2021-4-10 | 建筑工程
人居環(huán)境建設(shè)是一個關(guān)系到人類可持續(xù)發(fā)展的重大問題,建筑作為人類的居所,其存在狀況直接影響著人類的可持續(xù)發(fā)展。在目前我國快速城市化的進程中,由于缺乏生態(tài)科學的規(guī)劃設(shè)計指導思想,在大興土木的同時也造成了新的建設(shè)性破壞。生態(tài)位理論是生態(tài)學最重要的理論之一,對自然和人類生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)均具有重大的指導意義。本文從生態(tài)位角度探討建筑規(guī)劃設(shè)計策略,試圖遵循生態(tài)學原理,為建筑規(guī)劃設(shè)計提供一種新的思路和實踐方法,解決人類盲目的建筑活動所造成的諸如環(huán)境、資源、能源和社會等問題。
1生態(tài)位理論概述
1.1生態(tài)位基本概念
生態(tài)位(Niche)是生物界的普遍現(xiàn)象,是有關(guān)生物種群棲息生存時空界定的概念,回答了種群的生存狀態(tài)、方式、演變過程和途徑等問題。在生態(tài)系統(tǒng)中,每一個物種都有自己的生態(tài)位,并以此保持系統(tǒng)的正常運行[1]。1910年,美國學者約翰遜(JohnsonRH)最早使用了“生態(tài)位”一詞,認為“同一地區(qū)不同物種可以占據(jù)環(huán)境中不同的生態(tài)位”[2]。從“生態(tài)位”概念的提出至今已整整經(jīng)歷了100年,在生態(tài)位理論形成和發(fā)展的過程中,由于研究的目的和環(huán)境不同,不同的學者對生態(tài)位理論和方法及其定義都有著不同的見解。按照時間順序,生態(tài)位主要有3種定義:1)1917年,美國學者格林尼爾(JosephGrinell)運用植被覆蓋、棲息地、非生物因子、資源和被捕食者等環(huán)境中的限制性因子來描述物種生態(tài)位[3],使用生境生態(tài)位來定義生物種群所占據(jù)的基本生活單位,他強調(diào)生物的“住所”,側(cè)重從種群的空間分布和對環(huán)境適應(yīng)的位置角度進行解釋,因而又特指空間生態(tài)位。2)1927年,埃爾頓(CharlesElton)從生物功能或營養(yǎng)的角度,提出生態(tài)位是指生物群落中有機體的功能和位置,他強調(diào)物種與其它物種間的營養(yǎng)關(guān)系,被稱之為功能生態(tài)位或營養(yǎng)生態(tài)位。3)1957年,哈奇金森(HutchinsonGE)認為生態(tài)位是生物單位生存條件的總和,提出了多維生態(tài)位或超體積生態(tài)位的概念,認為生態(tài)位是多維資源的超體積,每種生物對資源和環(huán)境變量的選擇范圍是多維的。這一生態(tài)位概念實際上是指種群在以環(huán)境資源或環(huán)境條件梯度為坐標而建立起來的多維空間中所占據(jù)的位置[4]。多維超體積生態(tài)位因其偏重生物對環(huán)境資源的需求而比空間生態(tài)位和功能生態(tài)位更能反映生態(tài)位的本質(zhì)含義而被學術(shù)界所接受,為現(xiàn)代生態(tài)位理論奠定了基礎(chǔ)[5]。之后,還有許多學者和生態(tài)學家從不同的角度對生態(tài)位概念做出過解釋。如1970年惠特克(WhittakerRH)認為每個種在一定生境群落中都有別于其它種的獨特的時空位置與功能地位。生態(tài)位與生境、分布區(qū)不同,生境指生物生存的周圍環(huán)境,分布區(qū)指種分布的地理范圍,生態(tài)位說明在一個生物群落中某個種群的功能地位[6]。綜上分析,生態(tài)位強調(diào)生物物種在空間、營養(yǎng)和競爭中的關(guān)系。正如美國生態(tài)學家奧德姆(OdumEP)所說,生態(tài)位決定于生物生活在哪里、它們?nèi)绾无D(zhuǎn)變能量、如何行動、對其理化和生物環(huán)境如何反應(yīng)、怎樣改變這些環(huán)境條件,以及它們?nèi)绾问艿狡渌锏募s束等。因此,可以認為,生態(tài)位是生物物種占據(jù)的空間和具有的功能的總稱[1]。
1.2生態(tài)位要素
生物生存離不開其所在的環(huán)境,構(gòu)成環(huán)境的各種要素是環(huán)境因子。在環(huán)境因子中,對生物生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環(huán)境要素是生態(tài)因子,所有生態(tài)因子構(gòu)成了生態(tài)環(huán)境。生態(tài)元是從基因到生物圈內(nèi)任何一種具有一定生命力或生態(tài)學結(jié)構(gòu)和功能的組織單元,是構(gòu)成上一層次生態(tài)系統(tǒng)的基本組分。生態(tài)位理論普遍認為在生態(tài)空間中所有的生態(tài)元均具有相應(yīng)的生態(tài)位,在生態(tài)因子的變化范圍內(nèi),能夠被生態(tài)元實際、潛在占據(jù)利用或適應(yīng)的部分就是生態(tài)位,因此生態(tài)位主要由生態(tài)元與生態(tài)因子2個要素構(gòu)成。生態(tài)因子的變化范圍稱為基礎(chǔ)生態(tài)位,被生態(tài)元實際占據(jù)利用或適應(yīng)的部分稱為實際生態(tài)位,潛在占據(jù)利用或適應(yīng)的部分稱為潛在生態(tài)位,實際生態(tài)位與基礎(chǔ)生態(tài)位的接近度體現(xiàn)了生態(tài)位適宜度,常用生態(tài)位寬度測度表示[4]。
2建筑生態(tài)位
如上所述,生態(tài)位是一個既抽象,又內(nèi)涵豐富的生態(tài)學名詞。它不僅已經(jīng)滲透到了現(xiàn)代生態(tài)學研究的諸多領(lǐng)域,成為了生態(tài)學中最重要的基礎(chǔ)理論研究內(nèi)容之一,而且日益廣泛地應(yīng)用于政治、經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、教育、管理和城市建設(shè)等領(lǐng)域,并取得了積極的研究成果,促進了人類生態(tài)文明的發(fā)展,形成了強有力的理論分析和實踐工具[4]。在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計領(lǐng)域也已開始探討這一概念的應(yīng)用,文獻[7]指出所有的生態(tài)元均具有適宜的生態(tài)位,關(guān)鍵是看兩者的關(guān)系是處于對位狀態(tài)還是錯位狀態(tài),對位就會充分保持它的功能和穩(wěn)定性并且可持續(xù)發(fā)展,錯位就會走向衰敗。世界上一切的事物,包括建筑領(lǐng)域都可以看作是生態(tài)元。對于建筑與空間的研究就是挖掘生態(tài)因子因素,以合理應(yīng)用現(xiàn)實的生態(tài)位,努力開拓潛在的生態(tài)位,使原來不被生態(tài)元適用和利用的生態(tài)位轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實的生態(tài)位。文獻[4]開展了城市建筑生態(tài)化的生態(tài)位評價研究,將超體積生態(tài)位與系統(tǒng)論結(jié)合,利用層次分析法(AHP)構(gòu)建了以城市建筑生態(tài)化為目標的生態(tài)位寬度主觀評價體系,并對評價方法進行了初步探討。
2.1建筑生態(tài)位的界定
建筑雖然不是傳統(tǒng)定義上的生命體,但任何建筑都要經(jīng)歷從材料的開采、加工運輸、規(guī)劃設(shè)計、建造、使用維修、更新改造,直至最后的拆除、廢棄物的處置這一整個“生命周期”過程,表現(xiàn)出類似于生命體那樣的產(chǎn)生、生長、成熟和衰亡的過程。早在20世紀初,世界著名建筑大師賴特(FrankLioydWrignt)在談到有機建筑時曾稱之為“活”的建筑,意指“建筑與一切有機生命相類似,總是處在一個連續(xù)不斷的發(fā)展進化之中”。在日本,以丹下健三(KenzoTange)為代表的新陳代謝派的“生命系統(tǒng)”建筑觀同樣將生命過程的特點引入至了建筑現(xiàn)象中,認為建筑與有機生命體一樣,處于不斷的生長變化的過程中[8]。建筑在其整個生命周期內(nèi)始終與外界之間存在著物質(zhì)與能量的交流,并對環(huán)境產(chǎn)生各種影響。建筑的這種類生命特征要求人們在進行建筑活動時,可以從生物學的觀點出發(fā),視建筑為有機整體,研究其內(nèi)外物質(zhì)和能量的循環(huán)利用與再生機制,應(yīng)用生態(tài)技術(shù),解決以往建筑活動所帶來的環(huán)境污染、資源和能源短缺等問題。基于上述分析,借鑒生態(tài)學的生態(tài)位原理,可以將“建筑生態(tài)位”定義為:在建筑所處的自然和社會環(huán)境背景下,建筑生命體從所在的自然與社會環(huán)境中所能獲得的各種自然資源和社會資源的總合,包括各種資源的類型、數(shù)量及其在空間和時間上的分布,它反映了建筑生命體在環(huán)境中的性質(zhì)、功能、地位和作用的定位,也反映了建筑在其生命周期物質(zhì)、能量、信息流動過程中所扮演的角色,是建筑生命體與環(huán)境互動適應(yīng)后的客觀狀態(tài)。多個具有相同建筑生態(tài)位的集合表達了建筑群體之間的一種共同發(fā)展狀態(tài),顯示出了特定環(huán)境下的建筑特有的地域特征。目前,在我國工程項目建設(shè)中存在建筑“短命”現(xiàn)象,分析可知此現(xiàn)象是建筑生態(tài)位的“錯位”造成的,即作為生態(tài)元的建筑與作為生態(tài)因子的自然和社會環(huán)境要素不相適應(yīng),建筑背離其應(yīng)有的生態(tài)位,喪失其存在和發(fā)展的資源與環(huán)境基礎(chǔ),造成其壽命的終結(jié)。因此,提出建筑生態(tài)位的概念將有助于人們從可持續(xù)發(fā)展的角度研究建筑生命體在其所處的自然與社會環(huán)境中的作用和功能。建筑規(guī)劃設(shè)計研究便可視為在特定的自然與社會環(huán)境背景下,為建立建筑生態(tài)元與自然和社會環(huán)境生態(tài)因子的適應(yīng)關(guān)系,探討如何構(gòu)建建筑生態(tài)位。