胡盛劼 林辰松 李 雄

(北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京 100083)

山岳類風(fēng)景名勝是我國風(fēng)景名勝當(dāng)中自然文化價(jià)值極高的一類。古人善于運(yùn)用關(guān)聯(lián)性思維依照山岳自然系統(tǒng)的固有特點(diǎn)和屬性，賦予其相適應(yīng)的人文內(nèi)涵[1]。兩者在發(fā)展過程中進(jìn)一步融合、升華，最終形成了“天人合一”的山岳綜合體。因此，自然與人文高度融合是我國山岳類風(fēng)景名勝的基本特征，是區(qū)別于其他國家自然保護(hù)地、文化景觀的根本屬性，是體現(xiàn)我國傳統(tǒng)自然觀、營建智慧的重要窗口。在我國“自然保護(hù)地體系”重構(gòu)背景之下，如何定位原風(fēng)景名勝區(qū)體制中作為主體的山岳類風(fēng)景名勝，如何在其基本特征下進(jìn)行資源保護(hù)和傳承等問題亟待探討與解決。

中岳嵩山與南岳衡山、北岳恒山、東岳泰山、西岳華山并稱五岳，是我國古代象征宗教禮法的一套地理坐標(biāo)體系，高度體現(xiàn)了自然與人文高度融合基本特征[2]。鑒于嵩山在中國山岳風(fēng)景名勝中的特殊地位，以嵩山為研究對象，截取景觀格局穩(wěn)定、山岳開發(fā)完善的清代為時(shí)間范疇，研究嵩山自然系統(tǒng)如何影響建筑空間分布特征，以期加深對傳統(tǒng)山岳開發(fā)模式的理解，為我國風(fēng)景名勝區(qū)之定位及國家公園體系的本土化建設(shè)提供參考。

1 研究范圍和對象

1.1 研究范圍

經(jīng)梳理歷史上嵩山狹義、常義、廣義的認(rèn)知發(fā)展過程[3]，并與現(xiàn)行嵩山風(fēng)景名勝區(qū)范圍進(jìn)行比較后，確認(rèn)兩者在山岳空間的認(rèn)知上大致相同，即包含太室山和少室山在內(nèi)的主體山岳空間。兩者區(qū)別在于風(fēng)景名勝區(qū)的空間范圍，即是否將觀星臺(tái)景區(qū)包含入內(nèi)。由于研究的對象是山岳類風(fēng)景名勝的自然系統(tǒng)對山中建筑空間分布特征的影響，因此在空間范圍劃定上選擇嵩山風(fēng)景名勝區(qū)去除觀星臺(tái)景區(qū)后的山岳范圍(圖1)。

圖1 古今嵩山之范圍Fig.1 Ranges of Mount Song in ancient and modern times

在時(shí)間范圍上，由于嵩山的發(fā)展是一個(gè)層積性的持續(xù)發(fā)展過程，存在許多建筑在原址重建、翻修的繼承現(xiàn)象。因此，截取建筑數(shù)量最多、類型全面、格局穩(wěn)定的清代為時(shí)間界面進(jìn)行研究。

1.2 研究對象

在確認(rèn)研究對象時(shí)，以獲取到的清代《嵩山志》[4]為主要依據(jù)，整理記載在冊的建筑名錄。結(jié)合其他山志、地方志等文獻(xiàn)古籍資料梳理建筑位置、歷史沿革、數(shù)量、名稱等信息，作為建筑位置確定及后續(xù)分析的基本依據(jù)。經(jīng)比較確認(rèn)得到清代嵩山內(nèi)37處位置可考的建筑。

為后續(xù)進(jìn)一步厘清自然系統(tǒng)對建筑空間分布的影響，參照嵩山歷史建筑群申遺文本[5]的劃分邏輯，將建筑分為宗教、禮制、教育、住居4種類型，再根據(jù)梳理得到的建筑信息確認(rèn)37處建筑的所屬類型。

2 研究數(shù)據(jù)和方法

2.1 研究數(shù)據(jù)

研究所使用的數(shù)據(jù)主要包含兩大類：

1)為確定清代建筑數(shù)量和空間定位而獲取、整理的數(shù)據(jù)信息。首先是嵩山目前遺存的明、清兩代的山志，其中以清代山志[6-7]為主要的依據(jù)文獻(xiàn)，明代山志[8-9]為雙重驗(yàn)證的支撐文獻(xiàn)。其次是實(shí)地調(diào)研所獲取的一手資料，涉及現(xiàn)存建筑的空間位置數(shù)據(jù)、歷史沿革資料。

2)為分析自然系統(tǒng)對建筑空間分布特征及背后成因而獲取的自然系統(tǒng)信息。涉及自然環(huán)境相關(guān)資源普查報(bào)告、文獻(xiàn)、書籍，以及30 m分辨率的嵩山地理空間數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1位置確定

確定建筑空間定位時(shí)，以實(shí)地調(diào)研掌握的原址翻修、復(fù)建或留有遺址的建筑為參照點(diǎn)，再根據(jù)古籍文獻(xiàn)中的記載推定其他建筑的空間定位，疊加至山地理空間數(shù)據(jù)后得到圖2。

圖2 清代嵩山建筑空間分布(序號(hào)與后圖一致)Fig.2 Distribution of buildings in Mount Song

2.2.2分析自然系統(tǒng)影響機(jī)制的研究框架和指標(biāo)

綜合目前研究山岳類風(fēng)景名勝自然環(huán)境的研究內(nèi)容[10-12]，并受到彭琳提出的整體性研究的思路[13]啟發(fā)，將自然系統(tǒng)劃分為地形、水文、氣候、土壤、生物5個(gè)基本要素。然后分別將地形要素拆解為高程、坡度、坡向3個(gè)指標(biāo)；將水文要素拆解為地表水和地下水2個(gè)指標(biāo)；將氣候要素拆解為光照、氣溫、降雨量3個(gè)指標(biāo)；土壤以土體厚度為指標(biāo)；生物要素拆解為植物和生物2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行考察。

3 自然要素對建筑空間分布特征的影響

3.1 嵩山自然系統(tǒng)概況[14]

嵩山位于河南省西部，屬溫帶大陸性氣候，四季分明且溫度適中，降雨集中在夏、秋兩季，全年光照充足。

其地質(zhì)發(fā)展歷史悠久，且構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁。在地質(zhì)運(yùn)動(dòng)作用下，山前大斷裂將嵩山切割為太室山和少室山兩座山體，并形成以斷裂為主，褶皺發(fā)育的地質(zhì)基底構(gòu)造。出露于地表的地質(zhì)構(gòu)造在外動(dòng)力地質(zhì)作用雕刻下，形成表現(xiàn)為南陡北緩的單面山形態(tài)，深切割中山類型的地貌。而山體褶皺發(fā)育又導(dǎo)致多處山地基巖直接裸露地表，形成山壁陡峭，土壤瘠薄，僅有少量植被覆蓋的基巖裸露區(qū)。

嵩山附近并無過境水補(bǔ)給，因此山體內(nèi)部發(fā)源的4條河流均為季節(jié)河，分別為五渡河、雙溪河、少溪河和顧家河。其水量主要靠雨水補(bǔ)給，受到降雨條件的直接影響。同時(shí)山中地下水涵養(yǎng)豐富，水質(zhì)良好。

嵩山內(nèi)的土壤與生物要素受地形的高海拔差異影響，表現(xiàn)出明顯的垂直分布特征：800 m以下地區(qū)多為褐土類土壤，山腳低山丘陵動(dòng)物亞帶以及低山丘陵灌叢草甸及農(nóng)作物植被帶；800 m以上地區(qū)主要為棕壤土，深山至山頂動(dòng)物亞帶。植物分布則相對細(xì)致，800～1 200 m為受人為影響嚴(yán)重的中低山針葉林、落葉闊葉林混交林帶，1 200 m以上為樹種相對單合一的山頂稀樹灌叢和草甸帶。

3.2 地形要素

由于早期人類改造自然的能力有限，山間地形要素的復(fù)雜變化促使古人謹(jǐn)慎選擇建筑坐落位置以降低建造難度。高程變化在直接影響物資運(yùn)輸難易程度的同時(shí)，還會(huì)因其他要素在豎向的變化而產(chǎn)生間接影響。坡度的變化會(huì)導(dǎo)致建筑面積、工程技術(shù)難度的增減。坡向的不同會(huì)導(dǎo)致光線、溫度等條件發(fā)生變化并影響人的居住感受。

因此，選取高程、坡度、坡向3個(gè)指標(biāo)作為表征，借助ArcGIS的空間分析工具對地形空間模型分別進(jìn)行分析，探究在地形要素影響下嵩山建筑的空間分布特征。

3.2.1高 程

根據(jù)嵩山地形的總體特征(圖3)，將海拔高度劃分為5個(gè)高程段：350～500 m，山前洪積坡積平原地帶，地形平緩；500～650 m，丘陵地帶，地形有所起伏；650～900 m，低山地帶，地形起伏劇烈；900～1 350 m，中山地帶，地形陡峭；1 350 m以上，中山地帶頂部，地形趨于平緩[15]。將高程分析結(jié)果與建筑空間分布點(diǎn)位進(jìn)行疊加之后，得到圖4。

圖3 太室山高程剖面 mFig.3 The elevation profile of Mount Taishi

住宅；宗教；教育；禮制；1 350～1 470 m；900～1 350 m；650～900 m；500～650 m；350～500 m；研究范圍。圖4 嵩山建筑所處的高程Fig.4 Elevations of buildings in Mount Song

對分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)(圖5)可知：建筑數(shù)量整體呈現(xiàn)先上升后下降，并在500～650 m高程段達(dá)到峰值的趨勢。這反映出山內(nèi)建筑傾向于選擇山前平原和丘陵地帶這類營造難度低、物料運(yùn)輸方便的區(qū)域。嵩山的丘陵地帶相較于山前平原地帶而言，能形成的空間、視野等變化更加豐富，因此形成了500～650 m高程段建筑分布數(shù)量高于350～500 m高程段的空間分布特征。另外，自海拔高度650 m開始地形起勢迅猛，進(jìn)一步導(dǎo)致人類的攀爬翻越和建筑材料取材或搬運(yùn)的困難。盡管山頂?shù)貛У孛糙呌谄骄?，但登至山頂?shù)拈L途跋涉仍然會(huì)導(dǎo)致上述問題。由此形成了650 m開始向上建筑數(shù)量持續(xù)下降的趨勢。

進(jìn)一步分析各類型建筑的空間分布特征(圖6)。禮制建筑在各高程段分布較為均勻，沒有明顯的分布傾向；宗教建筑在350～1 350 m范圍內(nèi)有分布，數(shù)量呈現(xiàn)隨高程增加，先增加后減少的趨勢；教育和住居建筑則分別在350～500 m和500～650 m各分布1處。由此可見，4類建筑類型中高程變化對宗教和禮制建筑影響較弱。分析認(rèn)為這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于住居和教育建筑的營造目的在于尋找山水秀麗、環(huán)境清幽之處，以形成適宜居住、讀書的氛圍。因此這兩種建筑傾向于在海拔較低、建造難度小、建筑面積不受限制的區(qū)域布置。而信仰和宗教建筑則不同，其在精神信仰上接近“天”的追求更為顯著，因此能夠克服高程增加所帶來的營造難度。

太室山；少室山。圖5 兩座山體各高程段建筑的數(shù)量Fig.5 Numbers of buildings in each elevation of the two mountains

禮制；宗教；教育；住宅。圖6 嵩山各高程段四類建筑數(shù)量Fig.6 Numbers of four types for buildings in each elevation of Mount Song

3.2.2坡 度

根據(jù)《土地資源學(xué)》[15]中地形坡度對土地建設(shè)關(guān)系的闡述，將坡度劃分為5個(gè)坡度段：0%～5%，地平地、平地和平坡地，借助簡單的工程技術(shù)；5%～10%，緩坡地，需要采取一定的工程措施；10%～25%，中坡地，建筑群布置受到限制，需要臺(tái)階式布置；25%～50%，陡坡地，不宜作建筑用地；50%以上，峻陡坡，不宜作建筑用地。將坡度分析結(jié)果與建筑空間分布點(diǎn)位進(jìn)行疊加之后，得到圖7。

住宅；宗教；教育；禮制；0%～5%；5%～10%；10%～25%；20%～50%；50%以上；研究范圍。圖7 嵩山建筑所處的山坡坡度Fig.7 Mountainside slopes constructed buildings in Mount Song

從分析結(jié)果(圖8)來看:嵩山內(nèi)建筑在5%～50%以上坡度段均有分布，整體呈現(xiàn)出集中于10%～25%坡度段分布，此后依次為50%、5%～10%、25%～50%的空間分布特征;反映出坡度的大小對建筑的影響不明顯，甚至在營造難度極高、建筑布置極其受限的陡峻坡坎分布有9處建筑。分析認(rèn)為0%～5%坡度段沒有建筑分布存在兩方面原因：一是研究范圍內(nèi)主要為嵩山的山地空間，平地、平坡地占比較少；二是屬0%～5%坡度段的地帶主要位于山體周邊，地形變化單一、視野條件不佳，難以滿足建筑營造的要求。而在10%～25%坡度段可以通過臺(tái)地法，在逐級消納坡地的同時(shí)，營造空間變化豐富的建筑院落，因此成為嵩山建筑布置的首選坡度段。另外，在具有合理的工程技術(shù)和手法的情況下，在50%坡度以上的陡峻坡布置建筑，能夠營造險(xiǎn)、奇的意境。

太室山；少室山。圖8 兩座山體各坡度段建筑數(shù)量Fig.8 Numbers of buildings in each slope of the two mountains

進(jìn)一步分析4類建筑的空間分布特征,從圖9可以看出:住宅和教育建筑均分布于5%～10%坡度段；禮制建筑大體呈現(xiàn)隨坡度增加，分布數(shù)量減少的趨勢；宗教建筑集中分布于10%～25%坡度段，此后以此為50%以上、5%～10%、25%～50%?？偟膩砜?，住宅和教育建筑傾向于選擇地勢平坦的地帶布置；禮制和宗教建筑受到坡度的限制則比較小，甚至更傾向于尋找坡度陡峭、地勢險(xiǎn)峻之地營造建筑，以滿足思想信仰中對神圣感和接近天境的追求，同時(shí)滿足修道之人苦修的目的[10],也反映出嵩山內(nèi)的建筑具有一定的適宜手段以滿足建筑在陡峭坡地營建。

禮制；宗教；教育；住宅。圖9 嵩山各坡度段四類建筑數(shù)量分布Fig.9 Numbers of four types for buildings in each slope of Mount Song

3.2.3坡 向

依照坡向的朝向，將其分為9種類型：平地；東(67.5°～112.5°)、東南(112.5°～157.5°)、南(157.5°～202.5°)、西南(202.5°～247.5°)、西(247.5°～292.5°)、西北(292.5°～337.5°)、北(337.5°～360°、0°～22.5°)、東北(22.5°～67.5°)。將坡向分析圖與建筑點(diǎn)位疊加(圖10)并統(tǒng)計(jì)分布結(jié)果。

住宅；宗教；教育；禮制；平面；北(0～22.5°)；東北(22.5～67.5°)；東(67.5～112.5°)；東南(112.5～157.5°)；南(157.5～202.5°)；西南(202.5～247.5°)；西(247.5～292.5°)；西北(292.5～337.5°)；北(337.5～360°)；研究范圍。圖10 嵩山建筑所處山坡坡向Fig.10 Aspects of mountainsides constructed buildings in Mount Song

經(jīng)統(tǒng)計(jì)(圖11)，在東至南方向的坡向上分布了半數(shù)以上的建筑，體現(xiàn)了東、東南、南、西南方向?yàn)獒陨浇ㄖx址的最佳坡向。嵩山在地質(zhì)作用下形成的東西向大背斜格架使得山體形成了十分明確的東西向山脊線以及南北坡的基本地貌。綜合我國位于北半球的地理?xiàng)l件考慮，可知在東至南方向上分布的建筑能獲得較好的采光、視野等綜合條件。因此嵩山內(nèi)的建筑集中于山南分布，并多選擇東南至南的坡向，體現(xiàn)了古人對地形條件的適應(yīng)。

太室山；少室山。圖11 兩座山體各坡向建筑總數(shù)Fig.11 The total numbers of buildings in each aspect of the two mountains

4類建筑在各坡向的空間分布上表現(xiàn)并不相同(圖12)，禮制建筑只在4個(gè)坡向上有分布，南坡最多；宗教建筑在8個(gè)坡向上有分布，但集中分布于東、南、西南3種坡向上，尤其正南坡高達(dá)11處；住宅和教育建筑則分別在北和西分布1處。綜合來看，4類建筑中以宗教建筑對坡度的敏感度最高，禮制建筑同樣具有較高敏感度，另外2種類型對坡向敏感度不強(qiáng)。

禮制；宗教；教育；住宅。圖12 嵩山各坡向四類建筑數(shù)量分布Fig.12 Numbers of four types for buildings in each aspect of Mount Song

3.3 水文要素

人們在為建筑擇址布局時(shí)，一般會(huì)從日常起居、防洪避災(zāi)、環(huán)境感受等方面考慮與水文條件之間的關(guān)系。地下水會(huì)通過影響地表水河溪瀑潭的形成而間接制約建筑的布局。當(dāng)?shù)乇硭床蛔銜r(shí)，地下水可以通過鉆井等手段為人所用，從而直接影響建筑的布局。地表水一方面為人們提供直接水源，另一方面又會(huì)因水流的過度匯集產(chǎn)生洪澇災(zāi)害的危險(xiǎn)。

基于此，以建筑與地表水的直線距離以及建筑內(nèi)或周邊是否存在利用地下水的情況作為表征，分析水文要素制約下建筑的空間分布特征。

3.3.1地表水

利用ArcGIS對嵩山地形進(jìn)行表面水文分析，并將分析結(jié)果分為3級，然后依據(jù)相鄰水道間的距離分別建立緩沖區(qū)，疊加建筑點(diǎn)位統(tǒng)計(jì)各級緩沖區(qū)內(nèi)的建筑分布情況(圖13)。

1級：并沒有經(jīng)過匯流或經(jīng)過1次匯流的匯水線，位于水系上段，一般不會(huì)形成自然河流溪澗。建立500 m緩沖圈，分為5級，即0～150,150～300，300～450，450～600，600 m以上。

2級：經(jīng)過2～3次匯流的匯水線，位于水系上中段，會(huì)發(fā)育為季節(jié)性河流的支流。嵩山內(nèi)部分干石河、八龍?zhí)?、盧崖瀑布等地表水屬于這一級別。建立1 km緩沖圈，分為5級，即0～250，250～500，500～750，750～1 000，1 000 m以上。

住宅；宗教；教育；禮制；1級匯水線；2級匯水線；3級匯水線；研究范圍。圖13 各級緩沖區(qū)建筑分布Fig.13 Distribution of buildings in buffer zones at all levels

3級：經(jīng)過多次匯流的匯水線，位于水系的中下段，一般發(fā)育為季節(jié)性河流的支流及干流。嵩山內(nèi)的4條發(fā)源河流(五渡河、雙溪河、少溪河、顧家河)均屬于這一級別。建立3 km緩沖圈，分為7級即0.0～0.5，0.5～1.0,1.0～1.5，1.0～1.5，1.5～2.0，2.0～2.5，2.5～3.0,3.0 km以上。

1級匯水線的各級緩沖區(qū)內(nèi)均有建筑分布，整體呈現(xiàn)出在0～150 m緩沖區(qū)內(nèi)集中，并均勻分布于另外3級緩沖區(qū)的情況，各緩沖區(qū)內(nèi)差異較小。而4類建筑在緩沖區(qū)內(nèi)的分布情況顯示，禮制建筑在150～300 m范圍內(nèi)無分布，而在其他緩沖區(qū)內(nèi)均勻分布；宗教建筑則呈現(xiàn)隨距離增加，先減少后增加的分布趨勢；教育與住宅建筑各在0～150,150～300 m范圍內(nèi)分布1處。從數(shù)據(jù)上看，1級匯水線對建筑分布的影響并不顯著，僅發(fā)現(xiàn)建筑整體傾向于靠近或遠(yuǎn)離1級匯水線分布。分析認(rèn)為這種現(xiàn)象的出現(xiàn)應(yīng)當(dāng)是由于1級匯水線尚屬水系上游，無論是否再預(yù)計(jì)水流都不夠充沛，也不會(huì)造成洪澇災(zāi)害，因此對建筑分布的影響較低。

2級匯水線的各級緩沖區(qū)內(nèi)同樣均有建筑分布，但分布明顯呈現(xiàn)出隨著與匯水線距離的增加，數(shù)量先減少、后增加的趨勢，并在1 km以上范圍達(dá)到峰值。分析各類建筑在緩沖區(qū)內(nèi)的分布情況發(fā)現(xiàn)禮制建筑大體呈現(xiàn)遠(yuǎn)離于2級緩沖區(qū)的傾向；宗教建筑在0～250，1 km以上范圍內(nèi)集中分布；教育和住宅建筑均分布于0～250 m范圍內(nèi)。說明2級匯水線對禮制建筑的吸引力較低，對其余3種類型吸引力較強(qiáng)，且傾向于分布在靠近或遠(yuǎn)離2級匯水線的地段。究其原因有二：一為2級匯水線處水系中上游，雨水豐沛季節(jié)不易造成洪澇災(zāi)害，對建筑的黏聚作用較強(qiáng)；二為此類匯水線多處于遠(yuǎn)離市井凡俗之地的山間溝谷地帶，疊瀑、深潭眾多，更加符合古代修道之人棲居修煉的環(huán)境需求。

3級匯水線的各級緩沖區(qū)則與建筑分布呈負(fù)相關(guān)，即兩者距離越遠(yuǎn)建筑數(shù)量越多。4類建筑中，禮制和宗教建筑均集中分布于3 km以上范圍，教育和住宅建筑均分布于0.5～1.0 km范圍。說明3級匯水線對各類建筑的影響主要體現(xiàn)在疏離作用上。分析認(rèn)為這是由于3級匯水線大多為季節(jié)河、干石河及自然溝谷，在暴雨季節(jié)容易形成洪澇災(zāi)害。

綜上，隨著匯水線等級的增加，對建筑的疏離作用就越強(qiáng)。分析其原因在于：1)嵩山境內(nèi)并無常河流存在，僅有的4條河流均為季節(jié)性河流，因此匯水線對建筑分布的吸引力較低；2)嵩山降雨集中，過于靠近匯水線易受到洪澇災(zāi)害的影響；3)級別越低的匯水線越處于山岳的高處，環(huán)境清幽遠(yuǎn)離市井，是修道人士的修道練功的佳境所在。

3.3.2地下水

對文獻(xiàn)古籍中出露泉及水井的記載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確認(rèn)各地下水點(diǎn)位與建筑分布之間的關(guān)系。對清代年間《說嵩》[16]中記載有泉、井和池的記載統(tǒng)計(jì)后，得到21處泉、4處井以及5處池，即共計(jì)30處利用地下水的證據(jù)(表1)。從記載中來看，泉是地下水出露為人所利用，井或池則是由人工開鑿并修整后利用。而絕大多數(shù)的建筑分布在這些水源附近，確保了日常用水的來源，解釋了嵩山境內(nèi)建筑分布大多遠(yuǎn)離自然匯水線的原因。在降雨集中且地勢變化劇烈、基巖裸露地帶多的嵩山境內(nèi)，遠(yuǎn)離自然匯水線并對地下水加以利用可以較好地避免雨季所帶來的洪澇災(zāi)害隱患。

表1 嵩山內(nèi)泉、井、池相關(guān)記載統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of related records about springs,wells and pools in Mount Song

3.4 氣候要素

氣候要素中的光照、溫度、降雨等條件是地球生命體賴以生存的重要支撐。光照能為建筑帶來光亮、祛除潮濕，創(chuàng)造良好的居住環(huán)境；溫度對建筑而言意味著居住環(huán)境的舒適度；降水則能夠?yàn)榫用裉峁┧囱a(bǔ)給，對于無過境水補(bǔ)給的嵩山而言更為重要。

因此，將從光照、溫度、降雨三方面分析氣候要素制約下嵩山的建筑空間分布特征。

3.4.1太陽直射輻射

光照可以通過太陽輻射量來反映，而其中又以太陽直接輻射為主體。因此，借助ArcGIS空間分析工具，以冬至日為基準(zhǔn)，以太陽直接輻射量為依據(jù)，分析光照條件對嵩山建筑分布的影響。

據(jù)分析得到的嵩山冬至日太陽直接輻射分析結(jié)果，將其分為7個(gè)輻射段，即0～180，180～360，360～540，500～720，720～900，900～1 080，1 080 W·h/m2以上，并與建筑空間分布點(diǎn)位疊加(圖14)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)建筑在冬至日所獲得的太陽直接輻射后進(jìn)行分析。

住宅；宗教；教育；禮制；0～100 W·h/m2；100～250 W·h/m2；250～400 W·h/m2；400～700 W·h/m2；700～850 W·h/m2；850～1 000 W·h/m2；1 000 W·h/m2以上；研究范圍。圖14 嵩山建筑太陽直接輻射分布Fig.14 Directly solar radiation distribution on buildings in Mount Song

太室山；少室山。圖15 兩座山體各太陽直接輻射段建筑總數(shù)Fig.15 Numbers of buildings in each directly solar radiation level of the two mountains

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖15)，嵩山建筑在對光照條件進(jìn)行選擇時(shí)傾向一致、分布集中，尤其偏好于在冬至日能達(dá)到900～1 080 W·h/m2直接輻射量的地段。

4類建筑中禮制建筑和宗教建筑趨勢與建筑總體趨勢相同，但宗教建筑相較于禮制建筑來說更為集中(圖16)。禮制建筑在4個(gè)輻射段有分布，差異不明顯；宗教建筑則更為集中，盡在3個(gè)輻射段有分布，且在900～1 080W·h/m2輻射段內(nèi)分布尤為集中；教育和教育建筑均分布于900～1 080 W·h/m2輻射段。由此說明禮制建筑太陽輻射分布范圍更廣，要求相對低；宗教建筑對光照輻射要求較高。4類建筑均傾向于太陽直接輻射量較高的區(qū)域，即追求較好的光照條件。

禮制建筑；宗教建筑；教育建筑；住宅建筑。圖16 嵩山各太陽直接輻射段四類建筑數(shù)量分布Fig.16 Numbers of four types for buildings in each directly solar radiation level of Mount Song

3.4.2溫 度

山岳自身山體高度較大，因此會(huì)在區(qū)域內(nèi)形成溫度的豎向分布差異。為此，按線性關(guān)系計(jì)算，主要考慮高差帶來的溫度豎向變化，并將嵩山的溫度場分布?xì)w納為：山區(qū)、深山區(qū)氣溫較低，山麓、山前平原溫度較高，向陽坡高于背陰坡；600 m以上區(qū)域年均溫度為12.5 ℃，1 100 m以上區(qū)域年均溫度為9.5 ℃[14]。在高程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繪制嵩山溫度分布圖，并疊加建筑點(diǎn)位(圖17)，統(tǒng)計(jì)不同溫度帶建筑分布數(shù)量，分析溫度條件對建筑空間分布的影響。

住宅；宗教；教育；禮制；12.5～14.5 ℃；9.5～12.5 ℃；9～9.5 ℃；9 ℃以下；研究范圍。圖17 嵩山建筑氣溫分布 ℃Fig.17 Temperature distribution of buildings in Mount Song

從圖17可知：分布在年均氣溫14.5 ℃溫度帶的建筑占到主體，并呈現(xiàn)出隨年平均溫度的下降建筑數(shù)量遞減的趨勢。這表明，對于山岳中的建筑而言，14.5 ℃的年平均氣溫較為理想，年溫度不足時(shí)對居住的舒適度影響較大。這應(yīng)與古代建造技術(shù)有限，保溫隔熱具有一定難度有關(guān)。

4類建筑中，禮制建筑除9.0～9.5 ℃溫度段以外均勻分布，且是唯一一個(gè)在年均氣溫9 ℃以下有分布的類型；宗教建筑集中分布于12.5～14.0 ℃溫度段，在9.0～9.5 ℃和9.5～12.5 ℃溫度段有少量分布；住宅和教育建筑均分布于12.5～14.0 ℃溫度段。這表明禮制建筑受氣溫條件影響小，另外3類均一致地選擇12.5～14.0 ℃溫度段，表現(xiàn)出對氣溫條件的選擇。

3.4.3降雨量

嵩山除夏、秋降雨集中的特征以外，還會(huì)因山體海拔高度的增加，地形的變化出現(xiàn)降雨量差異。一般來說山頂降水多于山下，但還應(yīng)將當(dāng)?shù)亟邓€的海拔高度列入考慮。綜合登封地區(qū)1 200 m降水線的條件，按照海拔1 200 m以下年降水量隨海拔升高而增大，每上升100 m，年降水量增加33.2 mm；1 200 m以上，降水量隨海拔升高而減少，每升高100 m，年降水量減少3.2 mm進(jìn)行分析[17]。分析時(shí)，選取降雨最為集中的7月數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，根據(jù)各建筑分布高程推定其所處位置的降水量。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果(圖18)顯示：自降水量為533.6 mm起，總體上呈現(xiàn)出隨著降水量的增加，建筑數(shù)量先增加、后減少的規(guī)律，并在降水量為633.2 mm的區(qū)域達(dá)到峰值。

禮制；宗教；教育；住宅。圖18 嵩山四類建筑7月份降水量Fig.18 Precipitation in July of four types of buildings in Mount Song

4類建筑中禮制建筑的規(guī)律性較弱，在有分布的降雨量段均勻分布；宗教建筑分布呈現(xiàn)與建筑整體分布特征相似的規(guī)律；教育建筑和住宅建筑則分別在566.8，666.4 mm降水量區(qū)域分布1處。說明禮制建筑對降水量變化并不敏感，其余3類建筑傾向于在降水量為600 mm上下的地段分布，尤以宗教建筑最為明顯。

3.5 土壤要素

對于建筑營造而言，土壤的土體厚度會(huì)影響建筑基礎(chǔ)的開挖難度，對于工程技術(shù)有限的清代嵩山建筑營造而言土層厚度則尤為重要。因此選取土層厚度為指標(biāo)[18]，整理出嵩山內(nèi)大致的土體厚度分布圖(圖19)，疊加建筑分布點(diǎn)位，分析土壤要素對建筑整體布局的影響。

住宅；宗教；教育；禮制；18～19 mm；18～19 mm；19～20 mm；20～23 mm；23～33 mm；33～39 mm；39 mm以上；研究范圍。圖19 嵩山建筑土層厚度分布 mmFig.19 Soil thickness distribution of buildings in Mount Song

從圖20可見:總體上嵩山建筑總體數(shù)量自土層厚度39 mm開始，隨著土層厚度的減少先減少、后增加，并在19 mm厚度以下再次減少，同時(shí)在山體基巖裸露區(qū)有共計(jì)3處住居建筑分布。

太室山；少室山。圖20 兩座山體各土體厚度段建筑總數(shù)Fig.20 Numbers of buildings in each soil thickness level of the two mountains

進(jìn)一步觀察4種類型建筑的分布情況(圖21)，發(fā)現(xiàn)禮制建筑受土體厚度條件制約較低，傾向性不明確；宗教建筑受土體厚度條件制約較低，但對18～19 mm段傾向性明顯；教育建筑選擇土體厚度大的區(qū)域布置，住宅建筑則分布在土體厚度小的區(qū)域。另外基巖裸露區(qū)分布有禮制建筑1處和宗教建筑2處,體現(xiàn)了禮制和宗教建筑對文化信仰、避世修道的追求，因而不受土地厚度條件的制約。教育建筑則不同，它的相地?fù)裰芬员憷⒕徒鼮樵瓌t，因此分布于土體厚度最高的區(qū)域。

3.6 生物要素

清代受科學(xué)技術(shù)所限，對嵩山生物要素的記載一般是在記錄建筑內(nèi)及其周邊環(huán)境，或描述登山沿途所見風(fēng)光時(shí)附帶介紹生物要素的情況，偶有山志單起一章介紹嵩山物產(chǎn)時(shí)專門介紹生物要素種類。因此分析時(shí)，結(jié)合各版本嵩山山志的描述以及收錄的游記、詩文以及山圖，按照“總體—區(qū)域—點(diǎn)”的順序依次歸納，分析生物要素對建筑空間分布的制約。

首先統(tǒng)計(jì)各山志中的生物要素相關(guān)記載，整理出以下幾個(gè)高頻詞(表2)。

表2 生物要素相關(guān)字詞統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of biological elements related words

表2中的“花草”“花木”出現(xiàn)頻率較高，大多形容嵩山花木繁盛。而“堆翠”“翠微”等一系列“翠”的組合詞多與“蔽翳”“陰翳”等形容詞連用，表達(dá)出嵩山植被蒼翠茂盛的總體印象。同時(shí)在《說嵩》總說里中景日昣有言：“大多巖嶂蒼翠相間”，指明了在嵩山基巖裸露的特殊地形地貌中，其植被分布呈現(xiàn)出與山石相間出現(xiàn)的特征。

從對各古籍文獻(xiàn)中描述兩山殊勝之地的文字統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表3)來看，植物描述同樣呈現(xiàn)出豎向上的差異。山頂部分記載中的植物類型較為單一，以“松”的各類組合詞出現(xiàn)頻率較高，如描述太室天門的詩詞中多見“松移岫轉(zhuǎn)”“夜下青松嶺”等詞句。中山至低山丘陵部分地形趨于復(fù)雜化，小氣候變得豐富，相關(guān)記載中植物種類相應(yīng)增加，如太室山及少室山東麓出現(xiàn)果樹、竹、菖蒲、柏等類型。其中尤以竹林勝境最受推崇，梵剎宮觀多選址于此，如少林寺、三祖庵、龍?zhí)渡显旱鹊?。其次古之松柏為上選，如初祖庵選址“背倚五峰，前臨雙澗，松柏茂蔭，為山中勝境?！绷硗?，兩山各溝谷之中的植物情況也略有差異，如太室東多見果樹及竹林，太室南野花遍地、茂松與桃林，少室東則多松柏古木。在山前平原除原生植被以外，開始出現(xiàn)農(nóng)作物的記載。如《嵩山志》[14]中記太室龍?zhí)断略河小八律P果卉其間，引水灌稻”，少室大仙溝“中多良田、甘果”。

表3 兩山植物要素字詞統(tǒng)計(jì)Table 3 Word statistics of plant element on the two mountains

最后，通過統(tǒng)計(jì)各個(gè)建筑點(diǎn)內(nèi)的植物要素發(fā)現(xiàn)存在兩種情況：一是建筑因植物而選址落位，甚至以植物命名；二是建筑內(nèi)補(bǔ)植植物，因植物要素名氣更勝。例如，白鶴觀、嵩岳寺、中岳廟、嵩陽書院等都因基址內(nèi)的古松古柏而名氣更勝；圣竹林寺因四周“竹林聳翠”而名，少林寺因四周“林木蔽翳”而名。表明了松、柏、竹對于宗教建筑相地?fù)裰?、問名立意的重要性?/p>

動(dòng)物的相關(guān)描述則相對較少，多為對動(dòng)物聲音的描述。描述中也未見對建筑空間分布有影響的證據(jù)，只表明了建筑會(huì)因蟬鳴鳥啼而境界更勝。

4 結(jié)束語

將自然環(huán)境劃分為地形、水文、氣候、土壤和生物5個(gè)基本要素，分別探究各要素對嵩山內(nèi)建筑空間分布特征的制約，能夠加深對古代山岳開發(fā)及建筑營建智慧的理解，有助于山岳類風(fēng)景名勝的保護(hù)和傳承工作，能為建設(shè)具有本土特色的國家公園體制提供助力。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：地形要素是影響嵩山建筑空間分布的首要自然要素，促使建筑選擇高程適中、東至南坡向等適合生活生產(chǎn)的地形空間，并根據(jù)需求進(jìn)一步選擇適宜坡度。其次，嵩山季節(jié)性河流發(fā)育為主、地下水涵養(yǎng)豐富的水文要素特點(diǎn)使得建筑呈現(xiàn)出疏離于地表水而依賴地下水的空間分布特征。此外，由于古代工程技術(shù)限制，建筑多分布在光照和年均氣溫較高、降水量適宜以及土體厚度適中的空間分布。生物要素則影響建筑向植物繁茂之處集中，動(dòng)物的影響不明顯。

在此基礎(chǔ)上，4類建筑的空間分布特征又存在差異。地形、水文及生物要素影響下該差異最為顯著，其次為土壤要素，氣候要素下差異不明顯。禮制和宗教建筑受強(qiáng)烈的信仰追求驅(qū)使，能夠克服地形、土壤要素的制約，并積極利用地下水，選擇具備特定生物要素的空間分布。教育和禮制建筑則不同，兩者傾向于選擇可達(dá)性強(qiáng)、營建難度低的地形和土壤要素條件，對水文、生物要素的變化敏感度低。

總的來說，清代嵩山建筑的空間分布特征表現(xiàn)出其因山就勢、因地制宜的營建智慧?；趯ψ匀幌到y(tǒng)各要素基本概況的辨別，建筑選址在趨利避害的同時(shí)又能滿足對精神信仰的追求，最終達(dá)到自然與人文和諧共融的平衡狀態(tài)。