄G色平臺，不僅可以使建筑內(nèi)部與綠色平臺實(shí)現(xiàn)自然的流動與滲透，提供人與自然最大程度的親密接觸及交流交往可能，還可形成建筑與自然相互交融的空間模式。而在垂直表面上則可采用懸挑、附貼、復(fù)合表皮等方式創(chuàng)造綠化空間，提升內(nèi)部景觀和視野質(zhì)量。綠化空間在建筑表皮上的綜合利用，還能同時提升城市公共空間、道路上的建筑視覺綠色指數(shù)，改善微氣候，增加室外活動，增進(jìn)生物友好性，減少污染和雨水徑流。

圖3 多層次的建筑綠色平臺

(2)展現(xiàn)多元化的自然建筑形態(tài)

根據(jù)氣候、文化、地形或者建筑類型的不同，采用仿生、隱喻、地形學(xué)和新技術(shù)(新結(jié)構(gòu)、材料)等恢復(fù)性環(huán)境設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)對自然世界的表現(xiàn)和模擬，并結(jié)合綠化平臺設(shè)置和天然材料應(yīng)用，形成更為交融、自然的氣候邊界和多元化的建筑形態(tài)(見圖4、圖5)。既打破了傳統(tǒng)自然環(huán)境與建筑邊界清晰的分離式處理方式，增強(qiáng)人與自然的固有親和力和環(huán)境認(rèn)同感，產(chǎn)生與自然融為一體的現(xiàn)代建筑景觀，某種程度上也解決了當(dāng)前城市地域性和特色性缺失的問題。少數(shù)實(shí)驗(yàn)性建筑甚至直接采用活的樹木作為建筑結(jié)構(gòu)(見圖6)，完美展現(xiàn)了建筑就是自然的效果。

圖4 仿生建筑(新加坡超級樹)

圖5 地形學(xué)建筑(橫濱國際碼頭)

圖6 活態(tài)植物結(jié)構(gòu)建筑(德國樹立方)

(3)探索多維度的互動模式

建筑能拓展更多的綠色空間，同時也能提供更多的公共空間，并直接縮短人與自然的物理和心理距離，把自然變成人們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?。因此，探索利用建筑表皮中的綠色空間既能引導(dǎo)人們走向戶外，直接參與自然、維護(hù)自然，同時也創(chuàng)造了與自然、鄰里多維度互動的可能。一方面，人們通過種植或管理活動收獲食物或果實(shí)，還能通過人際交流獲得經(jīng)驗(yàn)和知識，改善鄰里關(guān)系，同時，人們會有更多的戶外感官體驗(yàn)，感受氣候變化和觀察鳥類、昆蟲等其他生物的活動；另一方面，建筑中的綠色空間能給鳥類提供停留、筑巢和飛行參照，減少建筑表面大量的玻璃幕墻帶來的傷害。

四、結(jié) 語

城市高質(zhì)量發(fā)展的新時代目標(biāo)和人民日益增長的美好生活需求，以及新冠疫情的影響，都促使人們越來越關(guān)注城市綠色空間的品質(zhì)，而城市的活力和價值也越來越依賴綠色開放空間的可用性和可達(dá)性。國外多個綠色建筑、健康建筑評價體系(例如國際未來生活研究院的《生命建筑挑戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)》、新加坡的“Green Mark評估體系”、美國的《WELL健康建筑標(biāo)準(zhǔn)》等)已將親生物性自然要素納入其中。所以研究借鑒國外城市綠色空間建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和親生物性相關(guān)理論，提出適合中國國情的城市綠色空間提升策略，對指導(dǎo)城市的未來發(fā)展、解決影響人民群眾健康的突出環(huán)境問題、提升居住環(huán)境品質(zhì)和增進(jìn)人民福祉、實(shí)現(xiàn)人與自然的可持續(xù)共生有著重要的理論和實(shí)踐價值。