王曉鳴，　彭文俊，　華　虹，　吳晶霞

(華中科技大學　a. 土木工程與力學學院； b. 環(huán)境科學與工程學院， 湖北　武漢　430074)

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建筑生態(tài)位理論的發(fā)展與應用

王曉鳴a，彭文俊a，華虹b，吳晶霞a

(華中科技大學a. 土木工程與力學學院； b. 環(huán)境科學與工程學院， 湖北武漢430074)

摘要：探討以建筑與環(huán)境和諧共生為目標的建筑生態(tài)位理論，是促進中國在向生態(tài)文明建設轉型大背景下城鄉(xiāng)建設和建筑學科可持續(xù)發(fā)展的新領域。論文綜述了建筑生態(tài)位概念的三個發(fā)展演化階段，分為傳統(tǒng)建筑生態(tài)位的萌芽、現代建筑生態(tài)位的提出、建筑生態(tài)元的概念與應用；系統(tǒng)梳理了國內外建筑生態(tài)位相關概念和研究進展；界定了建筑生態(tài)位的定義，分析了其具有的寬泛性、閾值性和功能性三個基本特性；指出建筑生態(tài)位的拓展研究主要涉及維度、寬度、重疊與分離、構建四個方面；提出了建筑生態(tài)位理論在建設項目生態(tài)位事件優(yōu)化、城市空間生態(tài)位適宜性規(guī)劃、生態(tài)建筑設計、歷史街區(qū)生態(tài)元保護等方面的重點應用途徑。最后展望了建筑生態(tài)位理論研究和實踐應用的優(yōu)先發(fā)展領域。

關鍵詞：建筑生態(tài)位；生態(tài)元；建設；適宜性

開展建筑生態(tài)位理論研究是促進我國城鄉(xiāng)建設與建筑可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。為積極應對全球氣候變化和生態(tài)環(huán)境衰退的嚴峻挑戰(zhàn)，2014年頒發(fā)的《國家新型城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃(2014-2020)》明確提出了中國的城鎮(zhèn)建設要向生態(tài)文明建設轉變的重大任務。發(fā)展綠色生態(tài)建筑是推進生態(tài)城鄉(xiāng)建設的主要載體和重點方向，探討以建筑與環(huán)境和諧共生為目標的建筑生態(tài)位理論，是促進中國城鄉(xiāng)建設和建筑學科可持續(xù)發(fā)展并與國際接軌發(fā)展的新領域。

推進建筑生態(tài)位理論實踐應用是解決超越生態(tài)承載力的城鎮(zhèn)建設問題的重要途徑。中國的城鎮(zhèn)化發(fā)展水平已由改革開放初期1978年的17.9%提高到2013年的53.73%[1]，預計2050年將達到70%～75%[2]。城鎮(zhèn)建設已步入成長關鍵期、提升期及城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展期[3]，現有建筑存量和基礎設施建設存量已翻番[4]，我國每年新增建筑面積約20億m2[1]。與此同時，原有的低密度生態(tài)型農業(yè)土地快速向高密度充滿材料密集型商業(yè)建筑和住宅建筑的城市土地流轉，消耗了大量國產和進口資源[5]。建筑業(yè)的高能耗和高碳排放已經對全社會造成沉重的能源負擔和嚴重的環(huán)境污染[6]。例如，由于過度建設和超過生態(tài)承載力發(fā)展導致的首都北京常態(tài)化霧霾和“奧運會藍”及“大閱兵藍”空氣環(huán)境質量劣化現象就是典型例證。

本文系統(tǒng)歸納梳理了國內外建筑生態(tài)位的概念演變、理論發(fā)展及實踐應用進展歷程，分析提出了建筑生態(tài)位的定義和特征，展望了建筑生態(tài)位理論的發(fā)展方向和在城鎮(zhèn)建設與建筑行業(yè)的重點應用領域。

1建筑生態(tài)位概念的提出

建筑生態(tài)位概念的提出大致經歷了三個階段：第一階段是傳統(tǒng)建筑生態(tài)位思想的萌芽，基于傳統(tǒng)建筑風水理論分析建筑環(huán)境的時空適宜性；第二階段是現代建筑生態(tài)位概念的提出，并將其引入非生命科學領域；第三階段是建筑生態(tài)元的概念與應用，奠定了生態(tài)位在城市發(fā)展和建筑等多領域的應用基礎(圖1)。

圖1　建筑生態(tài)位的概念演變

1.1傳統(tǒng)建筑生態(tài)位的萌芽

生態(tài)位(Niche)體現了生物單元在特定生態(tài)系統(tǒng)中與其他生物及生存環(huán)境相互影響而形成的相對地位和作用[7]，它的內涵特征表現出明顯的時空特性，與我國傳統(tǒng)建筑風水理論中的時空觀高度契合。

我國古代建筑理論源于《易》學中的風水理論[8]，風水理論融合陰陽五行、四象八卦、元氣論等學說于一體，秉承天、地、生、人復雜系統(tǒng)不斷新陳代謝和有機循環(huán)的意識理念，研究“氣、勢、理、形”等優(yōu)化配置問題。例如，宋代蔡元定把大地看作活的有機體，將辨析地形地貌的向背、剛柔、強弱、趨避等作為風水學的關鍵內容。中國古代城鎮(zhèn)、道路、寺廟、聚落、村落、住宅、墓地等的選址和布建，都注重四方與區(qū)位，并總是與天象緊密結合，即“法天象地”力求“天助、人助”，“萬物兼育而不相害，道并行而不相悖”，使人與自然界走向互利與共榮，從而達到“致中和，天地位焉，萬物育焉”的境地[9]。

可見我國很早就注重建筑與環(huán)境在時間和空間上的適宜性，傳統(tǒng)的建筑風水理論從空間選址和環(huán)境布局等方面為我國古代營筑宅址和村落建設的適宜性提供了重要理論支撐，體現出樸素的建筑生態(tài)位思想(表1)。

表1　傳統(tǒng)風水理論對樸素建筑生態(tài)位思想的影響

1.2現代建筑生態(tài)位的提出

1.2.1生態(tài)位理論的引入

生態(tài)位一般譯作Ecological Niche或Niche。Niche源自意大利語“Nicchio”，隨后演化成法語里的動詞“Nichier”和名詞“Niche”，在中世紀晚期以Niche的形式被英語納入[12]。Niche的原意指壁龕，是人們在建造的房屋上鑿出的供放神像的3層結構小凹巢。1910年美國生態(tài)學家Johnson借鑒建筑上的Niche術語，最早在生態(tài)學領域中引用該詞作為生態(tài)位短語。1917年Grinnell最先給出生態(tài)學中生態(tài)位的完整定義，即物種最終占據的位置特征，且同一區(qū)系中物種所占據的生態(tài)位不會完全重疊[13]；后來又把該定義修正為：由于結構和天生的局限性，物種得以生存和繁殖的最終分布單元，它反映了生命體研究對象的固有屬性[14,15]。隨后，Elton根據物種在生態(tài)系統(tǒng)中擔任的功能角色提出了營養(yǎng)生態(tài)位概念[16,17]；Hutchinson綜合Grinnell和Elton的理念，提出了多維超體積生態(tài)位[15, 18]。這三個概念也是迄今為止最有影響力的生態(tài)位概念。

國外學者率先把生態(tài)位引進非生命科學領域，從而拓展了生態(tài)位理論的使用范圍。生態(tài)位概念雖然一經提出就受到國外學者的普遍關注，但在相當長時期只限于生物生態(tài)學范圍內使用。美國建筑師McHarg的著作《Design with Nature》出版象征生態(tài)學思想與建筑領域的結合[19]，但生態(tài)位概念尚未與建筑直接關聯。隨著生態(tài)位理論不斷地深化和完善以及有機化思潮的推廣，生態(tài)位的應用范圍開始從生物學領域逐漸擴展到社會學科領域。1980年代，美國學者在市場行銷領域中引入生態(tài)位概念，提出市場生態(tài)位(Market Niche)(又稱為市場利基)來形容沒有被服務好的并且具備細分特點的縫隙市場[20]，標志著生態(tài)位理論最先在生物生態(tài)學以外的市場學領域得到使用[21]。隨之生態(tài)位又被引入其他更廣泛的社會學科領域，如Hannan等[22]基于生態(tài)位思想基礎上提出組織生態(tài)位(Organization Niche)概念，荷蘭學者Rip[23]和Schot等[24]在技術的演化和創(chuàng)新研究中提出技術生態(tài)位(Technogical Niche)概念，建立分析戰(zhàn)略生態(tài)位管理(Strategic Niche Management)的技術范式變遷模型[25]。

1.2.2建筑生態(tài)元的提出

我國學者從1980年代開始較全面展開生態(tài)位理論研究。劉建國提出了生態(tài)元概念，即指在社會-經濟-自然復合生態(tài)系統(tǒng)中能夠進行生態(tài)學過程的功能單元；它涵蓋從基因乃至到整個地球的各層次上具有一定生態(tài)結構和功能的所有生物組織，也包括工廠、企業(yè)、種植方式、產業(yè)結構等具有一定功能的實體[26,27]；指出每一個生態(tài)元都具有與之相對應的生態(tài)位。該研究為生態(tài)位理論拓展到城市、旅游、教育、文化、政策及建設領域[21,28～30]提供了新思路。

夏海山[31]提出建筑可以被看作是生態(tài)元。栗德祥指出在建筑領域中，從城市的形態(tài)、布局、基礎設施、更新、居住區(qū)等各功能等級，到建筑的規(guī)劃設計、建造施工、綠化、材料、構件、設備、部品、廢物等各環(huán)節(jié)或元素均可看作是生態(tài)元；認為任何一個建筑生態(tài)元都應該在其所處的資源空間中展示出生態(tài)位的適宜性[32,33]。

1.2.3建筑生態(tài)位的概念

在借鑒中國傳統(tǒng)建筑文化和有機發(fā)展思想的基礎上，我國學者較早開始建筑領域生態(tài)位的探討。葛明[34]以廣義物理學為基礎分析了在自然范式中建筑生態(tài)空間的形態(tài)布局及其結構的網絡特性，提出：優(yōu)化建筑生態(tài)空間的結構網絡關系依賴于基礎的、潛在的和理想的生態(tài)位之間的合理配置，增強建筑生態(tài)空間的結構網絡效應取決于對生態(tài)位的位勢差和關鍵生態(tài)因子的有效調節(jié)，生態(tài)位位勢結構的合理搭配是推進建筑生態(tài)空間結構執(zhí)行網絡化策略的重要途徑。夏海山[31]認為建筑是人類所占據的環(huán)境空間，將建筑與生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)元相類比，可借用生物生態(tài)位概念對建筑生態(tài)位進行定義；認為建筑生態(tài)位指建筑為人們提供的所有可供利用的生態(tài)因子和生態(tài)關系集合，包括建筑本體和周圍環(huán)境兩部分。

綜述表明，建筑生態(tài)位研究是在建筑生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的類比研究基礎上逐步發(fā)展的。隨著可持續(xù)建筑的發(fā)展進程，對建筑及其與所在區(qū)域的經濟、社會、環(huán)境等生態(tài)要素維持適宜性同步發(fā)展的需求日益重視。建筑生態(tài)位理論作為一門研究新領域，對我國在實現生態(tài)文明建設背景下的城鄉(xiāng)建設發(fā)展和建筑設計、建造及更新改造都具有理論和實踐意義。

2建筑生態(tài)位理論的發(fā)展

2.1國外研究進展

國外學者的近期研究偏重于建筑技術生態(tài)位方面，重點研究技術在主流社會建設機制中的過渡與轉變[35～37]、以及技術發(fā)展戰(zhàn)略更新理論[23, 38]大背景下，建筑技術生態(tài)位在綠色建筑及可持續(xù)建造技術領域中的推廣和應用。提出了幾個與建筑生態(tài)位密切相關的重要概念，為我國研究建筑生態(tài)位理論提供了重要借鑒。

2.1.1住宅生態(tài)位(Housing Niche)

Saegert等[39]基于心理學、健康學和社會學角度，提出了住宅生態(tài)位模型(Housing Niche Model)，將住宅生態(tài)位定義為：能被特定組團占領的居住生態(tài)環(huán)境中的特殊位置。該模型選用以社會結構和政策為主的決定因素，探討住宅生態(tài)位與居民健康、住房市場、收入分配、住房選擇以及居民后代的住房選擇之間的關系。指出在一定的由心理、社會和物理環(huán)境因子構成的住宅生態(tài)位中生活才有助于人類健康，為未來健康住宅選址提供了政策建議。

2.1.2綠色生態(tài)位(Green Niche)

Smith[40]指出，在現有的社會-技術范式中，綠色生態(tài)位具有重要發(fā)展機會；通過分析綠色生態(tài)位和當下社會機制之間社會-技術的過渡轉化，研究了二者之間的相互作用和相互依賴的過程，提出了兩個重要的綠色生態(tài)位術語：一是生態(tài)住宅生態(tài)位，二是有機食物生態(tài)位；揭示了二者在不同社會-技術情景中生態(tài)位和既有機制之間的過渡轉化，認為生態(tài)住宅生態(tài)位是指在當下滿足綠色創(chuàng)新需求的非主流住宅，需要為其提供初期創(chuàng)建的保護空間；通過對比主流住宅和生態(tài)住宅之間在指導原則、建造技術、基礎設施、政策規(guī)范、知識文化等方面的異同，分析了綠色生態(tài)位與主流機制之間隨時間的動態(tài)相互作用，指出了綠色生態(tài)位替代現有的主流社會-技術機制的可能性。

2.1.3生態(tài)位事件(Niche Event)

Berry等[41]通過構建多層次社會-技術系統(tǒng)框架，研究了生態(tài)位綠色發(fā)展在建筑行業(yè)轉型中的影響，提出了生態(tài)位事件是指為了解決現在的或者預期的需求，用來測試和學習新方法的地方。認為主流機制的結構變化主要源自生態(tài)位水平(Niche Level)上新想法和經驗的孵化以及景觀壓力的影響，而生態(tài)位事件為新技術、新想法和創(chuàng)新實踐提供了相應的法規(guī)、制度等保護條件，并形成孵化空間，使其不受來自當下主流機制的壓力影響。生態(tài)位事件可促進綠色新技術、新工具、建造新規(guī)范、新標準與主流建筑機制或技術范式之間的過渡與演化；住宅建筑在向更加環(huán)保可持續(xù)類型轉化之前，有必要創(chuàng)建更多的生態(tài)位事件，為更多個體和機構提供關于可持續(xù)住宅的具體實際認知，避免主流的技術、實踐和經驗束縛或妨礙生態(tài)位事件的散播，讓組織機構有信心改變現有主流的產業(yè)實踐、政府政策或法規(guī)標準。

綜上分析，住宅生態(tài)位、綠色生態(tài)位、生態(tài)位事件等概念的提出，對從不同尺度解讀建筑生態(tài)位理論具有直接借鑒價值。

2.2國內研究進展

我國學者結合國家生態(tài)城市和生態(tài)建筑的建設實踐，較早將生態(tài)位理論引入城鎮(zhèn)建設和建筑學領域，率先提出了建筑生態(tài)位的概念，進行了活躍研究。

2.2.1建筑生態(tài)位的界定

夏海山[31]提出了建筑生態(tài)位定義，認為建筑生態(tài)位的功能是為人類的生存、生產和生活提供必要的生境空間與環(huán)境條件，且依據人類需求能不斷擴展其規(guī)模和性能。由于人類的參與和干涉，建筑生態(tài)位相對于其他生態(tài)元的生態(tài)位在時空上占據強勢地位；建筑的空間性和時間性得到了生態(tài)學視角的重新闡釋，有助于利用資源競爭的理論和模型研究城市生態(tài)系統(tǒng)中建筑對空間的占有和置換現象，探討建筑對人的適宜性。

張峽豐等[42,43]把城市建筑生態(tài)位與建筑生態(tài)位寬度相關聯，認為城市建筑生態(tài)位寬度是指利用已有資源和環(huán)境的幅度測度，擁有目標性、層級性、協(xié)同性、動態(tài)性等屬性的多維度超體積復合結構；指出城市建筑生態(tài)位模型包括由所有生態(tài)變量因子組合形成的層次結構體系和生態(tài)位寬度與測度兩個方面；城市建筑生態(tài)位的基礎生態(tài)位是由既有標準規(guī)范規(guī)定或者相關專家普遍認定的生態(tài)因子取值范圍；實際生態(tài)位是指根據實際情況獲得或設計的取值。

李積權和黃瑞言等類比生態(tài)學中傳統(tǒng)物種生態(tài)位原理，給出建筑生態(tài)位概念，即：建筑生命體從它所在的物理環(huán)境和社會環(huán)境中能夠獲取的不同數量和類型的資源。認為建筑生態(tài)位決定了建筑生命體的屬性、功能和位置，是建筑生命體與所處生境經過長期的互動、演變、直至適應后的客觀狀態(tài)；建筑生態(tài)位研究有助于人們從可持續(xù)發(fā)展角度剖析建筑生態(tài)元與各生態(tài)變量因子之間的影響和作用關系，以及對周圍環(huán)境的構建[44,45]。還提出了與建筑生態(tài)位涵義相接近的城市建筑生態(tài)位概念[46]。

本文作者將國內外建筑生態(tài)位研究歸納為兩大類：一類是從建筑本體屬性角度，將建筑生態(tài)位定義為其所占據或擁有的自然和社會生態(tài)因子總和；另一類是從建筑功能角度，強調建筑在生態(tài)系統(tǒng)中的功能價值尤其是社會功能價值。認為建筑生態(tài)位不僅應考慮技術維度，也應考慮自然環(huán)境、社會發(fā)展、歷史文化等相關維度。

本文認為：建筑體現了人類在不同歷史階段對生活和生產活動的基本需求，具有獨特的生命體特征，如眾所公認的建筑生命周期。建筑生態(tài)位(Building Niche)是指，在一定的時間階段和空間范圍內，建筑的生存與發(fā)展所需生境及其所承擔的自然和社會等功能關系的總和。建筑生態(tài)位應涵蓋三個最基本的特性：一是生態(tài)位的寬泛性，應保護建筑存在和發(fā)展需要的所有自然和社會生態(tài)因子；二是生態(tài)位的閾值性，應該明確每個細分維度上生態(tài)因子的取值范圍；三是生態(tài)位的功能性，應體現建筑所承擔的由人類需求決定的使用功能角色，以及與其它建筑生命體之間的生態(tài)關系。認為建筑生態(tài)位既要體現建筑在特定時期和特定生境范圍內由自然、經濟、社會、技術等資源生態(tài)因子共同作用形成的梯度位置，也要反映其在所處生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、信息傳遞和物質循環(huán)過程中的能量強度。

與文獻[31]比較，本文提出的建筑生態(tài)位定義融合了生態(tài)位理論本質，反映了建筑存在的生境需求和人類對建筑空間的功能需求，更具有可拓展性和實際應用性。還應指出，由于不同時期人類對建筑的環(huán)境和使用功能需求有所不同，對建筑生態(tài)位和生態(tài)元組成的認知和界定是一個動態(tài)演變進程。

2.2.2建筑生態(tài)位的拓展

建筑生態(tài)位的拓展研究主要涉及維度、寬度、重疊與分離、構建四個方面。

(1)建筑生態(tài)位的維度。生態(tài)位的測度和生態(tài)位關鍵維度的選取以及各細分維度上資源譜系的劃分緊密關聯[47,48]，建筑生態(tài)位體現出多維度超體積的特征，依照研究目標的側重點不同，可將建筑生態(tài)位細分成有差別的多維度向量集合。一般按照建筑生態(tài)位的生態(tài)因子所具備的屬性，把它劃分成建筑自然生態(tài)位和建筑社會生態(tài)位[44, 46]。也有學者基于生物生態(tài)位理論指出，在城市環(huán)境中的建筑如同某一類物種，其生存空間包括最基本的三個維度，即城市空間、物質資源和對象人群；任何維度上生態(tài)因子的缺失，都會壓縮原建筑生態(tài)位所占據的超體積空間[49]。

(2)建筑生態(tài)位的寬度。張峽豐等在研究城市建筑時，將建筑生態(tài)位寬度的概念與建筑生態(tài)位概念等同[42,43]。建筑生態(tài)位寬度反映了建筑在城市資源環(huán)境中能夠生存的空間范圍，是建筑與外部環(huán)境達到共進與協(xié)和效應的重要先決條件，拓展建筑生態(tài)位寬度可有效提升建筑的適應性能和影響強度[49]。

(3)建筑生態(tài)位重疊與分離。在建筑自然生態(tài)位方面，人類通過擴大生產和生活區(qū)域范圍的方式入侵原生物種的生態(tài)位，導致建筑生態(tài)位與原生物種生態(tài)位之間發(fā)生激烈競爭，從而干擾和破壞原生生態(tài)系統(tǒng)。人類聚居以及對土地資源的高密度開發(fā)會導致各建筑生態(tài)位之間交叉重疊，出現生存和發(fā)展空間彼此擠壓、資源分配嚴重傾斜、服務對象分流不合理等矛盾，而且重疊度越高，越加劇對可供使用的有限資源的競爭。因此應基于建筑本體的特質性，定位建筑在生境中占據的差異化生態(tài)位置，驅使建筑功能實現分離和錯位發(fā)展，使得建筑主體以非重疊方式形成一個生態(tài)和諧的整體系統(tǒng)[44,49]。在建筑社會生態(tài)位方面，全球化的大同主義潮流引領了國際樣式的建筑文化和建筑技術風尚，導致地域性建筑特質的消失和單一的國際式建筑泛濫。應遵循生態(tài)位分離原理，承襲和再創(chuàng)造在各氣候和地貌條件下形成的多樣性建筑風格與民俗文化[44,46]。

(4)建筑生態(tài)位的構建。根據自然生態(tài)位構建理論，有機體不只是被動地承受來自自然選擇的壓力，而且能夠主動地修建和改善所處的生活環(huán)境[50,51]。建筑的使用主體是人類，在建筑建造過程中體現出能動性[52]，因此，建筑不但是人類社會和經濟發(fā)展的重要載體，還是對生態(tài)環(huán)境有不可忽視作用力的“物質實體”。建筑生態(tài)位的構建強調建筑生態(tài)元與生境之間的適應與補償，通過構建策略減小或修正人類建筑活動對生存環(huán)境造成的污染與損害，是針對人居環(huán)境進行可持續(xù)改善所做出的正向反饋措施。建筑生態(tài)位的構建包括兩大類：一是建筑自然生態(tài)位構建，可選取土地和水資源的保護與有效利用、氣候適宜性、建筑材料本土化、綠化系統(tǒng)維護以及廢物再利用等生態(tài)位策略促使建筑與所處生境協(xié)作和互利；二是建筑社會生態(tài)位構建，人類依靠自身智慧積極主動地采取生態(tài)位策略，從經濟生態(tài)位、文化生態(tài)位、技術生態(tài)位等不同維度增進居住環(huán)境建設和人類社會可持續(xù)發(fā)展。還有學者借鑒自然生態(tài)位的擴充和壓縮原理，對建筑生態(tài)位的擴充與壓縮進行了探討[44,46]，但尚未見明確的定義或模型。

3建筑生態(tài)位理論的應用

隨著我國生態(tài)城鎮(zhèn)建設和綠色生態(tài)建筑的發(fā)展，建筑生態(tài)位理論正在被逐步擴大應用到建筑項目生態(tài)優(yōu)化、城市空間生態(tài)規(guī)劃、建筑生態(tài)設計方法、歷史街區(qū)生態(tài)元保護等建設領域。

4.可實現深入校企聯合，對口培養(yǎng)。提高學生的技能水平，夯實知識基礎，增加就業(yè)競爭力。研發(fā)完成“大型養(yǎng)路機械3D模擬仿真培訓基地”。

3.1建設項目生態(tài)位事件優(yōu)化技術

國外在建筑生態(tài)位方面的實踐、尤其是建筑生態(tài)位維度的優(yōu)化技術方面領先，提出了實施建筑生態(tài)位技術戰(zhàn)略改善的具體方案，結合生態(tài)社區(qū)開發(fā)建設進行了生態(tài)位事件的驗證與優(yōu)化。

以澳大利亞阿德萊德市的綠色生態(tài)社區(qū)(Lochiel Park Green Village)建造為典型[41, 53]。為了響應減少建設活動的人為溫室氣體排放，解決各種景觀壓力等外源性環(huán)境問題，南澳大利亞政府制定了可持續(xù)城市和可持續(xù)住房發(fā)展目標，并于2008年開始在阿德萊德市示范創(chuàng)建了接近零能耗住宅模型的Lochiel公園綠色社區(qū)，引領當地住房市場朝著更加環(huán)保的可持續(xù)方向邁進。該綠色社區(qū)設計總體目標是：在2004年基礎上能源使用減少60%，溫室氣體排放減少74%，飲水使用減少78%。該社區(qū)的建造主要通過兩個途徑實現預期的生態(tài)位事件目標：一是以具體建設項目形式，對社區(qū)的主要基礎設施如河流、走廊或環(huán)路、交通網絡、雨水收集設施、濕地處理等進行生態(tài)化規(guī)范建造；二是制定了一系列強制性接近零能源家庭的能效要求，規(guī)定單體住宅形式以及生活與娛樂可持續(xù)性改善方式。通過生態(tài)設計指南，建立更加嚴格、甚至超出現有機制和規(guī)范要求的新規(guī)定，要求應用不同于主流建筑產業(yè)中的技術和系統(tǒng)，并將新的績效指標以及相關創(chuàng)新性概念應用到建筑設計和建造使用實踐中。

Lochiel公園綠色社區(qū)的成功實踐證實了生態(tài)位事件可提供外部景觀壓力的優(yōu)化解決方案。專家、政府部門和開發(fā)建設單位都已認識到可持續(xù)城市設計、住房選擇、生物多樣性、經濟回報與能源節(jié)約、水和廢物等相關事件影響的重要性。建筑業(yè)在發(fā)展過程中，可通過采納新工具、新建造實踐經驗和新技術完成對周圍環(huán)境的響應。政策制定者可打破當下主流的專業(yè)規(guī)范，重新建立住房可持續(xù)發(fā)展新概念，制定建筑能源效能新標準，為新示范住宅和社區(qū)設定新的共同優(yōu)化目標、效能指標和法規(guī)指南。生態(tài)位事件還可為開發(fā)商提供特定的可持續(xù)住宅建造視角，實現對環(huán)境的影響程度最低。

3.2城市空間生態(tài)位的適宜性規(guī)劃

建筑生態(tài)位具有時空性特征，并能發(fā)生變遷和演替，從空間層面對城市總體布局的功能演化提出指導建議。

張峽豐采用城市商業(yè)空間生態(tài)位理論解釋城市大型零售商業(yè)建筑在購物中心化階段的空間功能結構演變機理，強調其相應生態(tài)位的適宜性規(guī)劃設計要素，給出其空間形態(tài)變遷模式策略和建議[54]；從系統(tǒng)論的視角建立了生態(tài)位適宜性綜合評價指標體系，目的是要實現城市公共空間整體和品質的最優(yōu)[55]。單玉紅[56]提出，城市居住空間生態(tài)位是城市居住區(qū)為居民提供的各種可被利用的因子和關系總和，亦稱為住宅用地生態(tài)位。采用RS(Remote Sensing，遙感)和GIS(Geography Information Systems，地理信息系統(tǒng))技術研究城市居住資源生態(tài)位勢場和城市居民遷居行為之間的關聯性，并模擬了城市居住空間在多主體行為驅動下的擴張途徑，為城市用地的適宜性規(guī)劃提供決策性技術支持。李積權[46]利用城市生態(tài)位原理分析了日本東京中城規(guī)劃設計中的生態(tài)位優(yōu)化策略。

3.3建筑生態(tài)位指導生態(tài)建筑設計

建筑生態(tài)位理論提出之初主要用于指導生態(tài)建筑的設計。葉帆在研究鐵路客站建筑設計中分析了建筑生態(tài)位平衡技術的適應性，認為只有當建筑材料與建筑技術的生態(tài)位相適宜時，才能通過減少物質和能量消耗來提高建筑的低碳性能和整體績效指標；從微觀的節(jié)能技術層面設計和構建與外部環(huán)境相適宜的建筑屋頂，有利于降低建筑生態(tài)元對資源和能源的消耗，便于調控建筑室內微氣候環(huán)境與室外大氣環(huán)境達到生態(tài)位相對平衡的狀態(tài)；并以拉薩客站的建筑屋頂設計為例進行驗證，表明采用環(huán)境適應性技術策略重新構建建筑屋頂的生態(tài)位，能夠經濟有效地改善客站內部微環(huán)境，獲得可持續(xù)發(fā)展模式下的良好使用條件[57]；指出建筑內外環(huán)境間生態(tài)位差的大小可作為判斷建筑在生態(tài)環(huán)境中是否可持續(xù)的重要依據，并提出了可持續(xù)建筑設計的指導理念和營造原則[58]。

孫遜[49]將一種建筑類型視同一個物種種群，利用生態(tài)化設計策略，從中觀層面討論了冰雪體育建筑在城市中的特性化發(fā)展模式；提出了冰雪體育建筑與微觀城市環(huán)境空間相契合的形體塑造途徑，使其減少重疊與競爭，與周圍的建筑和環(huán)境協(xié)同有序發(fā)展。還有學者將生態(tài)位理論與建筑全生命周期理論相結合，從功能、技術和環(huán)境等方面提出了優(yōu)化標準廠房規(guī)劃設計的節(jié)能方法與策略[59]。

3.4歷史街區(qū)的生態(tài)元保護與利用

根據建筑生態(tài)元理論，一個街區(qū)的生態(tài)位可認為是由多個建筑生態(tài)位組合構成。孫良等[60]把街區(qū)看作城市生態(tài)單元，從文化維度、經濟維度和空間格局維度討論了制約其形成和變遷的生態(tài)因子；把各個生物和非生物因子共同構成的超體積空間看作是城市街區(qū)的生態(tài)位。生態(tài)因子隨著情境變遷在不同的幅度范圍內發(fā)生改變時，城市街區(qū)的存在、成長和轉型等過程會受到相應影響。城市中的歷史街區(qū)生態(tài)元記錄了人類社會的變遷歷程，實施傳統(tǒng)街區(qū)保護策略的根本是為傳統(tǒng)街區(qū)的生存營造適宜的生態(tài)位條件。

路艷紅[61]遵循人類對社會建設的主導作用這一原則，把歷史街區(qū)的生態(tài)位分解成文化傳承、經濟條件和技術支持三個維度的向量，提出保護與更新歷史街區(qū)生態(tài)位的方法和策略，探索了增強歷史街區(qū)適應性和穩(wěn)定性的途徑。

本節(jié)綜述表明，建筑生態(tài)位理論在我國城鎮(zhèn)建設和建筑行業(yè)向生態(tài)文明建設轉變的發(fā)展新時期具有重要理論和實踐引導作用。除了上述四個優(yōu)先應用領域外，還在城鎮(zhèn)和建筑的功能生態(tài)位分離、生態(tài)位寬度評價、資源利用譜改變、生態(tài)位變遷等方面具有實際應用前景和可操作性。

4結論與展望

建筑生態(tài)位是研究建筑在生態(tài)建設系統(tǒng)中的適宜性地位、功能和資源占有與利用狀態(tài)之間的和諧關系、建筑與生態(tài)環(huán)境之間的影響與響應協(xié)調機制的一種創(chuàng)新性方法學和技術工具，對我國在生態(tài)文明建設大背景下開展新型城鎮(zhèn)化建設以及建筑生態(tài)化轉型具有重要指導作用。建筑生態(tài)位的研究與實踐應注重以下優(yōu)先發(fā)展領域：

(1)建筑生態(tài)位理論研究。重點包括：研究建筑生態(tài)位形成機理和演化路徑，構建建筑生態(tài)位關鍵維度選取標準以及各維度上生態(tài)因子狀態(tài)的閾值劃分標準；建立建筑生態(tài)位單維度計測方法和多維度測度指標計測模型；研究基于建筑生態(tài)位的建筑對生態(tài)環(huán)境適宜性評價方法；制定引導建筑產業(yè)生態(tài)化相關規(guī)范和促進政策，優(yōu)化建筑可持續(xù)發(fā)展路徑等。

(2)建筑生態(tài)位應用實踐。建筑生態(tài)位理論以其對建筑生態(tài)現象和機理的獨特解釋和優(yōu)化作用，將在建筑與生態(tài)環(huán)境共生與適宜性技術、建筑對生態(tài)資源的優(yōu)化配置方法、建筑生態(tài)功能多樣性綜合設計、建筑應對氣候變化和低碳建筑技術轉化、舊城改造和歷史街區(qū)保護中的建筑生態(tài)設計策略制定、既有建筑再生利用技術等實踐領域具有重要應用推廣價值。

參考文獻

[1]國家統(tǒng)計局. 中國統(tǒng)計年鑒[M]. 北京： 中國統(tǒng)計出版社, 2014.

[2]李迅. 低碳生態(tài)引領城市發(fā)展新方向[J]. 環(huán)境保護與循環(huán)經濟, 2010, 30(6)： 4-6.

[3]陳映. 四川加快新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的對策建議[J]. 經濟體制改革, 2010, (6)： 133-137.

[4]Kohler N, Yang W. Long-term management of building stock[J]. Building Research & Information, 2007, 35(4)： 351-362.

[5]Fernández J E. Resource consumption of new urban construction in China[J]. Journal of Industrial Ecology, 2007, 11(2)： 99-115.

[6]王凱偉, 毛星芝, 羅鴿希. 低碳經濟發(fā)展的研究現狀與趨勢展望[J]. 經濟學動態(tài), 2012, (9)： 87-90.

[7]朱春全. 生態(tài)位態(tài)勢理論與擴充假說[J]. 生態(tài)學報, 1997, 17(3)： 324-332.

[8]喬亞軍, 李晗銘, 代炎. 談古建筑的選址、布局和模數型制[J]. 河南城建高等專科學校學報, 2001, 10(4)： 1-3.

[9]一丁, 雨露, 洪涌. 中國古代風水與建筑選址[M]. 石家莊： 河北科學技術出版社. 1996.

[10]符英, 段德罡. 方位與中國傳統(tǒng)建筑[J]. 華中建筑, 2000, 18(4)： 128-129.

[11]汪溟. 中國傳統(tǒng)風水理論與園林景觀[D]. 長沙： 中南林學院, 2005.

[12]Keet C M. Representations of the Ecological Niche[C]// WSPI 2006： Contributions to the Third International Workshop on Philosophy and Informatics. Saarbrücken： Institute for Formal Ontology and Medical Information Science of the University of Saarland, 2006： 75-88.

[13]Grinnell J. The niche-relationships of the California Thrasher[J]. The Auk, 1917, 34(4)： 427-433.

[14]Grinnell J. Geography and evolution[J]. Ecology, 1924, 5(3)： 225- 229.

[15]Whittaker R H, Levin S A, Root R B. Niche, habitat, and ecotope[J]. The American Naturalist, 1973, 107(955)： 321-338.

[16]Wiens J A, Stralberg D, Jongsomjit D, et al. Niches, models, and climate change： assessing the assumptions and uncertainties[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009, 106 (s2)： 19729-19736.

[18]Haefner J W. Two metaphors of the niche[J]. Synthese, 1980, 43(1)： 123-153.

[19]朱鵬飛. 建筑生態(tài)學[M]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社, 2011.

[20]葉芬斌. 基于生態(tài)位思想的技術進步研究[D]. 杭州： 浙江大學, 2012.

[21]Yang H, Lu W S. Niche comparisons: toward a new approach for analysing competition and organizational performance in the international construction market[J]. Construction Management & Economics, 2013, 31(4)： 307-321.

[22]Hannan M T, Carroll G R, Pólos L. The organizational niche[J]. Sociological Theory, 2003, 21(4)： 309-340.

[23]Rip A. Introduction of new technology： making use of recent insights from sociology and economics of technology[J]. Technology Analysis & Strategic Management, 1995, 7(4)： 417-431.

[24]Schot J, Geels F W. Strategic niche management and sustainable innovation journeys： theory, findings, research agenda, and policy[J]. Technology Analysis & Strategic Management, 2008, 20(5)： 537-554.

[25]葉芬斌, 許為民. 技術生態(tài)位與技術范式變遷[J]. 科學學研究, 2012, 30(3)： 321-327.

[26]劉建國. 生態(tài)位理論的發(fā)展及其在農村生態(tài)工程建設中的應用原則[J]. 農業(yè)現代化研究, 1987, 8(6)： 30-33.

[27]牛海鵬, 趙同謙, 張安錄, 等. 基于生態(tài)位適宜度的耕地可持續(xù)利用評價[J]. 生態(tài)學報, 2009, 29(10)： 5535-5543.

[28]肖楊, 毛顯強. 城市生態(tài)位理論及其應用[J]. 中國人口·資源與環(huán)境, 2008, 18(5)： 41-45.

[29]Stanis SAW, Barbieri C. Niche tourism attributes scale： a case of storm chasing[J]. Current Issues in Tourism, 2013, 16(5)： 495-500.

[30]錢輝. 生態(tài)位、因子互動與企業(yè)演化——企業(yè)生態(tài)位對企業(yè)成長影響研究[M]. 杭州： 浙江大學出版社, 2008.

[31]夏海山. 城市建筑生態(tài)轉型及其整體設計研究[D]. 上海： 同濟大學, 2003.

[32]栗德祥. 應用生態(tài)位理論分析建筑現象[J]. 世界建筑, 2007, (4)： 132-134.

[33]栗德祥. 生態(tài)位理論與城市建筑設計[J]. 建設科技, 2007, (11)： 32-33.

[34]葛明. 生態(tài)建筑學的思想研究[D]. 南京： 東南大學, 2003.

[35]Schot J, Geels FW. Niches in evolutionary theories of technical change[J]. Journal of Evolutionary Economics, 2007, 17(5)： 605-622.

[36]Geels F W. A socio-technical analysis of low-carbon transitions： introducing the multi-level perspective into transport studies[J]. Journal of Transport Geography, 2012, 24(3)： 471-482.

[37]Sp?th P, Rohracher H. ‘Energy regions’： the transformative power of regional discourses on socio-technical futures[J]. Research Policy, 2010, 39(39)： 449-458.

[38]Kemp R, Schot J, Hoogma R. Regime shifts to sustainability through processes of niche formation： the approach of strategic niche management[J]. Technology Analysis & Strategic Management, 1998, 10(2)： 175-198.

[39]Saegert S, Evans G W. Poverty, housing niches, and health in the United States[J]. Journal of Social Issues, 2003, 59(3)： 569-589.

[40]Smith A. Translating sustainabilities between green niches and socio-technical regimes[J]. Technology Analysis & Strategic Management, 2010, 19(4)： 427-450.

[41]Berry S, Davidson K, Saman W. The impact of niche green developments in transforming the building sector： the case study of Lochiel Park[J]. Energy Policy, 2013, 62(5)： 646-655.

[42]張峽豐, 鄒一輝. 城市建筑生態(tài)化的生態(tài)位評價研究[J]. 建筑學報, 2008, (3)： 33-35.

[43]張峽豐. 城市建筑生態(tài)化的生態(tài)位評價[J]. 山西建筑, 2008, 34(5)： 29-30.

[44]李積權, 杜 峰, 林從華, 等. 建筑生態(tài)位原理探析及其生態(tài)位構建研究[J]. 建筑科學, 2012, 28(2)： 12-16.

[45]黃瑞言. 基于生態(tài)位理論的深圳農產品物流園生態(tài)設計研究[D]. 北京： 清華大學, 2013.

[46]李積權. 城市建筑生態(tài)位原理探析及其生態(tài)位策略研究——日本東京中城規(guī)劃設計案例分析[J]. 城市發(fā)展研究, 2012, 19(8)： 28-35.

[47]McInerny G J, Etienne R S. Pitch the niche-taking responsibility for the concepts we use in ecology and species distribution modelling[J]. Journal of Biogeography, 2012, 39(12)： 2112-2118.

[48]Nosil P, Sandoval C P. Ecological niche dimensionality and the evolutionary diversification of stick insects[J]. PLoS One, 2008, 3(4)： e1907.

[49]孫遜. 冰雪體育建筑生態(tài)化設計研究[D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學, 2014.

[50]Laland K N, Boogert N J. Niche construction, co-evolution and biodiversity[J]. Ecological Economics, 2010, 69(4)： 731-736.

[51]Laland K N, Boogert N, Evans C. Niche construction, innovation and complexity[J]. Environmental Innovation and Societal Transitions, 2014, 11： 71-86.

[52]陳凱鋒. 建筑學[M]. 天津： 天津大學出版社, 2010.

[53]Berry S R. Transformational Role of Sustainable Niche Developments[C]// Solar 2012. Melbourne： Australian Solar Energy Society, 2012: 86-89.

[54]張峽豐. 城市大型零售商業(yè)建筑的生態(tài)位研究[D]. 上海： 同濟大學, 2007.

[55]張峽豐, 張高峰. 城市公共空間品質的生態(tài)位評價[J]. 華中建筑, 2008, 26(3)： 70-71.

[56]單玉紅. 基于土地生態(tài)位和多主體的城市居住空間演化情景模型研究[D]. 武漢： 武漢大學, 2009.

[57]葉帆. 鐵路客站建筑屋頂環(huán)境適應性設計的研究[J]. 四川建筑, 2012, 32(6)： 52-54.

[58]葉帆. 對可持續(xù)建筑營造的理論思考[J]. 四川建筑, 2014, 34(4)： 98-98.

[59]張峽豐. 基于生態(tài)位理論的全生命周期節(jié)能標準廠房設計策略[J]. 工業(yè)建筑, 2008, 38(6)： 1-2.

[60]孫良, 夏海山, 孫統(tǒng)義. 傳統(tǒng)街區(qū)的生態(tài)位保護——以徐州市戶部山傳統(tǒng)街區(qū)為例[J]. 四川建筑科學研究, 2009, 35(6)： 288-291.

[61]路艷紅. 應用社會生態(tài)位理論分析歷史街區(qū)的更新[J]. 藝術與設計： 理論, 2012, (8)： 79-80.

Development and Application of Building Niche Theory

WANGXiao-minga,PENGWen-juna,HUAHongb,WUJing-xiaa

(a.School of Civil Engineering and Mechanics; b.School of Environmental Science and Engineering,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

Abstract:Building niche theory aiming at exploring the harmonious and coexistence between buildings and the environment, is a new field to promote the sustainable development on urban and rural construction and architectural disciplines under the transformation background of ecological civilization construction in China. This paper summarized the three development and evolution phases of building niche concept: the initial phase of traditional building niche, the second phase to put forward modern building niche and the third phase of building ecounit’s concept and applications. Meanwhile, domestic and foreign-related concepts and research progresses of the building niche were systematically combed. The concept definition of building niche was proposed, which had three basic properties including extensiveness, threshold and functionality. The expanded studies of building niche mainly focused on four aspects: dimensions, width, overlap and separation, and construction. Afterwards, four key application pathways of building niche theory were put forward, such as the optimization of niche events in construction projects, the suitability planning of urban space niche, ecological architecture design, and the conservation of historic districts as ecounits. The priority development fields of theoretical researches and practical applications of building niche were prospected in conclusion.

Key words：building niche; ecounit; construction; suitability

收稿日期：2015-08-02修回日期： 2016-01-08

作者簡介：王曉鳴(1956-)，男，浙江舟山人，教授，博士，研究方向為可持續(xù)城市與可持續(xù)建筑(Email:xmwang@hust.edu.cn)通訊作者： 彭文俊(1986-)，女，河南信陽人，博士研究生，研究方向為人居環(huán)境改善(Email:wenjun325@126.com)

基金項目：“十二五”國家科技支撐計劃(2014BAL04B03)

中圖分類號：TU- 023； Q14

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0985(2016)03-0001-08