丘陵地区生态城市理论

2.3　丘陵地区生态城市理论

2.3.1　生态学基础理论

1）个体生态学基本理论

个体生态学是从生物个体的角度来研究生物与环境的相互关系。^[2]个体生态学是生态学研究的基础，主要包括各种环境条件与环境因子的分析，所以又称环境分析。自然环境是各种环境因子的总和，在环境因子中，一切影响生命活动的因子称为生态因子。生态因子的种类很多，一般可以分为气候因子、土壤(或水体)因子和生物因子三大类型。其中，气候因子主要是指光照、温度、空气、水分等大气圈带来的生态因子；土壤因子主要是指土壤水分及土壤中的矿质营养；生物因子是指生物生活范围内的其他生物因素。人工环境是在人为因素作用下，使自然环境中某些因素发生变化而产生的。在环境条件的制约下，具有特定生态特性的生物种和生物群落，只能在特定的小区域中生存，这个小区域就称为该生物种或生物群落的生境。城市是人的生存空间，是生物群落—人—的生境。

1840年，德国农业学家李比希通过对谷类作物研究，提出了最小因子法则。^[3]其中心内容是：植物的生长取决于数量最不足的营养物质，某一数量最不足的营养物质，由于不能满足生物生长的需要，不仅限制了生物的生长，而且也将限制其他处于良好状态的生态因子发挥作用，这一生态因子就是限制因子。限制因子一般在其他因子相对稳定的条件下才能确定，同时要考虑因子之间的相互作用。许多生态因子处于不断变化之中，限制因子也会因此转化。城市生态系统因人为的作用也会促使限制因子的转化。不断改善限制因子，使因子组合达到最好的效益。因此在生态城市设计中，我们也要考虑到现状中的最不利因素，比如人口容量、环境容量、基础设施及公共设施供应能力等，这些因素往往是城市发展的关键，它们制约着城市的发展和城市的规模。在最小因子定律的基础上，人们发现某些因子过量也会成为限制因子。因此，各种生物对生态因子都有一个适应的范围。对此，美国生物学家谢尔福德于1913年将生态因子的最大量与最小量对生物的限制概括为耐性定律（图2.7）。^[4]

动植物只能在一定地理区域内生存，而且存在的空间广度又不尽相同，例如小麦作物由于对光、温度、水的耐性范围较宽，其分布广；椰子等耐性范围较窄，分布范围也较窄。同样，人对自然环境的适应能力和承受能力也是有一定范围的，例如必须在一定的大气压强、温度、氧气浓度等等范围内才能生存（图2.8）。

2）种群生态学基本理论

生物种群是指一定时间内，占据一定空间，具有相似的形态、生理和生态特性，并能相互交配繁殖后代的同一个生物种的一群个体。例如，某一块农田中的全部水稻植株，一个池塘中的全部青蛙，都可以说是一个种群。

图2.7　耐性定律与生物分布

图2.8　植物的空间分布示意图

种群具有一定的空间分布格局（种群的空间分布格局也称为种群的空间特征，是指种群内个体的分布区域和分布方式）。种群的分布方式包括均匀型、随机型和成群型三种基本类型，其中成群型又包括均匀成群型、随机成群型和群集成群型(图2.9)。

种群具有一定的遗传特征。个体能继承种群的遗传特征，个体的异变同时也是种群进化的动力。

种群的大小和生态密度。种群大小是指一个种群内的个体数目的多少；生态密度是指单位栖息空间内的个体数目或生物量的大小。

种群的繁殖力。是指生物所具有的繁殖后代、延续种族的能力。

图2.9　种群中的个体分布

种群的年龄结构与性别比例。种群年龄结构的类型通常以金字塔表示，自下而上作一不同宽度的不同年龄级的柱形图，横柱宽度表示各年龄级的个体数或百分比，纵方向表示不同年龄组。这样所描述的年龄结构通常有三种：增长型种群基宽而顶窄，表示幼龄个体多，种群的出生率大于死亡率，是一个迅速增长的种群；稳定型种群其年龄结构呈钟形，中部和基部几乎相等，即幼龄个体与中年个体均等，出生率与死亡率接近平衡，是一个数量趋于稳定的种群；衰退型种群的年龄结构呈壶型，基部窄而中部宽，表示幼龄个体比例小，中老年个体较多，出生率小于死亡率，是一个数量趋于下降的种群（图2.10）。

3）群落生态学基本理论

在自然界，没有一个生物种群是独立存在的，在其所处地段上，必然还存在着其他生物种群。一定地段上所有生物种群的集合，就形成一个生物群落。例如，一片森林或一个湖泊，其中所有的生物种群就构成一个生物群落。生物群落内各个生物种群之间，通过一定的相互联系、相互制约和相互补偿，使多个生物种群长期共存于同一环境，形成一个具有一定结构和功能的整体。生物群落具有一定的构成种类，有一定的外貌特征和营养结构、代谢方式，以及发展演替过程。

图2.10　年龄结构的三种类型

生物群落内的生物种群之间，存在着相互依存、相互制约和相互补偿的关系，这就是种间关系，也称为种间相互作用。如果用“+”、“-”和“0”分别表示某一物种对另一物种的生长与存活产生有利、控制和无影响，则两个种群之间的关系可表示为表2.2。群落内的种间关系多种多样，但归纳起来，主要有正相互作用和负相互作用两种基本类型。城市生态系统中的种间相互作用也是普遍存在的，只有准确掌握了系统中各种生物之间的相互关系，才能合理地调节和控制城市生态系统的生物构成，才能形成合理的系统结构，从而提高系统的整体功能。

表2.2　两个种群彼此之间的相互作用

4）生态学的基础理论对城市设计的指导意义

城市生态系统是一个人造的生态系统，与自然生态系统具有许多相同点，同时也有许多不同点。因而自然生态系统的许多规律同样也适用于城市生态系统，城市生态系统中生产者、分解者数量少，消费者数量众多，而且能量流动快。城市生态系统的运转要靠外部的能量和物质输入，同时还要靠外部来承担大部分的废弃物。因此像最小因子律、耐性定律对城市发展规模的制定同样具有指导作用。因此，在城市设计时也要兼顾城市人口的群体特征和个体特征的差异。城市设计不仅只是满足于空间美学，还要满足城市生态系统的要求，最终有利于城市生态系统的健康运转。

2.3.2　复杂城市设计理论

城市不仅是一个现实，而且还是一项计划。它意味着环境的可持续、社会的凝聚力、民主管理以及文化表现。作为一个“开放的复杂巨系统”，它包容了人类的各种活动，形成了空间形态的各种表现。

1）城市的多样性

雅各布斯在《美国大城市的死与生》中对简单化的城市重建进行了尖锐批评。城市活力源于城市生活的多样性，因而必须认识城市的多样性与传统空间的混合利用之间的相互支持作用，并提出了“城市多样化”的观点。她指出：“城市作为人类聚居的产物，成千上万的人聚居在城市里，而这些人的兴趣、能力、需求、财富甚至口味又都千差万别，他们之间相互关联同时又不断地相互适应，结果产生了错综复杂并且相互支持的城市功用，形成了丰富多彩的城市空间。”因此，“多样性是城市的天性”。她主张应该保留老房子，从而为传统的中小企业提供场所；保持较高的居住密度从而产生复杂的需求；增加小店铺从而增加街道的活动；减少街区的尺度从而增加居民的接触。其目的在于通过重建城市中固有的复杂的人际关系网络，恢复城市原有的活力。在此街道生活被认为是城市活力之源，因为人与人的交往是城市生活的本质，而街道是这种交往的天然选择。尤其是小尺度的街区和街道上的各种小店铺，增加了街道生活中人们相互见面的机会，从而增加了街道的安全感。城市生活的多样性不仅体现在错综复杂的城市功能上，还表现于复杂的社会结构之中。城市中人与人的交往不是仅限于街道中的一两次偶然性会面，更多的是存在于人际关系的网络之中。尤其人与人之间关系网络的复杂性，这个复杂的网络结构有着非常丰富的信息。生活既诉于“场所”，又联系着“行为”，两者的结合构成了复杂而充满活力的城市网络。

2）文化的多元性

文化作为一种内在因素参与并支配着城市结构的塑造。如果把城市理解为一种文化现象，那么，城市结构所表现出的外在形式、空间特征以及人对空间的使用方式等都是文化的构成部分。

拉波波特在《城市形态的人文方面》一书中，通过对非洲、欧洲、伊斯兰、日本等亚文化圈的城市构成的分析后认为，城市形体环境的本质在于空间的组织方式，而不是表层的形状、材料等物质方面。城市空间的组织则受社会文化、宗教信仰等人文领域的影响，具有一定的“规则”。纷繁复杂的城市空间形态只是表层，形态背后隐藏的深层结构才是组织城市空间的关键。每一个城市都有自己的结构构成原则，这原则根植于它特有的文化系统。

福建土楼作为客家人引为自豪的建筑形式，是福建民居中的瑰宝。同时又揉进了人文因素，堪称“天、地、人”三方结合的缩影。数十户、几百人同住一楼，反映客家人聚族而居、和睦相处的家庭传统。因此，一部土楼史，便是一部乡村家族史。土楼的子孙往往无须族谱便能侃侃道出家族的源流。此外，就地取材，用最平常的土料筑成高大的楼堡，化平凡为神奇，又体现了客家人征服自然过程中独具匠心的创造。这种以生土为墙的土木构架民宅，其造型在中国传统民居的品类中，是花样较多的一种。有圆、方、半圆、椭圆、交椅、五角、八卦、五凤、桃形及不规则形等许多种类，其中又以圆、方、交椅形和五凤楼最为常见。在土楼建筑中，圆楼和方楼通常是单独起建的，但在一些地方由于历史的原因也先后建有5个一体相联的圆、方土楼组合。从空中俯瞰，一座方楼雄踞中央，四座圆楼围绕四角。恍若一朵怒放的硕大梅花，点缀于绿野平畴之上，错落有致，美不胜收。该楼群初建时仅为一座方楼，黄氏祖先取楼名为“和昌楼”，后因人丁渐旺，分别在方楼四周建起 4 座圆土楼，从东、西、南、北四个方向拱卫着“和昌楼”，使之既似山寨，又如城堡，夺人心魄的宏大构思，令人俯仰皆叹（图2.11）。

3）自然的规定性

城市介于自然与文化之间。城市结构的形成既是一个文化过程，也是一个自然过程。在自然过程中，城市结构的构成反映了物质系统构成的内在规律。作为自然过程的城市，是由各种生物、非生物、人类和社会经济等要素，通过物质——能量代谢、生物化学循环形成的一个特殊的人工生态系统。其复杂的层次和相互作用使城市结构充满了活力。

长沙是一座典型的个性化“山水洲城”。全城以岳麓为屏，湘江为带，水陆洲浮碧江心，浏阳河曲绕城外（图2.12），湖泊星布，岗峦交替，城郭错落其间。岳麓山屏立西岸，林深泉清，四季常青，是长沙市的绿色屏障，一座天然的大氧吧，岳麓山即是长沙城重要的绿岛，也是城市的制高点。千年学府——岳麓书院坐落于山脚，自宋代以来，名家大儒在此讲学授道，人文荟萃，是湖湘文化的发源地。湘江水穿越而过，蓝天碧水成了长沙市的一张城市名片（图2.13）。两岸滨水风光带，环境优美、设施完善、布局合理，把湘江装扮得更加亮丽。浏阳河弯过了九道弯逶迤东来，一首《浏阳河》更是享誉海内外。橘子洲静卧江心，古城标志天心阁矗立于城南，在空间上与岳麓山、湘江、橘子洲共同构成了长沙城市发展的中轴线，在此鸟瞰长沙城，高楼林立，路网交错，绿荫遍地，一幅融青山、碧水、绿洲、名城为一体的美丽画面映入眼帘。

图2.11　福建土楼

图2.12　长沙市卫星航拍图

图2.13　岳麓书院全景

4）认识论的复杂性

复杂性理论认为，从人的发生认识论的角度看，复杂性是由人需求复杂性以及自主决策能力共同作用而导致产生的。认识论的复杂性要领涉及认识主体或观察者的认识能力、范围、主体间相互交流的状况和水平，涉及一种可共享的语法、语意和语用环境。

对城市的认知描述强调的是对于城市结构的规律性的认识。事实上由于城市结构的客观复杂性使人对它的认识需要借助于一定的分析手段和方法。如：凯文•林奇借助于认知心理学和格式塔心理学方法对城市进行描述，形成了城市认知意象分析理论，其分析结果直接建立在居民对城市空间形态和认知图式综合的基础上。林奇运用认知地图来研究城市空间形态和由此形成的关于城市的意象，并且认识到城市空间结构不只是由客观的物质形象来判定，而且需要借助人的主观感受来分析（图2.14）。通过对认知地图的研究，林奇提出了城市意象的五要素，即道路、节点、边缘、标志和区域。

图2.14　拉波波特的城市设计概念及意向产生过程

5）城市形态的地域性

作为城市的多样性与文化多元性的延伸，就是城市及其形态的地域性。城市作为建筑的集合体，其形态的总体特征反映着建筑个体的内在精神。从建筑个体到建筑群体再到聚落，“地域性”的建筑特征存在于系统构成的各个层次上。作为城市形态基本构成单位的“分形单元”就是这种多因素综合作用的结果。在多数情况下，它反映着建筑个体的空间秩序特征和形态构成特点，体现着建筑地区性的本质和内涵。在与特定场地的结合中，它表现着自己，塑造着环境，并以其内在的地区性特征赋予了城市形态以地域性的特点。

（1）城市形态的地域性是城市空间活力之所在

地域性，意味着独特性。独特性是空间作为场所存在的前提条件，场所精神的形成是城市活力的体现。黑格尔在其《世界历史的地理》中曾论述道：“地域性的形态与土壤所孕育出的人类的类型和特征非常有关联。”现代建筑“国际化”发展中的一个严重负面效应就是导致场所感和归属感的不断缺失。现代城市规划和建筑设计，很少与特定的地域文化和经验发生关联。单一的价值标准产生了标准化的建筑构成模式，从局部到整体，从西方到东方，都在演绎着相同的标准值产生了标准化的建筑构成模式，都在演绎着相同的形态构成逻辑。其结果就是场所的沦丧，存在的迷失。所以，强调归属感，即强调人之存在，强调“人在历史中出现并发现它们的场所的方法”。场所强调的是一种具有特性的空间体验，它作为一种精神存在于人对空间的独特的感受之中。

场所是关于环境的一个具体的表述。“环境特性”是场所的本质。它表明的是一种整体氛围，一种空间特质。对于城市形态的发生、发展来说，“地域性”与“环境特质”的结合就意味着“场所精神”的形成。

地域性，同时也意味着多样性。多样性是城市活力之源。地域性不但与空间相连，也与时间相关。在特定的时空联系中，城市形态获得了具有地域特征的发展。城市形成于一个特定的区域内，发展于各个不同的历史时期中，也就注定要表现其所在地区的某些特性和不同发展阶段的某些特征。

在古代中国，是“天人合一”观念所塑造的城市原形，在古代埃及是由尼罗河和太阳运行轨迹纵横组成的世界图式。古罗马的“场所精神”，中世纪的“有机理性”（各地的城镇，从总体形态到建筑的材质、构件及每一细部都与地区环境息息相关，城镇和建筑显示出如同树木于土壤般的“有机理性”），都是地区特性的表现。到了20世纪，当现代建筑的国际风格悄然成为各地城市风格的主流时，地域性仍在顽强地透出自己的特色。这种凝聚着独特魅力的多样化的文化形态表现是城市地域化的结果。

（2）城市形态的地域性是城市形态可持续发展之源泉

在生态学基础上，对建筑及城市形态的研究形成了新的思维模式。20世纪60年代以后，随着对生态问题的日益重视，建筑界开始全面理性地审视自然、建筑和人之间的关系，并将这种关系建立在与特定地区的自然生态相耦合的基础上。在立足于与一定地区自然特性的关联中，建构着具有生态学意义的建筑与城市理论。这一时期的生态建筑理论大致从两个方面对这种关系进行了探索，即专注于建筑与地区气候的相适应以及注重建筑与地区生态整体的相协调。

专注于建筑与地区气候相适应的“生物气候地方主义”始于奥戈雅于1963年完成的著作《设计结合气候：建筑地方主义的生物气候研究》，指出建筑设计应遵循气候→生物→技术→建筑的过程，并体现以下原则：

调研设计地段的各种气候条件，把温度、相对湿度、日照强度、风力和风向作为构成地区平均气候特点的因素；评价每种气候因素对人体生物舒适感的影响；采取技术手段解决气候与人体舒适性之间的矛盾，例如，建筑的选址和定位、建筑阴影范围评价、建筑形式设计、引导空气流动、保持室内温度恒定等等；结合特定地段，区分各因素的重要程度，采用相应的技术手段进行建筑设计，寻求最优设计方案。

这一理论在后来的建筑设计中得到了普遍的重视，立足于科学基础上，探讨了对气候与人体生物舒适感之间的相互关系，尤其是在对气候条件极为敏感的地区。例如，印度建筑师查尔斯•柯里亚（Charles Correa）的设计探索一直被认为是对印度次大陆炎热干燥气候条件的极具价值的回应。柯里亚认为，“在印度，建筑的要领决不能只由结构和功用来决定，还必须尊重气候”。他甚至提出“形式追随气候”（Form Follows Climate）的口号。^[5]马来西亚建筑师杨经文成功地将生物气候设计原则与摩天楼相结合，提出了“生物气候摩天大楼”（Bioclimatic Skyscrapers）的概念（图2.15）。杨经文认为，在经济迅速发展、人口高度密集的亚洲，摩天楼不仅具有经济上和城市容量上的现实合理性，而且能够有效地提高市政设施、空间资源的利用率，降低能耗，解放更多的土地，减少“热岛”效应。如此一来，摩天楼具有不容忽视的生态意义。这种源于地区气候特点的“生物气候地区主义”建筑理论是建筑形态的产生、发展决定性因素之一。

麦克哈格的《设计结合自然》一书，通过对自然界的内在洞察，从生态学观点指出了城市与自然环境形成相互依存关系的重要性。并以地区整体生态的观点，从历史、人文和生态的角度探讨了环境问题，以生态原则进行区域价值评估和土地使用规划的操作。以“适应性”为标准，建立了城市生长模式，在土地利用和城市空间分配上提出了一套科学系统的研究方法，并把这一生态学方法应用到区域和城市规划之中。

随着20世纪90年代的可持续发展概念的提出，与地域特征密切相关的生态理论获得了更为广阔的应用前景。城市形态发展的可持续性，只有在与特定地域的关联中才能形成。而作为一种现实存在，地域性在特定文化与自然的融合中，成为形态完整的现实表征。

图2.15　生物气候摩天楼EDITT大厦——杨经文

2.3.3　系 统 论

现代城市是一个开放的复杂巨系统,对研究现代城市系统性质，发现问题，确定规划目标、制定规划原则及规划方法很有必要。以下简要阐述现代城市复杂巨系统的几个系统性质及相应的设计原则。

1）城市系统的自然性质及自然协调性

城市系统的自然性质就是城市的自然属性，除了规划原理有一部分基于相对不变的自然原理之外，还有人与自然之间的关系变得越来越融洽。

城市在何处形成并得到发展与自然有着密切的关系。自然资源包括土地、矿藏、水源、自然景观、气候、动植物等对城市的发展具有支持和促进作用；自然灾害包括洪水、风沙、暴雨、地震、严寒、酷暑、火灾等对城市造成破坏，使城市建设付出高昂的代价；局部的地形、坡度、高程、工程与水文地质条件影响用地布局和设施的选址；城市活动反过来影响自然条件的改变。如城市地区产生逆温层和热岛效应，城市地区的雨量增加；过量抽取地下水造成地面沉降；城市地区空气中的有害成分增加；夜空的光环境改变；噪声等级提高；绿化覆盖率下降等等。这些变化均可能对人们的生产和生活造成不利影响，而克服这些因素造成的不利影响又必须付出代价。

城市设计师及决策者非常有必要熟悉城市系统的自然性质以及若干具体的自然规律。尽管有许多工程问题是由部门工程师处理，例如雨水的排放、烟尘的扩散、地基的处理等等均有专门的数字、物理模型来处理，但是规划师对城市的自然性质和人与自然的关系问题必须引起足够的重视，一些未深入研究的自然条件可以导致规划方案的全盘否定。因此，在人与自然的关系上，人类必须由“利用”与“改造”自然开始走向人与自然的合作或协调，并且应该将这确定为城市规划及城市设计的一条基本原理。

城市系统自然性更为深刻的内容还表现在人的自然性方面。城市以人为主体，而人是自然的产物，人是自然的一部分；同时，人也把自然转换成人的一部分，充分实现了双方的互相占有。人的自然属性与人的社会属性一样对城市设计与建设产生重要影响。

2）城市系统的人文性与自适应原则

人的行动是非常复杂的，成千上万的决策人享有不同的法律地位和社会地位，因而拥有千万种不同的行为哲学和行为模式。人们可以调整他们的行动，以使他们能够适应现有的空间，典型的现象是人们适应现有的交通通信方式。如城市的路网和交通结构多年不变，人们可以选择不同的交通工具，或者避免在交通高峰时出行，可能时就在夜间打电话，这称为“路线—行为”要素。人们调整行动以适应现有空间的例子也比比皆是。如将地下人防设施改作地下商场，将体育馆临时作商品展销用等等，这种变化要素称为“空间—行为”要素。

城市系统的人文性质除了对城市规划内容有决定作用外，还对规划原理产生深刻影响。城市中，人们采取何种行为（要素）是根据个人或集团的需求，观察周围环境条件而自主做出的决策。决策人的主观条件如知识、经验、道德修养、个人偏好均对决策行为产生影响。因此，城市系统的状态及其演变不是任何决定论模型所描述的。城市规划原理不同于机械、电气、化工等学科原理，除了自然规律外，还具有政策规定、社会公平原则、效益原则、人的行为规范、理想追求等人文特征，使得城市规划科学可称之为“社会—技术”科学。因此，社会的变革、技术的更新对城市的规划设计和规划管理产生深刻影响。例如，远程通信的发展，使得在家办公和受教育成为可能，这将在一定程度上改变部分人的行为模式。

城市系统的人文性质同样对规划方法也产生较深影响。当今世界，人们倾向于用系统工程方法来解决复杂问题，城市规划也不例外。由于城市系统同时具有自然性与人文性，城市规划系统工程方法不仅是结构化的硬系统分析，还应包括非结构化的软系统分析，特别是钱学森提出的“从定性到定量的综合集成方法”值得在城市建设和管理过程中推广应用。

3）城市系统的空间地域性与区位性原则

（1）城市系统的空间地域性是指每个城市必须占据特定的空间地域。

“特定的”空间地域包括两个层次的意思：第一，各城市作为一个“点”，坐落在一定的方位上；第二，一个城市实际上又不是一个点，而是一个面，它必须占据一定的土地面积。由于地球表面可视为不可伸缩性和不可移动性，因此各城市在空间地域上不能移动位置，每个城市每处用地的相对位置也是不变的。由于城市内各部分之间及各城市之间、城乡之间存在着空间距离，这就必然发生各种形式的交通联系。城市之间的等级关系和交通的层次关系，导致一些城市处在重要的交通线上或者交通方便的地带。

（2）城市系统区位性是城市发展动力的重要外部因素。

在城市内部，各部分地块也有交通相对便捷与否、靠近市中心与否的问题，这就造成了城市的区位条件与用地的区位条件的问题。一般而言，城市的区位条件越好，越能吸引投资，城市的发展就越快；同样，城市内的地块区位越好，则土地的价格就越高，产出也就越大。城市不能移动，不是说城市的区位条件就不能改变。实际上，区域性交通条件的变化，地缘政治经济的改变，都可以引起城市区位条件的改变。现代通信的发展也能改善边远地区的区位条件。在城市内部，道路系统的改变，重大设施的布局同样可以改变相关用地的区位条件。适当地布置发展轴线，安排发展节点，可能有效地带动各方面的发展，称为点轴发展战略。在城市规划中，对城市的发展战略分析和用地综合评价，区位条件是一个重要因素。不同功能的用地对区位条件的敏感性是不同的，用地规划必须充分考虑这一特点。

4）城市系统的整体性及整体涌现性原则

（1）整体性

整体性是说系统不是其组成部分的简单混合体，而是互相作用、互相依赖、互相共存的有机整体。

系统具有其各部分所不具有的性能，即系统的整体不是简单地等于各部分之和，而是所谓整体大于部分之和。从部分到整体是一种质变，系统科学把这种整体才具有，孤立部分及其总和所没有的特性称为整体涌现性。

基于系统的整体性，我们在研究和规划城市时务必注意：不能从城市的单独部分得出有关整体的结论。比如，一个平面交叉口改为立交桥，该交叉口的通行能力大为改观，但整个城市的通行能力未必能得到同样的改观。反过来，某些局部的变化可能影响全局。子系统和分系统的目标必须纳入系统的整体目标，局部利益要服从整体利益。系统的分项指标必须具有整体性，系统的个别分系统的功能过强或过弱都不利于整体效益。如城市绿地过少影响整体环境效益，但绿地过多势必影响经济效益。

考虑整体还必须引入时间变量。因为城市有漫长的发展过程，有些要素要从长远考虑，其功能指标在某阶段会显得富余，这是应该的。引入时间变量后的整体性要求规划具有超前性。城市系统是人造系统，但它却不像造一部机器一样一气呵成，即使设计方案是根据整体性原则构思的，但规划的实施过程是有相当长过程的，因此，城市实际上不可能有整体最优的情况存在。尽管如此，城市的设计和管理应该将整体效益作为指导思想，不断调整不平衡性，以期趋向动态协调发展。

（2）整体涌现性

整体涌现性包括系统的规模效应和结构效应两个方面。整体涌现性是由规模效应和结构效应共同产生的。一般来说，起决定作用的是结构效应，在城市设计中必须花大量精力对用地和基础设施进行精心布局。组分的多少代表系统的规模，如城市人口的多少代表城市的规模。规模大小不同，系统的性质显著不同。没有相应的规模，无法产生相应的整体效应。城镇的人口太少，许多经济文化活动不能开展，也就不能很好地承担起一定地域的中心职能。城镇体系规划中城镇的布点要考虑有利于形成适当的城镇规模。结构效应是系统本身的组分按系统的结构方式相互作用、相互补充、相互制约而激发出来的，是一种组分之间的相互效应。不同的结构方式产生不同的整体涌现性，这种例子在化学反应中很常见。这种原理应用于城市用地规划，首先要求完备配置不同性质的用地，同时依据一定原则将用地布局在适当的空间位置。用地比率严重失调和布局的严重不合理如果得不到纠正，一味追求扩大规模，并不会获得好的效益。

5）城市系统的层次性及控制性原则

城市系统的层次性及控制性是指通过人类社会系统分层次或等级来便于控制和管理。不同层次的系统有不同的规律，上层次的规律不能完全归结为下层次的规律。高层次系统对低层次系统有控制作用，例如一个城市的性质、规模、发展战略受上层次区域城镇体系的控制与制约。同样，下层次的系统对上层次系统有支撑和反馈作用，例如一个城市的各分区、各小区规划问题对上层次总体规划有校正、修订作用。层次之间的控制与反馈是通过信息传输实现的。我国城市规划编制分为两阶段五层次，就是根据空间地域系统的这种层次性来确定的。

系统的层次关系也就是整体与局部的关系问题。如果整体与局部处在同一个平面上，那么整体中包含了局部，局部中也含有整体。例如，一个城市包含几个分区，而分区中也包含有总体规划层次的（市级的）设施。因此整体与部分纠缠在一起，不可避免地存在规划上的所谓层次悖论；也就是下层次的规划要受上层次规划的控制，上层次规划若没有完成，下层次规划不能进行；反过来，上层次规划要以下层次规划为基础，接受下层次规划的校正，这就意味着，下层次规划没有着落，上层次规划也就不能进行，成为互为前提的怪圈。怪圈问题是自然界和人类社会的基本问题。怪圈问题可用下述的旋进原则（即多种方法交替进行）来解决。

6）城市系统的难度自增值性及旋进原则

城市系统是一个动态非线性系统，处理城市问题的困难程度会随着处理过程或时间进程而增加，这种系统称为难度自增殖性。城市决策者和规划管理人员都知道，一个城市要解决的问题越来越棘手。其原因主要有如下几方面：城市在发展过程中，由于财力不够或者希望尽快获得经济效益，必须先使用门槛费用较低的地段，留下农田、菜地、洼地、高坡地不用。到后来，这些地段又不得不用，这时的征地、拆迁、安置、平地等费用就相当高了；当城市进一步扩大时，可能要跨河、填海，各项基础设施要扩容，交通方式要改变，均需要一次性投入大笔资金；随着人口的增加，就业、教育、安全、保健等社会问题就更多，而且难以解决。随着经济全球化和开放程度提高，城市规划与区域规划的悖论更加突出，因而导致做出规划决策越来越困难。

系统进化的总趋势是越来越复杂，城市系统也是如此。把复杂系统还原成若干简单系统，把非线性简化为线性，只考虑上级的决策，不考虑下级的实施可操作性，这些都不是解决复杂问题的根本方法，复杂系统问题必须按复杂系统方法来处理。处理难度自增殖系统规划问题用线性思维方法和单一的规划手段是不能奏效的，必须遵循“旋进原则”，即多种方法循环交替，逐步推进。常用的方法有：问题导向—方法导向—问题导向；定性分析—定量分析—定性分析；宏观分析—中观及微观分析—宏观分析；领导决策—公众参与及监督—领导决策；远期规划—近期规划—远期规划等等。只有通过多方法交替和多循环反馈，才能够逐步逼近问题并使问题得到合理解决。

7）城市系统的开闭性及与环境协调原则

城市的开闭性是指开放性和封闭性。在开放的复杂巨系统概念中，城市的开放性不仅是指城市必须与外界进行经常的大量的物质、人口、资金、信息交流，同时又向外界输送产品、排出废物，以维持城市的生机，而且还具有主动适应和进化的含义。开放是对环境而言的，环境包括自然环境和社会环境。就自然环境而言，人类应学会与之协调，以求可持续发展；对于社会环境而言，竞争仍处于主导地位。因而开放系统在由混沌到有序的演化过程中，要排除使自己走向混乱或退化的因素，就必须吸收对自己有益的东西。每个城市的个体、集团、政府都通过主动行为获取并交换信息，从而增强自身“预见性”。例如，每个城市都力图改善投资环境，吸引资金、人才，提高生产率，输出低价高质产品，加强精神文明建设，创造优美形象，以此来发展自己。这就可能导致别的城市资金、人才流失、产品滞销、财政收入下降、发展停滞、就业状况恶化等诸多社会问题。另一方面，外界环境的某些物质和信息涌入城市也可能产生消极影响。如过量的流动人口进入城市，会影响城市的正常社会经济运作；有害的文化和意识流入城市，会腐蚀社会主义精神文明。因此，为了自身的生存与发展，系统需要有能够控制物质、能量输入输出的边界——物质的、动力学的或观念的边界。作为一个可控的、可观性的实体，它必定存在某种边界，有边界就是封闭性。社会经济系统只讲开放性是片面的。开放性是城市存在发展的前提，封闭性是城市发展的条件。

城市系统的开闭性对城市设计和管理有着实际的影响。城市居住小区道路的“通而不畅”就是小区开放性与封闭性的统一，一个城市只有一两处路口与高速公路相通也是开放性与封闭性相统一的表现。城市划定规划区范围是为了在规划区内实施不同于乡村的规划管理体制，风景名胜和重点文物划定保护区是为了使景区和文物得到保护；给企业限定污水和废气排放浓度或总量也是为保护开放的生态环境。建筑物之间的适当间距，公园的所谓闹区、静区设置，通透围墙和绿篱的建设也是某种层次的开闭性要求的反映。

2.3.4　景观生态论

景观生态学（Landscape Ecology）是生态学中最年轻的一个分支，它源于地理学、地植物学及土地管理等学科。

景观生态学发展迅速，也包括许多其他学科领域，如地理学、植物学、动物学、动物行为学、景观建筑、环境规划等，这是因为景观生态在时间、空间，或二者可比较合理地解释“社会—生态”的过程机制。“景观”系指地表上的一切地物，即我们所说的“土地（Land）”。而在人为的干预之下产生不同的土地使用类型（Land-use Type），以景观生态学的空间单元来看，即是“斑块（Patch）”、“廊道（Corridor）”及“基质（Matrix）”。地区环境的生态系统必须和各种类型的土地使用的分布整合，将整个森林景观视为一个土地镶嵌体（Land Mosaics）。可以用斑块、廊道、基质等三种景观空间元素，来描述在区域及景观尺度中空间模式的组织与变迁。传统的生态科学所注重的是纯自然环境系统如森林、湿地、溪流等，而景观生态学除关心上述要点之外，还特别重视因人的因素造成对环境的冲击影响与改变自然系统的形态（Forms）与功能（Functions）。景观结构所探讨的即是以斑块、廊道、基质等三种景观空间元素所构成的景观镶嵌体的互动关系及其所形成的机制，包括以生态的观点及社会经济层面的考量。

1）景观结构

景观是由斑块、廊道和基质等景观要素组成的异质性区域。各要素的数量、大小、类型、形状及在空间上的组合形式构成了景观的空间结构（或简称景观结构）。

斑块指组成景观的基本要素，即景观基本的单元。从定义可以看出，该基本单元（斑块）应是均匀的，但是否均匀，取决于观察者观察物件的尺度，因为同一个斑块在不同的尺度下会表现出不同的特征。例如：1:500 000的航空照片上看一座小城市，可能我们从肉眼上看，会将它视为均匀斑块的表现，因为其内部的街道、林带、公园及各种建筑物等，从这样的比例尺是无法辨识的。但若从1:2000的航空照片来观察该城市，便可以很清楚地从这样的比例尺分辨出林阴道、公园、市区大型建筑、广场等等（图2.16）。换言之，若尺度比例变小，我们人的肉眼便可观察到更多的细节，使得原1:500 000比例尺下为均匀的斑块，在1:2000比例尺下便变成不均匀的斑块。斑块是组成景观的最基本要素，景观的各种性质要由斑块得以反映出来。

按不同的需要，斑块有不同的划分标准。Farina以人类为中心，按人们的感受将斑块分成5种类型。^[6]

（1）结构斑块：通常是由植物群落所覆盖的某种土地类型组成。

（2）功能斑块：功能或自然条件（如海拔高度、温度、湿度、光的穿透性等）上均一的地区。该定义的范畴包括生态区（Ecotope），当各种因素汇聚在一起时，选取的指标决定了高层次上统一的特征。这是一种主观分类，目的在于去寻求与物种分布、习性和过程相关的空间叠加特点。

图2.16　某城市航拍快照

（3）资源斑块：大多数与动物生态学相关，资源斑块可认为是动物生境的一部分，在那里动物容易觅食、筑巢和栖息。即生境的一部分集中了某些特殊的功能，一般认为它对个体发育有重大影响，但面积等于或小于生物个体所需生境面积。

（4）栖息地斑块：不同植物群落类型形成的斑块，面积上通常大于生物个体所需生境面积，可容纳不同的生物群体。

（5）廊道斑块：作为土地镶嵌体的一部分，以窄带的形式出现。动物经常利用廊道斑块进行迁移、扩散、觅食和捕食。

廊道是连接斑块与斑块的狭长区域。高速公路、传输电缆、河流、树篱等廊道形式较为常见。也可以说是斑块的特殊形式，目前尚没有一个公认的定量标准去区别廊道与斑块。一般来说，长宽比在10%～20%的斑块，且分割景观，又为斑块相连的可认为是廊道。比如河流灌溉两岸的土地，并提供舟楫之例；高速公路联结城镇，大大提高了各地物资与人口的流动速度。随社会的发展，人类文明的进步，廊道在现代社会中的意义将愈益显现出来。

廊道除了与斑块一样具有相同的功能之外，另外重要的功能是对于不同形式的流具有作为通道（Conduit）、屏障（Barrier）或过滤（Filter）等作用。当生物沿廊道迁移时，这时的廊道犹如一条传输的通道。

廊道有双重性质：一方面将地景隔离，另一方面又能将地景不同部分连接。这样就不可避免地具有了运输、保护、资源和观赏等功能。^[7]

（1）运输：公路、铁路、人行小道、农路、兽道、其他输送线路。

（2）保护：廊道对被它隔离的地景是一障碍物，并从而起保护作用，中国的万里长城，带状的保安林中的防风林带、溪流两边的河岩植被、滨河带等。

（3）资源：廊道地带是野生动物觅食通道，野生动物丰富，可以提供很多产品，如燃料、饲料、用材和副产品等。

（4）观赏：美学功能，如中国园林设计的“曲径通幽”，人工走廊。

基质（Matrix），是景观的三种基本要素之一。一个景观是由几种类型的景观元素所构成的，包括斑块、廊道、基质（就像一个细胞单元包括细胞质、细胞核、细胞膜等）。其中，基质是占面积最大，连接度最强，对景观的作用也最大。

2）景观安全格局

任何一个景观，其内部均存在某种潜在的空间格局。而对控制景观内的水平生态过程起着关键作用的战略点及其空间联系则构成了景观安全格局（Security Pattern），简称SP。与景观战略点一样，多数情况下景观安全格局不能直接凭经验识别，必须通过对生态过程动态和趋势的类比来实现。景观安全格局要素一旦被某种生态过程占据，其控制生态过程的战略意义表现在如下3个方面：^[8]

主动优势——有利于该生态过程对景观全局或局部的控制；

空间联系优势——有利于在孤立的景观要素之间建立空间联系；

高效优势——有利于该生态程序控制景观全局或局部，并在物质、能量上达到高效和经济。从某种意义上讲，高效优势是景观安全格局的总体特征，同样包含在主动优势和空间联系优势之中。

以自然保护区为例，典型的景观安全格局包含如下景观要素：

源（Source）——乡土物种栖息地，动物扩散和维持的源点；

缓冲区（Buffer Zone）——环绕源的周边地区，相对物种扩散的低阻力区；

源间连接（Inter-source Linkage）——相邻两源之间的最容易联系的低阻力通道；

辐射道（Radiating Routes）——由源向周边景观辐射的低阻力通道；

战略点（Strategic Point）——对沟通相邻源之间联系有关键意义的中继站。^[9]

基于景观安全格局的定义、识别和应用的规划方法称之为景观安全格局途径。安全格局理论认为，生态过程对经济发展、人为干扰所带来的冲击的忍受能力是有限的，但没有最终边界的存在。同样，经济发展过程对环境和资源的依赖也不是恒定的，而是成阶梯状。实施景观安全格局是一个地区调节经济发展、资源环境与生态过程间矛盾的有利手段，这在自然保护区中表现最为明显。安全格局使经济发展、环境保护在相应的安全水平上达到高效，同时把对应不同水平的阈值转变为具体的空间数值，可以进行人工作业，成为景观规划的语言。这种新的规划方法论有以下3个特点：

安全是相对的并有等级层次，不同水平上的安全格局可以使生态过程维护在不同的健康和安全水平上；

景观安全格局可以通过景观阻力趋势表面的战略点及其空间联系来表述；

多层次的景观安全格局是维护生态过程的层层防线，为设计和决策过程提供辩护依据，为环境保护和经济发展提供可操作的空间战略。

景观安全格局识别的主要步骤为：源的确定—依据景观阻力对物种所穿越景观基面的分类—建立景观阻力面—依据阻力面来判别景观安全格局。

以自然保护区为例，在多数情况下，自然保护的物种是一个或多个物种或群体。在野外调查，充分了解各物种生境的基础上，将主要自然保护的物种的栖息地作为“源”。

物种从源到空间某一点，在其历程中，不同的景观地域对其移动有不同的影响。不同的景观基面位置有相对不同的景观阻力值。因此，景观基面可根据对某一物种的适宜性和可达性进行分类。对不同的保护物种景观阻力有不同的分类水准。景观的覆盖物、坡度、坡向和高程等均影响其每一点的阻力值。当考虑因子多时，我们采用加权的方法来计算各因子对总的阻力值的贡献大小。对一定的保护物种，景观每一点上阻力值可按下式计算：

式中的R_i为景观i点相对总阻力值；W_ij为景观i点j基面因子在阻力中的权重；r_ij为景观i点j基面因子的相对阻力值。

景观阻力趋势表面反映了物种空间运动的趋势，有多种数学模型可用来表达该趋势表面的建立。其中，最为常用的为最小累积阻力模型（Minimum Cumulative Resistance，简称MCR)。该模型考虑源、距离和景观基面特征（地表覆盖物、坡度、坡向、高程等）三个因子，公式如下：

式中的f为一个未知的正函数，反映空间任一点的景观最小阻力以及其到所有源的距离和景观基面特征的正相关关系；为某物种从源j到空间某一点所穿越的景观基面j的空间距离；为景观基面i对某物种运动的阻力。函数f通常是未知的，D_ij*R_i累积值可以认为是物种从源到空间某一点所经路途的相对易达性衡量指标，从源到空间的某一点可能有多条途径。其中，有一条途径的景观阻力累积值最小，此值被用来衡量到从源到该点的相对易达性。因此，阻力趋势表面反映了物种运动的潜在可能性和趋势。

阻力趋势表面可用等阻力线来表示，类似地表面的等高线。这一阻力趋势表面在源处下陷（Dip），在最不容易到达地点峰（Peak）状凸起，两陷之间有低阻力的谷线（Course）相连，两峰之间有高阻力的脊线（Ridge）贯通。每一谷线或脊线上各有一鞍（这里将鞍和洼均称为鞍），它们是谷线或脊线上的极值战略点。

对景观阻力趋势表面进行空间分析来判别缓冲区、源间连接、辐射道和战略点。

上述的各种潜在的景观结构组分叠加组合，形成某一安全水平上的生物保护安全格局（图2.17）。对不同层次的安全水平，要求有相应的景观安全格局。该理论提供的景观阻力趋势表面特性分析以及相应的数学方法，为确定各层次的安全格局提供了理论依据和相应的方法，这对自然保护区、生态旅游区以及人类自然遗产等地区的景观建设规划将起着巨大的指导作用。对丘陵地区城市设计考虑在较大的空间和时间尺度上生态系统的空间格局和生态过程有非常重要的指导作用。

2.3.5　生态建筑论

图2.17　景观阻力趋势表面与生态安全格局模型

保罗•索勒瑞最早将生态学与城市设计结合在一起，创造了“城市建筑生态学”理论。保罗•索勒瑞的研究始于对建筑中能源问题的关注。他曾提出“两个太阳”（Two Suns）的理论。一个太阳是物质的，是生命和能量的源泉，另一个太阳是不断进化的意识。^[10]建筑生态学理论企图在生态学和建筑学融合的基础上建立关于城市设计的理论。城市建筑生态理论自20世纪60年代形成以来也在不断的发展之中，这种发展不仅体现在阿科桑底城自70年代开始的持续建设过程中，而且体现在理论的进一步深化上。其中，“两个太阳的城市生态学”体现了保罗·索勒瑞对原始城市生态构想的哲学修正。这个构想正在逐步被描绘成极具美感的、整体的、实在的、同时又是能够最大限度地利用太阳能、将对不可再生能源的依赖程度减至最少的城市建筑。

1980年以后，生态建筑理论更加关注人类与地球、自然与理性的整体和谐。J_·拉乌洛克的著作《盖娅：地球生命的新观点》推动了盖娅运动的有序开展。它摒弃了人与自然相互对立的两元论的划分，而是把两者统一起来，认为人是自然的组成部分，而不是自然的统治者，人与自然共同组成一个统一的有机整体。盖娅式的建筑或住区是舒适和健康的场所。作为住区的设计原则，D.皮尔森在《自然住宅手册》（Natural House Book）中概述了盖娅住区宪章，它为生态建筑的发展提供了一个更加宽阔的理论框架（表2.3）。

表2.3　盖娅住区宪章中的设计原则

1990年以后，可持续发展概念的提出，进一步充实、发展了生态建筑理论。这个纲领性的概念随即成为国际建筑师协会（UIA）近期几次国际会议的主要议题。1993年国际建筑师协会第十八次大会的主题为：处于十字路口的建筑——为可持续的未来而设计（Architecture at the Crossroads—Designing for a Sustainable Future）。大会发表的《芝加哥宣言》指出：“建筑及其建成环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要的角色；符合可持续发展原理的设计需要对资源、能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择方面进行综合思考……我们今天的社会正在严重地破坏环境，这样是不能持久的；因此需要改变思想，以探求自然生态作为设计的重要依据。”同时会议建议采用1993年由美国国家公园出版社出版的《可持续发展设计指导原则》（The Guiding Principles of Sustainable Design）作为设计的指导。其中同生态设计的相关内容包括：

重视对设计地段的地方性、地域性理解，延续地方场所的文化脉络；增强适用技术的公众意识，结合建筑功能要求，采用简单合适的技术；树立建筑材料蕴能量和循环使用的意识，在最大范围内使用可再生的地方建筑材料，避免使用高蕴能量、破坏环境、产生废物以及带有放射性的建筑材料，争取重新利用旧的建筑、构件；针对当地的气候条件，采用（被动式）能源策略，尽量应用可再生能源；完善建筑空间使用的灵活性，以便减少建筑体量，将建设所需的资源减至最少；减少建造过程中对环境的损害，避免破坏环境、资源浪费以及建材浪费。

生态城市设计包括了不同层次的含义，既有全球层次的，也有国家和区域层次的，更有地方和局部层次的。建筑设计和城市设计只有首先与所在地区的自然生态机制相协调，作为整体的人类建筑才能实现可持续发展。特别是丘陵地区生态城市设计更应该注意生态环境和生态系统的保护，充分利用地形条件，因地制宜，针对不同的场地不同的处理手法，强调和谐发展与协调发展，以寻求人居环境与自然环境的和谐共生。

可持续发展的设计思想涵盖了生态建筑运动的全部目标和原则。作为一种追求，它反映着生态主义城市理论基本的价值定位以及人居环境与自然环境协调发展的城市设计理念。

生态城市设计理论的最终目标在于建立一个可持续发展的城市环境。其理论从最初在城市中运用生态学原理已发展成包括城市自然生态观、城市经济生态观、城市社会生态观和复合生态观等的综合生态理论。

2.3.6　区域经济论

区域经济论，是研究生产资源在一定空间（区域）内优化配置和组合，以获得最大产出的理论。生产资源是有限的，但有限的资源在区域内进行优化组合，可以获得尽可能多的产出。正是由于不同的理论，对于区域内资源配置的重点和布局主张不同以及对资源配置方式选择不同，形成了不同的理论派别。其中最重要有如下6种：

1）区域分工贸易理论

分工贸易理论，最先是针对国际分工与贸易而提出来的，后来被区域经济学家用于研究区域分工与贸易。早期的分工贸易理论主要有亚当•斯密的绝对利益理论，^[11]大卫•李嘉图的比较利益理论，以及赫克歇尔与奥林的生产要素禀赋理论等。^[12]绝对利益理论认为，任何区域都有一定的绝对有利的生产条件。若按绝对有利的条件进行分工生产，然后进行交换，将会使各区域的资源得到最有效的利用，从而提高区域生产率，增进区域利益。但绝对利益理论的一个明显缺陷，是没有说明无任何绝对优势可言的区域，如何参与分工并从中获利。而比较利益理论则很好地解决了绝对利益理论无法回答的问题，认为在所有产品生产方面具有绝对优势的国家和地区，没必要生产所有产品，而应选择生产优势最大的那些产品进行生产；在所有产品生产方面都处于劣势的国家和地区，也不能什么都不生产，而可以选择不利程度最小的那些产品进行生产。这两类国家或区域可从这种分工与贸易中获得比较利益。比较利益理论发展了区域分工理论，但它不能对比较优势原理的形成做出合理的解释，并且与绝对利益理论一样，它是以生产要素不流动作为假定前提的，与实际情况不相符。赫克歇尔与奥林在分析比较利益产生的原因时，提出了生产要素禀赋理论。^[13]他们认为，各个国家和地区的生产要素禀赋不同，这是国际或区域分工产生的基本原因。如果不考虑需求因素的影响，并假定生产要素流动存在障碍，那么每个区域利用其相对丰裕的生产要素进行生产，就处于有利的地位。生产要素禀赋理论补充了斯密和李嘉图的地域分工理论，但仍存在一些不足之处：一是该理论舍弃了技术、经济条件等方面的差别，并假定各生产要素的生产效率是一样的，从而把比较优势当成是绝对和不变的；二是在分析中所包含的生产要素不够充分；三是完全没有考虑需求因素的影响；四是对自由贸易和排除政府对贸易的干预的假定等与现实不符。

2）梯度转移理论

梯度转移理论，源于弗农提出的工业生产生命周期阶段理论。该理论认为，工业各部门及各种工业产品，都处于生命周期的不同发展阶段，即经历创新、发展、成熟、衰退等四个阶段。^[14]此后威尔斯和赫希哲等对该理论进行了验证，并进行了充实和发展。区域经济学家将这一理论引入到区域经济学中，便产生了区域经济发展梯度转移理论。^[15]该理论认为，区域经济的发展取决于其产业结构的状况，而产业结构的状况又取决于地区经济部门，特别是其主导产业在工业生命周期中所处的阶段。如果其主导产业部门由处于创新阶段的专业部门所构成，则说明该区域具有发展潜力，因此将该区域列入高梯度区域。同时还认为，创新活动是决定区域发展梯度层次的决定性因素，而创新活动大都发生在高梯度地区。随着时间的推移及生命周期阶段的变化，生产活动逐渐从高梯度地区向低梯度地区转移，而这种梯度转移过程主要是通过多层次的城市系统扩展开来的。与梯度转移理论相类似的是日本学者赤松于1960年提出的雁行模式，他认为，在产业发展方面，后进国家的产业赶超先进国家时，产业结构的变化呈现出雁行形态，既后进国家的产业发展是按“进口—国内生产—出口”的模式相继交替发展。他将日本、亚洲四小龙、东盟、中国等国家和地区列为不同的发展梯度，并冠之以第一、二、三、四批大雁等。^[16]

梯度转移理论主张发达地区应首先加快发展，然后通过产业和要素向较发达地区和欠发达地区转移，以带动整个经济的发展。不过梯度转移理论也有一定的局限性，主要是难以科学划分梯度，可能把不同梯度地区发展的位置凝固化，造成地区间的发展差距进一步扩大。

3）增长极理论

增长极理论，最早由佛朗索瓦•佩鲁提出。汉森对这一理论进行了系统的研究和总结。该理论从物理学的“磁极”概念引申而来，认为受力场的经济空间中存在着若干个中心磁极，产生类似“磁极”作用的各种离心力和向心力，每一个中心的吸引力和排斥力都产生相互交汇的一定范围的“场”。^[17]这个增长极可以是某一部门，也可以是某一区域。该理论的主要观点是，区域经济的发展主要依靠条件较好的少数地区和少数产业带动，应把少数区位条件好的地区和少数条件好的产业培育成经济增长极。通过增长极的极化和扩散效应，影响和带动周边地区和其他产业发展。增长极的极化效应主要表现为资金、技术、人才等生产要素向极点聚集；而扩散效应则主要表现为生产要素向外围转移。在发展的初级阶段，极化效应是主要的，当增长极发展到一定程度后，极化效应削弱，扩散效应加强。

增长极理论主张通过政府的作用来集中投资，加快若干条件较好的区域或产业的发展，进而带动周边地区或其他产业发展。这一理论的实际操作性较强。但增长极理论忽略了在注重培育区域或产业增长极的过程中，也可能加大区域增长极与周边地区的贫富差距和产业增长极与其他产业的不配套，影响周边地区和其他产业的发展。

4）点轴开发理论

点轴开发理论，最早由波兰经济学家萨伦巴和马利士提出。点轴开发理论是增长极理论的延伸，但在重视“点”（中心城镇或经济发展条件较好的区域）增长极作用的同时，还强调“点”与“点”之间的“轴”即交通干线的作用，认为随着重要交通干线如铁路、公路、河流航线的建立，连接地区的人流和物流迅速增加，生产和运输成本降低，形成了有利的区位条件和投资环境。产业和人口向交通干线聚集，使交通干线连接地区成为经济增长点，沿线成为经济增长轴。在国家或区域发展过程中，大部分生产要素在“点”上集聚，并由线状基础设施联系在一起而形成“轴”。^[18]

该理论十分看重地区发展的区位条件，强调交通条件对经济增长的作用，认为点轴开发对地区经济发展的推动作用要大于单纯的增长极开发，也更有利于区域经济的协调发展。改革开放以来，我国的生产力布局和区域经济开发基本上是按照点轴开发的战略模式逐步展开的。我国的点轴开发模式最初由中科院地理所陆大道提出并系统阐述，他主张我国应重点开发沿海轴线和长江沿岸轴线，以此形成“T”字形战略布局。

5）核心与边缘理论

核心与边缘理论是1966年由弗里德曼(J.R.Frideman)在他的学术著作《区域发展政策》(Regional Development Policy)一书中，正式提出的。1969年他在《极化发展理论》中，又进一步将“核心—边缘”这个具有鲜明特色的空间极化发展思想归纳为一种普遍适用的主要用于解释区际或城乡之间非均衡发展过程的理论模式。他认为，任何空间经济系统均可分解为不同属性的核心区和外围区。该理论试图解释一个区域如何由互不关联、孤立发展，变成彼此联系、发展不平衡，又由极不平衡发展变为相互关联的平衡发展的区域系统。政府的作用和区际人口的迁移将影响要素的流向，并且随着市场的扩大、交通条件的改善和城市化的加快，中心与外围的界限会逐步消失，即最终区域经济的持续增长，将推动空间经济逐渐向一体化方向发展。^[19]

这一理论对于促进区域经济协调发展，具有重要指导意义。即政府与市场在促进区域经济协调发展中的作用缺一不可：既要强化市场对资源配置的基础性作用，促进资源优化配置；又要充分发挥政府在弥补市场不足方面的作用，并大力改善交通条件，加快城市化进程，以促进区域经济协调发展。

6）城市圈域经济理论

第二次世界大战后，随着世界范围内工业化与城市化的快速推进，以大城市为中心的圈域经济发展成为各国经济发展中的主流。各国理论界和政府对城市圈域经济发展逐渐引起重视，并加强对城市圈域经济理论的研究。该理论认为，城市在区域经济发展中起核心作用；区域经济的发展应以城市为中心，以圈域状的空间分布为特点，逐步向外发展。该理论把城市圈域分为三个部分：一是有一个首位度高的城市经济中心；二是有若干腹地或周边城镇；三是中心城市与腹地或周边城镇之间所形成的“极化——扩散”效应的内在经济联系网络。

城市圈域经济理论把城市化与工业化有机结合起来，意在推动经济发展在空间上的协调，对发展城市和农村经济、推动区域经济协调发展和城乡协调发展，都具有重要指导意义。

2.3.7　可持续发展理论

“可持续发展”最先是在1972年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式提出的。这次研讨会云集了全球的工业化和发展中国家的代表，共同界定人类在缔造一个健康和富生机的环境上所享有的权利。自此以后，各国致力于界定“可持续发展”的含义，现时已拟出的定义已有几百个之多，涵盖范围包括国际、区域、地方及特定界别的层面。1987年挪威首相布伦特兰夫人在她任主席的联合国世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来》中，把可持续发展定义为：既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可持续发展。它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。因而这一定义被最广泛采纳。1991年11月,国际生态学联合会 (INTECOL) 和国际生物科学联合会 (IUBS) 联合举行了关于可持续发展问题的专题研讨会。该研讨会的成果发展并深化了可持续发展概念的自然属性,将可持续发展定义为：“保护和加强环境系统的生产和更新能力”,其含义为可持续发展是不超越环境系统更新能力的发展。可持续发展与环境保护既有联系但又不等同，尽管环境保护是可持续发展的重要方面。可持续发展的核心是发展，但要求在严格控制人口、提高人口素质和保护环境、资源永续利用的前提下发展经济和社会。发展是可持续发展的前提；人是可持续发展的中心；可持续长久的发展才是真正的发展。

在经济全球化及知识经济迅猛发展的今天，可持续发展已经成为21世纪城市发展的主导方向与重大战略。其核心思想是：健康的经济发展应建立在生态可持续发展、社会公正和人民积极参与自身发展决策的基础上；包括生态可持续、经济可持续和社会可持续三者之间相互关联不可分割，其中，生态持续是基础条件，经济与社会持续是目的。

可持续发展是当前世界各国共同倡导的协调人口、资源、环境与经济相互关系的发展战略。不同国家和地区出于不同的社会经济基础、意识形态和环境消费观，不同学科和部门则由于面临的问题不同，所强调的可持续发展的概念模式不尽相同。从本质上说，可持续发展就是要实现人与自然、人与人之间协调与和谐，要求在资源永续利用和环境得以保护的前提下实现经济与社会的发展。

2.3.8　长株潭城市群区域规划

湖南省《长株潭城市群区域规划》^[20]是以区域经济理论、可持续发展理论等为支撑，最终形成以长沙、株洲、湘潭三市为核心的城镇经济圈，提升区域核心竞争力，发挥城镇圈聚集效应，从而全面推动湖南城镇建设。长株潭三市呈“品字”型布局结构（图2.18），区内小城镇密度大，号称湖南的“金三角”。长株潭正处于联结东西、贯穿南北的中国南方交通的十字枢纽位置，有长江水运，京广、浙赣、湘黔铁路干线、京珠高速、319国道、上瑞高速等多条运输动脉（图2.19）。2006年三市人口1300万，经济总量2818亿元，占湖南全省的70%以上，是湖南省经济发展的核心增长极。从长株潭都市区发展演化的阶段性看，立足于全球城市体系新的等级体系结构，只有促进长株潭一体化建设才能有实力参与新的区域城镇分工体系和市场竞争。从发展特色考虑，长株潭城市群的发展应以区域经济聚合发展为主导，兼顾环境质量的要求，达到经济与环境质量的协调统一，如共同加强城际交通道路、站场以及城市公园、生态湿地设施建设。如从区域的角度协调考虑生态基础设施：湘江生态经济带沿江防洪景观道路工程，长沙市长善垸污水处理厂，株洲洁净煤工程和湘潭昭山景区恢复建设工程等。

图2.18　长株潭城市群空间结构模式图

长株潭三市经济融城后，直接经济腹地综合经济实力上升，同时进一步加强了与岳阳、常德、益阳、娄底、衡阳的直接联系，以点带面全面推动城镇建设。为进一步提升长株潭城市群综合竞争力，实现区域资源共享，加快湖南建设小康社会步伐，湖南省委省政府于2006年11月第九次党代会报告中明确提出“3+5”城市群发展战略，在产业结构和资源配置上城市群之间的互补性进一步加强，分工协作更加明确，形成以长株潭为中心一个半小时经济圈。只有通过加快湖南城市化进程，才能扩大城市在经济中的辐射作用，进而扩大了湖南在华中地域乃至全国的影响力和综合竞争力（图2.20）。而长株潭城市群、“3+5”城市群是多中心的网络城市，从城市效益、空间结构、宜居环境、科学发展角度来看，远远比单中心的城市更能发挥它的效益。

图2.19　区域城镇空间结构图

图2.20　湖南省“3+5”城市群发展战略图