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生态转向为城市建设和学科发展提出了新思路和新方法——车泉生

       ■ 人类文明的生态转向为城市建设和学科发展提出了新思路和新方法,以协调人与自然关系为根本任务的生态规划学将是生态文明阶段的重要学科。

  ■ 生态规划所要解决的问题不仅仅是一个物质规划(Physical planning)的问题,更是一个关于人与自然相互作用以及人在地球上的存在问题。

  ■ 20世纪80年代后,生态规划在以下三个方面最为突出:思维方式和方法论上的发展;景观生态学与规划的结合;地理信息技术成为景观规划强有力的支持。

  ■ 生态设计(Ecological design),也称绿色设计或生命周期设计或环境设计,是指将环境因素纳入设计之中,从而帮助确定设计的决策方向。

  20世纪末美国著名思想家托马斯·贝里(Thomas Berry)在其著作《伟大的事业:人类未来之路》中提出了“生态生代(Ecozoic)”的概念,他认为有生命以来的地球历史在经过古生?(Paleozoic)、中生代(Mesozoic)、新生代(Cenozoic)之后,将步入生态生代。“我们目前正在参与人——地球环境中的一个独一无二的变化。这个在过去数千年中自我管理的行星,现在很大程度上通过人类的决定来决定它的未来,这就是在人类踏上经验科学和与之相关的技术之路的时候,人类共同体所应承担的责任。”

  人类文明的发展经历了史前文明、农耕文明、工业文明,进入21世纪,人类正处在从工业文明向生态文明的转型时期。同时,在我国全力建设和谐社会的时期,城市建设的指导思想已由“空间论”转向“环境论”,进而发展至“生态论”。人类文明的生态转向为城市建设和学科发展提出了新思路和新方法,以协调人与自然关系为根本任务的生态规划学将是生态文明阶段的重要学科。

  随着全球性资源及环境问题的加剧,城市在发展中面临严重的生态困境,人类社会迫切的发展需求与有限的资源承载力、脆弱的生态环境之间的矛盾日益尖锐,建设生态城市、协调经济发展与资源环境的关系、寻求社会与生态的平衡成为历史必然。生态学思想广泛地向城市与区域规划、风景园林、建筑学及其它应用学科渗透。生态规划作为促进人与环境系统协调、持续发展的规划方法,使可持续发展的原则及各种生态思想、理论和技术落实到可操作层面,对人居环境产生重要影响。

  生态规划设计是以生态学原理为指导,分析各种生态信息,通过科学的规划设计来有效防范或减少人类社会发展对自然环境的影响,达到可持续发展目的的一种规划设计思想方法。这种思想方法强调借助各种科学技术知识,深入研究人与自然的关系,科学分析人类社会经济活动引发的环境影响,探讨并认识人类在自然界中的地位,以寻求人与自然和谐相处的明智而科学的方法。

  生态规划辨识

  生态(Eco-)一词源于古希腊字,意思是指家(house)或者我们的环境。生态是指一切生物的生存状态,包括人类自身在内的所有生物体与其他生物、物理环境之间的关系。

  规划,规者,有法度也;划者,戈也,分开之意。规划,意即进行比较全面的长远的发展计划,是对未来整体性、长期性、基本性问题的思考、考量和设计未来整套行动方案。

  规划不是一个被动的、完全根据自然过程和资源条件而追求一个最适、最佳方案,而在更多的情况下,它是一个决策导向的过程。规划本身不是决策,而是决策的支持。是一个自上而下的过程,即规划过程首先应明确什么是要解决的问题,目标是什么,然后以此为导向,采集数据,寻求答案。当然,寻求答案的过程可以是一个科学的自下而上的过程。

  生态学与规划有许多共同关心的问题,如对自然资源的保护和可持续利用,但生态学更关心分析问题,而规划则更关心解决问题,两者的结合是人地关系走向可持续的必由之路。关于规划与生态学之间的这样的一个认识经历了一个相当长的时间,同时,随生态科学的发展,规划的生态学途径也不断发展。

  生态规划所要解决的问题不仅仅是一个物质规划(Physical planning)的问题,更是一个关于人与自然相互作用以及人在地球上的存在问题。

  由于生态规划发展迅速,应用的领域和范围不断扩大,生态规划的概念至今尚无统一的认识。其中,Ian McHarg的定义强调了土地的适宜性,认为土地利用规划应该遵从自然的固有价值和自然过程;Frederick Steiner的定义提倡运用人类生态学的思想指导规划设计,提倡公众参与;Forster Ndubisi强调生态规划是引导或控制景观的改变,使人类行为与自然过程达到协调发展的方式。在国际组织和相关机构的定义中,联合国人与生物圈计划的定义强调生态规划的能动性、协调性、整体性和层次性;《环境科学词典》中对生态规划定义的更强调资源性和经济性。 生态规划作为一种学术思想有着较为悠久的历史,早在公元前,著名哲学家柏拉图提出的“理想城市”中就蕴含了生态城市和生态规划的设想,l6世纪英国摩尔(Thomas More)的“乌托邦(Utopia)”,18~l9世纪博立叶(Charles Fourier)的“法郎吉(Phalanxes)”以及欧文(Robert Owen)的“新协和村(Village of New Harmony)”等对生态规划的发展起到重要的推动作用,直到19世纪中叶,一些生态学家和规划工作者以及社会科学家的著作和实践才标志着生态规划理论体系的基本形成。

  美国著名科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn)在《科学革命的结构》(structure of scientific revolution,1962)中提出了科学发展阶段:前科学——常规科学——科学危机——科学革命——新的常规科学。库恩系统阐述了范式的概念和理论,他认为学科的发展过程就是新范式取代旧范式的过程。库恩指出:范式就是一种公认的模型或模式,从本质上讲是一种理论体系。

  范式的进化是生态规划发展过程的一种重要特征(Forster Ndubisi,1997)。从生态规划的发展历程和范式的形成来看,生态规划发展经历了萌芽期、形成期和成熟期阶段。生态规划的主要发展时期都与Thomas Kuhn的科学变革的结构这一理论相符合。

  美国地理学家George Marsh在其1864年出版的《Man and Nature,or Physical Geography as Modified by Human Action》著作中,首次提出合理地规划人类活动,使之与自然协调,而不是破坏自然的原则。

  1898年,英国学者Ebenezer Howard出版了《Garden Cities of Tomorrow》一书,提出了“田园城市(Garden City)”的概念,实质上就是从城市规划与建设中寻求与自然协调的一种探索。同时,芝加哥学派的两位成员,景观设计师Jens Jensen与芝加哥大学的生态学家Henry Cowles曾携手探索如何在不断扩展的城市区保护自然景观。

  在生态规划萌芽时期,逐渐形成了一套用于指导实践的“信条系统(belief system)”。即基于对于土地内在特征的理解来指导土地的利用(Using an understanding of the intrinsic character of land to guide landscape use)。然而这样一套信条系统并没有坚实的科学基础,主要是基于信念上的。

  Geddes在《Cities in Evolution》(1915)一书中,强调把规划建立在充分认识与了解自然环境条件,根据自然潜力与制约制定与自然和谐的规划方案。同时他提出了“地点—事件—人(Place—Work—Folk)”的概念较好地诠释了人类行为与环境之间的复杂关系,他强调的不是调查地点、事件或人,而是它们之间的相互关系,这成了50年后Ian McHarg提出的人类生态规划理论的基本原则,也是今天生态景观规划的核心特征。

  1969年,Ian McHarg发表的《Design with Nature》强调土地利用规划应遵从自然固有的价值和自然过程,提出了以土地适宜性为基础的综合评价和规划方法, 使规划、设计和生态紧密地联系起来,这一方法被广泛接受为“适宜性分析(suitability analysis)”。

  Frederick Steiner在《The Living Landscape》(1991)中探索了一条将McHarg “千层饼”模式与美国规划体制相融合的生态规划途径,把生态规划划分为11个步骤,从而使规划步骤更为清晰。Steiner继承了McHarg的生态规划思想,但他更重视目标的确立、实施、管理及公众参与的可行性,也强调发挥规划者的能动性。

  20世纪80年代后,生态规划在以下三个方面最为突出:思维方式和方法论上的发展;景观生态学与规划的结合;地理信息技术成为景观规划强有力的支持。

  Richard Forman 强调景观生态学与其它生态学科不同,是着重于研究较大尺度上不同生态系统的空间格局和相互关系的科学,提出“斑块—廊道—基质”(patch-corridor-matrix)模式,奠定了景观生态学的基础。1986年Richard Forman与Michel Godron合作出版《Landscape Ecology》和1995年的《Land Mosaics: the Ecology of Landscape and Region》成为景观生态学领域的代表著作。

  景观生态学的发展为景观生态规划提供了新的理论依据,景观生态学把水平生态过程与景观的空间格局作为研究对象,同时,以决策为中心的和规划的可辩护性思想又向生态规划理论提出了更高的要求。

  80年代中到90年代中,GIS成为景观规划的必要工具,空间分析、多解方案的预景(Scenario)模拟等技术将景观生态规划,特别是基于景观生态学研究的规划大大推进了一步。

  生态设计辨识

  生态设计(Ecological design),也称绿色设计或生命周期设计或环境设计,是指将环境因素纳入设计之中,从而帮助确定设计的决策方向。生态设计要求在产品开发的所有阶段均考虑环境因素,从产品的整个生命周期减少对环境的影响,最终引导产生一个更具有可持续性的生产和消费系统。

  生态设计活动主要包含两方面的涵义,一是从保护环境角度考虑,减少资源消耗、实现可持续发展战略;二是从商业角度考虑,降低成本、减少潜在的责任风险,以提高竞争能力。

  生态设计一词来源于如何对自然界物质与功能进行合理的利用、循环并用于社会经济的发展,从而满足人们的生产与生活、社区与区域可持续发展的各种需要。生态设计的概念产生之前,一般地表述为环境保护、环境修复、环境净化等。

  Sim Van der Ryn和Stuart Cown (1996)是这样界定生态设计:任何与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式都称为生态设计。

  生态设计的思想可以追溯到20世纪60年代,美国设计理论家Victor Papanek在他出版的《为真实世界而设计》(Design for the real world)中,强调设计应该认真考虑有限的地球资源的使用,为保护地球的环境服务。

  1969, John Todd 《从生态城市到活的机器,生态设计原理(From eco-cities to living machines: principles of ecological design)》:生命世界是所有设计的母体;建设必须基于可更新再生的能源、资源;应有助于整个生物系统,体现可持续性;应同周围自然环境协同发展;应遵从神圣的生态系统;

  1991年 Brenda and Robert《绿色建筑学:为可持续发展的未来而设计》提出了节约能源、设计结合气候、循环利用、尊重基地环境的总体设计观,

  1994年Leslie Starr Hart的《可持续设计指导原则(Guiding Principles of Sustainable Design)》提出了尊重基地的生态系统及文化脉络;体现正确的环境意识;增强对自然的理解,制定行为准则;结合功能需要,采用简单的适用技术;尽可能使用可更新的地方?筑材料;避免易破坏环境、产生废物的材料;减少建筑过程中对环境的损害;

  1994年John Lyle的《为可持续发展的再生设计(Regenerative Design for Sustainable Development)》:让自然做功;向自然学习、以自然为背景;整合而非孤立;适当的以适用为目的的技术追求,而非过分追求高科技;提供多条解决途径;创造环境之形来引导功能流;可持续性优先。

  1999年2月在日本东京召开了生态设计国际会议“Eco-design99”,并通过了相关的宣言。生态设计涉及广泛,所有的东西都应该成为生态设计的对象。产业的绿色化、经济的绿色化、立法的绿色化、行政的绿色化、财政的绿色化等都属于生态设计的范畴。生态设计的概念最早是由荷兰公共机关和联合国环境计划署(UNEP)最先提出的,类似的术语还包括环境设计(design for environment, DFE),生命周期设计(Life cycle design, LCD)等。

  联合国环境署工业与环境中心在1997年的出版物《生态设计:一种有希望的途径》中,将生态设计描述为一种概念,其中“环境”有助于界定产品生态设计决策的方向。换言之,产品的环境影响变成产品设计开发中需要加以仔细考虑的重要成分。在这种生态设计过程中,环境处于同传统的工业工程、利润、功能、形象和总体质量等相同的地位,在一些情况下,环境甚至能够提高传统商业价值。工业(产业)生态设计作为一种新的设计概念,以产品环境特性为目标,以生命周期评价为工具,综合考虑产品整个生命周期相关的生态环境问题,设计出对环境友好的、又能满足人的需要的新产品。

  在联合国环境署的生态设计手册中,生态设计意味着在开发产品时需要综合生态要求和经济要求,考虑产品开发过程所有阶段的环境问题,努力致力于那些在整个产品寿命周期内产生最少可能对环境产生不良影响的产品。因此,生态设计应当形成可持续的产品寿命周期以及生产与消费体系。为使这种途径具有可操作性,该手册特别注重对现有产品(生态)再设计所用的方法,并给出其国际实例。这些实用办法,一般来说,是使世界各地的公司、设计师和咨询人员逐渐熟悉实际生态设计的适当方式。然而,目前在革新性工业中,生态设计概念也正在使其内容超越再设计范围。

  生态设计从目前的国内外的理念来讲,就是一种在现代科学与社会文化环境下,运用生态学原理和生态技术,结合文化的传统,摒弃传统产业与生产、消费过程中的不完善之处,学习自然界的智慧,创造新的技术形式利用新型能源,进行无废料的生产与生态化的消费,从而实现人与自然的和谐与共赢。

  学者小传

  车生泉,上海交大农业与生物学院院长助理,园林科学与工程系系主任,农业部都市农业(南方)重点实验室副主任,教授,博士生导师。国务院风景园林专业硕士指导委员会委员,上海市风景园林学会常务理事(教育委员会副主任)。

  主要从事生态规划设计、景观保护与生态修复、乡村景观与游憩的研究和教学工作;主持国家级和省部级以上项目20余项,发表论文50余篇;编著6本,获得国家发明专利授权6项,上海市科技进步奖奖1项。主要项目有:城镇节约型绿地建设关键技术集成与示范(国家十一五科技攻关计划),城市生态社区优化设计与运行管理技术集成与示范(国家十二五科技攻关计划),上海世博区域生态功能区规划与生态要素配置研究(上海市科委世博专项),上海世博轴景观生态设计部分(上海世博局),福建泉州绿地系统规划,福建青云山风景名胜区规划、崇明东滩现代农业园区景观设计研究等。

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