城市滨水空间演化中的“自然-社会”互馈关系研究——以深圳为例.pdf
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1、100住区研究DC STUDIES摘要:自然过程与社会过程存在钟摆般变化的互相反馈关系,这种双向作用在跨越式城市化下的深圳水系中表现尤为突出。本文以深圳水系治理与滨水空间更新经历的历史性演化为例,揭示“自然-社会”复杂系统的自然过程、社会过程及其发生摆动的互馈关系,梳理滨水空间中生态系统过程与城市化扩张、治理和更新过程之间由双向负向作用趋于双向正向作用的摆动历程,同时,探寻“自然-社会”互馈关系中以人类社会过程为主导的正向驱动策略,以期在今后城市滨水空间发展中通过生态环境修复、城市生活激发、水岸文化建设等实现“自然-社会”正向互馈,即人与自然的和谐共生。关键词:“自然-社会”复杂系统、滨水空间
2、、互馈关系、生态环境修复、城市生活激发Abstract:There is a feedback relationship between the natural and social processes,which is particularly promi-nent in Shenzhens water system under the leap-forward urbanization.Taking the historical evolution of water con-trol and waterfront renewal in Shenzhen as an example,this
3、 城市滨水空间演化中的“自然-社会”互馈关系研究以深圳为例Study on the“Nature-Society”Mutual Feedback Relationship in the Evolution of Urban Waterfront Space:a Case Study of Shenzhen文/范雅婷 吴昆 程家辉 李相逸(通讯作者)FAN Yating WU Kun CHENG Jiahui&LI Xiangyi范雅婷/深圳大学建筑与城市规划学院助理教授吴昆/澳门城市大学创新设计学院博士研究生程家辉/深圳大学建筑与城市规划学院硕士研究生李相逸/深圳大学建筑与城市规划学院副教授基
4、金项目:广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金面上项目(2023A1515011274):基于城市人因的雨洪基础设施平灾功能复合测度机制研究;广东省教育厅省级“质量工程”建设项目高等教育教学改革研究项目:基于多元协同的建筑学本科毕业设计高质量教学的改革研究与实践;深圳大学青年教师科研启动项目(自然科学)(000002110835):高密度城市滨水空间生态环境与城市活力的关系与更新策略中图分类号:TU20 文献标识码:Apaper reveals the natural process,societal process,and the swinging mutual feedback rela
5、tionship in the“Nature-Society”complex system.The study combs the swing pro-cess in waterfront space from two-way negative effects to two-way positive effects based on the ecological system processes and urbanization processes like expansion,gov-ernance,and renewal.Moreover,this paper explores a pos
6、i-tive driving strategy dominated by a human social process in the“Nature-Society”mutual feedback relationship,with a vision to realizing the“Nature-Society”positive mutual feedback in the future development of urban waterfront space through ecological environment restoration,urban life stimulation,
7、waterfront culture construction,etc.,that is,the harmonious coexistence of human and nature.Keywords:“Nature-Society”complex system,waterfront space,mutual feedback relationship,ecological environ-ment restoration,urban life simulation101住区研究DC STUDIES在寸土寸金的高密度城市中,滨水空间是自然的生态水文过程与社会的生产生活过程交错碰撞的地带1、2。
8、19世纪规模最大的截弯取直项目“莱茵河修正”的工程治水自食恶果3,近半世纪,首尔中心区恢复清溪川、波士顿Big Dig重返滨水区等世界范围进行着备受瞩目的滨水更新,滨水空间经历了农耕时代的文明起源、工业时代的生产繁荣、至后工业时代的衰败逃离、以及如今滨水再生活力复兴的戏剧性变革4,深刻映射了“自然-社会”复杂系统中的过程及关系。本文以滨水空间为研究对象,探讨和揭示城市化进程中“自然-社会”复杂系统的互馈关系具有典型意义。一、“自然-社会”复杂系统与其互馈关系1.“自然-社会”复杂系统理论认识人类社会与自然生态的关系是推动人类社会发展的重要科学,正如经典科学向复杂性科学的历史性跨越。系统论5、信
9、息论、耗散结构论、混沌论等系统科学相继迅猛发展,事物间联系的认知从简单性、普遍性的“简单性范式”到非线性、随机性、开放性的“复杂性范式”6。在复杂性科学系统论5的影响下,城市被看作是一个包括自然、社会、经济、资源等若干子系统的“复杂巨系统”7,相应地,子系统之间相互关联耦合的相关跨学科理论应运而生,如“人地系统”理论8、“人水和谐系统”理论9、“社会-经济-自然”复合生态系统理论10等。其中,“自然-社会”复杂系统广泛应用于快速城市化背景下的自然资源管理、生态系统服务等方面,如流域水资源循环11、湿地农业等土地利用12等,均可窥见对自然、社会的相互关系的思考讨论。Kandasamy和emmer
10、ik等13为描述社会发展和水生态环境的“自然-社会”双向耦合关系,通过数学模拟提出了钟摆模型(Pendulum Swing),认为在人类生产力(Human“Productive”)和环境恢复力(Environmental“Restorative”)存在竞争(Competition)关系,并不断发生双向反馈(Feedback Loops),即城市发展缓慢、生产力水平较低时,生态环境的破坏速度慢,且生态可修复;城市发展加速,人类经济活动频繁,生态环境破坏速度加剧,甚至不可逆转;但当城市发展到一定程度,经济社会活动放缓的同时,人们对与自然和谐相处的可持续发展认知水平上升,生态环境破坏减缓且逐渐修复。
11、因此可见,滨水空间“自然-社会”复杂系统中包含自然过程、社会过程、以及过程的双向互馈关系,互馈关系呈现动态的钟摆态势(图1)。2.“自然-社会”复杂系统中的过程与互馈关系“自然-社会”复杂系统中的自然过程和社会过程,是以“过程”的视角描述和审视事物运动的动态的某些规律和秩序14。滨水空间的自然过程包括空气环流过程、生物自然过程、水文自然过程及地形动力过程15。自然过程通常连续且线性,如一条河流的上中下游的纵向空间水文过程、潮汐性滨海或雨源型滨河的岸线横向空间水文过程、长期水岸侵蚀和泥沙沉积而地形变化;同时又伴随一定的随机和突变,如水文过程台风暴雨等灾害天气引起局部的暴涨暴跌3(图2)。相较自然
12、过程,社会过程则要复杂得多,包括农业生产、工业生产、产业办公等的生产建设过程和居住区、商业、文娱、公共空间等生活休闲过程,以及水务基础设施建设、防洪防涝治水措施等引发突变的人工干预过程。社会功能过程在以人类活动为主要肈因、自然环境反馈为次要肈因的驱动下大致经历了从生产建设到生活休闲,如从农田到工厂、从农田到住区、从农田到公共开放空间、从工厂到住区、从工厂到公共开放空间等不同类型的演化16。1“自然-社会”复杂系统的钟摆效应2 水系的自然过程102住区研究DC STUDIES自然过程和社会过程独立发生又在空间和时间上的相互耦合双向互馈。以空间切片为视角,互馈作用具有方向和速度的特征14,例如河流
13、沉积等自然过程大多相对缓慢,也伴随极端天气等季节性和偶发性的激烈变化事件,自然过程之于人类社会的反馈作用有正向的支持服务也有负向的灾难,而社会过程则大多短促剧烈,之于自然环境的反馈作用则以负向的破坏侵占为主以正向的修复培育为辅。同时,若以时间为视角,自然过程和社会过程互馈作用具有互为触发肇因的先后关系,从而发生摆动。人类活动的社会过程是“自然-社会”复杂系统发生深刻演变的主动肈因16,社会过程对自然过程的作用主动发生,占据主导地位,而自然过程相对滞后而发生反馈机制,或反向报复或正向服务而反作用于人类社会。如此,正、负方向、力量速度、以及因果驱动,构成“自然-社会”系统中自然过程与社会过程之间互
14、馈作用关系的复杂机制。二、跨越式城市化致使深圳水系的“自然-社会”负向互馈深圳是典型的海滨城市其内陆河湖水系丰富,有著名的世界级都市海滨深圳湾,有以河为界深港分制的深圳河,也有穿越城市郊野片区及高密度市中心的五大流域。同时,深圳改革开放后三十年间常住人口增加30倍,建城区面积增加20倍,经历了剧烈且极速的城市化17进程带来的水体黑臭、水生态系统极度破坏等对自然生态的反向侵犯。深圳水系的滨水空间的以跨越式城市化进程为肇因的“自然-社会”负向互馈效应十分凸显。1.粗放城市化初期的社会过程对自然过程施以势头强势的负向侵犯深圳水系属珠江三角洲水系,其中下游段可谓水美田肥,依托水系独立生长出许多鱼米之乡
15、。但建市后,尤其1990年代后城镇建设用地急剧扩张,工业沿河流迅速发展,从点状分散到汇聚成片,产业多以电镀、印染等重污染、高密度工厂为多,工业废水污水直排入河,水体黑臭熏天(图3a)。以茅洲河公明中游段为例(现今的“碧道之环”18至“左岸科技公园”19),这里曾经属于远离城镇城市化起步最晚的一片地,20世纪末与楼村湿地和农田等构成完整的郊野生态系统,水系丰3a 往日的茅洲河3b 茅洲河整治前后,2009年3c 挖掘河涌污泥3 茅洲河早期照片103住区研究DC STUDIES4 茅洲河部分节点遥感图片4a“碧道之环”节点2004年、2008年遥感影像4b“左岸科技公园”节点2002年、2008年
16、遥感影像4c“龙门湿地”节点2013年、2017年遥感影像104住区研究DC STUDIES富且蜿蜒,形成许多池塘、滩涂、河中等生态边界。在21世纪初公明城镇化的无序扩张波及到这里,短短三四年间,泥沙淤积宣泄不畅,更甚则填河造路、填埋池塘以扩张工业空间,河道空间被严重挤压,甚至在旱季时只剩一条小渠(图4a、4b)。城市化初期,经济活动造成河道填塞、河网缩减,初期缺乏上层规划指导,简单采取河道截弯取直,以直、顺、光为特点提高排洪能力,填河成路以期消灭黑臭。原本拥有800多条河流的水乡被人工填埋100多条,随之带来众多河滩、湿地的自然退化,截止2003年,深圳在20余年中河道消亡达542条(表1)
17、。不管是河道、河滩、湿地的自然退化还是大刀阔斧的人工填埋和截弯取直,其共同的结果就是导致水系锐减、生态多样性锐减,水生态系统急剧退化,对城市水环境造成了重大影响。2.淤堵黑臭的自然过程对社会过程报以影响深刻的负向反馈深圳的五大河流本就具有典型的雨源型暴涨暴跌的特征,加之建设用地对行洪空间的占用,以及城市建设对生态滞蓄空间的破坏,致使洪水愈发肆虐。历史上1981年“7.20”、1987年“5.20”、1989年“5.20”等特大暴雨洪涝,深圳流域暴雨倾注、江河泛滥,流域街道受淹没历时达4昼夜,公路段水深达2m,造成惨重的人员伤亡及上亿直接经济损失22。19881990年间气候大旱,河流严重污染,
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