基于生态承载力下西江苗寨的聚落空间弹性预测∗

赵步云，王 红

(1.贵州大学林学院，贵州贵阳5500025；2.贵州大学建筑与城市规划学院，贵州贵阳5500025)

基于生态承载力下西江苗寨的聚落空间弹性预测∗

赵步云1，王 红2∗

(1.贵州大学林学院，贵州贵阳5500025；2.贵州大学建筑与城市规划学院，贵州贵阳5500025)

西江苗寨位于贵州省黔东南地区，具有较高的生态价值和人文价值。开展西江苗寨动态的空间预测和分析，对于黔东南地区民族村落的保护性规划具有重要意义。本文在实地调研和大量资料搜集的基础上，对西江苗寨空间生态结构和现存问题做出了分析和总结。利用弹性系数理论对其建筑空间进行了预测分析。研究结果表明:(1)空间生态结构研究结果显示该地区景观生态结构较为理想;(2)聚落空间形态研究显示该地区存在过度扩建和盲目规划等现存问题;(3)弹性系数分析显示当地未来的生态格局将处于良性发展的态势当中，但应该进一步降低建筑空间的增长。

西江苗寨;空间结构;弹性系数

位于贵州省地区的西江千户苗寨作为全球最大的苗族古村落，其民居建筑、宗教礼仪、信仰禁忌、饮食着装等都展示出了苗族底蕴浑厚的文化。得益于西江特殊的地理环境及其独特的历史背景，成为苗族文化的典型代表，“看西江知天下苗寨”在外界广为流传，西江作为体验中国苗族风情旅游目的地的吸引力开始显现[1]。

但近年来对于几乎所有的历史文化名镇，“新”与“旧”的矛盾都是围绕城镇发展的大问题。一方面，对于原有生态空间的保护必不可少；另一方面，为满足时代物质和精神需求而进行的一些时代文化的创造同样势在必行。尤其当新旧为邻时，这种矛盾显得更加突出，对于西江千户苗寨，即便是不广泛地来讨论这个问题而仅仅把目光集中于能够给予我们直观感受的村落生态空间格局上，我们同样可以清晰地感受到新旧之间矛盾[2]。

由于人民普遍的认知误差和持续不断的经济、人口等压力的作用，西江千户苗寨的建筑空间和交通、构筑物空间面积不断扩张，导致植被空间日益减少。这对当地政府以力求恢复传统聚落风貌为目标的名镇建设来讲，构成了一个不小的挑战。因此，如何正确预测当地未来生态空间格局的发展趋势，从而判断已经拟定的控制性规划方案是否合理，就成为传统聚落发展中亟待解决的问题[3]。

在拟定的传统聚落规划方案时，聚落生态空间分析其实施效果是关键，很多研究提出了相应的分析方法，汪世乐[4]比较研究的内容涵盖了聚落空间层面、民居空间形式层面已经技术手段和装饰要素层面，解析了地域文化背景下的聚落空间构成；王飒[5]聚落体系层次结构描述和空间特征描述方法，解析了中国传统聚落空间层次结构；刘沛林[6]从心理要素、生态要素、美学要素、环境要素、文化要素、时序要素等6个方面入手，判别了传统聚落景观基因。

由上述分析可以看出，现有的聚落研究多采用定性方法解析聚落空间的层次与构成，简单快速地明确方案的实施结论。但是，由于这些方法难以体现生态承载力，难以预测规划方案未来的实施效果，不利于决策者将规划方案精细化，所以有必要基于生态承载力数据，提出定量的聚落空间弹性预测方法。

1 方法论

1.1 弹性理论的数学涵义

马歇尔认为:“当某一领域中的两个变量存在函数关系时，其中一个变量的变化势必会引起另一个变量的相应变化。弹性理论可以通过建立数学模型研究者组变量的动态变化趋势，也就是研究这一组相关变量变化的相互反映程度，并对未来趋势做出预测”。

弹性作为一个数学概念是指相对变化率，用比例来说，是自变量变化1%所引起因变量变化的百分数，因而弹性是一种不依赖于任何单位的计量法，即是无量纲的。

变量y随变量x的变化而变化，表现为函数关系y＝f(x)。设f(x)在区间(a，b)内可导，且f(x)≠0，函数的相对改变量与自变量的相对改变量之比为:

当Δx→0时，则有

1.2 弹性的空间规划含义

将弹性理论引入到城乡规划学中，就为空间分析提供了有力的工具。它是用数理方法来研究城乡规划问题，把定量分析与定性研究结合起来，据城乡规划学的基本原理来对空间问题进行实证分析，以求得理论的精确性。

由于弹性理论研究的对象是针对一组具有相关变化关系的两个变量，所以在此我们将其引入景观格局变迁的研究和预测之中——村落的建筑空间对于植被空间的影响的研究和预测。它的优势在于通过统计，可计算出弹性值，并且两个变量的变化相关程度与弹性值的大小成正比例关系。这样便可对于村落空间格局的长期性规划提出明了而详实的建议。

本文旨在通过计算建筑空间的增长变化率与植被空间的减少变化率的强弱关系(弹性系数)，从而预测未来村落的空间格局变化。因此，利用弹性系数理论公式将弹性系数表示为:空间弹性系数＝植被空间减少率/建筑空间增长率。

设L1，L2，…，Ln。为某一时期植被空间的面积。H1，H2，…，为对应某一时期建筑空间的面积；ΔL与ΔH分别为其相应的该变量。则可根据公式求出空间弹性系数值￡:

￡＝(ΔL/L)/(ΔH/H)

根据弹性的空间规划含义，通过土地利用分布图，村落空间类型分布图和建筑、植被空间分布情况图。结合当地的用地空间分布数据，利用弹性理论，计算出弹性系数值并推测未来的植被空间面积值，就能总结出村落未来的生态空间发展状况，模型的具体结构如下所述(图1)。

图1 模型结构图

2 实例分析

本文以苗寨西江千户苗寨为研究对象实施数值分析，论文数据来源于贵州省城乡规划设计院所开展的西江千户苗寨历史文化名镇保护性规划研究课题。西江千户苗寨坐落于苗岭雷公坪的西北山麓地带，空间类型基础数据共涉及建筑空间板块29块，廊道5条，基质27块(表1，图2)。

表1 “西江千户苗寨”空间生态结构

为提高计算速度，保证模型尽快收敛，我们只对植被空间与建筑空间的弹性系数进行分析，通过实地踏勘名镇土地利用现状资料的分析提取出2005-2015年间，西江千户苗寨植被空间与建筑空间的格局变化特征值。

图2 “千户苗寨”空间类型分布图

2.1 计算结果

按照目前控制性规划的发展趋势，2020年西江千户苗寨的建筑空间面积将达到39.98 hm2，以2015年38.19 hm2为基数。建筑空间增长ΔH/H＝(39.98-38.19)/38.19＝2%，所以植被空间降低(ΔL/L)＝￡×(ΔH/H)＝2%。因此2020年绿色空间面积为L＝33.63×(1-2%)＝32 hm2(表2)

表2 2005-2015植被空间与建筑空间空间增减的弹性系数分析

2.2 预测分析

2005年的控制性规划中，西江千户苗寨基于固定空间的规划用地面积为77.34 hm。2。其中道路、构筑物空间面积为3.66 hm2，建筑空间面积为21.31，植被空间面积为52.37(图3)。至2015年，建筑空间面积增长为39.98，植被空间减少为31.05。建筑空间面积占比由 27.55%增长为49.38%，而植被空间面积占比 67.71%减少至43.38%。可以看出由于建筑空间面积激增而导致植被空间面积锐减(图4)。弹性系数值也表明二者之间存在较强的变化影响。但由于2020年的控制性规划中，建筑空间面积幅度大为减慢，仅扩张到51.69%，从而有效缓解了植被空间的减少趋势。可以说，32 hm2的植被空间面积相较于77.34 hm2控制性规划总面积而言是可以接受的。因此如果西江千户苗寨能够严格按照规划方案进行建设，基于弹性系数理论，其未来的生态格局将处于良性发展的态势当中。

图3 2005年植被空间(绿)与建筑空间(黄)分布情况

图4 2015年植被空间(绿)与建筑空间(黄)分布情况

3 结语

本文基于生态承载力数据，提出定量的聚落空间弹性预测方法，并以西江千户苗寨为实际案例，对规划方案进行了预测分析。由于西江千户苗寨植被空间的减少速度从2005年至2020年间呈现由快放缓的趋势。因此可以预计至2020年，其廊道的基本空间形态不会改变，具有较强的能量运输和资源保护能力。从基质孔隙度来分析，斑块间的能量流通能力不会受到破坏。但基质面积已低于斑块面积，这说明在2020年以后的控制性规划中，建筑空间面积的增长率应该进一步放缓以维持其良性的生态格局。

[1]贵州“西江苗岭”景观的评价规划与利用[J].建筑学报，2004 (12):60-62.

[2]贵州雷山县苗族聚落景观研究[D].北京林业大学，2013.

[3]乡村景观变迁及现代乡村景观设计研究——以德州市乐陵市黄夹镇为例[D].贵州大学，2015.

[4]汪世乐.解析地域文化背景下的聚落空间构成[D].华中科技大学，2006.

[5]王飒.中国传统聚落空间层次结构解析[D].天津大学，2007.

[6]刘沛林.中国传统聚落景观区划及景观基因识别要素研究[J].地理学报，2010，65(12):1496-1506.

(责任编辑:王先桃)

The Settlement Space Elastic Prediction Based on Ecological Carrying Capacity of Xijiang M iao Village

ZHAO BuYun1，WANG Hong2∗

(1.College of Forestry，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.College of Architecture and Urban Planning，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

The Xijiang Miao village is located in Southeastern Guizhou Province，it has high ecological value and humanity value.It has important significance for the protection planning of the ethnic villages in the southeast of Guizhou Province that carry out the state space prediction and analysis of Xijiang Miao village.The paper investigated the field and collected a greatmass of data，and analysed the problems of the ecological structure of the Xijiang Miao village space.And the theory of elasticity was used to forecastand analyze the architectural space.The results are as follows:(1)The findings of the ecological space structure indicate that the landscape ecological structure in this region ismore ideal；(2)The findings of spatial form in settlement indicate that this region has some existing problems，such as excessive expansion and blindly planning(3)Elastic Coefficient Analysis indicate that the ecological pattern of the future will be in a benign development trend，but it should further reduce the growth of the building space.

Xijiang Miao village；space structure；elastic coefficient

TU-856

A

1000-5269(2016)04-0108-04

10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2016.04.22

2016-05-13

国家自然科学基金(51078099)

赵步云(1987-)，男，在读硕士，研究方向:喀斯特景观与民族建筑的理论应用，Email:287686081＠qq.com.

∗通讯作者:王 红，Email:wanghong1960＠126.com.