王曉鳴，　彭文俊，　華　虹，　吳晶霞

(華中科技大學(xué)　a. 土木工程與力學(xué)學(xué)院； b. 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 湖北　武漢　430074)

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建筑生態(tài)位理論的發(fā)展與應(yīng)用

王曉鳴a，彭文俊a，華虹b，吳晶霞a

(華中科技大學(xué)a. 土木工程與力學(xué)學(xué)院； b. 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 湖北武漢430074)

摘要：探討以建筑與環(huán)境和諧共生為目標(biāo)的建筑生態(tài)位理論，是促進(jìn)中國在向生態(tài)文明建設(shè)轉(zhuǎn)型大背景下城鄉(xiāng)建設(shè)和建筑學(xué)科可持續(xù)發(fā)展的新領(lǐng)域。論文綜述了建筑生態(tài)位概念的三個發(fā)展演化階段，分為傳統(tǒng)建筑生態(tài)位的萌芽、現(xiàn)代建筑生態(tài)位的提出、建筑生態(tài)元的概念與應(yīng)用；系統(tǒng)梳理了國內(nèi)外建筑生態(tài)位相關(guān)概念和研究進(jìn)展；界定了建筑生態(tài)位的定義，分析了其具有的寬泛性、閾值性和功能性三個基本特性；指出建筑生態(tài)位的拓展研究主要涉及維度、寬度、重疊與分離、構(gòu)建四個方面；提出了建筑生態(tài)位理論在建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)位事件優(yōu)化、城市空間生態(tài)位適宜性規(guī)劃、生態(tài)建筑設(shè)計(jì)、歷史街區(qū)生態(tài)元保護(hù)等方面的重點(diǎn)應(yīng)用途徑。最后展望了建筑生態(tài)位理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：建筑生態(tài)位；生態(tài)元；建設(shè)；適宜性

開展建筑生態(tài)位理論研究是促進(jìn)我國城鄉(xiāng)建設(shè)與建筑可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。為積極應(yīng)對全球氣候變化和生態(tài)環(huán)境衰退的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，2014年頒發(fā)的《國家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃(2014-2020)》明確提出了中國的城鎮(zhèn)建設(shè)要向生態(tài)文明建設(shè)轉(zhuǎn)變的重大任務(wù)。發(fā)展綠色生態(tài)建筑是推進(jìn)生態(tài)城鄉(xiāng)建設(shè)的主要載體和重點(diǎn)方向，探討以建筑與環(huán)境和諧共生為目標(biāo)的建筑生態(tài)位理論，是促進(jìn)中國城鄉(xiāng)建設(shè)和建筑學(xué)科可持續(xù)發(fā)展并與國際接軌發(fā)展的新領(lǐng)域。

推進(jìn)建筑生態(tài)位理論實(shí)踐應(yīng)用是解決超越生態(tài)承載力的城鎮(zhèn)建設(shè)問題的重要途徑。中國的城鎮(zhèn)化發(fā)展水平已由改革開放初期1978年的17.9%提高到2013年的53.73%[1]，預(yù)計(jì)2050年將達(dá)到70%～75%[2]。城鎮(zhèn)建設(shè)已步入成長關(guān)鍵期、提升期及城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展期[3]，現(xiàn)有建筑存量和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存量已翻番[4]，我國每年新增建筑面積約20億m2[1]。與此同時，原有的低密度生態(tài)型農(nóng)業(yè)土地快速向高密度充滿材料密集型商業(yè)建筑和住宅建筑的城市土地流轉(zhuǎn)，消耗了大量國產(chǎn)和進(jìn)口資源[5]。建筑業(yè)的高能耗和高碳排放已經(jīng)對全社會造成沉重的能源負(fù)擔(dān)和嚴(yán)重的環(huán)境污染[6]。例如，由于過度建設(shè)和超過生態(tài)承載力發(fā)展導(dǎo)致的首都北京常態(tài)化霧霾和“奧運(yùn)會藍(lán)”及“大閱兵藍(lán)”空氣環(huán)境質(zhì)量劣化現(xiàn)象就是典型例證。

本文系統(tǒng)歸納梳理了國內(nèi)外建筑生態(tài)位的概念演變、理論發(fā)展及實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)展歷程，分析提出了建筑生態(tài)位的定義和特征，展望了建筑生態(tài)位理論的發(fā)展方向和在城鎮(zhèn)建設(shè)與建筑行業(yè)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。

1建筑生態(tài)位概念的提出

建筑生態(tài)位概念的提出大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段是傳統(tǒng)建筑生態(tài)位思想的萌芽，基于傳統(tǒng)建筑風(fēng)水理論分析建筑環(huán)境的時空適宜性；第二階段是現(xiàn)代建筑生態(tài)位概念的提出，并將其引入非生命科學(xué)領(lǐng)域；第三階段是建筑生態(tài)元的概念與應(yīng)用，奠定了生態(tài)位在城市發(fā)展和建筑等多領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)(圖1)。

圖1　建筑生態(tài)位的概念演變

1.1傳統(tǒng)建筑生態(tài)位的萌芽

生態(tài)位(Niche)體現(xiàn)了生物單元在特定生態(tài)系統(tǒng)中與其他生物及生存環(huán)境相互影響而形成的相對地位和作用[7]，它的內(nèi)涵特征表現(xiàn)出明顯的時空特性，與我國傳統(tǒng)建筑風(fēng)水理論中的時空觀高度契合。

我國古代建筑理論源于《易》學(xué)中的風(fēng)水理論[8]，風(fēng)水理論融合陰陽五行、四象八卦、元?dú)庹摰葘W(xué)說于一體，秉承天、地、生、人復(fù)雜系統(tǒng)不斷新陳代謝和有機(jī)循環(huán)的意識理念，研究“氣、勢、理、形”等優(yōu)化配置問題。例如，宋代蔡元定把大地看作活的有機(jī)體，將辨析地形地貌的向背、剛?cè)?、?qiáng)弱、趨避等作為風(fēng)水學(xué)的關(guān)鍵內(nèi)容。中國古代城鎮(zhèn)、道路、寺廟、聚落、村落、住宅、墓地等的選址和布建，都注重四方與區(qū)位，并總是與天象緊密結(jié)合，即“法天象地”力求“天助、人助”，“萬物兼育而不相害，道并行而不相?！?，使人與自然界走向互利與共榮，從而達(dá)到“致中和，天地位焉，萬物育焉”的境地[9]。

可見我國很早就注重建筑與環(huán)境在時間和空間上的適宜性，傳統(tǒng)的建筑風(fēng)水理論從空間選址和環(huán)境布局等方面為我國古代營筑宅址和村落建設(shè)的適宜性提供了重要理論支撐，體現(xiàn)出樸素的建筑生態(tài)位思想(表1)。

表1　傳統(tǒng)風(fēng)水理論對樸素建筑生態(tài)位思想的影響

1.2現(xiàn)代建筑生態(tài)位的提出

1.2.1生態(tài)位理論的引入

生態(tài)位一般譯作Ecological Niche或Niche。Niche源自意大利語“Nicchio”，隨后演化成法語里的動詞“Nichier”和名詞“Niche”，在中世紀(jì)晚期以Niche的形式被英語納入[12]。Niche的原意指壁龕，是人們在建造的房屋上鑿出的供放神像的3層結(jié)構(gòu)小凹巢。1910年美國生態(tài)學(xué)家Johnson借鑒建筑上的Niche術(shù)語，最早在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域中引用該詞作為生態(tài)位短語。1917年Grinnell最先給出生態(tài)學(xué)中生態(tài)位的完整定義，即物種最終占據(jù)的位置特征，且同一區(qū)系中物種所占據(jù)的生態(tài)位不會完全重疊[13]；后來又把該定義修正為：由于結(jié)構(gòu)和天生的局限性，物種得以生存和繁殖的最終分布單元，它反映了生命體研究對象的固有屬性[14,15]。隨后，Elton根據(jù)物種在生態(tài)系統(tǒng)中擔(dān)任的功能角色提出了營養(yǎng)生態(tài)位概念[16,17]；Hutchinson綜合Grinnell和Elton的理念，提出了多維超體積生態(tài)位[15, 18]。這三個概念也是迄今為止最有影響力的生態(tài)位概念。

國外學(xué)者率先把生態(tài)位引進(jìn)非生命科學(xué)領(lǐng)域，從而拓展了生態(tài)位理論的使用范圍。生態(tài)位概念雖然一經(jīng)提出就受到國外學(xué)者的普遍關(guān)注，但在相當(dāng)長時期只限于生物生態(tài)學(xué)范圍內(nèi)使用。美國建筑師McHarg的著作《Design with Nature》出版象征生態(tài)學(xué)思想與建筑領(lǐng)域的結(jié)合[19]，但生態(tài)位概念尚未與建筑直接關(guān)聯(lián)。隨著生態(tài)位理論不斷地深化和完善以及有機(jī)化思潮的推廣，生態(tài)位的應(yīng)用范圍開始從生物學(xué)領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到社會學(xué)科領(lǐng)域。1980年代，美國學(xué)者在市場行銷領(lǐng)域中引入生態(tài)位概念，提出市場生態(tài)位(Market Niche)(又稱為市場利基)來形容沒有被服務(wù)好的并且具備細(xì)分特點(diǎn)的縫隙市場[20]，標(biāo)志著生態(tài)位理論最先在生物生態(tài)學(xué)以外的市場學(xué)領(lǐng)域得到使用[21]。隨之生態(tài)位又被引入其他更廣泛的社會學(xué)科領(lǐng)域，如Hannan等[22]基于生態(tài)位思想基礎(chǔ)上提出組織生態(tài)位(Organization Niche)概念，荷蘭學(xué)者Rip[23]和Schot等[24]在技術(shù)的演化和創(chuàng)新研究中提出技術(shù)生態(tài)位(Technogical Niche)概念，建立分析戰(zhàn)略生態(tài)位管理(Strategic Niche Management)的技術(shù)范式變遷模型[25]。

1.2.2建筑生態(tài)元的提出

我國學(xué)者從1980年代開始較全面展開生態(tài)位理論研究。劉建國提出了生態(tài)元概念，即指在社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中能夠進(jìn)行生態(tài)學(xué)過程的功能單元；它涵蓋從基因乃至到整個地球的各層次上具有一定生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的所有生物組織，也包括工廠、企業(yè)、種植方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等具有一定功能的實(shí)體[26,27]；指出每一個生態(tài)元都具有與之相對應(yīng)的生態(tài)位。該研究為生態(tài)位理論拓展到城市、旅游、教育、文化、政策及建設(shè)領(lǐng)域[21,28～30]提供了新思路。

夏海山[31]提出建筑可以被看作是生態(tài)元。栗德祥指出在建筑領(lǐng)域中，從城市的形態(tài)、布局、基礎(chǔ)設(shè)施、更新、居住區(qū)等各功能等級，到建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造施工、綠化、材料、構(gòu)件、設(shè)備、部品、廢物等各環(huán)節(jié)或元素均可看作是生態(tài)元；認(rèn)為任何一個建筑生態(tài)元都應(yīng)該在其所處的資源空間中展示出生態(tài)位的適宜性[32,33]。

1.2.3建筑生態(tài)位的概念

在借鑒中國傳統(tǒng)建筑文化和有機(jī)發(fā)展思想的基礎(chǔ)上，我國學(xué)者較早開始建筑領(lǐng)域生態(tài)位的探討。葛明[34]以廣義物理學(xué)為基礎(chǔ)分析了在自然范式中建筑生態(tài)空間的形態(tài)布局及其結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特性，提出：優(yōu)化建筑生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系依賴于基礎(chǔ)的、潛在的和理想的生態(tài)位之間的合理配置，增強(qiáng)建筑生態(tài)空間的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)取決于對生態(tài)位的位勢差和關(guān)鍵生態(tài)因子的有效調(diào)節(jié)，生態(tài)位位勢結(jié)構(gòu)的合理搭配是推進(jìn)建筑生態(tài)空間結(jié)構(gòu)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)化策略的重要途徑。夏海山[31]認(rèn)為建筑是人類所占據(jù)的環(huán)境空間，將建筑與生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)元相類比，可借用生物生態(tài)位概念對建筑生態(tài)位進(jìn)行定義；認(rèn)為建筑生態(tài)位指建筑為人們提供的所有可供利用的生態(tài)因子和生態(tài)關(guān)系集合，包括建筑本體和周圍環(huán)境兩部分。

綜述表明，建筑生態(tài)位研究是在建筑生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的類比研究基礎(chǔ)上逐步發(fā)展的。隨著可持續(xù)建筑的發(fā)展進(jìn)程，對建筑及其與所在區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境等生態(tài)要素維持適宜性同步發(fā)展的需求日益重視。建筑生態(tài)位理論作為一門研究新領(lǐng)域，對我國在實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)背景下的城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展和建筑設(shè)計(jì)、建造及更新改造都具有理論和實(shí)踐意義。

2建筑生態(tài)位理論的發(fā)展

2.1國外研究進(jìn)展

國外學(xué)者的近期研究偏重于建筑技術(shù)生態(tài)位方面，重點(diǎn)研究技術(shù)在主流社會建設(shè)機(jī)制中的過渡與轉(zhuǎn)變[35～37]、以及技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略更新理論[23, 38]大背景下，建筑技術(shù)生態(tài)位在綠色建筑及可持續(xù)建造技術(shù)領(lǐng)域中的推廣和應(yīng)用。提出了幾個與建筑生態(tài)位密切相關(guān)的重要概念，為我國研究建筑生態(tài)位理論提供了重要借鑒。

2.1.1住宅生態(tài)位(Housing Niche)

Saegert等[39]基于心理學(xué)、健康學(xué)和社會學(xué)角度，提出了住宅生態(tài)位模型(Housing Niche Model)，將住宅生態(tài)位定義為：能被特定組團(tuán)占領(lǐng)的居住生態(tài)環(huán)境中的特殊位置。該模型選用以社會結(jié)構(gòu)和政策為主的決定因素，探討住宅生態(tài)位與居民健康、住房市場、收入分配、住房選擇以及居民后代的住房選擇之間的關(guān)系。指出在一定的由心理、社會和物理環(huán)境因子構(gòu)成的住宅生態(tài)位中生活才有助于人類健康，為未來健康住宅選址提供了政策建議。

2.1.2綠色生態(tài)位(Green Niche)

Smith[40]指出，在現(xiàn)有的社會-技術(shù)范式中，綠色生態(tài)位具有重要發(fā)展機(jī)會；通過分析綠色生態(tài)位和當(dāng)下社會機(jī)制之間社會-技術(shù)的過渡轉(zhuǎn)化，研究了二者之間的相互作用和相互依賴的過程，提出了兩個重要的綠色生態(tài)位術(shù)語：一是生態(tài)住宅生態(tài)位，二是有機(jī)食物生態(tài)位；揭示了二者在不同社會-技術(shù)情景中生態(tài)位和既有機(jī)制之間的過渡轉(zhuǎn)化，認(rèn)為生態(tài)住宅生態(tài)位是指在當(dāng)下滿足綠色創(chuàng)新需求的非主流住宅，需要為其提供初期創(chuàng)建的保護(hù)空間；通過對比主流住宅和生態(tài)住宅之間在指導(dǎo)原則、建造技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、政策規(guī)范、知識文化等方面的異同，分析了綠色生態(tài)位與主流機(jī)制之間隨時間的動態(tài)相互作用，指出了綠色生態(tài)位替代現(xiàn)有的主流社會-技術(shù)機(jī)制的可能性。

2.1.3生態(tài)位事件(Niche Event)

Berry等[41]通過構(gòu)建多層次社會-技術(shù)系統(tǒng)框架，研究了生態(tài)位綠色發(fā)展在建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型中的影響，提出了生態(tài)位事件是指為了解決現(xiàn)在的或者預(yù)期的需求，用來測試和學(xué)習(xí)新方法的地方。認(rèn)為主流機(jī)制的結(jié)構(gòu)變化主要源自生態(tài)位水平(Niche Level)上新想法和經(jīng)驗(yàn)的孵化以及景觀壓力的影響，而生態(tài)位事件為新技術(shù)、新想法和創(chuàng)新實(shí)踐提供了相應(yīng)的法規(guī)、制度等保護(hù)條件，并形成孵化空間，使其不受來自當(dāng)下主流機(jī)制的壓力影響。生態(tài)位事件可促進(jìn)綠色新技術(shù)、新工具、建造新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)與主流建筑機(jī)制或技術(shù)范式之間的過渡與演化；住宅建筑在向更加環(huán)保可持續(xù)類型轉(zhuǎn)化之前，有必要創(chuàng)建更多的生態(tài)位事件，為更多個體和機(jī)構(gòu)提供關(guān)于可持續(xù)住宅的具體實(shí)際認(rèn)知，避免主流的技術(shù)、實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)束縛或妨礙生態(tài)位事件的散播，讓組織機(jī)構(gòu)有信心改變現(xiàn)有主流的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐、政府政策或法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。

綜上分析，住宅生態(tài)位、綠色生態(tài)位、生態(tài)位事件等概念的提出，對從不同尺度解讀建筑生態(tài)位理論具有直接借鑒價值。

2.2國內(nèi)研究進(jìn)展

我國學(xué)者結(jié)合國家生態(tài)城市和生態(tài)建筑的建設(shè)實(shí)踐，較早將生態(tài)位理論引入城鎮(zhèn)建設(shè)和建筑學(xué)領(lǐng)域，率先提出了建筑生態(tài)位的概念，進(jìn)行了活躍研究。

2.2.1建筑生態(tài)位的界定

夏海山[31]提出了建筑生態(tài)位定義，認(rèn)為建筑生態(tài)位的功能是為人類的生存、生產(chǎn)和生活提供必要的生境空間與環(huán)境條件，且依據(jù)人類需求能不斷擴(kuò)展其規(guī)模和性能。由于人類的參與和干涉，建筑生態(tài)位相對于其他生態(tài)元的生態(tài)位在時空上占據(jù)強(qiáng)勢地位；建筑的空間性和時間性得到了生態(tài)學(xué)視角的重新闡釋，有助于利用資源競爭的理論和模型研究城市生態(tài)系統(tǒng)中建筑對空間的占有和置換現(xiàn)象，探討建筑對人的適宜性。

張峽豐等[42,43]把城市建筑生態(tài)位與建筑生態(tài)位寬度相關(guān)聯(lián)，認(rèn)為城市建筑生態(tài)位寬度是指利用已有資源和環(huán)境的幅度測度，擁有目標(biāo)性、層級性、協(xié)同性、動態(tài)性等屬性的多維度超體積復(fù)合結(jié)構(gòu)；指出城市建筑生態(tài)位模型包括由所有生態(tài)變量因子組合形成的層次結(jié)構(gòu)體系和生態(tài)位寬度與測度兩個方面；城市建筑生態(tài)位的基礎(chǔ)生態(tài)位是由既有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定或者相關(guān)專家普遍認(rèn)定的生態(tài)因子取值范圍；實(shí)際生態(tài)位是指根據(jù)實(shí)際情況獲得或設(shè)計(jì)的取值。

李積權(quán)和黃瑞言等類比生態(tài)學(xué)中傳統(tǒng)物種生態(tài)位原理，給出建筑生態(tài)位概念，即：建筑生命體從它所在的物理環(huán)境和社會環(huán)境中能夠獲取的不同數(shù)量和類型的資源。認(rèn)為建筑生態(tài)位決定了建筑生命體的屬性、功能和位置，是建筑生命體與所處生境經(jīng)過長期的互動、演變、直至適應(yīng)后的客觀狀態(tài)；建筑生態(tài)位研究有助于人們從可持續(xù)發(fā)展角度剖析建筑生態(tài)元與各生態(tài)變量因子之間的影響和作用關(guān)系，以及對周圍環(huán)境的構(gòu)建[44,45]。還提出了與建筑生態(tài)位涵義相接近的城市建筑生態(tài)位概念[46]。

本文作者將國內(nèi)外建筑生態(tài)位研究歸納為兩大類：一類是從建筑本體屬性角度，將建筑生態(tài)位定義為其所占據(jù)或擁有的自然和社會生態(tài)因子總和；另一類是從建筑功能角度，強(qiáng)調(diào)建筑在生態(tài)系統(tǒng)中的功能價值尤其是社會功能價值。認(rèn)為建筑生態(tài)位不僅應(yīng)考慮技術(shù)維度，也應(yīng)考慮自然環(huán)境、社會發(fā)展、歷史文化等相關(guān)維度。

本文認(rèn)為：建筑體現(xiàn)了人類在不同歷史階段對生活和生產(chǎn)活動的基本需求，具有獨(dú)特的生命體特征，如眾所公認(rèn)的建筑生命周期。建筑生態(tài)位(Building Niche)是指，在一定的時間階段和空間范圍內(nèi)，建筑的生存與發(fā)展所需生境及其所承擔(dān)的自然和社會等功能關(guān)系的總和。建筑生態(tài)位應(yīng)涵蓋三個最基本的特性：一是生態(tài)位的寬泛性，應(yīng)保護(hù)建筑存在和發(fā)展需要的所有自然和社會生態(tài)因子；二是生態(tài)位的閾值性，應(yīng)該明確每個細(xì)分維度上生態(tài)因子的取值范圍；三是生態(tài)位的功能性，應(yīng)體現(xiàn)建筑所承擔(dān)的由人類需求決定的使用功能角色，以及與其它建筑生命體之間的生態(tài)關(guān)系。認(rèn)為建筑生態(tài)位既要體現(xiàn)建筑在特定時期和特定生境范圍內(nèi)由自然、經(jīng)濟(jì)、社會、技術(shù)等資源生態(tài)因子共同作用形成的梯度位置，也要反映其在所處生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、信息傳遞和物質(zhì)循環(huán)過程中的能量強(qiáng)度。

與文獻(xiàn)[31]比較，本文提出的建筑生態(tài)位定義融合了生態(tài)位理論本質(zhì)，反映了建筑存在的生境需求和人類對建筑空間的功能需求，更具有可拓展性和實(shí)際應(yīng)用性。還應(yīng)指出，由于不同時期人類對建筑的環(huán)境和使用功能需求有所不同，對建筑生態(tài)位和生態(tài)元組成的認(rèn)知和界定是一個動態(tài)演變進(jìn)程。

2.2.2建筑生態(tài)位的拓展

建筑生態(tài)位的拓展研究主要涉及維度、寬度、重疊與分離、構(gòu)建四個方面。

(1)建筑生態(tài)位的維度。生態(tài)位的測度和生態(tài)位關(guān)鍵維度的選取以及各細(xì)分維度上資源譜系的劃分緊密關(guān)聯(lián)[47,48]，建筑生態(tài)位體現(xiàn)出多維度超體積的特征，依照研究目標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)不同，可將建筑生態(tài)位細(xì)分成有差別的多維度向量集合。一般按照建筑生態(tài)位的生態(tài)因子所具備的屬性，把它劃分成建筑自然生態(tài)位和建筑社會生態(tài)位[44, 46]。也有學(xué)者基于生物生態(tài)位理論指出，在城市環(huán)境中的建筑如同某一類物種，其生存空間包括最基本的三個維度，即城市空間、物質(zhì)資源和對象人群；任何維度上生態(tài)因子的缺失，都會壓縮原建筑生態(tài)位所占據(jù)的超體積空間[49]。

(2)建筑生態(tài)位的寬度。張峽豐等在研究城市建筑時，將建筑生態(tài)位寬度的概念與建筑生態(tài)位概念等同[42,43]。建筑生態(tài)位寬度反映了建筑在城市資源環(huán)境中能夠生存的空間范圍，是建筑與外部環(huán)境達(dá)到共進(jìn)與協(xié)和效應(yīng)的重要先決條件，拓展建筑生態(tài)位寬度可有效提升建筑的適應(yīng)性能和影響強(qiáng)度[49]。

(3)建筑生態(tài)位重疊與分離。在建筑自然生態(tài)位方面，人類通過擴(kuò)大生產(chǎn)和生活區(qū)域范圍的方式入侵原生物種的生態(tài)位，導(dǎo)致建筑生態(tài)位與原生物種生態(tài)位之間發(fā)生激烈競爭，從而干擾和破壞原生生態(tài)系統(tǒng)。人類聚居以及對土地資源的高密度開發(fā)會導(dǎo)致各建筑生態(tài)位之間交叉重疊，出現(xiàn)生存和發(fā)展空間彼此擠壓、資源分配嚴(yán)重傾斜、服務(wù)對象分流不合理等矛盾，而且重疊度越高，越加劇對可供使用的有限資源的競爭。因此應(yīng)基于建筑本體的特質(zhì)性，定位建筑在生境中占據(jù)的差異化生態(tài)位置，驅(qū)使建筑功能實(shí)現(xiàn)分離和錯位發(fā)展，使得建筑主體以非重疊方式形成一個生態(tài)和諧的整體系統(tǒng)[44,49]。在建筑社會生態(tài)位方面，全球化的大同主義潮流引領(lǐng)了國際樣式的建筑文化和建筑技術(shù)風(fēng)尚，導(dǎo)致地域性建筑特質(zhì)的消失和單一的國際式建筑泛濫。應(yīng)遵循生態(tài)位分離原理，承襲和再創(chuàng)造在各氣候和地貌條件下形成的多樣性建筑風(fēng)格與民俗文化[44,46]。

(4)建筑生態(tài)位的構(gòu)建。根據(jù)自然生態(tài)位構(gòu)建理論，有機(jī)體不只是被動地承受來自自然選擇的壓力，而且能夠主動地修建和改善所處的生活環(huán)境[50,51]。建筑的使用主體是人類，在建筑建造過程中體現(xiàn)出能動性[52]，因此，建筑不但是人類社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體，還是對生態(tài)環(huán)境有不可忽視作用力的“物質(zhì)實(shí)體”。建筑生態(tài)位的構(gòu)建強(qiáng)調(diào)建筑生態(tài)元與生境之間的適應(yīng)與補(bǔ)償，通過構(gòu)建策略減小或修正人類建筑活動對生存環(huán)境造成的污染與損害，是針對人居環(huán)境進(jìn)行可持續(xù)改善所做出的正向反饋措施。建筑生態(tài)位的構(gòu)建包括兩大類：一是建筑自然生態(tài)位構(gòu)建，可選取土地和水資源的保護(hù)與有效利用、氣候適宜性、建筑材料本土化、綠化系統(tǒng)維護(hù)以及廢物再利用等生態(tài)位策略促使建筑與所處生境協(xié)作和互利；二是建筑社會生態(tài)位構(gòu)建，人類依靠自身智慧積極主動地采取生態(tài)位策略，從經(jīng)濟(jì)生態(tài)位、文化生態(tài)位、技術(shù)生態(tài)位等不同維度增進(jìn)居住環(huán)境建設(shè)和人類社會可持續(xù)發(fā)展。還有學(xué)者借鑒自然生態(tài)位的擴(kuò)充和壓縮原理，對建筑生態(tài)位的擴(kuò)充與壓縮進(jìn)行了探討[44,46]，但尚未見明確的定義或模型。

3建筑生態(tài)位理論的應(yīng)用

隨著我國生態(tài)城鎮(zhèn)建設(shè)和綠色生態(tài)建筑的發(fā)展，建筑生態(tài)位理論正在被逐步擴(kuò)大應(yīng)用到建筑項(xiàng)目生態(tài)優(yōu)化、城市空間生態(tài)規(guī)劃、建筑生態(tài)設(shè)計(jì)方法、歷史街區(qū)生態(tài)元保護(hù)等建設(shè)領(lǐng)域。

4.可實(shí)現(xiàn)深入校企聯(lián)合，對口培養(yǎng)。提高學(xué)生的技能水平，夯實(shí)知識基礎(chǔ)，增加就業(yè)競爭力。研發(fā)完成“大型養(yǎng)路機(jī)械3D模擬仿真培訓(xùn)基地”。

3.1建設(shè)項(xiàng)目生態(tài)位事件優(yōu)化技術(shù)

國外在建筑生態(tài)位方面的實(shí)踐、尤其是建筑生態(tài)位維度的優(yōu)化技術(shù)方面領(lǐng)先，提出了實(shí)施建筑生態(tài)位技術(shù)戰(zhàn)略改善的具體方案，結(jié)合生態(tài)社區(qū)開發(fā)建設(shè)進(jìn)行了生態(tài)位事件的驗(yàn)證與優(yōu)化。

以澳大利亞阿德萊德市的綠色生態(tài)社區(qū)(Lochiel Park Green Village)建造為典型[41, 53]。為了響應(yīng)減少建設(shè)活動的人為溫室氣體排放，解決各種景觀壓力等外源性環(huán)境問題，南澳大利亞政府制定了可持續(xù)城市和可持續(xù)住房發(fā)展目標(biāo)，并于2008年開始在阿德萊德市示范創(chuàng)建了接近零能耗住宅模型的Lochiel公園綠色社區(qū)，引領(lǐng)當(dāng)?shù)刈》渴袌龀迎h(huán)保的可持續(xù)方向邁進(jìn)。該綠色社區(qū)設(shè)計(jì)總體目標(biāo)是：在2004年基礎(chǔ)上能源使用減少60%，溫室氣體排放減少74%，飲水使用減少78%。該社區(qū)的建造主要通過兩個途徑實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生態(tài)位事件目標(biāo)：一是以具體建設(shè)項(xiàng)目形式，對社區(qū)的主要基礎(chǔ)設(shè)施如河流、走廊或環(huán)路、交通網(wǎng)絡(luò)、雨水收集設(shè)施、濕地處理等進(jìn)行生態(tài)化規(guī)范建造；二是制定了一系列強(qiáng)制性接近零能源家庭的能效要求，規(guī)定單體住宅形式以及生活與娛樂可持續(xù)性改善方式。通過生態(tài)設(shè)計(jì)指南，建立更加嚴(yán)格、甚至超出現(xiàn)有機(jī)制和規(guī)范要求的新規(guī)定，要求應(yīng)用不同于主流建筑產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)和系統(tǒng)，并將新的績效指標(biāo)以及相關(guān)創(chuàng)新性概念應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)和建造使用實(shí)踐中。

Lochiel公園綠色社區(qū)的成功實(shí)踐證實(shí)了生態(tài)位事件可提供外部景觀壓力的優(yōu)化解決方案。專家、政府部門和開發(fā)建設(shè)單位都已認(rèn)識到可持續(xù)城市設(shè)計(jì)、住房選擇、生物多樣性、經(jīng)濟(jì)回報(bào)與能源節(jié)約、水和廢物等相關(guān)事件影響的重要性。建筑業(yè)在發(fā)展過程中，可通過采納新工具、新建造實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和新技術(shù)完成對周圍環(huán)境的響應(yīng)。政策制定者可打破當(dāng)下主流的專業(yè)規(guī)范，重新建立住房可持續(xù)發(fā)展新概念，制定建筑能源效能新標(biāo)準(zhǔn)，為新示范住宅和社區(qū)設(shè)定新的共同優(yōu)化目標(biāo)、效能指標(biāo)和法規(guī)指南。生態(tài)位事件還可為開發(fā)商提供特定的可持續(xù)住宅建造視角，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的影響程度最低。

3.2城市空間生態(tài)位的適宜性規(guī)劃

建筑生態(tài)位具有時空性特征，并能發(fā)生變遷和演替，從空間層面對城市總體布局的功能演化提出指導(dǎo)建議。

張峽豐采用城市商業(yè)空間生態(tài)位理論解釋城市大型零售商業(yè)建筑在購物中心化階段的空間功能結(jié)構(gòu)演變機(jī)理，強(qiáng)調(diào)其相應(yīng)生態(tài)位的適宜性規(guī)劃設(shè)計(jì)要素，給出其空間形態(tài)變遷模式策略和建議[54]；從系統(tǒng)論的視角建立了生態(tài)位適宜性綜合評價指標(biāo)體系，目的是要實(shí)現(xiàn)城市公共空間整體和品質(zhì)的最優(yōu)[55]。單玉紅[56]提出，城市居住空間生態(tài)位是城市居住區(qū)為居民提供的各種可被利用的因子和關(guān)系總和，亦稱為住宅用地生態(tài)位。采用RS(Remote Sensing，遙感)和GIS(Geography Information Systems，地理信息系統(tǒng))技術(shù)研究城市居住資源生態(tài)位勢場和城市居民遷居行為之間的關(guān)聯(lián)性，并模擬了城市居住空間在多主體行為驅(qū)動下的擴(kuò)張途徑，為城市用地的適宜性規(guī)劃提供決策性技術(shù)支持。李積權(quán)[46]利用城市生態(tài)位原理分析了日本東京中城規(guī)劃設(shè)計(jì)中的生態(tài)位優(yōu)化策略。

3.3建筑生態(tài)位指導(dǎo)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)

建筑生態(tài)位理論提出之初主要用于指導(dǎo)生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)。葉帆在研究鐵路客站建筑設(shè)計(jì)中分析了建筑生態(tài)位平衡技術(shù)的適應(yīng)性，認(rèn)為只有當(dāng)建筑材料與建筑技術(shù)的生態(tài)位相適宜時，才能通過減少物質(zhì)和能量消耗來提高建筑的低碳性能和整體績效指標(biāo)；從微觀的節(jié)能技術(shù)層面設(shè)計(jì)和構(gòu)建與外部環(huán)境相適宜的建筑屋頂，有利于降低建筑生態(tài)元對資源和能源的消耗，便于調(diào)控建筑室內(nèi)微氣候環(huán)境與室外大氣環(huán)境達(dá)到生態(tài)位相對平衡的狀態(tài)；并以拉薩客站的建筑屋頂設(shè)計(jì)為例進(jìn)行驗(yàn)證，表明采用環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)策略重新構(gòu)建建筑屋頂?shù)纳鷳B(tài)位，能夠經(jīng)濟(jì)有效地改善客站內(nèi)部微環(huán)境，獲得可持續(xù)發(fā)展模式下的良好使用條件[57]；指出建筑內(nèi)外環(huán)境間生態(tài)位差的大小可作為判斷建筑在生態(tài)環(huán)境中是否可持續(xù)的重要依據(jù)，并提出了可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)的指導(dǎo)理念和營造原則[58]。

孫遜[49]將一種建筑類型視同一個物種種群，利用生態(tài)化設(shè)計(jì)策略，從中觀層面討論了冰雪體育建筑在城市中的特性化發(fā)展模式；提出了冰雪體育建筑與微觀城市環(huán)境空間相契合的形體塑造途徑，使其減少重疊與競爭，與周圍的建筑和環(huán)境協(xié)同有序發(fā)展。還有學(xué)者將生態(tài)位理論與建筑全生命周期理論相結(jié)合，從功能、技術(shù)和環(huán)境等方面提出了優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)廠房規(guī)劃設(shè)計(jì)的節(jié)能方法與策略[59]。

3.4歷史街區(qū)的生態(tài)元保護(hù)與利用

根據(jù)建筑生態(tài)元理論，一個街區(qū)的生態(tài)位可認(rèn)為是由多個建筑生態(tài)位組合構(gòu)成。孫良等[60]把街區(qū)看作城市生態(tài)單元，從文化維度、經(jīng)濟(jì)維度和空間格局維度討論了制約其形成和變遷的生態(tài)因子；把各個生物和非生物因子共同構(gòu)成的超體積空間看作是城市街區(qū)的生態(tài)位。生態(tài)因子隨著情境變遷在不同的幅度范圍內(nèi)發(fā)生改變時，城市街區(qū)的存在、成長和轉(zhuǎn)型等過程會受到相應(yīng)影響。城市中的歷史街區(qū)生態(tài)元記錄了人類社會的變遷歷程，實(shí)施傳統(tǒng)街區(qū)保護(hù)策略的根本是為傳統(tǒng)街區(qū)的生存營造適宜的生態(tài)位條件。

路艷紅[61]遵循人類對社會建設(shè)的主導(dǎo)作用這一原則，把歷史街區(qū)的生態(tài)位分解成文化傳承、經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)支持三個維度的向量，提出保護(hù)與更新歷史街區(qū)生態(tài)位的方法和策略，探索了增強(qiáng)歷史街區(qū)適應(yīng)性和穩(wěn)定性的途徑。

本節(jié)綜述表明，建筑生態(tài)位理論在我國城鎮(zhèn)建設(shè)和建筑行業(yè)向生態(tài)文明建設(shè)轉(zhuǎn)變的發(fā)展新時期具有重要理論和實(shí)踐引導(dǎo)作用。除了上述四個優(yōu)先應(yīng)用領(lǐng)域外，還在城鎮(zhèn)和建筑的功能生態(tài)位分離、生態(tài)位寬度評價、資源利用譜改變、生態(tài)位變遷等方面具有實(shí)際應(yīng)用前景和可操作性。

4結(jié)論與展望

建筑生態(tài)位是研究建筑在生態(tài)建設(shè)系統(tǒng)中的適宜性地位、功能和資源占有與利用狀態(tài)之間的和諧關(guān)系、建筑與生態(tài)環(huán)境之間的影響與響應(yīng)協(xié)調(diào)機(jī)制的一種創(chuàng)新性方法學(xué)和技術(shù)工具，對我國在生態(tài)文明建設(shè)大背景下開展新型城鎮(zhèn)化建設(shè)以及建筑生態(tài)化轉(zhuǎn)型具有重要指導(dǎo)作用。建筑生態(tài)位的研究與實(shí)踐應(yīng)注重以下優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域：

(1)建筑生態(tài)位理論研究。重點(diǎn)包括：研究建筑生態(tài)位形成機(jī)理和演化路徑，構(gòu)建建筑生態(tài)位關(guān)鍵維度選取標(biāo)準(zhǔn)以及各維度上生態(tài)因子狀態(tài)的閾值劃分標(biāo)準(zhǔn)；建立建筑生態(tài)位單維度計(jì)測方法和多維度測度指標(biāo)計(jì)測模型；研究基于建筑生態(tài)位的建筑對生態(tài)環(huán)境適宜性評價方法；制定引導(dǎo)建筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)化相關(guān)規(guī)范和促進(jìn)政策，優(yōu)化建筑可持續(xù)發(fā)展路徑等。

(2)建筑生態(tài)位應(yīng)用實(shí)踐。建筑生態(tài)位理論以其對建筑生態(tài)現(xiàn)象和機(jī)理的獨(dú)特解釋和優(yōu)化作用，將在建筑與生態(tài)環(huán)境共生與適宜性技術(shù)、建筑對生態(tài)資源的優(yōu)化配置方法、建筑生態(tài)功能多樣性綜合設(shè)計(jì)、建筑應(yīng)對氣候變化和低碳建筑技術(shù)轉(zhuǎn)化、舊城改造和歷史街區(qū)保護(hù)中的建筑生態(tài)設(shè)計(jì)策略制定、既有建筑再生利用技術(shù)等實(shí)踐領(lǐng)域具有重要應(yīng)用推廣價值。

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Development and Application of Building Niche Theory

WANGXiao-minga,PENGWen-juna,HUAHongb,WUJing-xiaa

(a.School of Civil Engineering and Mechanics; b.School of Environmental Science and Engineering,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

Abstract:Building niche theory aiming at exploring the harmonious and coexistence between buildings and the environment, is a new field to promote the sustainable development on urban and rural construction and architectural disciplines under the transformation background of ecological civilization construction in China. This paper summarized the three development and evolution phases of building niche concept: the initial phase of traditional building niche, the second phase to put forward modern building niche and the third phase of building ecounit’s concept and applications. Meanwhile, domestic and foreign-related concepts and research progresses of the building niche were systematically combed. The concept definition of building niche was proposed, which had three basic properties including extensiveness, threshold and functionality. The expanded studies of building niche mainly focused on four aspects: dimensions, width, overlap and separation, and construction. Afterwards, four key application pathways of building niche theory were put forward, such as the optimization of niche events in construction projects, the suitability planning of urban space niche, ecological architecture design, and the conservation of historic districts as ecounits. The priority development fields of theoretical researches and practical applications of building niche were prospected in conclusion.

Key words：building niche; ecounit; construction; suitability

收稿日期：2015-08-02修回日期： 2016-01-08

作者簡介：王曉鳴(1956-)，男，浙江舟山人，教授，博士，研究方向?yàn)榭沙掷m(xù)城市與可持續(xù)建筑(Email:xmwang@hust.edu.cn)通訊作者： 彭文俊(1986-)，女，河南信陽人，博士研究生，研究方向?yàn)槿司迎h(huán)境改善(Email:wenjun325@126.com)

基金項(xiàng)目：“十二五”國家科技支撐計(jì)劃(2014BAL04B03)

中圖分類號：TU- 023； Q14

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-0985(2016)03-0001-08