重庆山地城市错落多变的形态分形研究

何普森

HE Pusen

(方略建筑设计有限责任公司重庆分公司，重庆400045)

1 重庆城的发展沿革与特征

重庆是一座历史悠久的城市，经历了一个漫长的历史发展过程，其人类文化遗存最早可以追溯自204 万年前的更新世早期的龙骨坡巫山人遗址。而重庆建城却有3000 多年，得名于重庆亦有800 余年，在城市发展的历史上曾历经三建国都、四筑渝城、六次移民，这些过往的历史，逐渐创造和形成了重庆城独具特色的山水城市格局(图1)。

图1 重庆城历史格局

重庆地处中国西南内陆两江之滨(长江、嘉陵江)，重庆的地形地貌复杂多样，境内山脉连绵，是一座具有相当代表性的典型山地城市，历来都是长江上游的水路交通枢纽。两江为重庆带来便利交通的同时，也成为重庆“山水城市”的塑造因素。

重庆也是“巴文化”的发源之地，自古以来重庆的两江地带就存在着散点分布的聚落。散点分布的原因在于聚落多选择了山脉之间、滨江相对平坦的台地或者谷地，它们通过河流进行交通联系。秦汉之时，重庆城镇规模小，其表状为相对原始自然的分散连接的星状城市布局，而后的蜀汉时期和唐代时期，在城市发展的过程中，沿江岸呈带状布局。最后到明清时代，两江半岛成为了城市的中心，形成了点、带、面相结合的复合城市形态。由于城市化程度的不足，城市集中和分散存在不能有机结合的问题，点状布局的特点在城市形态上较为明显。根据现存资料可以发现，在重庆沿江这个城市形态观察路径上，由于改造自然的能力不足，城市建设只能屈服于地形，使其城市面貌的特点具有一定的节奏感。而这样的建设结果，必然使得城市与山水环境的关系较为和谐，与自然环境的关系较为紧密，城市形态的分维值与周边自然环境十分贴近。同时，由于区域发展的不均衡以及交通、地形等因素的制约，城市沿江面貌呈现出断裂的状况，但基本上可以达到一定的平衡，重庆的城市特色也因此在这个时期逐渐形成。

2 重庆沿江城市形态的发展脉络

重庆在历史上曾三次成为都城:第一次是早在周朝建立之后，周武王封宗姬于巴，其领主为巴子，以江州(即重庆)为都城，领地大致在陕西东南部的汉水流域到现今的四川东北部的大巴山地区;第二次建都是元末，农民领袖明玉珍建大夏，定都重庆;第三次是抗战时期，重庆成为国民政府的陪都，是为战时中国的政治、军事、经济和文化教育的中心。

历史上，重庆作为府城，曾经四次大规模的筑城:其范围均在七星岗以内的渝中半岛之上。据历史记载，重庆最早筑城是在秦惠王9年(公元前316年)。当时，巴国遭到蜀国(成都)的军事征讨，求救于秦国，秦惠王派张仪率大军伐蜀救巴。巴人求救于秦，反被秦所吞灭。为巩固秦对巴郡的统治，张仪屯兵驻守江州后，调集士兵和民众第一次大规模筑城，即为《华阳国志》中所提到的“仪城江州”。

其后是蜀汉时期，李严父子二次筑城，重庆城扩大了两倍，从较场口一线拓宽至了如今的临江门、通远门一带。其原计划是把鹅岭打穿，贯通长江与嘉陵江，以使得重庆城形成一个孤岛，后因工程过于浩大而放弃。

第三次大规模筑城在南宋末年(公元1235年)。元军大举侵宋，攻破成都，宋军只得退守川东、川南。在这种险恶的形势下，嘉熙二年(公元1238年)，彭大雅出任重庆府，他积极备战，抗击强蒙入侵。在蒙军兵临城下，打退蒙古大将海塔围攻的战争间隙，他带领重庆军民日夜奋战，抢修重庆城，第一次建砖石结构的大城，扩展到今天的临江门、通远门，奠定了古城的基本规模;最后一次筑城是明洪武初年，戴鼎四筑重庆城。戴鼎，洪武四年(1371年)随明军攻占重庆，就任重庆卫指挥使，为了重建在战乱中毁损的城墙，他组织民工在重庆城原旧址的基础上，用巨大的石条修筑了约合13. 5 km 的城墙。这四次筑城，对重庆城的建设形成当今重庆市中区的雏形(图2)。

图2 重庆城市格局生长态势示意图

重庆城居于两山之间——铜锣山与中梁山，又处于长江与嘉陵江——两江之汇。城市的中心区选址于鹅岭与枇杷山两处山峰所形成的渝中半岛之上。城市的建成区在高低错落、高差变化较大的不同标高之上。因此，山既是城市的载体，同时也是城市的一部分，山中有城，城里有山，从重庆的很多地名里，如鹅公岩、松林坡、小龙坎、杨家坪、李子坝、梨树湾等，都反映了重庆城市的山水特色和地理特征。

重庆又是一个多山多丘陵的城市，居民的住宅建筑多是依山傍水，随山形水势而建。具有重庆特色的吊脚楼层层叠叠，高低错落，与地形紧密结合，在有效利用地形，向山要地的同时，还使得建筑群落与自然环境有机融合，使重庆的城市形象自然而富于立体感。

重庆城沿两江而建，传统的建城区沿江约有40 km，这是因为建城之初，城市居民取水与城市交通运输的需求，从而也形成了重庆城市形象的几个主要的视线景观通廊;同时，山和水又自然地把城市划分成数个部分，城市平面呈现出分散布局的形态，从而形成了重庆城多中心组团式的平面布局特征。

开埠以后，重庆城进入了近代化的阶段，城市人口迅速增加，城市用地规模也随之扩大。城市向着嘉陵江以北及长江南岸发展，“三足鼎立”的格局开始显现。但存在集中和分散而无法有机结合的问题，其主要表现为原城市中心区——两江半岛地带集聚过度，人均用地不足，而其他外围地区则存在着过度分散，吸引力不足，形成城市核心区发展迅速而周边区域发展缓慢的态势，也是重庆城市形象发生割裂的原因之一。

1997年，重庆市借西部大开发和三峡大坝兴建的契机，成为中国的第四个直辖市。在总体规划的指导下，沿袭传统，“多中心，组团式”的城市结构格局基本形成，出现了功能不同但具有互补性的多个城市中心区。随着建设和开发的力度加大，城市副中心的分流作用逐渐扩大，中心城市的吸引力、辐射力和综合服务力的平衡完善在形态上亦有反映，城市逐渐往南北两翼发展，同时原有中心的一些功能逐渐被其他中心所取代，如商业和政治中心区渐渐地向江北和渝北转移。

但山地城市用地缺乏加之高速的城市化进程反映在沿江城市形态上，可以发现中心与中心之间，节点与节点之间由于经济和发展的原因导致的品质上的差距虽然在缩小，但城市特色亦在逐渐丧失，主要反映在城市用地在现有技术条件下可以做大幅改造，形成了因建筑需求改变地形而不是以前的因地形要求设计建筑的模式，这也是全国城市形态同质化的主要原因。

总的来说，重庆的城市格局的发展在当代主要是一个由集中走向分散的过程，经过半岛中心城、江北、南岸三足鼎立，较集中的发展走向外围市镇和都市圈的方向，空间上聚合相间的“组团式，网络式”的大型都市圈格局(图3)。

图3 重庆的“三足鼎立”格局图

3 重庆长江南岸城市形态的分形研究

分形是大自然的优化结构，又是山地城市的优化形态，山地城市的分形与自然分形必然存在着某种联系，这是因为如果把山当作一幅画的背景，将建筑群当作前景，那么画面如果要达到协调，山的特征数据应当与建筑的特征数据有一个相对恒定的关系，而这个特征数字即为分维值。

根据分形几何的量度参数分维数D 来描述城市形态，首先要了解不同分维值表达的不同意义。根据Batty 和Longley 的研究结果发现，D 值在一定意义上反映了图形或者系统对于空间的填充能力，以及图形边界的不规则的复杂程度。经研究表明，当D 值在1～2 之间，D 值越大表明图形的形状越复杂，当D 值等于1.5 时，表明图形处于布朗随机运动状态，呈现不稳定性;当D 值小于1.5时，说明图形趋于简单;而当D 值大于1.5 时，则图形更为复杂。对于城市的空间形态与不同区域来说，D 值反映的情况要根据实际情况来具体分析，这是由于重庆城市特殊的地理、地貌的复杂性决定的。

本文所说的重庆长江南岸，是指南坪至弹子石一线的长江沿岸，辖区的西部、北部长江环绕，与九龙坡区、渝中区、江北区、渝北区隔江相望。东部、南部与巴南区接壤。其中岸线最长的南岸区，依山傍水，全区幅员面积265 km2，森林面积44 km2。前俯长江，坐拥南山、背依明月山。自西而东，长江岸际线长达约50 km，森林面积8472 hm2，素有“山城花冠”和“重庆肺叶”的美誉。区内林木苍翠，天蓝水清，环境清幽，是最能集中展现重庆“江山之城”特色和魅力的区域之一。南岸是传说中大禹娶妻生子、“三过家门而不入”之地，留下了弹(诞)子石、呼归石、涂山寺和“涂山”摩岩石刻等历史遗迹和众多传说。

从地理地形来看，南岸区位于川东平行岭谷区，背斜、向斜平行分布，有明月峡背斜、广福寺向斜、南泉背斜、铜锣峡背斜、纳溪沟—江北向斜。背斜成山、向斜成谷，整个区域构成了低山、丘陵、平坝、河流的组合形态的地貌特征。其中低山主要是分布在南山、黄角垭、广阳三镇，一般海拔在500 m 以上，区域内最高山峰为春天岭，海拔为681.5 m。丘陵主要分布于南坪、涂山、鸡冠石、峡口、长生桥、迎龙、广阳七个镇及沿江七个街道，一般海拔在200～500 m之间。区域内的平坝面积小且呈零星分布，其中以广阳坝和铜元局等处的面积较大。

南岸区从分形学的角度来看，很难用一种分形维数或者分形模型来概括——它是多种不同分形维数和模型的复合体。如金山路周边片区可以用谢尔宾斯基地毯的分形模式进行描述;而南滨东路以北、南滨路以南则只能用曼德布罗特集乃至水道分形的模式来进行解释。由于各区段地形影响，其沿江形态有的地段的分维值靠近1.5，如山坳或者原有河谷地段;而有的地段则呈现出1.2～1.3 的分维值，如河流与山脉或者丘陵之间按等高线排布的城市区域。还有分维值接近1 的平地台地区域，这使得沿江城市形态断裂的可能性增大，沿江城市立面的协调性变低。但是，城市需要有一定的形态规律为主线，如果放任其按照不同的分形特征分区进行建设显然是不可行的，所以需要找到区域内具有统治性的城市景观元素，测算这个元素的分形维数，把握其分形特点对城市的形态控制服务。

4 嘉陵江北岸城市形态的分形研究

江北区位于嘉陵江、长江交汇处的北岸，其东南方和西方分别与巴南区、南岸区、渝中区和沙坪坝区等隔江相望，北与渝北区接壤。该区拥有30 km 多漫长的江岸线，地貌多为“坪”、“丘”、“谷”、“坝”，以浅丘陵为主，海拔在160～679 m 之间。地势东北高、西南低，受川东平行岭谷区的制约，构成铁山坪、环山、义学大山三条狭长山岭，由北而南平行延伸，形似东西之间的三道屏障。江北区自西向东三面环江，嘉陵江从石马河街道梁沱流入区境，区境段为18.8 km。长江从江北城地区流入区境，区境段51.4 km。洞梁河在唐家沱地区，双溪河在寸滩段13.3 km，御临河在复盛、五宝区境段11.2 km。另有流经本区的溪河4 条，各溪河均汇入长江。

总的来说，江北区内的地势较为平坦，区域内除了坪、坝区域之外的低矮丘陵和浅谷地的改造难度都不大，以当前的施工技术很容易便能改造。该区进入高速发展期以来，这样的改造在不断地进行，包括江北嘴在内的江北老城区通过改造，城市形态已经产生相当大的变化，除了极少数区域，江北区现在已经不具备山地城市的明显特征，而更多地反映出平原城市的特点，这是城市发展的需要造成的不可避免的损失。

从江北城市平面布局来看，地形对其产生的影响依然小范围存在，并在短期内无法消除，其平面形态仍然因其原始地形反映出多样化的分维特征，符合谢尔宾斯基地毯的分形特点，而与其紧邻的渝北新区，则是较为典型的曼德布罗特集的分形特征。

以江北的沿江城市形态的分形状况来看，其特征与平原城市发展较为成熟的边界地区有一定的相似之处，具体反映即整体形态的分维值平均分布在1.0～1.2 之间，城市内部建筑对城市外轮廓的填充作用明显，且没有自然形成的景观因素对其形成制约。但江北区域并非完全地显示出平原城市的分形特征，其山地丘陵的自然因素依然零星存在，但不能形成主导而被改造的可能性较大，这样的条件决定了江北沿江城市形态的未来发展将会比较自由，而且形态的发展态势将不断的趋近平原城市外部轮廓的分形模式——简单、平面化，它们的分维值将不断地趋近。

在本文的研究中，江北城市形态的研究处于一个相对次要的位置，因为它并不能体现山地城市的特点，但对其沿江城市形态的控制，将会提出一定的对策和办法。

5 长江北岸及嘉陵江南岸城市形态的分形研究

本文中所讨论研究的重庆长江北岸，主要是自鹅岭往西一段至渝中区朝天门一段，即重庆渝中半岛南部岸线(图4)。渝中区是重庆城市产生的原始核心区域，也是重庆历史最长的城区。它经历了重庆从建城到至今的所有历史阶段，具有丰富的人文历史底蕴，承载了重庆的辉煌。

图4 本文中的长江北岸区域

近代以来，重庆城先主要集中在通远门城墙以内，面积不到2 km2。由于通远门外的七星岗、两路口、上清寺、菜园坝一带遍布坟山野冢，严重影响了城市扩展，在时任市政厅主任的潘文华一力促成之下向外开拓新市区，实施了大规模的扩城行动，在其后的六年半的时间内，扩展新区约7.5 km2，渝中半岛由此形成。

渝中半岛地处两江交汇，有着丰富的景观资源，区内最高为鹅岭，海拔为394 m，最低处为朝天门两江汇合处的沙嘴角，海拔为167 m，相对高差227 m，坡降较大，比高悬殊，形成了独具特色的、壮丽的山城景观。这一区段不但是重庆城经济、文化、政治、历史意义上的核心区，也是传统的重庆城市形象的核心区，它代表着重庆的过去和现在，也统领着重庆城市居民和访问者对重庆的城市印象。

相对于长江南岸地区沿江形态在分形意义上的复杂性，这个区段的分形特征显得较为容易归纳——城市建设用地基本在台地上布置，或者沿江与山之间的等高线布置，由于台地位置的分散和带状等高线的连续性，加之绿化中轴线——鹅岭至平顶山这条城市绿脊的统治性景观特征物的存在，使得半岛的沿江城市立面形态上的规律较为明显，规律性强而自然，这也是重庆山城闻名遐迩的城市景观形成的最重要因素。

重庆城市的扩展和中心区人口的激增，城市形态也受到了极大的不良影响，主要表现在沿江城区带的建筑高度与密度的增加。由于对土地利用率的提高提出的必然要求，原本城市建筑的高低错落现在变得不合时宜——所有新建设区段的建筑都按着最低限高和尽可能小的建筑间距进行建设，这样的直接结果，是沿江城区带的城市建筑轮廓愈趋简单，其分维值比19年前的平均1.2～1.4 降至1.1～1.2之间，反映在形态上即形成了一段整齐的“沿江城墙”，原本的不断变化错落有致的城市形象，渐渐不复存在。政府相关部门鉴于这种状况，先是提出一个明确的限高要求，但单一的限高不会根本改变这种情形，近年来的政策也趋向灵活，逐渐根据不同地段提出了不同的要求。

实际上，按分形思维来看待，既然存在一个统治性的景观元素，那么，城市形态就应当与之呼应。具体来说，即城市形态轮廓的分形维数应当与这个景观元素发生相协调的关系，但是这个关系并不一定是沿江城区整体与城市绿脊整体之间的关系，这是由于两者的尺度巨大，以及同时由于河系的曲折，不可能完整的在同一时段内被观察者所观察到，因为观察者的视觉范围是有限的，因此，要分段的、按不同的分维值来进行协调。

综上所述，重庆既是一个地形存在多样性的城市，简单的用山地城市无法进行完整的概括，但它又确是一个典型的山地城市，存在着其独特的城市形态脉络，要用分形的思维来描述和归纳重庆这座城市，除了要抓住其核心特征之外，还要把握其不同区域的特殊性。笔者通过对以上几个具有典型性和重要意义地段状况的梳理，在理清重庆城市形态特性的同时，进一步认识重庆城市形态的分形特点，为具体应用分形方法提供了一定的研究基础。