徐 寧 成玉寧

城市步行空間系統(tǒng)和自然要素系統(tǒng)都是城市中不可或缺的組成部分。城市步行空間是指用于團體或個人步行活動的公眾可達之地，包括廣場、街道和公園綠地等，不僅關系到城市公共空間形象和公共生活品質，也承載著當?shù)鼐用竦纳鐣钆c文化意象。城市自然要素系統(tǒng)記錄了城市空間的環(huán)境條件和自然過程，構筑并支撐了城市的整體生態(tài)環(huán)境。城市步行空間與自然要素系統(tǒng)共同構成與人的感知體驗關系最為密切的城市開放場所?，F(xiàn)代城市往往面臨交通擁堵、環(huán)境污染、社會壓力等一系列問題，城市步行空間和自然空間被認為是一劑良藥，帶給城市環(huán)境提升、生態(tài)健康、社會公正乃至經濟發(fā)展的契機[1-3]。

城市步行空間與自然系統(tǒng)之間的聯(lián)系似乎應該是緊密的，但有意思的是，它們的總體布局關系很少得到研究。盡管城市與自然的關系，經過風景園林領域從奧姆斯特德到麥克哈格再到西蒙茲、從田園城市到景觀都市主義再到生態(tài)都市主義的諸多研究和實踐，以公認的“設計結合自然”原則為首要依據；中國學界也普遍認為，城市要重視綠色空間的存在[4-5]，城市形態(tài)和過程應納入風景園林學科的視野[6]，風景園林學要與城市設計學科走向協(xié)作及融合[7]。但城市系統(tǒng)與自然系統(tǒng)如何更具體地結合在一起，這種結合如何更科學地落實在總體空間形態(tài)上，形成什么樣的空間秩序，仍然相對模糊。本文認為，城市步行空間是城市中公共生活的主要發(fā)生場所，是最具活力的社會人居環(huán)境的支撐因素[8]，城市與自然的關系，關鍵的落腳點就是城市步行公共空間系統(tǒng)與自然系統(tǒng)的關系；設計結合自然，核心就體現(xiàn)在城市公共空間與自然要素的恰當結合。城市步行空間系統(tǒng)這一城市設計的核心領域，與風景園林學科所關注的自然開放空間系統(tǒng)之間的格局關系，某種程度上決定著城市結構形態(tài)的走向，對把握城市物質空間形態(tài)構成及其演進規(guī)律是一項重要的基礎研究。

鑒于此，本文從風景園林學與城市設計學科整合的視角出發(fā)，引入區(qū)位熵法定量探討城市步行空間與自然要素①的布局關系模式，以及如何提取、組織這2種系統(tǒng)共同構成城市空間形態(tài)的可能方式，嘗試為城市發(fā)展提供新的空間組織結構建議。

1 城市步行空間與自然要素分布的制約/依存格局

城市步行空間與自然要素的布局之間存在著既相互制約又彼此依存的辯證關系：一方面，城市增長過程受到自然作用的約束，城市形態(tài)及其步行空間系統(tǒng)的生成與它所依附的自然地理條件直接相關，大地生態(tài)格局的優(yōu)先建立是城市可持續(xù)發(fā)展的有力保障；另一方面，自然進程同樣依附于并受到城市既有空間格局的制約，城市中自然要素更大作用的發(fā)揮，要以其與城市步行公共空間系統(tǒng)的適配為前提。

依據空間邏輯，城市步行空間與自然要素分布的格局關系可抽象為3類：“并集”-重疊模式、“空集”-分離模式以及“交集”-邊緣結合模式，各模式中均包含著制約與依存的交互作用。但不同模式表現(xiàn)出不同的主導作用關系，重疊模式以步行空間與自然要素的依存關系為主導，分離模式以制約關系為主導，邊緣結合模式則表現(xiàn)為依存與制約關系的相互制衡(圖1)。

圖1 城市步行空間與自然要素的格局模式

表1 城市步行空間與自然要素的3種格局模式比較

1.1 重疊模式

重疊模式指的是城市主要步行空間與自然要素在空間分布上重合，以大型城市公園綠地、生活性的林蔭大道系統(tǒng)、后工業(yè)棕地復興等為代表。重疊模式中的自然不再只作為城市的環(huán)境背景，而是被引入城市內部，自然空間持續(xù)發(fā)揮水文管理、生態(tài)通道等重要作用的同時，還可容納豐富的城市活動內容，從而將城市肌理融入區(qū)域和生物背景中。

重疊模式與我國天人合一、道法自然的傳統(tǒng)世界觀是一致的，城市、建筑、步行空間與自然要素相互依存。在西方，對該模式的探索可以上溯到18世紀中葉的英國，經過“畫意式園林”的發(fā)展，在奧姆斯特德的大量實踐中臻于成熟。田園牧歌式的傳統(tǒng)源流之外，當代設計更加重視基于場地特質的景觀實踐表述性，強化城市與自然的潛在融合關系[9-10]。

1.2 分離模式

分離模式指的是城市步行空間與自然要素在空間上相對獨立布局，步行空間作為承載市民多樣活動的容器，自然要素發(fā)揮景觀和生態(tài)廊道職能，兼用于游憩、休閑度假等，各司其職。

分離模式是西方城市-自然二分法固有傳統(tǒng)的產物，作為人工構筑物的城市獨立于自然，自然要素象征的是與城市對立的鄉(xiāng)村景觀?，F(xiàn)代城市規(guī)劃的分區(qū)思想進一步強化了這種分離，自然要素成為城市功能用地之間的填充帶和隔離帶，在清晰切分的大片城市地塊中，公共空間和公共生活受到擠壓[11]。20世紀70年代始，歐洲城市步行空間迎來復興，同時期生態(tài)主義理念廣泛傳播，城市步行空間與自然要素的關系重回相互制約的軌道。

1.3 邊緣結合模式

邊緣結合模式中，城市步行空間與自然要素的形態(tài)分布關系介于重疊模式的“并集”與分離模式的“空集”之間，體現(xiàn)為步行空間結合自然空間邊緣地帶布局的“交集”關系。這種模式廣泛存在于濱水地區(qū)及丘陵山體周邊。

“邊緣效應”在景觀生態(tài)學和城市設計學科中都很受重視，2種或多種不同肌理交界的邊緣區(qū)是物質與能量交換最活躍的區(qū)域，既對生物多樣性的保護具特定價值[12]，又對人的活動有激發(fā)作用[13]，因而近山濱水地區(qū)在自然保護與城市開發(fā)之間存在著微妙的制約和依存關系。

緣于空間布局特征的差異，以上3種城市步行空間與自然要素分布的格局模式表現(xiàn)出不同的優(yōu)勢特色，需要應對不同的挑戰(zhàn)，并在多個經典的城市案例中得到驗證(表1)。在真實的城市環(huán)境中，城市步行活動空間與自然要素分布的格局關系錯綜復雜得多，不同環(huán)境條件、社會文化傳統(tǒng)和空間秩序的城市中，這些格局模式通常以多種組合方式呈現(xiàn)。

圖2 蘇黎世市鳥瞰(引自http://www.pbase.com/bmcmorrow/image/31761496)

2 區(qū)位熵法在格局模式量化中的應用

2.1 區(qū)位熵法

格局模式理論有助于理解城市步行空間與自然要素的總體布局關系，卻無法據此獲得關于這種空間關系的精確印象，也就難以從中提取有效的城市內部空間組織的結構性規(guī)律。確定結論的得出有賴定量方法。但目前國內外的相關量化研究成果多集中于城市步行公共空間形態(tài)量化[17-19]和自然開敞空間的格局及可達性量化[20-22]兩大領域，很少涉及對兩者間格局關系的探討。原因在于：步行空間研究主要從屬于城市規(guī)劃設計和城市社會學科，而自然開敞空間研究歸屬景觀生態(tài)規(guī)劃學科，學科的界限造成了研究與實踐中兩者的割裂。并且，關系研究建立在個體數(shù)據清晰的基礎上，需要同時獲取兩方面的一手數(shù)據，還要找到適合表達兩者關系的量化方法，這也成為一個難點。

本文試引入區(qū)域分析和產業(yè)結構分析中常用的表達專門化率的指標——“區(qū)位熵”對此進行描述。所謂熵，就是比率的比率。區(qū)位熵可以用來衡量某一區(qū)域要素的空間分布狀況與平均水平的比較，從而得到該要素在高層次區(qū)域的地位和作用，其值越大則表明該要素在相應區(qū)域的聚集程度越高。區(qū)位熵的計算公式為[23]：

式中：Q為某區(qū)域內i要素相對于高層次區(qū)域的區(qū)位熵；di為某區(qū)域內i要素的有關指標，如城市步行空間或山水自然要素的用地面積指標；Di為高層次區(qū)域內i要素的相應指標；n為要素的類別數(shù)量。

可知：區(qū)位熵為非負值；Q＞1，則表明某區(qū)域內i要素的地位或作用超過平均水平。

2.2 量化計算思路

量化計算的基本思路：1)選取瑞士蘇黎世市為研究對象②[8]，通過多種電子、文獻和圖紙資料的匯總、配準、校正和數(shù)據融合，加工形成矢量化數(shù)字底圖，涵蓋城市步行空間③、山水自然要素、行政區(qū)劃、城市圈層結構等分圖層基本空間數(shù)據，以標準編碼聯(lián)系圖形信息和統(tǒng)計數(shù)據信息，建立地理數(shù)據庫GeoDatabase。2)確定以城市圈層結構為蘇黎世格局模式量化的切入點，與多數(shù)城市一樣，蘇黎世的集聚和擴張也呈圈層式發(fā)展結構。圈層結構是城市土地利用規(guī)律的反映，也體現(xiàn)了社會經濟活動的規(guī)則性分化。3)依托ArcGIS平臺的空間分析技術，集成相關學科方法，以區(qū)位熵法和疊置分析法基于城市圈層結構定量探究特定城市步行空間格局與自然要素分布的相關關系，獲得對空間關系和空間模式的規(guī)律性認識，并結合上文的格局模式理論，對分析結果加以解釋和綜合。

3 蘇黎世市步行空間與自然要素的格局模式

3.1 蘇黎世市自然要素分布與步行空間格局概況

蘇黎世的城市空間格局體現(xiàn)為山、水、城的有機交融(圖2)，山體生態(tài)廊道與水系生態(tài)廊道共同作用，形成城市整體生態(tài)聯(lián)系網絡，成為調節(jié)生物氣候的緩沖空間，地形的制約使城市腹地的指狀發(fā)展成為必然。城市步行空間系統(tǒng)的走向很大程度上與主要的山水格局一致，整體性和連續(xù)性較好，體現(xiàn)出清晰的內在結構邏輯(圖3)。蘇黎世城市步行空間的復興始于20世紀80年代，2003年出臺的《城市空間2010》，提出要將設施品質、功能、感官和審美四者巧妙結合，盡可能滿足市民多樣化的需求[24]，推動了該市步行公共空間的持續(xù)良性發(fā)展。

圖3 蘇黎世市步行空間與自然要素分布格局

3.2 格局模式的量化

蘇黎世市有12個區(qū)，每區(qū)細分為2～4個單元，共34個行政區(qū)單元[25]。根據城市的社會經濟活動分布、用地特征和建筑使用性質，市域用地可劃分為三大圈層，從市中心向外依次為核心圈層、中心圈層和外圍圈層(表2，圖4)。應用區(qū)位熵法分別統(tǒng)計蘇黎世市3個圈層內的步行空間與自然要素用地面積(圖5)，代入公式(1)，得到基于圈層結構的城市步行空間與山水自然要素的數(shù)據分布見表3。

圖4 蘇黎世市行政區(qū)單元和圈層劃分

圖5 基于圈層結構的蘇黎世市步行空間與自然要素分布格局模式

3.2.1 重疊關系

城市步行空間與自然要素分布的重疊部分形成公園綠地等綠色步行空間，該指標可用于判斷城市步行空間與自然要素的重疊度⑤。統(tǒng)計結果顯示，蘇黎世市綠色步行空間面積共約1.3km2，占城市建設用地的2.4%，占全市步行空間總面積的28.2%，步行空間與自然要素的重疊度為3.3%。與同口徑統(tǒng)計的南京老城相比，南京老城綠色步行空間面積約0.9km2，占老城步行空間總面積的30.2%[26]，重疊度為9.5%。對比數(shù)據表明，蘇黎世步行空間與自然要素重疊關系體現(xiàn)較少，兩者間傾向于分化。

從區(qū)位熵值分析，蘇黎世城市步行空間與自然要素的重合部分更多分布在核心圈層，其次是中心圈層，外圍圈層最少，與大量山體由外圍圈層至核心圈層遞減分布恰成反比例關系(圖6)。也就是說，在自然山體分布越少的地區(qū)，綠色步行空間越多，形成綠色空間的補償機制。

3.2.2 分離關系

熵數(shù)據反映出，蘇黎世步行空間與自然山體分布呈明確的分離關系：山體主要位于城市外圍圈層，從中心圈層向外圍圈層遞增；城市步行空間反之，更多分布在城市建設用地內遠離自然資源的區(qū)域里，這與“結合自然要素布局公共空間”的通則似乎是背道而馳的。

實際上，這種分離格局有其內在成因。保護自然環(huán)境和景觀環(huán)境位列瑞士國家空間規(guī)劃方面的四大策略之一[27]，作為城市重要療養(yǎng)空間的自然山體在蘇黎世市擁有極高的優(yōu)先權，因而山體周圍基本被“保護區(qū)”(Freihaltezone)環(huán)繞，這些保護區(qū)一般用作牧場、公墓、家庭花園、運動場地、草地等非城市建設用地，成為山體與城市建設用地之間的緩沖地帶。城市步行空間與山體自然要素的總體分離，形成公共活動優(yōu)勢資源互補的空間布局，符合公共資源的補償性分配原則?？梢?，結合自然要素布局公共空間的設計準則并非無條件成立，特定的城市空間格局與區(qū)位差異因素需要優(yōu)先考慮。

3.2.3 邊緣結合關系

蘇黎世近山步行空間較少，邊緣結合關系主要體現(xiàn)在步行空間與水體的結合。全市濱水步行空間面積約0.6km2，占步行空間總面積的13.0%，濱水空間的絕對比例并不高。但蘇黎世的水體穿越城市中心，濱水空間與城市命運相交織的凝聚力超越了“量”的制約，成為反復上演日常生活和節(jié)日慶典的魅力場所。

分析蘇黎世濱水步行空間與水域的熵值關系，核心與中心圈層的濱水空間聚集程度顯著高于水體本身，外圍圈層反之，表明城市濱水空間布局的決定性因素不是水體本身，而是城市地區(qū)內在的公共性屬性分異。

3.3 建構機理分析

3.3.1 自然因素

自然條件是蘇黎世市存在與發(fā)展的物質基礎，城市水運條件和生態(tài)格局孕育了蘇黎世城市的初始空間形態(tài)，也在后續(xù)城市空間擴展中持續(xù)發(fā)揮關鍵作用。尤其是1979年瑞士頒布實施《聯(lián)邦空間規(guī)劃法》，1985年《聯(lián)邦環(huán)境保護法》引入環(huán)境承載力評估審查制度，自然山水資源的優(yōu)先權受到法律保護。

3.3.2 文化因素

文化因素是蘇黎世市步行空間與自然要素布局呈現(xiàn)分離關系為主導的重要成因之一。傳統(tǒng)歐洲城市中，城市與自然的區(qū)分，如同公共與私人領域的區(qū)分一樣清晰和根深蒂固，是城市形成的主要特征要素。自然代表著未被馴化的鄉(xiāng)村或城郊地區(qū)，城市與自然保持著中立的兩極關系。沒有植物遮蔽的城市步行空間，成為蘇黎世人的生活場所和生活方式。在年復一年日常生活的實踐中，城市與綠色的分離秩序得以確立和強化。

圖6 蘇黎世市步行空間與自然要素的圈層分布規(guī)律

3.3.3 經濟因素

經濟騰飛是蘇黎世市步行空間與自然要素分布形成良好布局關系的主要驅動力。始于20世紀80年代的蘇黎世城市步行空間的第三次大繁榮，很大程度上得益于該市從被動形成的金融中心走向開放且充滿生機的區(qū)域性中心城市的歷史過程[28]。這個階段形成以文化和經濟為主導的空間利用，公共場所的綠地不再禁止入內，成為市民的休閑勝地和兒童的嬉戲場所；各類大型集會、嘉年華等慶?；顒哟似鸨朔?；城市公共場所的意義不斷得到提升。

3.3.4 政策因素

多項城市建設方針政策的出臺是蘇黎世步行空間與自然要素互動關系發(fā)展的助推器。2003年發(fā)布的《城市空間2010》[24]，通過將不同特征、內容、形態(tài)的步行空間統(tǒng)合在清晰的控制層級之下，成功將蘇黎世的步行公共空間系統(tǒng)納入跨地區(qū)和國家的文脈。2006年出版的《蘇黎世市綠皮書》[29]，針對該市綠色開放空間的可持續(xù)發(fā)展制訂了整體戰(zhàn)略、實施綱領和行動計劃等，并據以實施，收效顯著。

3.3.5 綜合作用

蘇黎世市步行空間與自然要素分布的布局模式，是在自下而上的自發(fā)發(fā)展與自上而下的規(guī)劃設計2股力量的博弈之中逐漸疊加形成的，是城市自我更新的理性結果。這種格局關系并不是機械的、絕對的，而是具有清晰的結構邏輯：以自然山水為依托，形成城市輪廓、山水環(huán)境與城市步行空間的有機融合；以圈層結構為核心，形成具有向心性和梯度分異雙重特征的步行空間與自然要素分布的分化關系；以大量尺度親切的步行活動空間為基質，形成豐富多樣的系統(tǒng)，與蘇黎世人反宏大敘事的民主文化一脈相承。

4 結語

城市步行空間與自然要素的布局關系由城市初始自然系統(tǒng)和發(fā)展過程所決定，蘇黎世模式證明在城市生態(tài)環(huán)境維系、步行空間培育、場所舒適度與經濟可行性之間能夠取得平衡。本文對城市步行空間與自然要素分布的格局模式及其引導機制思考如下。

1)城市步行空間與自然要素的布局關系對城市總體空間結構影響較大，可采用“雙骨架+多模塊”的方法予以引導?！半p骨架”由2套相互嵌套融合的系統(tǒng)構成：城市自然要素系統(tǒng)，發(fā)揮雨洪管理及生物多樣性保護等生態(tài)功能；城市步行空間系統(tǒng)，承載市民公共生活和社會整合職能，以結構化的自然與社會2套公共系統(tǒng)的集合形成全局性發(fā)展框架，主導城市空間格局?！岸嗄K”指在總體結構框架落實到空間和場所的多種可能性中，綜合權衡區(qū)位、資源、用地、空間格局等現(xiàn)有條件，有意識地運用步行空間與自然要素的重疊、分離和邊緣結合等多重分布關系，進行模塊化組合，提升城市空間格局的效能。以生態(tài)可持續(xù)城市為目標，以城市設計為手段，在對自然系統(tǒng)和步行空間“雙骨架”系統(tǒng)進行抽象與搭建的過程中，充分考慮生態(tài)和景觀學意義上的連通，綜合考量人的行為因素對于空間的需求和影響，指導城市交通、用地、建筑及其他系統(tǒng)與之形成新的洽接關系，將為實現(xiàn)城市與景觀的高度協(xié)同提供契機。

2)不同城市區(qū)位、地形地貌、形態(tài)布局的自然要素適應的步行空間格局不同，應根據具體條件引導適宜開發(fā)模式。一般說來，針對位于城市內圈層、原有自然水土植被條件不佳、規(guī)模較小、城市密度大的綠色資源，優(yōu)先選用重疊模式及邊緣結合模式，并結合景觀視廊的控制，實現(xiàn)城市的集中緊湊發(fā)展。反之，城市外圍生態(tài)敏感度高、中大規(guī)模、城市密度限制小、步行空間總量相對充裕的地區(qū)宜優(yōu)先考慮分離模式的空間格局，減少對自然資源的人工化改造，豐富開放空間類型。城市中建筑、鋪裝等灰色基質的比例需要嚴控，保障風景園林的綠化面積比例和多樣性，減少綠色空間建設土木工程化的傾向，營造生態(tài)可持續(xù)的城市人居環(huán)境。同時，城市的山水生態(tài)安全格局，要通過制訂城市設計框架予以嚴格保護，將景觀的時空過程引入設計，構建區(qū)域尺度的風景園林體系。

表2 蘇黎世市的圈層結構劃分

表3 基于圈層結構的蘇黎世市步行空間與自然要素區(qū)位熵

3)當代景觀被認為是城市得以良好存在的框架和構建公共領域的重要手段，尤其在理解和介入復雜自然環(huán)境等方面持續(xù)發(fā)揮作用[30]。自然系統(tǒng)能夠為人類提供各種支持、供給、調節(jié)和文化服務，生物生境和生物多樣性是自然系統(tǒng)服務的基礎，而人類福祉是其服務的目標[31]。城市步行空間是市民社會交往的場所，是社會的具體化呈現(xiàn)，彰顯著以批判和開放為特征的公共性品質。城市步行空間與自然系統(tǒng)之間呈現(xiàn)的格局張力對提升城市環(huán)境品質、維系城市活力、培育市民認同感具有關鍵作用。當風景園林學與城市設計思維走向融合，當自然系統(tǒng)與城市步行空間、與人的活動、與城市的公共活動中心建立恰當?shù)穆?lián)系，而不是各自為政的時候，新的復合系統(tǒng)將有機會同時釋放出巨大的生態(tài)效益和社會效益。

注：文中圖片除注明外，均由作者繪制。

致謝：本文是在王建國院士指導的徐寧的博士學位論文相關內容基礎上，經博士后期間繼續(xù)深化研究修改而成，謹致謝意。

注釋：

① 廣義的自然要素包括地形地貌、氣候、動植物等，本文側重于城市空間結構形態(tài)層面的討論，因此將研究范疇限定在城市中出現(xiàn)頻率較高、視覺上占有一定實體空間的自然要素，即城市中的山體和水體要素，以及公園綠地等人工化的自然景觀。山水自然要素作為個體和群體的形態(tài)因子介入城市空間。

② 蘇黎世是歐洲城市緊湊發(fā)展的典例之一，2000年以來屢居世界最佳宜居城市之首，其享譽世界的生活品質很大程度上源于這座城市優(yōu)越的綠色環(huán)境與體系化的步行公共空間系統(tǒng)形成合力，塑造出具有市民認同感和歸屬感的公共活動網絡。蘇黎世經驗對我國城市建設具有積極的參考價值。

③ 蘇黎世市步行空間范圍的界定，依據蘇黎世城市空間戰(zhàn)略“Stadtr?ume 2010”中確定的公共空間現(xiàn)狀，去除交通節(jié)點、高速公路、主要道路、隧道、噪聲墻、停車場所等與步行交通無關的空間得到。本文中的蘇黎世數(shù)據經2011年3—8月筆者反復現(xiàn)場調研論證，矢量化加工得到。

④ 變異系數(shù)又稱“標準差率”，是一個沒有單位的相對值。計算公式為：變異系數(shù)＝標準差/均值。變異系數(shù)能夠消除不同水平的變量數(shù)列之間數(shù)值高低的影響，從而比較不同數(shù)列的變異程度。變異系數(shù)越大，反映數(shù)據離散程度越高。

⑤ 本文定義：重疊度=城市步行空間與自然要素面積的交集/城市步行空間與自然要素面積的并集。