城市生态规划的方法及思考

城市生态规划的方法及思考

毛欢欢 彭振

杭州浙经建筑规划设计有限公司

摘要：生态规划作为城市可持续性发展的指导方向，已经成为解决很多城市疾病的灵丹妙药，并且被运用于评价城市良性运作及城市规划的标准。城市生态规划涉及面广，数据繁杂，目前研究者都是借助计算机辅助在进行研究。随着人工智能的发展，在通用人工智能成熟的时候，作者畅想生态规划的从数据收集、规划、设计、评价、决策、运营等等都能“完美”的解决。

关键词：生态规划；方法；工具；人工智能；决策

城市问题牵涉着社会的方方面面，城市病怎么解决？麦克哈格的生态理论让世人看到了希望，1990年布什总统向他颁发了国家艺术奖，并说“我希望21世纪最大的艺术成就将是重建地球。”今天，我国在可持续发展的思想下，运用着生态规划理论，把城市建设的“空间论”转向了“环境论”再发展到今天的“生态论”。这里，就简单介绍城市生态规划的方法、工具和作者对规划与科技结合的思考。

一、生态规划的方法

从城市规划的角度出发，生态规划的侧重点为区域内的布局与周边环境的协调，保护当地的生态环境。通过对当地的地质、水文、地形地貌的分析，确定需要保护的生态斑块、廊道等，维护区域内山水格局和大地机体的连续性和完整性，为工业园区的可持续发展奠定良好的外部环境，形成与自然和谐共生的景观安全生态格局。

1. 生态基础资料的整理分析

系统地进行场地分析，包括自然系统如气象水文、地形地貌、土地利用、人口分布、资源利用、环境污染、园林绿化的分析，是场地设计的适宜性和景观整体设计的依据。

2. 生态规划理念对用地布局的影响

1. 土地利用：建立安全生态网络，划定可建与不可建区

通过地形、土壤、植被、水文等的分析，划出包括生态廊道、生态斑块、生态核等不同地带，明确不可建区域，其余再根据需要，划定土地用途。

生态廊道：主要水系和地表径流干道及两侧保留的绿化植被形成的景观生态廊道。它具有减缓水流、增加土壤渗透、减轻雨水对排水管网的压力，同时它还是动物迁徙的通道；

生态斑块：由汇水水塘（库）、滞留塘及周边植被形成的块状绿化，以及植被较好的块状林地，它们是动物的主要生活栖息地，同时它们还具有净化地表水的功能；

生态核：水面及周边植被对区域具有决定性的生态影响，它们一起构成区域的生态核。

②交通模式：道路依据地势随坡就弯，用自由式路网，串起各功能地块。

东部平原地带采用方格网道路组织用地，西部丘陵地区本着充分尊重地形地貌的特点，尽量减少对原有地形的大填大挖，采用自由式的道路框架。

3. 生态基础设施规划

（1）生态基础设施的概念（绿色基础设施）

几乎所有的城市和郊区的发展都离不开由道路和其它市政管线所构成的庞大的网络。它们提供了一种看不见的设施，而该设施是居住区与其它用地的开发及当地居民生活所必需的。

与居住区基础设施支撑我们社区生活一样，生态基础设施就是支撑生物群落生存所必需的生活栖息地，并且它同时也会给社区居民带来益处。

在传统的居住区中，开敞空间或绿地通常是一些独植的树木和大面积修剪的草皮。这种绿地几乎不具备任何生态功能，且经常需要业主和市政部门浇水并进行人工维护。

在可持续的社区设计中，开敞空间不但具备景观和娱乐功能，而且还包括雨水调蓄、小气候调节，给鸟类、蝴蝶和野生植物提供栖息地等，同时也可以成为供居民休闲的社区公园。

传统社区和生态社区开敞空间比较表

（2）生态基础设施规划

根据前面对一定区域的气候、地形、水文、动植物的分析，拟定了由生态核、主要生态廊道及相关次生态廊道、若干生态斑块组成的生态基础设施系统。

4. 生态设计模式

针对水系网络，结合道路和用地布局，组织由生态廊道（溪流）和生态斑块（滞留塘、植被较好林地）构筑的生态网络是土地利用规划的前提和基础。

在建设中也必须坚持生态立区，生态兴区的原则，具体实施可参考下面的建设模式。

（1）雨水管理和生态设计

雨水管理的常规方式就是通过地下管线迅速将雨水排除，这样用于地下管线系统的费用是巨大的，而且管道系统不能对雨水起到净化作用，它们不能像诸如湿地、池塘等地表水系统对雨水进行再利用，且管道排除法也不能将雨水用于景观灌溉。

在一个生态社区里面，雨水管理功能被纳入到城市生态斑块、街道和开敞空间网络中，这样雨水可被社区再利用或滞留于社区，经过以上的处理，水质得到了改善，另外景观灌溉和基础设施费用也大幅度减少了。

①
街道排水

·传统方式

通过混凝土路牙石和雨水边沟直接将水排入地下管道。

雨水很快从生态系统中排走，不能渗到地下并补充地下水、滤除污染物或被当地的动植物利用。

·
生态方式

在道路两侧设置洼地对雨水进行引流和渗透。

这种方式有利于地下水补充，能减缓雨水的流速并对雨水进行净化，可使雨水在景观系统中停留更长的时间，以便动植物利用。

②绿化分隔带设计

·传统方式

绿化分隔带和交通岛被设计成斜坡以便雨水的迅速排除，它的功能也仅局限于美观作用。

这
种方式缩短了雨水排除的时间，减少了雨水被植物利用的机会。日常的灌溉和修剪带来了高额的维护费用。

·生态方式

绿化分隔带和交通岛被设计成减缓雨水的排除。通过种植耐潮湿环境的树木、灌木、草丛、和野花，减少日常的维护费用。

大量从附近地表和人行道排除的雨水被分隔带或交通岛截流。

③ 开敞空间设计

·传统方式

一些地方通常被设计成2－8％的坡地,且其中没有浅滩或湿地，这样可有效将雨水迅速排除。

雨水被迅速排除，极少渗进地下或被植物利用。

这
种将雨水直接排除的方式给雨水系统带来了巨大的压力。

·生态方式

通过设置不同坡度的土堤和凹地这种复杂的地形减少水土流失，而且延长了水流时间以便雨水渗入地下。

由于大量不同的生物栖息地的保留，生物多样性得到保护。

④ 后院排水

·传统方式

雨水直接通过水泥明沟排入蓄水池或地下管线。

空地雨水的迅速排除使雨水不能补充地下水或被当地动植物利用。

·

生态方式

通过可渗透的材料和植物构建洼地，可减缓水流速度，并有助于雨水滤清和渗透。

这种方式可补充地下水，并使雨水滞留时间延长以便当地动植物利用雨水。

（2）绿化与街景

传
统的绿化方式通常是孤植的树木和修剪整齐的草皮，这样的效果并不理想，在生态化的设计中可有3种不同的种植模式。

传统 统

生态 态

草 皮和野花的搭配给社区提供了一个多彩的、低维护费用的种植模式，它们会吸引许多蝴蝶和鸟类并为它们提供栖息地。这种形式由于需水量小，适合比较干燥的地方，小的卵石同时也给蝴蝶提供了一个温暖的阳光充足的地方。

②果树和灌木结合

在绿地的阳坡，多样的高低搭配的果树和灌木可为野生动物提供食物。果树的选择要考虑它的结果时间，这样通过不同种类果树的搭配就能为野生动物提供全年的食物。落叶乔木、针叶林和藤本植物的种植为鸟类提供食物、筑巢地点及筑巢材料。

2. 高
   灌木与乔木相结合

在盛行风的种植区域，耐风种类植物的种植可阻挡寒风并为野生动物提供藏身地，诸如云杉一类的常绿乔木的种植是非常重要的，因为它们可给鸟类和小型哺乳动物提供温暖的藏身地，而且它们的果实是许多动物的食物。种植时必须注意使高大植物居中，低矮植物向两边过渡以最大程度阻挡寒风。另外耐恶劣环境的固氮植物如柠条可以通过向土壤中释放氮来改善土壤质量。

二、城市生态规划的思考

对城市生态规划来说，研究方法和研究工具的发展显得额外重要。从麦克哈格开始采用透明图因素叠加法，到目前采取网格法利用地理信息系统GIS（Geographic Information System），依托GIS的GIA-CA(Green infrastructure Assessment-Cellular Automata)空间模型等已被广大研究者运用。

现在大数据和云计算的介入，都可以把以前的经验公式推演的理论做到：精准化、实时化、一体化甚而影响到建设和实施，及现在流行的智慧城市。

2017年3月28日在由中国科协主办的智慧城市发展论坛上，国务院参事、中国城市科学研究会理事长仇保兴，围绕智慧城市规划、城市绿色发展等问题做主旨报告。他表示，“智慧城市的设计应该聚焦“公共品”,让政府做应该做的事，实现科技的智能化，带动城市发展。绿色发展实际上就是从工业文明转向生态文明。”城市生态其实就是仇部长提到的公共品而且是最大的公共品。

2017年1月，上海市规划局举办的“上海数慧新年——城市规划信息技术大讲堂”同济大学副校长吴志强演讲了《人工智能的城市规划》，把目光聚焦到大数据对规划的影响乃至人工智能上。吴校长着重讲解了在城市感知平台和智慧建造平台等配套支持下的智慧城市整体架构及其发展目标。该架构包含城市空间智慧平台、城市大数据平台、城市动力平台和城市推演平台。

吴校长提到了MASTER横扫围棋界，这是阿法狗的升级版。说到人工智能，绕不过赫伯特.西蒙——人工智能之父，西蒙在国际城市管理者协会ICMA(International City Managers’Association）工作过，并撰写了《管理行为》一书。这里就联系到生态规划乃至整个规划系统的一个大家回避的问题“决策”。阿法狗战胜人类，靠的是两条人工智能，学习和决策。在中国生态规划的研究基本上都是理论研究、预测和管理，决策上的研究很少。中国的大部分公共事业的决策权不在专家手里，就算专家学者的决策意见也更多的依靠经验来完成。

人工智能决策在生态规划上的运用优点和难点：

优点：

1、避免主管臆断。

2、在中国国情下能帮助研究者说服决策者，协调矛盾。

3、对生态规划的完成度和偏颇进行科学的判断。

4、真正做到一体化。

难点：

1. 生态规划决策系统因为影响因数除了技术还有大量的政策、经济、社会等等，需要建立通用人工智能，Deep mind这方面也刚起步。（针对现在的单一领域的狭义人工智能而言）

2. 大数据的公开性、联通性差。

3. 政治因素。

最后，城市生态规划不能浮于纸面，重要的是实施和运营，希望在解决城市疾病上，生态规划真正成为城市可持续性发展的良方妙药。上海世博会主题是：“城市，让生活更美好！”，这里我们希望：“生态，让城市更健康！”

参考文献

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