梁會民 彭世揆 李志明

(1.南京林業(yè)大學風景園林學院,南京 210037;2.南京林業(yè)大學森林資源與環(huán)境科學學院,南京 210037)

高速發(fā)展的城市化進程帶來了許多城市問題,如城市規(guī)模的過快增長和無序擴張,城市生態(tài)環(huán)境的惡化,城市綜合防災減災能力的下降,城市的土地、環(huán)境、水等資源的透支等(周干峙,2006)。這些問題本身是一種復雜的城市現(xiàn)象過程,是城市系統(tǒng)失衡的一種表現(xiàn),嚴重影響了城市的可持續(xù)發(fā)展。而這些問題的解決需要城市規(guī)劃學、生態(tài)學、建筑工程學、地理學等相關學科和部門的合作與協(xié)調(diào),也需要具有跨學科的理論知識和較強的實踐技能的復合型城市規(guī)劃人才的廣泛參與。

復合型城市規(guī)劃人才的培養(yǎng)是以完善的城市規(guī)劃專業(yè)課程體系為基礎的。因此,本文從自然地理學在城市規(guī)劃學科體系中的作用和在城市規(guī)劃分析中的應用的角度,分析闡述了自然地理學在城市規(guī)劃專業(yè)課程體系中的作用和開設的必要性;并進一步提出了自然地理學在城市規(guī)劃專業(yè)中實施教學的建議。

一、自然地理學在城市規(guī)劃學科體系中的作用

城市規(guī)劃學科是以城市為基本研究對象的綜合性和實踐性學科。城市規(guī)劃研究的城市有其特有的組成結構、屬性特征和發(fā)展演化規(guī)律。有學者從學科交叉的角度把城市規(guī)劃學的發(fā)展劃分為3個階段,即人文學科占支配地位時期的古代城市規(guī)劃學階段、科技學科獨立發(fā)展時期的近代城市規(guī)劃學階段、人文學科與科技學科交叉中的現(xiàn)代城市規(guī)劃學階段[1]。在城市規(guī)劃學科體系的形成過程中,自然地理學作為自然科技學科之一,在學科背景、研究對象、學科性質(zhì)、研究任務等方面對城市規(guī)劃學科產(chǎn)生了深刻的影響。

(一)學科背景方面

目前,我國城市規(guī)劃學科的發(fā)展背景包括建筑學、工程學、地理學、林學,不同學科背景的專業(yè)體系為城市規(guī)劃培養(yǎng)了具有不同專長特色的人才。在地理學科基礎上設置的城市規(guī)劃專業(yè),學制為4～5年。其特點是地理類、經(jīng)濟類、法規(guī)類課程較多,注重城鄉(xiāng)區(qū)域規(guī)劃理論的研究,在規(guī)劃技術方面重點培養(yǎng)學生在社會調(diào)查、數(shù)據(jù)整理、地理信息分析、預測技術和遙感技術等方面的能力[2]。在其課程體系中,地理類課程主要包括自然地理學、人文地理學、經(jīng)濟地理學、城市地理學、地圖學、地理信息系統(tǒng)等。這些課程為城市的特征和系統(tǒng)分析提供了理論和方法支持,而其中的自然地理學課程為其他地理類課程的學習和研究提供了理論和方法指導。因此,了解和掌握自然地理學的理論和方法,不僅有助于其他地理類課程和城市規(guī)劃原理等規(guī)劃課程的理論學習,而且有助于城市規(guī)劃專業(yè)人才樹立正確的人地觀和科學的發(fā)展觀,能夠自覺地運用自然地理學的原理和方法指導城市規(guī)劃工作。

(二)研究對象方面

城市規(guī)劃學科的研究對象是以自然地理要素為本底的經(jīng)過人類改造并復合了大量經(jīng)濟、政治、社會文化、技術、行為等要素的特殊的生態(tài)系統(tǒng)。所以城市具有自然、經(jīng)濟、社會、法律等多重屬性,而后幾種屬性是以自然屬性為基礎的。盡管城市空間的純自然痕跡非常少,但依然是深受自然規(guī)律約束和影響的地球表面空間的一部分。例如,城市的氣候、水文、地形地貌等所表現(xiàn)出來的地域差異性,就深受自然地理規(guī)律的影響,并最終影響城市的形成和發(fā)展演化、城市的類型、城市的空間結構和形態(tài)等。這就要求城市規(guī)劃的前期工作必須運用自然地理學的原理和方法,調(diào)查分析城市的自然條件和自然資源的特點,分析城市的自然屬性特征和整體的生態(tài)環(huán)境狀況及其對城市發(fā)展的影響,以準確地把握特定城市形成和發(fā)展演化的影響因素和機制,城市系統(tǒng)的組成、結構和功能特點,以及城市發(fā)展面臨的問題和原因等,從而為城市問題的解決和城市未來發(fā)展戰(zhàn)略的制定提供依據(jù),為城市規(guī)劃設計工作提供具體的指導。

(三)學科性質(zhì)方面

城市組成要素的多樣性、城市問題的復雜性、城市規(guī)劃的空間性決定了城市規(guī)劃學科的性質(zhì)具有交叉性、綜合性和實踐性等特點。尤其是進入21世紀以后,學科發(fā)展的多極延伸、交叉滲透和綜合集群等更為突出和頻繁,在研究成果和方法上各學科也在相互借鑒[3]。因此,只有適應城市建設和發(fā)展的需要,形成以規(guī)劃學、地理學、建筑學、經(jīng)濟學、生態(tài)環(huán)境學、社會學、公共管理學、心理學等多學科為基礎理論的,以對人居空間的控制與管理為特征的,以應用數(shù)學、統(tǒng)計學和計算機信息系統(tǒng)為基本手段的現(xiàn)代城市規(guī)劃應用科學體系[4],才能既研究城市問題又支持城市的可持續(xù)發(fā)展,才能培養(yǎng)出既是城市系統(tǒng)分析師又是城市設計師的城市規(guī)劃人才[5],也才能為城市規(guī)劃專業(yè)尋找明確的發(fā)展方向,避免城市規(guī)劃去物質(zhì)化或唯空間論的極端。作為交叉源頭學科之一,自然地理學能夠在自然地理學原理指導、自然屬性分析、自然資源與條件評價等方面提供指導,使地理學的地理調(diào)查和空間分析方法得到廣泛的應用。

(四)研究任務方面

新的《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》要求城市規(guī)劃從原來的工程技術理性轉向以公共利益為核心的對社會問題的關注,從“形態(tài)規(guī)劃”轉向“社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等的綜合規(guī)劃”[6]。而當前社會關注的最大問題就是人類社會的可持續(xù)發(fā)展。吳志強認為,中國的城市規(guī)劃研究應該關注區(qū)域尺度的空間規(guī)劃研究,回歸“人的尺度”的城市規(guī)劃研究、可持續(xù)的人居環(huán)境研究[7]。因此,城市規(guī)劃學科的研究任務就是在科學的人地觀和資源觀的引導下,解決目前復雜的城市發(fā)展問題,營造適宜的人居環(huán)境,促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

但是,城市的可持續(xù)發(fā)展面臨著諸多困難:一方面,城市是人地關系最復雜的地方。城市的人口最密集、社會經(jīng)濟活動最集中和最強大、景觀改變最劇烈,并且缺乏天然系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能。另一方面,城市是人類所有發(fā)展訴求的載體。人們期望在城市既能享受到高水平的經(jīng)濟、社會文化生活,又能享受到清潔優(yōu)美的環(huán)境。因此,城市可持續(xù)發(fā)展的首要工作就是探索城市系統(tǒng)的基本組成、結構、功能、發(fā)展演化規(guī)律和時空分異特點等。這一任務需要自然地理學、城市地理學、城市生態(tài)學、城市社會學以及其他學科共同參與研究才能完成。

二、自然地理學在城市規(guī)劃分析中的應用

(一)規(guī)劃思想的指導

對城市規(guī)劃具有思想指導作用的自然地理學的基本規(guī)律包括整體性規(guī)律、地域分異規(guī)律、人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律。

1.整體性規(guī)律的指導

整體性和地域差異性是自然地理學的基本規(guī)律,也是空間地理事物的基本特征。自然地理環(huán)境的整體性是指自然地理環(huán)境各要素相互聯(lián)系、相互作用、相互制約,形成了一個有機的整體;自然地理系統(tǒng)具有各單一組成部分不具備的統(tǒng)一的結構、功能和效應。整體性規(guī)律表明:組成系統(tǒng)的各要素并不是彼此孤立的,而是作為一個整體存在的,并在特征上保持協(xié)調(diào)一致,且與總體特征相統(tǒng)一;系統(tǒng)中任一要素的變化會導致其他要素乃至系統(tǒng)整體狀態(tài)的變化,而且這種變化可能是“指數(shù)”性的變化。因此,整體性原則要求分析城市的各種影響因素時要全面,不可偏廢任何一個因素;要從城市要素的整體組合和相互關系的角度分析這些因素及其影響;要把握城市系統(tǒng)的整體功能效應及其動態(tài)。

2.地域差異性規(guī)律的指導

自然地理環(huán)境的地域差異性是指自然地理環(huán)境整體及其各組成成分按照一定的方向發(fā)生分化的現(xiàn)象和規(guī)律(又稱地帶性),是自然景觀多樣性形成的基礎。地域差異性規(guī)律表明:差異性是絕對的,地球上沒有完全相同的2個地域存在,城市規(guī)劃也不具有可復制性和移植性。因此,地域差異性原則要求在進行城市規(guī)劃時,要具體分析城市的地域性和歷史性,要因地制宜地制定城市發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃方案,不可盲目效仿。

3.人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律的指導

人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律是可持續(xù)發(fā)展理論的基礎。人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律是指人類社會與自然地理環(huán)境之間相互影響、相互作用的規(guī)律。一方面,自然地理環(huán)境對人類的誕生、演化,人種的形成,人口的分布,人的素質(zhì)以及人類社會的發(fā)展等,都產(chǎn)生著深刻的影響;另一方面,人類改變了地表形態(tài)、物質(zhì)循環(huán)、能量流動、生態(tài)平衡、自然地理過程速率等,從而對自然地理環(huán)境也施加了深刻的影響[8]。人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律表明:人類社會的發(fā)展必須與自然地理環(huán)境的發(fā)展演化和資源的供應相適應;否則,人地關系將會走向對立。因此,人地協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律要求在對地理環(huán)境的改造和城市建設的活動中,必須尊重自然規(guī)律,控制人口數(shù)量,提高人口素質(zhì),保護環(huán)境,改變資源利用觀念和經(jīng)濟增長方式,使人口、資源、環(huán)境與發(fā)展相協(xié)調(diào),從而最終實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

(二)規(guī)劃內(nèi)容的分析

1.城市自然條件的分析

自然條件是城市規(guī)劃和建設的基本條件和物質(zhì)基礎。作為外部因素,自然條件會影響城市的形成和發(fā)展、城市景觀的結構和形態(tài)、城市的職能、城市的文化和特色、城市的工程建設以及其他的社會經(jīng)濟生活[9]。城市自然條件包括地質(zhì)、氣候、水文、地形地貌、生物、土壤等條件。

(1)城市地質(zhì)條件的分析包括建筑地基及其承載力分析、地質(zhì)地貌災害類型(如滑坡、泥石流、崩塌、濕陷、水土流失、沖溝、地震、火山等)及其影響的分析等,從而為城市和項目的選址、工程設計和可行性分析、城市總體設計以及城市防災減災規(guī)劃等提供依據(jù)。

(2)城市氣候條件的分析主要包括太陽輻射、氣溫、降水、濕度、大氣環(huán)流狀況、風向、能見度的分析等,從而為城市的整體布局和各類功能區(qū)(如城市居住區(qū)設計中建筑的日照標準、間距、朝向、防風與通風等)的設計、城市污染防治設計、城市排水與防洪設計等服務。

(3)城市水文條件的分析包括水系類型、分布、水源補給、水情要素(水位、流量、流速、水溫、結冰、泥沙等)、水文動態(tài)、水文地質(zhì)條件的分析等,從而為城市和項目的選址以及城市規(guī)模的確定服務,為城市形態(tài)、基礎設施(如港口、橋涵工程、堤坡、給排水工程等)、綠地系統(tǒng)、防洪的設計以及城市生產(chǎn)生活的安排等提供依據(jù)。

(4)城市地形的分析主要包括地形類型和形態(tài)的分析,如坡度、坡向、面積、體積(山體體積與挖方體積)、起伏、切割、地形特征點、可視性分析等,可以借助GIS進行,從而為城市布局、城市平面結構和空間布置、城市排水和防洪規(guī)劃等提供依據(jù)。

(5)城市生物條件的分析主要包括生物特別是植物的種類、分布、結構、功能、動態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)平衡性的分析等,從而為城市園林綠化和景觀設計提供指導,進而對優(yōu)化城市生態(tài)環(huán)境、降低城市“熱島效應”和“雨島效應”產(chǎn)生影響。

(6)城市土壤條件的分析主要包括土壤類型、土壤的理化特性和肥力及其利用改造問題的分析等,從而為城市園林綠化、景觀設計以及城市環(huán)境防治和人體健康服務等提供指導。

自然條件對城市規(guī)劃的影響會因地而異,相對來說,地質(zhì)、氣候、水文、地形地貌這4種因素的影響更為直接和明顯。因此,在城市自然條件的分析中,要注意因地制宜,抓住主導因素;同時,由于同一條件的影響有兩面性,所以要注意區(qū)別分析。

2.城市自然資源的評價

城市自然資源包括土地資源、水資源、氣候資源、生物資源、礦產(chǎn)資源等。城市自然資源的評價可以與自然條件的分析相結合進行。

(1)城市土地資源的評價主要包括土地數(shù)量、分布、等級和分類的評價等,從而為城市總體規(guī)劃中的用地安排提供服務。

(2)城市水資源的評價包括水資源的數(shù)量、質(zhì)量、水能價值及其影響的評價等,從而為城市人口規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模的確定、城市生活和生產(chǎn)用水的保障和安全、城市供水和防污的規(guī)劃、城市水電能源的供應以及城市工程建設等服務。

(3)城市氣候資源的評價主要包括光能、熱量、風能、降水的評價和大氣成分資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布、利用價值的評價以及經(jīng)濟技術可行性的評價等,有利于促進城市建設的生態(tài)化和可持續(xù)化。

(4)城市生物資源的評價主要包括城市植物種類、數(shù)量、分布、結構和功能及其多樣性狀況的評價等,從而為園林系統(tǒng)規(guī)劃和景觀設計提供依據(jù)。

(5)城市礦產(chǎn)資源的評價對礦業(yè)城市非常重要,礦產(chǎn)的數(shù)量、質(zhì)量、分布、組合狀況、開發(fā)的難度和開發(fā)時序等是評價的重點。城市礦產(chǎn)資源的評價為城市規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結構、空間布局和城市經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃提供了依據(jù)。

(三)規(guī)劃分析方法的指導

城市規(guī)劃的方法包括定性分析方法、定量分析方法、定性與定量結合的分析方法。自然地理學為城市規(guī)劃提供了以下的方法指導。

1.地理調(diào)查法

“觀察—分析—表述”,即肉眼觀察、描述歸納、文學式表述,這是萌芽時期和初創(chuàng)時期的地理學研究方法。盡管目前遙感(RS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的技術日益廣泛應用,但對變化性資料和微觀資料的采集來說,只有采用傳統(tǒng)的地理調(diào)查方法,即到現(xiàn)場實地調(diào)查、拍照、問詢,才可做到科學詳盡。

2.地理比較法

自然地理學的整體性規(guī)律和地域差異性規(guī)律為地理比較法提供了理論依據(jù)。在對城市的分析中,橫向和縱向的比較研究對探尋城市的發(fā)展演化機制、制定科學合理的城市發(fā)展戰(zhàn)略有直接的指導作用。

3.地圖方法和GIS方法

地形圖和現(xiàn)狀規(guī)劃圖為新規(guī)劃方案的形成提供了底圖和現(xiàn)狀定性定量的信息,是城市規(guī)劃設計必需的圖件資料;同時,圖上作業(yè)法也是城市規(guī)劃方案形成的常用方法之一。GIS是空間分析的良好工具,可以接受多種格式的海量實時數(shù)據(jù),可以基于空間特征和屬性特征進行數(shù)據(jù)處理和空間分析并輸出圖表結果,所以在城市用地動態(tài)研究、城市景觀結構研究、地形分析、可視性分析、緩沖分析和統(tǒng)計分析等方面得到越來越多的應用。

三、自然地理學在城市規(guī)劃專業(yè)中的教學實施

(一)作為必修課或選修課獨立開設

在城市規(guī)劃專業(yè)的課程體系中,自然地理學可以作為48學時的必修課或32學時的選修課開設,實施獨立教學。自然地理學課程可以分為概論和實踐分析2個模塊:前者概要介紹自然地理要素的基本組成、結構、時空分布、運動等基本規(guī)律;教學中要盡量把講授與討論相結合,要注重多媒體演示的運用;這部分教學的學時可以占到計劃學時的2/3左右。后者要結合城市規(guī)劃原理課程內(nèi)容介紹自然地理學基本規(guī)律的應用和自然地理分析;根據(jù)教學內(nèi)容可以安排1～2次近距離的城市自然條件、自然資源和人地關系的調(diào)查實踐和分析活動;這部分教學的學時可以占到計劃學時的1/3左右。

(二)作為城市社會實踐調(diào)查課程的一部分實施

陳前虎先生曾提出將城市規(guī)劃社會實踐設計分為3個環(huán)節(jié):觀察與認知城市的環(huán)節(jié)、理解和認識城市的環(huán)節(jié)、引導和改造城市的環(huán)節(jié)[6]。所以自然地理學的教學內(nèi)容也可以作為城市社會實踐調(diào)查課程第一階段的教學和實踐內(nèi)容予以實施。在城市社會實踐調(diào)查課程的理論教學中,可以分2次簡要介紹自然地理學的基本原理、自然條件分析以及自然資源評價的內(nèi)容和方法;在城市社會實踐調(diào)查課程的實踐教學中,可以同時進行城市自然條件和自然資源的實踐調(diào)查,最后把城市自然條件分析和自然資源評價作為城市規(guī)劃社會實踐設計的一項內(nèi)容撰寫課程報告。

綜上所述,自然地理學課程的開設或內(nèi)容的納入對城市規(guī)劃專業(yè)課程體系建設的完善具有其他課程不可替代的作用。因此,無論是學校還是教師,都要在認識上重視自然地理學教學內(nèi)容,把自然地理學納入到城市規(guī)劃專業(yè)的課程體系中;都要根據(jù)各院校城市規(guī)劃專業(yè)的特色,以必修課程或選修課程的形式,或者作為城市社會實踐調(diào)查課程的一部分,落實自然地理學的教學,從而為學生奠定扎實的自然地理學理論知識和方法技能的基礎。

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