基于“CAS”理论的城市湖泊景观更新研究

吴 巍， 肖志鹏， 王红英

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

基于“CAS”理论的城市湖泊景观更新研究

吴 巍， 肖志鹏， 王红英

(湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉 430068)

为给我国城市湖泊生态系统的修复与更新提供可借鉴的思路与经验，在武汉市张毕湖景观改造工程的项目实践中，根据其自然特征(气候、地形、平均水深等)﹑历史变迁、景观结构﹑社会功能等进行分层剖解，运用“CAS”理论探究城市湖泊景观生态系统的构建之法，提出“浅塘型生态群落”的概念，通过一系列尺度各异的构筑物的设置，合理引导不同景观斑块之间的交互作用，以使各个景观斑块自适应性地更新湖泊景观系统的生态结构。

“CAS”理论； 景观更新； 生态系统； 自适应性

在现代城市建设中，水体已经成为一个完备的城市综合体所必不可少的物质资源。有着富足景观资源的城市湖泊景区自然就会成为城市规划建设的首选，这些区域不仅饱含充裕的景观资源，可称得城市健康发展的天然基石，而且，由于城市湖泊是熙攘都市与自然环境之间一个极其重要的功能过渡区，有缓冲以及天然屏障的作用。近年来，多数城市湖泊的生态环境正遭受着严重的破坏，出现了功能退化、湖区生态失衡等一系列急需解决的问题。城市湖泊的景观生态再生已成为当前业内探究的热点。

1 解析城市湖泊景观生态系统

1.1 城市湖泊的概念

城市湖泊泛指城市建成范围内存有的人工或是自然湖泊，是城市中陆域与水体协同构成的生态环境。它是城市中自然物质资源极其充裕且宝贵的地区，因人类与社会活动之间的碰撞颇为剧烈，城市湖泊景区可称得人类活动与自然界之间的交互作用最为繁杂的地域之一。需要指出的是，不同城市湖泊的地缘特质迥异，本文着重研究内陆城市近郊或是城市核心地段的小型湖泊。

1.2 湖泊景观生态系统

城市湖泊是现代城市商业居民区与自然之间一个特别重要的功能过渡区，发挥着极其重要的作用。近年来，多数城市湖泊的生态环境正遭受破坏，出现了功能退化、湖区生态失衡等等一系列急需解决的问题。城市湖泊的景观生态再生已成为当前业内研究的热点。因此，从湖泊景观生态系统的角度研究城市湖泊景区的新功能﹑形态重组﹑人工物构建﹑生态系统重建等，对促进城市湖泊再生、延续城市湖泊与城市的交互功能具有重要意义，也可为我国内陆城市其他人工或是自然湖泊的生态重建提供可资借鉴的范式。

2 “CAS”理论对于湖泊景观系统的可应用性分析

2.1 解析“CAS”理论

20世纪末，John Holland发表了“隐秩序”的著名报告，提出了“复杂适应系统”的理论，可简称“CAS”理论。其后更是自成体系，《隐秩序——适应性造就复杂性》彻底颠覆了传统学院派的研究范式。“CAS”理论被学界广泛认可为“新世纪的新科学”，属“新一代系统思想”。

“CAS”理论可以从系统学视界合理地解析组织内部的复杂芜乱现象和深层次地解决组织内部的繁杂疑难，其要义在于系统中的个体斑块含有的主动性和能动性。个体的适应性通常体现为能自发地和外界环境进行资源交流，为谋求个体生存而调整和更改自身的行为趋向，继而良好地适应外界整体环境变化的要求。

2.2 基于“CAS”理论的“自适应性”湖泊景观生态系统

我们可将城市湖泊视为一个纷繁庞杂的“复杂巨系统”，进而将其剖解为若干个既互相关联，又保有自身独立性的景观斑块，亦可称之为“细胞体”，通过项目实践中不同地缘结构中的取样分析，遵从城市湖泊景观系统中每个“细胞体”自有的判断力和行动趋向，创造有利的条件，引导个体与其他成员以及周遭环境之间的交互行为，遵守个体和整体环境之间融合的行为准则，从而充分地利用不同景观斑块的自适应性，促使各个景观斑块在交互过程中产生“进化”的趋向，而不会囿于机械的限定方式，盲目地呈现出人为化的动势，从而自发地调整自身的“进化”模式，良好地适应周遭环境，营造具有再生功能的“自适应性”湖泊景观生态系统。

3 典型项目实践

3.1 张毕湖景观生态系统现状

张毕湖一直以来最大的特点就是原生态自然景观，且大多以“浅水湖塘”的形式存在着。由于长期经营不善，湖区岸堤破坏严重，只有在雨水期才有水，一逢枯水期就干旱。硚口区政府先后投入资金对张毕湖进行改造，力图重建张毕湖的湖泊生态系统。根据张毕湖实地调查结果显示，外源污染得到一定程度控制。但是湖区整体景观重建稍显落后(图1、图2)，依然存在一些亟需解决的问题：

1)张毕湖滨水景观由于缺乏保护和有效整治，植物树种生长良莠不齐；同时整个湖区均缺乏足够的湖岸休闲小品景观设施以及亲水平台区域。

2)因场所自然地貌特征以及长久以来形成的地缘特质，张毕湖环西侧和南侧各类子湖与浅塘均为土质岸堤，长期缺乏系统的整治，岸坡稳定性较差，不仅存在安全隐患，且与湖泊周边景观严重不协调。

3)湖区大小不一的“浅水湖塘”杂乱无序地散在各处，由于长久疏于管理，临近社区涌入的垂钓者、生活垃圾等等令湖区生态严重失衡，使湖区景观结构趋于断裂、破碎状态。

图1 环西侧子湖水质堪忧 图2 南侧浅塘土质堤岸破败

3.2 基于“CAS”理论的“自适应性”湖泊景观系统

“CAS”理论通常存有非线性、不可预测性等特征，其主体是能动的、存活着的实体，而个体与环境之间潜存着密切的影响和互相作用，是系统结构衍变乃至进化的主要推动力。

张毕湖“浅塘型“生态群落中每个单独的“泡状”空间均有不同的水位与土壤酸碱度，各个“泡状”空间内的物质资源属性各异(表1)，既相互渗透又保有自身的生态恢复能力(图3)，我们充分遵从其中个体成员自有的判断力和行动趋向，选择性地添置适宜的木栈道、水榭、硬质驳岸等人工构筑物，创造有利的条件，引导个体与其他成员和环境之间有益的交互行为，善用个体和整体环境之间调整的行为准则，利用其自适应性，生成不同植物群落；营造出具备自身景观修复与更新能动性的“浅塘型“生态群落(图4)。

表1 不同“泡状空间”的水体底部土质取样检测结果

图 3 “自适应性”湖泊景观系统

图 4 “浅塘型”生态群落平面分析

将“浅塘型“生态群落看做是一个单独的景观斑块，也可称为一个体量更大的“细胞体”，隶属于城市湖泊景区整体生态系统。因此，我们仅需合理地配置各类功能构筑物，充分地利用各个“细胞体”的自适应性，引导各个“细胞体”自发性地调整自身的行为模式，从而合理地适应环境，营造“自适应性”湖泊景观生态系统(图5)。

图 5 “浅塘型”生态群落剖面图

3.3 融入不同功能区划的“景观斑块”

张毕湖公园的形成过程中历史原因庞杂繁复，各个分区功能混乱。因此，改造设计中首先强调整体系统层面的宏观调控，那么从整体系统层面考量就必须尊重张毕湖公园形成过程中的历史轨迹。在功能区划与群落配置中纳入荆楚文化历史情怀、滨水垂钓、生态科教体验、群体节庆活动。在不同景观斑块中纳入统一规划的城市景观元素，以一系列亲水廊道联通不同斑块，紧密联系；最后通过合理的规划设计把张毕湖生态湿地景观融入到城市整体景观中。充分利用张毕湖原生态自然湖泊现状，重新引入地方性的植物或当地特有树种，分层组合。增加各类水生、湿生植物，营造自然湿地景观，尤其要突出“野趣”。打造特色观鸟岛、江城水色、鹭洲烟雨、碧波鹤影等特色湿地景观。各景观功能节点之间用硬质铺地、渡船以及木栈道等连接，在湿地构筑极少量人工建筑，大多采用铜质、木质等当地材料，与武汉市地区整体风格相协调。生态湿地生成不是短期即可达成的，须有长期的考量，不争一时成败。

4 结论

城市湖泊因其所处地域的特殊复杂性，是一个纷繁庞杂的生态系统，既包含了生态内涵、环境理念，也带有水文特性，其生态景观设计必须因境制宜，充分发挥我国内陆城市湖泊的景观与社会功能。

在武汉张毕湖改造项目的前期取样实验中，我们发现运用“CAS”理论来剖析湖泊景观生态系统是切实可行的，提出的构建“浅塘型生态群落”的概念正是与张毕湖自有的地缘特质、景观生态系统、社会功能等因素相匹配，可谓鱼水和谐。通过一系列尺度各异的构筑物的设置，合理引导不同景观斑块之间的交互作用，促使各个景观斑块自适应性地更新湖泊景观系统的生态结构，大体可以实现张毕湖的整体生态系统恢复与更新的目标，同时也为未来张毕湖自然生态景观系统的可持续发展提供了基础和范式。

[1] 卢宏玮，曾光明，金相灿，等. 湖滨带生态系统恢复与重建的理论﹑技术及其应用 [J] . 城市环境与城市生态, 2003, 16(6) : 91.93.

[2] 秦伯强. 湖泊生态恢复的基本原理与实现[J]. 生态学报, 2007. 27(11)：4848-4858.

[3] 曾忠平, 卢新海. 城市湖泊时空演变的遥感分析——以武汉市为例[J]. 湖泊科学,2008, 20(5)：648-654.

[4] 刘连成. 中国湖泊富营养化的现状分析[J]. 灾害学. 1997， 12(3):61-65.

[5] 沈彦, 李婷婷. 论湿地脆弱性与生态恢复重建——以洞庭湖区为案例[J]. 云南地理环境研究, 2006, 18(1)：10-13.

[6] 林小峰.对城市水景区周边空间的保护探讨——以宁沪杭三城市为例[J]. 中国园林.2006(12)：58-61.

[7] 尹澄清. 内陆水一陆地交错带的生态功能及其保护与开发前景[J] . 生态学报, 1995, 15( 3) : 331- 335.

[8] 曹康．奥姆斯泰德的规划理念―对公园设计和景观设计的超越[J]．中国园林,2005(8):11-12.

[9] Wheeler B D.Shaw S C, Fojt W J.Restoration of TemperateWetlands[M].Chister:John Wiley& Sons, 1995: 12- 87.

[10] 章家恩，徐琪.生态退化研究的基本内容与框架[J].水土保持学报, 1997, 17(3) :46- 53.

[责任编校： 张岩芳]

CAS-based Research on the Update of Urban Lake Landscape

WU Wei, XIAO Zhipeng, WANG Hongying

(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture，HubeiUniv.ofTech.，Wuhan430068,China)

This paper aims to provide referential ideas and experience for urban lakes ecosystem repair and update. According to the natural characteristics (climate, topography, the average water depth, etc.),historical change, landscape structure, and social function of layered creations in Zhang Bihu landscape renovation project in Wuhan, "CAS" theory is applied to explore the building of urban lake landscape ecological system, and the concept of "shallow pond ecological communities" is put forward. Through a series of scales of different structures, the interaction between different landscape patches is reasonably guided in order to make the landscape patches adaptively renew the lakes landscape ecological structure of the system.

the theory of CAS; landscape update; ecological system; adaptivity

1003-4684(2016)03-00110-03

TU986.5

A

2016-03-22

教育部人文社会科学研究规划基金项目(15YJA760035)

吴巍(1971-)， 男， 湖北英山人，湖北工业大学教授，研究领域为景观规划与设计，建筑