吳軍，高英杰，杜曲

湛江科技學(xué)院，廣東湛江 524000

中共黨的十九大明確指出人與自然和諧共生的現(xiàn)代化建設(shè)，在美麗中國建設(shè)“四大舉措”中突出推進(jìn)綠色發(fā)展，著力解決環(huán)境問題。近年來針對(duì)生態(tài)文明建設(shè)各行各業(yè)進(jìn)行了創(chuàng)新與探索。從應(yīng)對(duì)城市風(fēng)險(xiǎn)的“彈性城市”的探索，到雨洪管理的“海綿城市”的設(shè)計(jì)，再到“共享農(nóng)莊”“田園綜合體”的鄉(xiāng)土發(fā)展問題，暴露出早期開發(fā)建設(shè)中生態(tài)環(huán)境遭受破壞，環(huán)境再生修復(fù)能力減弱，城市風(fēng)險(xiǎn)提高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡等諸多問題。亟需一種新的發(fā)展模式來應(yīng)對(duì)新時(shí)代的發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)新風(fēng)險(xiǎn)，彈性城市理論也在更新豐富，其中城市景觀基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用更是存在著巨大的可能性。運(yùn)用自然規(guī)律達(dá)到一種緩和的解決問題方式，探索仿生設(shè)計(jì)在彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施中的運(yùn)用是十分有必要的。

1 彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施概念解析

系統(tǒng)“彈性”的最初概念源自于美國生態(tài)學(xué)學(xué)者Holling 提出：彈性最核心的含義是系統(tǒng)吸收外界沖擊的能力、同時(shí)能將系統(tǒng)盡量維持在功能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)[1]。之后Alberti 等將彈性的概念引入城市范疇并將“城市的彈性”定義為：城市在遇到變化重組之前，其能夠吸收與化解變化的能力和保持平衡的程度。之后由馮璐、王春曉等將景觀基礎(chǔ)設(shè)施與彈性城市相結(jié)合，在綠色基礎(chǔ)設(shè)施的框架體系上提出了彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施框架體系，分別由模塊、網(wǎng)絡(luò)、維度三個(gè)要素組成[2]（詳見圖1）。文章將彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施的特點(diǎn)歸結(jié)如下：

首先，參照模塊化經(jīng)濟(jì)，以公園、河流、綠色等景觀單位為“模塊”強(qiáng)化模塊間靈活性，從而增加整體的冗余度，在部分單元模塊遇到問題時(shí)可以及時(shí)進(jìn)行功能替換，降低牽一發(fā)而動(dòng)全身的成本。諸如，傳統(tǒng)的城市灰色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的排水系統(tǒng)，面對(duì)城市暴雨，不能進(jìn)行雨污分流，統(tǒng)一排入地下水網(wǎng)，快速達(dá)到徑流峰值，易形成城市內(nèi)澇。而基于海綿城市建設(shè)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施，諸如下沉綠地、雨水花園等模塊綠色基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)雨水進(jìn)行初步滯留、凈化、蓄水等功能，在分流緩解峰值的同時(shí)，兼顧了生態(tài)功能，同時(shí)滯留的雨水可以降低城市養(yǎng)護(hù)成本。通過模塊化綠色基礎(chǔ)設(shè)施組合可以緩解突發(fā)環(huán)境的危機(jī)。

其次，以模塊間的空間和功能疊加構(gòu)成彈性的網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)調(diào)空間的連通性。通過彈性網(wǎng)絡(luò)的多元性和多功能性為基礎(chǔ)創(chuàng)建新的功能連接鍵[1]。

最后，以彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施為平臺(tái)整合包含經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)等其它抽象維度資源，加深網(wǎng)絡(luò)層次的聯(lián)動(dòng)性。

2 仿生設(shè)計(jì)在彈性景觀運(yùn)用的趨勢

仿生設(shè)計(jì)是在仿生學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上新興邊緣學(xué)科。是對(duì)動(dòng)植物的生長肌理和自然界中一切自然規(guī)律的借鑒，結(jié)合設(shè)計(jì)對(duì)象的特點(diǎn)使其適應(yīng)新的環(huán)境的一種創(chuàng)作手法[3]。仿生設(shè)計(jì)本集聚設(shè)計(jì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的藝術(shù)性。

在景觀基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)中，生態(tài)主義的興起，讓城市的基礎(chǔ)設(shè)施的物質(zhì)形態(tài)與自然環(huán)境的交互融合需求日益增加。彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施要在功能上改善傳統(tǒng)灰色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生態(tài)忽略的局面，成為促進(jìn)城市發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的潤滑劑，協(xié)調(diào)城市多方面系統(tǒng)的，指導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展[2]。而仿生設(shè)計(jì)本身建立在生態(tài)學(xué)的背景基礎(chǔ)上，作為一種“取之自然，用之自然”的設(shè)計(jì)方式，本身的內(nèi)涵與方式與綠色彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施十分契合。

面對(duì)城市對(duì)景觀日益增加的多方面需求，彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施是調(diào)節(jié)城市生態(tài)的重要角色，而仿生設(shè)計(jì)是彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施的展現(xiàn)的重要手段。

3 仿生設(shè)計(jì)與彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合的內(nèi)在耦合性

3.1 結(jié)構(gòu)層次性

彈性城市是人口、建筑、交通等多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)合型系統(tǒng)，對(duì)彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施多方面做出了要求。諸如在工程性基礎(chǔ)設(shè)施中對(duì)道路、水電等，而社會(huì)性基礎(chǔ)設(shè)施中對(duì)學(xué)校、劇院等公共空間都有所要求[5]。仿生設(shè)計(jì)做作為一個(gè)交叉性學(xué)科，有著生態(tài)學(xué)、環(huán)境行為心理學(xué)、人體工程學(xué)等應(yīng)對(duì)不同的尺度及類型的彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施層次的需求。

3.2 自然聯(lián)系性

彈性城市強(qiáng)調(diào)城市與自然的聯(lián)通，而彈性景觀設(shè)施作為重要的組成部分，首先景觀基礎(chǔ)設(shè)施就包含河流、山川、湖泊、森林等區(qū)域，直接體現(xiàn)了景觀基礎(chǔ)設(shè)施的自然屬性；另一方面，農(nóng)田、公園、綠島等作為人造自然也在模仿自然履行自然的生態(tài)功能。其本身的就是仿生學(xué)在生態(tài)視角下的實(shí)際運(yùn)用。仿生設(shè)計(jì)通過對(duì)自然的觀察，總結(jié)自然規(guī)律，尋求一種協(xié)調(diào)的方式來解決城市的生態(tài)問題，多方基礎(chǔ)設(shè)施需求。取之自然、用之自然。

3.3 功能復(fù)合性

彈性城市和彈性景觀由于要面對(duì)沖擊的不確定性與可能性，對(duì)功能的復(fù)合性要求很高。而自然本身存在的物質(zhì)狀態(tài)形式是長期生物體智慧的產(chǎn)物，諸如蜂巢的六邊形結(jié)構(gòu)，在滿足高空間利用率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)構(gòu)造形態(tài)的穩(wěn)定與低成本。充分觀察，利用這些現(xiàn)象是十分必要的解決功能性問題的參考。

例如成都的活水公園，活水公園中仿生設(shè)計(jì)的體現(xiàn)，主要在于“魚”形園區(qū)的打造[4]。府河水通過厭氧池、流水雕塑等基礎(chǔ)設(shè)施得到凈化，在形態(tài)上分別模仿魚的生長機(jī)理，向人們演示了水與自然界由“濁”變“清”、由“死”變“活”的生命過程[5]。通過形態(tài)和功能上的仿生解決了生態(tài)上的問題同時(shí)，滿足了城市對(duì)綠地景觀的需求，達(dá)到了科普教育的功能，可謂一舉多得。仿生與彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施的緊密結(jié)合，在功能復(fù)合性的基礎(chǔ)上達(dá)滿足了多方效益。

3.4 動(dòng)態(tài)適應(yīng)性

彈性城市與彈性景觀是一個(gè)動(dòng)態(tài)的狀態(tài)，是一個(gè)應(yīng)對(duì)環(huán)境改變具有生命力的體系。所謂彈性，諸如遭遇到重大災(zāi)害或者城市發(fā)展變遷，應(yīng)對(duì)這種風(fēng)險(xiǎn)使恢復(fù)原狀的能力，或者產(chǎn)生新的構(gòu)造能力，是彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施具有“生命”的特征之一。仿生設(shè)計(jì)是參考生命物質(zhì)與環(huán)境能量交換的規(guī)律。模仿自然的修復(fù)能力。

諸如2010 年為上海世博園打造的核心綠地——上海后灘公園。場地原為上海浦東鋼鐵集團(tuán)和后灘船舶修理廠，污染嚴(yán)重，在面對(duì)城市變遷造成的工業(yè)遺留問題和生態(tài)破壞的沖擊下，后灘公園運(yùn)用濕地凈化系統(tǒng)和生態(tài)景觀基底作為最主要的仿生手段，在修復(fù)場地生態(tài)平衡的基礎(chǔ)上，展現(xiàn)了包括田園、工業(yè)、后工業(yè)的文化，在社會(huì)層面上同樣達(dá)到了平衡[6]。

4 彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施中仿生設(shè)計(jì)構(gòu)架

彈性景觀應(yīng)對(duì)的是風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)的來臨，全球變暖、環(huán)境污染、臭氧空洞、核泄漏、物種滅絕，還有政治和制度風(fēng)險(xiǎn)、金融危機(jī)等。這些風(fēng)險(xiǎn)的本質(zhì)在于其結(jié)果的不可預(yù)測性，其后果及影響無法進(jìn)行定量估算。風(fēng)險(xiǎn)一方面是無規(guī)律的極端自然災(zāi)害的頻發(fā)，城市不合理建設(shè)本對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，從而降低了環(huán)境的承載能力。導(dǎo)致極端氣候?yàn)?zāi)害的產(chǎn)生，形成的惡性循環(huán)。另一方面是社會(huì)上層建筑引發(fā)的秩序和規(guī)則混亂，導(dǎo)致戰(zhàn)爭，饑荒等系列次生災(zāi)害。因此德國社會(huì)學(xué)家烏爾里.希貝克認(rèn)為“世界風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)”己經(jīng)來臨[7]。

面對(duì)這種風(fēng)險(xiǎn)，彈性城市是城市或城市系統(tǒng)能夠消化并吸收外界干擾，并保持原有主要特征、結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵功能的能力[8]。彈性景觀作為城市與自然的紐帶，改善了城市與自然關(guān)系。傳統(tǒng)的灰色基礎(chǔ)設(shè)施是抵御外界的干擾，將風(fēng)險(xiǎn)和干擾作為外部事物，強(qiáng)調(diào)自身不受到其影響。但彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施強(qiáng)調(diào)的是消化和吸收外界的干擾，強(qiáng)調(diào)動(dòng)態(tài)過程把外部干擾轉(zhuǎn)化重新組合新的整體。

前者是將城市和自然作為消極關(guān)系割裂開，從而導(dǎo)致生態(tài)的不完整，忽略社會(huì)亦或城市，包括人及行為本身就是完整生態(tài)鏈的一部分。后者則轉(zhuǎn)化應(yīng)對(duì)思路，通過吸收和轉(zhuǎn)化。試圖從調(diào)整城市發(fā)展與自然之間的關(guān)系上，去打破生態(tài)破壞與風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)的惡性循環(huán)。

針對(duì)彈性景觀所帶來的發(fā)展模式關(guān)系的調(diào)整，仿生設(shè)計(jì)作為其中最重要的手段之一，通過發(fā)現(xiàn)規(guī)律，運(yùn)用規(guī)律，從對(duì)象自然本身的特質(zhì)角度來解決問題。契合了彈性景觀發(fā)展的包括結(jié)構(gòu)層次性、自然聯(lián)系性、功能復(fù)合型、動(dòng)態(tài)適應(yīng)性等在內(nèi)的多種特性需求[9]。

當(dāng)然，現(xiàn)有的仿生設(shè)計(jì)手段主要是通過模仿生物形態(tài)進(jìn)行局部改造，多運(yùn)用在機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)等等，局部的小型基礎(chǔ)設(shè)施，諸如奧地利仿生木質(zhì)海膽亭。而針對(duì)大尺度的場地，進(jìn)行系統(tǒng)化建設(shè)的綠地景觀較少，諸如成都的活水公園。尺度越大的區(qū)域，其生態(tài)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，針對(duì)性的仿生系統(tǒng)需要更完善，對(duì)仿生系統(tǒng)的構(gòu)架要求越高。

5 設(shè)計(jì)案例

海尾生態(tài)濕地公園設(shè)計(jì)，場地位于海南省西部、昌江黎族自治縣境內(nèi)的海尾鎮(zhèn)石港塘濕地范圍內(nèi)，占地面積為296hm2。原址常年遭受臺(tái)風(fēng)侵襲，災(zāi)害過后造成土地鹽堿化，進(jìn)而引起居民產(chǎn)業(yè)調(diào)整，有近海捕撈轉(zhuǎn)變?yōu)轸~蝦養(yǎng)殖，而養(yǎng)殖業(yè)的高生物富集污水就近排入入?？?，進(jìn)步造成水體污染等多樣次生災(zāi)害。

針對(duì)現(xiàn)狀多樣化問題，方案從提高區(qū)域生態(tài)彈性入手，結(jié)合仿生設(shè)計(jì)理念，以蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建跟穩(wěn)固的多樣化生態(tài)系統(tǒng)。

第一步，構(gòu)建雨水蝦塘養(yǎng)殖凈化池，通過模仿局部蛛網(wǎng)形態(tài)調(diào)整水系的基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)，凈化過濾水體，環(huán)節(jié)水體污染的此生災(zāi)害。

第二步，滴灌技術(shù)與瓜林防風(fēng)林結(jié)合，鹽堿化地域中層選中防風(fēng)植被，地被以西瓜等匍匐類農(nóng)作物，在穩(wěn)固突然結(jié)構(gòu)的前提下，緩解區(qū)域農(nóng)業(yè)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的破壞。通過改變水系灌溉類基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合瓜林景觀，實(shí)現(xiàn)場地生態(tài)保護(hù)與居民增收的雙贏局面。

第三步，調(diào)整區(qū)域植被群落結(jié)構(gòu)，緩解紅樹林破碎化程度，提高其凈化水體的能力。結(jié)合場地氣候特征，作為候鳥遷徙地址，針對(duì)性引入鳥類棲息樹種，增加生物鏈的結(jié)構(gòu)層。同時(shí)選址作為城市公園對(duì)居民開放，增加其科普教育的功能性。

從結(jié)構(gòu)與功能的兩個(gè)角度，在彈性基礎(chǔ)設(shè)施的分布上，一方面模仿蛛網(wǎng)的形態(tài)，通過分隔區(qū)，局部按階段凈化，同時(shí)通過管線強(qiáng)化區(qū)域聯(lián)系。在功能上，借鑒蛛網(wǎng)的一點(diǎn)受力多向散發(fā)緩解的模式，區(qū)域在面對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害與次生災(zāi)害時(shí)，實(shí)現(xiàn)多層次多區(qū)域協(xié)調(diào)緩解災(zāi)害的程度。

6 結(jié)語

文章分析了彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施的初步理論，探討了其與彈性城市的關(guān)系，探索了仿生設(shè)計(jì)作為重要的設(shè)計(jì)手段與彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施的耦合性。從結(jié)構(gòu)層、自然聯(lián)系、復(fù)合功能、動(dòng)態(tài)適應(yīng)、論證了仿生設(shè)計(jì)的應(yīng)用適應(yīng)性。并進(jìn)一步探索仿生設(shè)計(jì)在彈性景觀設(shè)計(jì)中的構(gòu)架位置，其作為重要的設(shè)計(jì)手段，是在滿足功能性前提下，運(yùn)用自然規(guī)律的成本最低設(shè)計(jì)。結(jié)合具體的設(shè)計(jì)案例，驗(yàn)證其仿生設(shè)計(jì)與彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施的耦合性。

近年來，伴隨著“碳中和”理念的提出，國家生態(tài)建設(shè)在不斷的前進(jìn)發(fā)展，而彈性景觀基礎(chǔ)設(shè)施作為生態(tài)景觀建設(shè)的重要一環(huán)，會(huì)有更多的發(fā)展空間，不斷更新的技術(shù)材料也將為仿生設(shè)計(jì)理念在基礎(chǔ)設(shè)的應(yīng)用提供更多的可能性。該文的理論有待在日后的實(shí)踐和案例中進(jìn)一步完善和開發(fā)。