孫小濤，徐建剛，張　翔，胡　宏，林　蔚，李弘正

1南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，南京　2100462南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，南京　210093

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基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的城市規(guī)劃

孫小濤1，徐建剛2，*，張翔1，胡宏2，林蔚1，李弘正2

1南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，南京210046
2南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，南京210093

摘要:全球城市化的快速發(fā)展帶來了諸如氣候變化、海平面上升等一系列的問題，而這些問題的解決歸根到底是人與自然如何相處的問題?；仡櫣糯袊臀鞣秸軐W(xué)中關(guān)于人與自然關(guān)系的樸素整體論描述，認(rèn)為近代以來西方自然科學(xué)以還原論為中心的方法已經(jīng)不能很好地解決現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜性問題，城市是一個開放性復(fù)雜巨系統(tǒng)，是人類改造自然最徹底的地方，也是面臨問題最多的地方。城市的發(fā)展是一個自然適應(yīng)性演進(jìn)的過程。在城市規(guī)劃中引入復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論，結(jié)合復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的7個基本特征，給出了城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的基本特征，進(jìn)一步將復(fù)雜城市系統(tǒng)分為物質(zhì)和非物質(zhì)兩大子系統(tǒng)，探討城市系統(tǒng)適應(yīng)性主體的交互性、復(fù)雜性以及適應(yīng)和過程機(jī)制。以山地城鎮(zhèn)規(guī)劃為例，建立了山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架，并以此框架應(yīng)用于福建省長汀縣城市總體規(guī)劃的應(yīng)用實(shí)踐中，得出城市規(guī)劃適應(yīng)自然是城市可持續(xù)發(fā)展的有效選擇。

關(guān)鍵詞:城市規(guī)劃;復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng);適應(yīng)性主體;可持續(xù)發(fā)展

孫小濤，徐建剛，張翔，胡宏，林蔚，李弘正.基于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論的城市規(guī)劃.生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36(2): 463-471.

Sun X T，Xu J G，Zhang X，Hu H，Lin W，Li H Z.Urban planning adapted to nature based on complex adaptive systems.Acta Ecologica Sinica，2016，36(2): 463-471.

根據(jù)世界銀行《世界發(fā)展指標(biāo)(2013)》城市發(fā)展指數(shù)顯示，2013年世界城鎮(zhèn)人口比例已經(jīng)達(dá)到53％。相應(yīng)地《中國城市發(fā)展報(bào)告》2012年卷顯示，截至2012年底，中國城鎮(zhèn)化率已達(dá)52.57％。全球城市化時代來臨。城市化的快速發(fā)展促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，人民的生活水平也不斷提高。而與此同時，城市化的快速發(fā)展也帶來了一系列問題，諸如氣候變化、極端天氣、海平面上升、水土流失、沙漠化等。這些問題反映了人和自然相處過程中人類改造自然以及自然反作用于人類的辯證關(guān)系。恩格斯對于人與自然關(guān)系做出如下診斷:“不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲膭倮τ诿恳淮芜@樣的勝利，自然界都對我們進(jìn)行報(bào)復(fù)”。人與自然的和諧、可持續(xù)發(fā)展才是必由之路。人與自然關(guān)系的問題涉及環(huán)境、生態(tài)、社會、經(jīng)濟(jì)、文化等諸多方面，是復(fù)雜性科學(xué)問題。實(shí)踐表明，近代以來西方自然科學(xué)以還原論為中心的方法已經(jīng)不能很好地解決現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜性問題，而作為人類活動中心的城市是一個開放性復(fù)雜巨系統(tǒng)，是人類改造自然最徹底的地方，也是面臨問題最多的地方。本文回顧了古代中國和西方哲學(xué)中關(guān)于人與自然關(guān)系的樸素整體論描述以及城市的自然適應(yīng)性演進(jìn)，在城市規(guī)劃中引入復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論，結(jié)合復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的7個基本特征，給出了城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的基本特征，并將復(fù)雜城市系統(tǒng)分為物質(zhì)和非物質(zhì)兩大子系統(tǒng)，探討了城市系統(tǒng)適應(yīng)性主體的交互性、復(fù)雜性以及適應(yīng)和過程機(jī)制。在此基礎(chǔ)上以山地城鎮(zhèn)規(guī)劃為例，建立了山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架，并以此框架應(yīng)用于福建省長汀縣城市總體規(guī)劃的應(yīng)用實(shí)踐中，得出城市規(guī)劃適應(yīng)自然是城市可持續(xù)發(fā)展的有效選擇。

1古代樸素整體論

著名哲學(xué)家馮友蘭認(rèn)為哲學(xué)是對人生的系統(tǒng)的反思。古代中國和西方哲學(xué)家在對人與自然的關(guān)系的系統(tǒng)反思過程中逐漸形成了樸素整體論思想。老子《道德經(jīng)》第四十二章里面的“道生一，一生二，二生三，三生萬物。萬物負(fù)陰而抱陽，沖氣以為和?！泵绹シ蒲芯克目茖W(xué)家們認(rèn)為，中國的老子把世界看作是整體的、無限的、永遠(yuǎn)變化的、永遠(yuǎn)新穎的思想，對于他們研究復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)實(shí)在是太重要了。《道德經(jīng)》書中大部分論述是試圖顯示宇宙萬物變化的法則。在道家看來，事物雖然千變?nèi)f化，但在各種變化的，事物演變的法則并不改變。人如果懂得這些法則，按照這些法則來安排自己的行動，就可以使事物的演變對自己有利［1］?！兜赖陆?jīng)》第四十章里面的“反者道之動”，提醒自己要“居安思危”，同時也要清楚“過猶不及”，因?yàn)樾惺逻^分，就將適得其反。中國古代樸素整體論思想孕育出了道家和儒家的“天人合一”人與自然和諧共生思想。它建立在中國古代哲學(xué)關(guān)于人類與天地萬物同源、生命本質(zhì)統(tǒng)一、人類與自己生存環(huán)境一體的直覺意識的基礎(chǔ)之上［2］。天人關(guān)系是古代中國哲學(xué)的基本問題，中國古人在看待天人關(guān)系時秉持的是一種非線性、非機(jī)械論、非二元論的系統(tǒng)思維。他們都把人與自然看作一個整體的有機(jī)系統(tǒng)即“天人合一”?！疤烊撕弦弧彼枷氚ㄌ斓赜恕⑻烊艘惑w、天人相通和效法天地4個方面［2］。中國古代先哲不僅發(fā)展了人與自然和諧共生的思想，并將這種思想應(yīng)用于實(shí)踐。最著名的莫過于建于先秦時期的都江堰水利工程，是由當(dāng)時的蜀郡太守李冰父子建成，至今仍發(fā)揮著重要的作用，成為人與自然和諧發(fā)展的典范。古代希臘的先哲亞里士多德提出的“整體大于它的各部分總和”的著名診斷，一般系統(tǒng)論的創(chuàng)立者見塔朗菲在闡述系統(tǒng)論的整體性原則時，對亞里士多德的這句名言給以了充分的肯定。他這樣寫道:“亞里士多德的世界觀及其固有的整體論和目的論的觀點(diǎn)就是這種宇宙秩序的一種表達(dá)方式。亞里士多德的論點(diǎn)‘整體大于它的各部分的總和’是基本的系統(tǒng)問題的一種表述。至今仍然正確”。這樣，“整體大于部分之和”便成了現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)中的一條著名定理［3］。

2城市的自然適應(yīng)性演進(jìn)

地理學(xué)家認(rèn)為城市是具有一定規(guī)模的、以非農(nóng)業(yè)人口為主的居民點(diǎn)，是人口和社會經(jīng)濟(jì)活動的空間集中地［4］，其空間增長經(jīng)歷了從原始社會、農(nóng)業(yè)社會、工業(yè)社會和信息社會的演進(jìn)(表1)，城市的空間形態(tài)也由最初的聚落形式逐漸演化為現(xiàn)代意義上的城市。其中，在原始社會，人類的生產(chǎn)力水平低下，人更多地是依賴自然，被動的適應(yīng)自然環(huán)境，自然選擇對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生很大的影響;農(nóng)業(yè)社會中，人類的生產(chǎn)力得到了一定程度的提高，出現(xiàn)了能夠改造自然的有效工具，人類可以有限的改造自然，主動調(diào)整自然環(huán)境產(chǎn)生的影響，與自然保持著低水平的和諧關(guān)系;工業(yè)社會，生產(chǎn)力的極大提高促使人類試圖去主宰、改造和重塑自然，與自然之間是一種拮抗關(guān)系;進(jìn)入信息化社會，人類逐漸意識到自然環(huán)境的重要性，開始主動適應(yīng)并尊重自然，并進(jìn)行適度合理的改造，城市質(zhì)量顯著提升，以期與自然和諧共生。

表1　城市空間增長的演進(jìn)階段Table 1 The evolution stages of urban spatial growth

城市空間增長的適應(yīng)性演進(jìn)過程說明，城市系統(tǒng)和自然環(huán)境之間是一種相互作用，相互影響，相互適應(yīng)的過程。文化生態(tài)學(xué)理論認(rèn)為，文化層是人類在生物層基礎(chǔ)上建立的，兩個層次之間交互作用、交互影響，形成一種“共生”關(guān)系，可以用來解釋文化適應(yīng)環(huán)境的過程。那么，同樣人類系統(tǒng)則是自然環(huán)境和人文系統(tǒng)的疊加，人類所在的城市系統(tǒng)則是在地球圈層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建立的一種圈層結(jié)構(gòu)，城市系統(tǒng)圈層和地球圈層結(jié)構(gòu)同樣交互作用，交互影響，形成“共生”關(guān)系。因此，城市系統(tǒng)與地球圈層系統(tǒng)同樣具有“共生性”、“統(tǒng)一性”和“相似性”，地球系統(tǒng)從內(nèi)核到地球表面圈層系統(tǒng)的相互作用關(guān)系同樣適用于城市系統(tǒng)。

3城市作為復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)

復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(Complex Adaptive Systems，CAS)理論作為復(fù)雜性科學(xué)的重要分支，是復(fù)雜系統(tǒng)理論的升華和結(jié)晶。自1994年由Holland提出后已引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)等領(lǐng)域都獲得了廣泛的運(yùn)用。Holland總結(jié)了復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的7個基本特征，包括4個特性(聚集、非線性、流、多樣性)和3個機(jī)制(標(biāo)識、內(nèi)部模型、積木)［5］。這7個基本特征是復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的充要條件，每個復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)都具備這7個基本點(diǎn)，具備這7個基本特征的系統(tǒng)也必然是復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)。

在我國快速城市化過程中，城市數(shù)量增加，城市規(guī)模增大，城市環(huán)境在短時間內(nèi)發(fā)生劇烈變化。從復(fù)雜性科學(xué)視角來看，現(xiàn)代城市系統(tǒng)是一種高度融合了社會與文化多元化、生產(chǎn)與服務(wù)市場化、信息與交通網(wǎng)絡(luò)化、建筑與街巷場所化、用地與景觀破碎化、自然與生態(tài)脆弱化等特征的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)。結(jié)合復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的7個基本特征，給出了城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的基本特征(表2)。

城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)按照城市的物質(zhì)形態(tài)和非物質(zhì)形態(tài)可以分為兩大子系統(tǒng):物質(zhì)子系統(tǒng)和非物質(zhì)子系統(tǒng)。物質(zhì)子系統(tǒng)可以分為用地、建筑、道路、市政和園林五部分;非物質(zhì)子系統(tǒng)可以分為社會、經(jīng)濟(jì)、文化、生態(tài)和管理五部分。物質(zhì)子系統(tǒng)中，用地主題處于統(tǒng)領(lǐng)地位，是其他主題的空間載體和基礎(chǔ)。同樣，以人為本的城市五種非物質(zhì)要素相互耦合，共同構(gòu)成了高度關(guān)聯(lián)的非物質(zhì)子系統(tǒng)(圖1)。對復(fù)雜性的經(jīng)典理解之一是適應(yīng)性，復(fù)雜系統(tǒng)具有隨著環(huán)境的變化而自我調(diào)節(jié)的能力［6］。城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)由一系列適應(yīng)性主體相互作用、相互適應(yīng)。適應(yīng)具有普遍性、相對性、交互性、和復(fù)雜性的特點(diǎn)。一方面，適應(yīng)主體都存在于一定環(huán)境中，“優(yōu)勝劣汰，適者生存”，適應(yīng)主體為了延續(xù)自身而適應(yīng)環(huán)境(包括自然環(huán)境和人文環(huán)境)，這是適應(yīng)的普遍性;另一方面，適應(yīng)的過程是適應(yīng)主體對環(huán)境條件的變化所作的反應(yīng)，隨著適應(yīng)主體和環(huán)境條件的不同，適應(yīng)的程度和過程也千變?nèi)f化，這是適應(yīng)的相對多樣性［7］。以城市用地為例，城市用地?cái)U(kuò)張都需要適應(yīng)其自然基底條件，這是城市化適應(yīng)自然的普遍性;隨著城市的規(guī)模等級和功能定位不同，城市用地形態(tài)也千變?nèi)f化，這是城市化適應(yīng)自然的相對多樣性。同理，人口城市化過程中，外來人口普遍需要適應(yīng)新的城市環(huán)境，但適應(yīng)的內(nèi)容和程度因其教育程度、收入水平、職業(yè)類型等而異。高偉等以工業(yè)新城中的工業(yè)社區(qū)為例，結(jié)合復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論提出了工業(yè)社區(qū)適應(yīng)性空間單元的組織模式，并說明了該模式的結(jié)構(gòu)成分、組織邏輯和相關(guān)指標(biāo)［8］。Manesh等通過CAS提取出城市形態(tài)的主要特征:主體、子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)、相關(guān)規(guī)則、外部約束下的動態(tài)和自適應(yīng)特征、轉(zhuǎn)換，并以巴塞羅那的Exiample街區(qū)為例，說明了單個建筑怎樣通過適應(yīng)影響周圍建筑以及整個街區(qū)的能源使用效率［9］。Giacomoni等通過復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)適應(yīng)性機(jī)制開發(fā)了一個涉及人口增長、土地利用、水文循環(huán)、居民用水和跨流域調(diào)水之間動態(tài)交互的模型［10］。俞孔堅(jiān)等以黃泛平原的古代城鎮(zhèn)為研究對象，探討了黃河泛濫區(qū)城鎮(zhèn)的洪澇災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了古代城市三大主要防洪治澇的適應(yīng)性景觀遺產(chǎn):擇高地而居，城墻和護(hù)城堤，以及蓄水坑塘［11］。適應(yīng)的過程是適應(yīng)主體與環(huán)境的交互作用過程，也是需求與供給的平衡過程。環(huán)境變化對適應(yīng)主體產(chǎn)生影響，適應(yīng)主體通過不斷學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累，達(dá)到在變化的環(huán)境中自我生存和自我發(fā)展，即被動適應(yīng)(適應(yīng)主體被動適應(yīng)環(huán)境變化或環(huán)境供給)。同時，適應(yīng)主體的自身發(fā)展需要特定的環(huán)境供給，適應(yīng)主體通過對環(huán)境產(chǎn)生反饋，改造已有環(huán)境，即主動適應(yīng)(適應(yīng)主體主動改變環(huán)境來滿足自身需求)［12］。被動適應(yīng)體現(xiàn)的是適應(yīng)主體面對環(huán)境(其他適應(yīng)主體)發(fā)展變化的反應(yīng)能力，而主動適應(yīng)體現(xiàn)的是干預(yù)能力。通過反應(yīng)和干預(yù)，適應(yīng)會衍生出新的內(nèi)容。例如，在文化適應(yīng)的過程中，不同文化群體通過文化接觸，對各自文化體系進(jìn)行修改和完善，以應(yīng)對社會文化環(huán)境的變化［13］。

表2　城市復(fù)雜系統(tǒng)的基本特征Table 2 The characteristics of urban complex system

圖1　物質(zhì)子系統(tǒng)之間、非物質(zhì)子系統(tǒng)之間以及兩個子系統(tǒng)之間相互關(guān)系Fig.1 Interrelationship between physical subsystems、nonphysical subsystems and those two

適應(yīng)的過程中，可能存在多個適應(yīng)主體，他們除了與環(huán)境交互外，彼此也可以互為環(huán)境，互相進(jìn)行適應(yīng)。隨著適應(yīng)主體量級的升級，適應(yīng)也表現(xiàn)出復(fù)雜性的特點(diǎn)［14］。在多主體的適應(yīng)系統(tǒng)中，任何一個系統(tǒng)的變化都會導(dǎo)致適應(yīng)程度的變化。例如，城市開發(fā)過程中，城市多元利益主體(政府、規(guī)劃師、公眾、開發(fā)商)與其城市支持環(huán)境發(fā)生相互作用(圖2)，同時，多元利益主體之間也在相互適應(yīng)。適應(yīng)主體可能是單個個體，也可能微小到某一個時間段的某一段行為或某一個狀態(tài);環(huán)境條件可能是大的城市生態(tài)環(huán)境，也可能是小的社區(qū)服務(wù)水平。不同適應(yīng)主體的組成成分在不同的環(huán)境層次上的交互作用，會形成極其復(fù)雜的整體適應(yīng)系統(tǒng)。

適應(yīng)是適應(yīng)主體對外部變化所做出的一系列主動和被動調(diào)節(jié)的過程，其目標(biāo)是謀求自身的生存和發(fā)展。從環(huán)境變化到重新適應(yīng)，適應(yīng)主體要經(jīng)歷環(huán)境變化認(rèn)知、自我調(diào)節(jié)、環(huán)境反饋3個階段。具體運(yùn)行機(jī)制如圖3。

圖2　適應(yīng)的交互性與復(fù)雜性Fig.2 The interactivity and complexity of adapt

圖3　適應(yīng)的過程機(jī)制Fig.3 The mechanisms of adaptation process

4城市規(guī)劃適應(yīng)自然

城市規(guī)劃作為一項(xiàng)公共政策，對城市的未來發(fā)展具有指導(dǎo)性作用。而城市是一個開放性的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，城市規(guī)劃必然遵循復(fù)雜性科學(xué)范式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。本文以山地城市規(guī)劃為例，CAS視角下的山地城市規(guī)劃”適應(yīng)性”本質(zhì)為:城市功能空間主體主動適應(yīng)山地自然環(huán)境，山地城市規(guī)劃即是在尋找一種適應(yīng)過程中的“規(guī)則”(機(jī)理)，如圖4所示。并由此建立了山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架，如圖5所示。

以長汀縣城市總體規(guī)劃中的縣城防洪排澇規(guī)劃為例，通過建立城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析模型(圖6)，以此說明城市發(fā)展中適應(yīng)環(huán)境的適應(yīng)性調(diào)整。

4.1城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果

在GIS空間分析技術(shù)的支持下，運(yùn)用地貌學(xué)與實(shí)際洪水方法相結(jié)合的方法，對獲取的當(dāng)?shù)卦敿?xì)的地形和歷史洪水觀測資料分別建立柵格空間數(shù)據(jù)，通過對柵格數(shù)據(jù)屬性值的計(jì)算得到不同洪水發(fā)生頻率下研究區(qū)域的洪水淹沒范圍和程度，進(jìn)行洪水淹沒狀況的三維場景模擬［15］。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):汀州城區(qū)受洪水淹沒面積比例較大，總體風(fēng)險(xiǎn)較高。10、20、50年一遇洪水發(fā)生時，受淹沒面積分別為7.98、9.55、12.13 km2，分別占研究區(qū)總面積的35.63％、42.62％、54.11％，其中中等風(fēng)險(xiǎn)以上(淹沒水深≥1m)的區(qū)域面積分別為5.54、6.33、7.92km2，分別占研究區(qū)總面積的24.73％、28.26％、35.36％。

圖4　山地城市規(guī)劃的“適應(yīng)性”Fig.4 The Adaptability of mountainous city planning

圖5　山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架Fig.5 The adaptive planning frameworks of mountainous city

4.2城區(qū)防洪規(guī)劃

(1)根據(jù)地形地貌的具體情況，興建防洪堤、防洪墻等防洪建筑物

汀州主城區(qū)防洪工程根據(jù)地形條件采用分區(qū)劃片方式可分成4個獨(dú)立的防洪體系，即城內(nèi)片、中心壩片、塔山片和東街片。一期先建東關(guān)營、烏慈橋2座排澇站、11座排澇閘和長7593m的防洪堤，目前已基本完成。其余均為二期工程，即興建中心壩、七里河口2座排澇泵站，10座排澇閘和長12769m的防洪堤。堤型有土堤和漿砌塊石堤。

策武片區(qū)位于長汀河左岸。擬建土堤2530m，石堤700m，沿堤擬設(shè)排澇閘3座，排澇站2座。

河田鎮(zhèn)位于長汀河中游，境內(nèi)山體破壞嚴(yán)重，水土流失厲害，河田防洪治澇除采取一些工程措施外還應(yīng)綜合治理，保持水土。

河田片區(qū)防洪工程采取的主要措施如下:汀江右岸蔡坊村，新建土堤長2054m。汀江右岸修坊段，在原有土堤基礎(chǔ)上加高加固長2640m。汀江左岸河田鎮(zhèn)區(qū)段在原有土堤基礎(chǔ)上加高加固長4035m。新建鎮(zhèn)區(qū)支流八十里河右岸土堤長1790m，并拓寬此支流河道。

圖6　城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)模型Fig.6 The urban flood disaster risk model

防洪堤高度需高于50年一遇洪水位0.3m—0.5m，中心城區(qū)防洪堤高度為7.65 m，即堤頂高度達(dá)黃海高程311.43 m。

(2)城區(qū)要強(qiáng)化行洪體系，進(jìn)一步降低市區(qū)洪水位，拓浚主要行洪河道，增強(qiáng)其蓄泄洪水能力(圖7)。

在水位分界處設(shè)置防洪節(jié)制閘，控制水位;城市防洪將以外環(huán)路為屏障，建成大包圍與小分隔相結(jié)合，集中排水與分散排澇的新城市防洪布局;通過在支流口門建立擋洪閘等措施，建立完善的擋洪體系，減少洪水入侵城區(qū)的概率和規(guī)模;配套市區(qū)排水系統(tǒng)，實(shí)行雨污分流，按照高水高排、低水低排原則，整治雨水管網(wǎng)。

(3)汀州城區(qū)、河田鎮(zhèn)存在不同程度的河障應(yīng)予以清障。各河段河障主要為侵占河道的違章建筑物，水土流失河床淤積及倒入河中的建筑物垃圾和生活垃圾等，致使河道的行洪能力降低，應(yīng)以清除、疏浚。另外，河道清障與防洪堤建設(shè)同步進(jìn)行，流域內(nèi)應(yīng)廣泛植樹造林、改善植被、涵養(yǎng)水源、保持水土，以減輕山洪暴發(fā)程度，減少洪水災(zāi)害。

(4)嚴(yán)格執(zhí)行《河道管理?xiàng)l例》等法規(guī)，堅(jiān)決制止非法侵占河道修建建筑物，禁止向河道傾倒垃圾、廢土等，以確保有效過水?dāng)嗝妗?/p>

(5)結(jié)合城區(qū)道路修建，加固或更新城區(qū)現(xiàn)有排水體系，建立可靠的雨水排除系統(tǒng)。在城區(qū)下游建設(shè)排澇泵站可以解決城區(qū)內(nèi)澇問題。

(6)發(fā)揮已建水庫的蓄洪作用，制訂詳盡的防洪預(yù)案。

4.3城區(qū)排澇規(guī)劃

城區(qū)雨水在20年一遇的洪水位時，基本可沿規(guī)劃排水管道自流排入水體，局部內(nèi)澇地段，設(shè)置臨時性排澇水泵排水，并在雨水排出口設(shè)置閘門，以防洪水上漲倒灌。隨著綜合治理洪水方案的實(shí)施，內(nèi)澇問題將得到解決。

5　結(jié)論

本文在回顧古代中國和西方哲學(xué)中關(guān)于人與自然關(guān)系的樸素整體論描述以及城市的自然適應(yīng)性演進(jìn)的基礎(chǔ)上，將復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論引入城市規(guī)劃的過程中，通過復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的7個基本特征，結(jié)合城市系統(tǒng)給出了城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的基本特征描述。將城市系統(tǒng)分為物質(zhì)和非物質(zhì)兩大子系統(tǒng)。探討了城市系統(tǒng)適應(yīng)性主體的交互性、復(fù)雜性以及適應(yīng)和過程機(jī)制。以山地城鎮(zhèn)規(guī)劃為例，建立了山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架，并以此框架應(yīng)用于福建省長汀縣城市總體規(guī)劃的應(yīng)用實(shí)踐中，最后以縣城防洪排澇規(guī)劃為例，通過建立城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析模型，以此說明城市發(fā)展中適應(yīng)環(huán)境做出相應(yīng)的適應(yīng)性調(diào)整，得出城市規(guī)劃適應(yīng)自然是城市可持續(xù)發(fā)展的有效選擇。本研究的最終目的是通過山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架建立城市規(guī)劃支持系統(tǒng)，以此為城市規(guī)劃多利益主體決策服務(wù)。在以后的研究中將在CAS理論基礎(chǔ)上，通過Multi-Agent技術(shù)、CA(Cellular automata，元胞自動機(jī))技術(shù)、GIS空間分析技術(shù)，完善山地城鎮(zhèn)適應(yīng)性規(guī)劃框架的內(nèi)容，開發(fā)出一個適應(yīng)性規(guī)劃支持系統(tǒng)原型，并應(yīng)用于山地城鎮(zhèn)規(guī)劃實(shí)踐中。

圖7　長汀城市分洪區(qū)規(guī)劃圖Fig.7 Changting city flood diversion area plan

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Urban planning adapted to nature based on complex adaptive systems

SUN Xiaotao1，XU Jiangang2，*，ZHANG Xiang1，HU Hong2，LIN Wei1，LI Hongzheng2
1 School of Geographic and Oceanographic science，Nanjing University，Nanjing 210046，China
2 School of Architecture and Urban Planning，Nanjing University，Nanjing 210093，China

Abstract:Rapid global urbanization has led to a series of issues such as climate change and sea-level rise.The solution to such problems ultimately comes down to resolution of the conflict between man and nature.The philosophy of ancient China and the West presented a na?ve holistic description of the relationship between humans and nature，and whereas the reductionism-centric approach of modern Western science has been unable to solve the real-world complexities.Cities，which can be considered as giant complex open systems，wherein the entire range of human nature can be founds，are places facing many problems.Urban development is a natural-adaptive evolutionary process.Introduction of complex adaptive systems in urban planning，combined with the seven basic characteristics of complex adaptive systems，divides the complex city system into physical subsystem and non-physical subsystem.We discuss the relationship between adaptive agents，the complexity of adaptive agent，and adaptation mechanisms.As an example，we examine mountainous city planning，produce an adaptive planning framework for mountainous cities，and apply this framework to the Urban Master Plan of Changting，F(xiàn)ujian Province.The results demonstrate that urban planning that is adapted to nature is an effective approach to sustainable urban development.

Key Words:urban planning; complex adaptive system; adaptive agent; sustainable development

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: xjg129@ sina.com

收稿日期:2014-10-11;

修訂日期:2015-06-29

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51278239)

DOI:10.5846/stxb201410112004