鄭穎　曹福存

摘要：分形的自相似性特征與景觀結構有異曲同工之處。在分形理論研究的基礎上，以大連市旅順口區(qū)景觀設計為例，探尋分形理論在景觀設計中的應用方式，通過對分形理論在景觀總體規(guī)劃布局、景觀形態(tài)、景觀空間層次中的應用研究，讓景觀設計與場地環(huán)境有機結合，并使景觀空間形態(tài)呈現(xiàn)出多元化形式。

關鍵詞：分形理論；應用；景觀設計

20世紀下半葉，隨著科學技術的發(fā)展，出現(xiàn)了一批新的科學概念和思潮，并形成了新學科和新理論，分形理論就是其中之一。分形理論加深了人類對于世界的認知，它的形成對各個學科發(fā)展來說，意義深遠閉。在景觀設計領域，分形理論改變了“歐式幾何學”景觀設計線性的表現(xiàn)形式，提出了一種非線性的形態(tài)概念，使現(xiàn)代景觀設計呈現(xiàn)出多元化的特點。

現(xiàn)如今，打造生態(tài)景觀成為當代社會群體關注的焦點。景觀的自然化和生態(tài)化能夠增加人們的審美情趣，使人們獲得極致的審美體驗。分形理論的運用為景觀設計提供了很好的思路，明確了景觀設計的方向，為景觀設計注入了新的發(fā)展動力。

1分形理論概述及其在景觀設計中的應用

1.1分形理論的含義及特征

分形屬于幾何的范疇，分形理論是描述混沌運動直觀的幾何語言。分形和混沌共同存在于非線性中，對于非線性活動來說，分形更為復雜，屬于切合實際生活的數(shù)學。分形理論的倡導者Mandelbrot在1975年創(chuàng)造了“分形”（Fractal）這個詞，用以描述自然界中各個尺度上都存在著細節(jié)信息的形狀。他創(chuàng)造的這個詞來自拉丁語“fraatus”，反映了破碎、片段和不連續(xù)性。

對于分形來說，自相似性為其最顯著的特征。在現(xiàn)實生活中，存在很多形狀非常獨特的個體，這些個體部分與總體非常相似，但是相對于整體來說，個體又很小。分形這一獨特的屬性，基于物體形態(tài)、作用等方面將同種個體部分和部分、部分和總體之間的相似之處展現(xiàn)得淋漓盡致。老子說過：“道生一，一生二，二生三，三生萬物?！边@一言論揭示了萬物的孕育過程，其中“道”對于萬物的形成起到了關鍵作用，也從側面闡述了分形的這一特性。

分形自相似性特點主要表現(xiàn)在以下2個方面：①局部和總體具有相似性。②局部和總體存在部分相似性，卻不完全相同，伴隨著社會的發(fā)展，越來越多的要素會對其產生影響，它是非線性因素影響下形成的分形特點。大自然中存在著的許多事物都體現(xiàn)著“分形”特征，例如跌宕起伏的山川、河流、植物根莖葉、人體經脈等（圖1）。

隨著計算機技術快速發(fā)展，我們可以通過“Frac-tal”軟件計算生成得到分形圖形。對于分形圖形來說，其全部分形曲線長度以及細度都是不可計量的。此外，分形中的曲線擁有不光滑性這一特征，該特征決定了它在歐幾里得里的復雜性凹。而看似復雜的結構，其實是利用非常簡單的規(guī)則反復迭代生成的結果。

1.2分形理論在景觀形態(tài)設計中的應用

通過對自然山水的探究，得到了很多不規(guī)則的形態(tài)，并將分形理論運用至園林建造中。在原有自然環(huán)境的基礎上，一方面模擬自然的狀態(tài)，另一方面在掌握自然狀態(tài)及其內部構造的狀況下，創(chuàng)造出接近自然狀態(tài)的園林景觀。在中國傳統(tǒng)園林中不，規(guī)則的自然形體如園林內曲折的水岸線、假山、縱橫交錯的游園小徑、亭、臺、樓、榭等，都具有明顯的分形特征。此外，相似形、重復幾何等都廣泛地運用在園林中。漏窗幾何形態(tài)的重復應用，體現(xiàn)了不同幾何形態(tài)間存在內在邏輯關系的分形特征。中國傳統(tǒng)式園林中的景觀要素體現(xiàn)了自相似性的分形特點。

1.3分形理論在景觀總體規(guī)劃布局及景觀空間層次的應用

在景觀總體布局中，居民、工業(yè)、農業(yè)等用地并非特定用地，它們之間都是相互嵌套分布的。此外，城市中的道路分布，猶如生長的植物莖葉，城市的主干道和次干道、街景小道之間彼此都是相互貫通，相互聯(lián)系的。縱觀已經形成和發(fā)展中的城市，自然已形成了自相似性的分形特征。在進行景觀總體規(guī)劃布局時，首先從原有場地整體空間環(huán)境出發(fā)，然后將所有的制約因素作為已知條件，并根據(jù)分形理論中自相似性的特征，利用分形形成條件，將景觀中相關的部分緊密融合在一起，使景觀各部分能夠達到異質同構的效果，并和四周環(huán)境相適應。以分形理論為參考，能夠更好地把握場地內各個空間功能的分布規(guī)律，做出更合理的規(guī)劃設計。

對于景觀分形來說，不但包括結構方面的分形，還包括設計全過程的分形。在對景觀總體空間進行把控時，必須重視分形局部要素之間的相關性，這是因為其局部的發(fā)展能夠對總體產生很大影響。整體的體現(xiàn)遠遠高于各個部分相加的效應。強化各個空間的塑造，打造多重景觀層次，類似于中國古代城郭的空間建筑布局形式，層層推進，根據(jù)空間功能不同，調整不同空間尺度大小，逐一遞增或遞減，形成不同景觀外輪廓形。無論從整體布局還是身處景觀空間中，都會強烈感受到局部空間和整體的關聯(lián)性。

2應用設計實踐——以“大連市旅順口區(qū)江西街道山溝村景觀設計”為例

2.1項目現(xiàn)狀

本項目場地位于大連市旅順口區(qū)江西街道山溝村。其中南面為人工水庫，周圍處于待開辟的狀態(tài)，雖然環(huán)境非常優(yōu)美，但是交通較為不便，人流量小。景觀設計面積為6.8hm²（圖2）。

2.2項目定位

如何創(chuàng)造自然的空間成為人們放松的場所，逃離城市的喧囂，享受自然的生活是項目設計的主要目的。除了形式方面能夠讓人類獲得極致的體驗，在功能方面也可以達到人類的各種需求，凈化了人類的精神世界，緩解了人類過快的生活步伐。本方案旨在建造成自然和人類有機共存的和諧空間。

2.3設計概念引用分形特征

2.3.1設計概念——生命的綠葉。綠葉預示了生命的存在。而且葉片的形成過程，莖、葉的生長分布具有明顯的分形特征，也正符合場地的自然環(huán)境。

2.3.2設計分析引用分形特征。葉片中，莖、葉組織關系是整體與部分的有機結合，將其具有的自相似性特征運用到初步設計中。

道路設計（圖3）：除了要考慮到場地的可達性，提供休閑散步的環(huán)道也是整個場地景觀道路設計一個重要考慮。在道路設計時，運用莖、葉生長的變化，將場地內每個空間通過道路連接起來，使整個道路網(wǎng)成為連接每個空間的紐帶。

綠色空間設計（圖4）：首先分析原地形的自然環(huán)境特點，根據(jù)莖、葉間組合規(guī)律，將場地內斑塊間的交錯分布用相似形的方式聯(lián)系起來，讓原生態(tài)的山地區(qū)與人工水庫區(qū)更好地融合。

水體景觀設計（圖5）：在整體規(guī)劃布局時，將地勢低洼區(qū)域大小不等的小水坑與水庫相連，形成保護生態(tài)環(huán)境的人工——自然生態(tài)系統(tǒng)。

2.3.3分形理論在方案設計概念與總體設計思路中的表達。利用“葉片”簡單而優(yōu)美的形態(tài)，以“葉片”內莖與葉的組織結構，在原有場地的基礎上，根據(jù)現(xiàn)有場地的環(huán)境特征，并運用分形理論的概念將原生濕地與人工濕地聯(lián)系在一起構成總體景觀骨架，使其與周邊環(huán)境緊密融合，打造更具魅力的自然景觀。

2.4分形理論在場景設計中的應用

2.4.1分形理論在景觀平面布局中的應用。本方案在平面布局規(guī)劃設計（圖6）時，首先，根據(jù)等高線呈現(xiàn)出的東西高四周低的分布規(guī)律和場地的環(huán)境特征；其次，要充分考慮到該場地的多樣性和復雜性；然后，按照地形輪廓將“葉”的形態(tài)特征運用到場地設計中，充分運用“葉”內莖葉的生長特性，以及每個葉片自相似性的特點，將它們重復迭代、相互嵌套、組合，把握好場地尺度層次感，設計出一套植物莖脈網(wǎng)絡體系。通過這套植物莖脈網(wǎng)絡體系的構建，使其隨著地形坡度變化延展或伸縮。從平面上看似一個新的生命覆于地表，創(chuàng)造出自然的新秩序。

2.4.2景觀局部空間的分形設計。場景一：曲水留芳（圖7）。中心軸上的水景人工濕地由纏繞的“葉片”而來，道路似莖脈穿插其中。運用分形中各要素之間組合的規(guī)律特征，將整個景觀空間自然地劃分為5個人工濕地區(qū)，這5個人工濕地區(qū)由大小不同的人工濕地構成了特殊的空間體驗，提高了公眾的參與性，體現(xiàn)出互動的特點。

場景二：水木明瑟。用一種變化著的形式，從概念中提取靈感，使整個場地中穿插著綠地和濕地，每個空間形成葉片狀柔美的形，對葉片形成的自然景觀形狀進行劃分，使其變?yōu)槿斯竦匾约熬G地這2部分。綠地重點依附于草地而存在，由于北面都是山地密林，南面是水庫，此地的這片“葉子”變得格外凸顯了，成為一個自然的大廣場，游樂在其中，視野十分開闊，呈現(xiàn)出一個視覺層次豐富、疏朗有致的景觀。

3結語

探索分形理論在景觀設計上的應用，有助于我們立足一種新的思維方式思考場地的內部環(huán)境、周邊環(huán)境、場地規(guī)劃、空間設計等。在對景觀進行設計時融入分形這一理論，不但能夠使設計更趨人性化以及科學化，還有利于構建人與自然和諧的環(huán)境氛圍。

（收稿：2017-01-20）