交通廊道对城市空间有不同程度的割裂。在城市生态复兴下,缝合交通廊道的割裂成为建立绿色基础设施生态系统服务的重要基石。在泛生态的视角下,以交通廊道为研究对象,从缝合环境生态、空间生态、功能生态、文化生态等城市典型生态需求出发,通过引入空间句法分析,建构研究交通廊道对城市空间割裂程度定量表达的模型,为城市生态复兴下绿色基础设施空间重塑、缝合的设计及策略提供参考依据或研究基础。同时以北京某城市快速路路段为对象,运用成果模型进行例证。
基于“交通类型廊道会对沿线城市空间产生不同程度割裂”这一共识,本文提出以下两个假设。假设一:生态语境下交通廊道对城市空间的割裂程度可以通过连续性、可达性、可视性等要素表征;假设二:假设一中的要素表征可以通过空间句法的定量化研究建构交通廊道对城市空间割裂程度的研究模型。
本文以交通廊道为例,主要研究两方面内容。第一,表征割裂的空间要素:剖析城市结构、空间形态、城市肌理、城市生态等组成要素,提取抽离出表征交通廊道对城市空间割裂的要素;第二,空间句法定量化研究模型的建构:以空间句法对城市结构和形态定量化分析为优势,研究割裂程度的空间图示表达。
生态语境与交通廊道的界定
文中生态语境不单独指物质环境意义上的生态,是回应生态文明建设的泛生态,即学科领域二次细分的各种生态,如环境生态、文化生态、城市生态、景观生态等。与交通廊道和城市空间相关联的泛生态,包括环境生态、空间生态、功能生态和文化生态。
本文“交通廊道”以交通功能为主体,是一个结合绿色、生态、城市认知和文化遗产功能的线性复合公共空间。泛指的交通廊道类型包括城际和城市内的所有交通廊道。市内交通廊道包括城市快速路廊道、主干路廊道和轨道交通廊道,城际中穿越市域范围最常见和最重要的交通廊道交通方式通常是高速公路和铁路。文中交通廊道将道路及其两侧环境视为整体并进行一体化研究。交通廊道的空间研究范围是以交通线路的中线为廊道中线,至交通线路两侧建筑用地红线止,同时包括其上空;当交通线路两侧无围合物时,交通线路的红线宽度即为廊道宽度。
不同类型的交通廊道示意图
交通廊道空间研究范围界定
本文选取北京东三环至东五环的1条城市快速路较繁忙路段为研究对象,运用构建的模型成果演示其路段中不同部位对城市空间割裂的程度。
交通廊道对城市空间割裂程度研究模型的建构
本文模型建构以富勒的“物质环境、功能活动、文化价值”三要素为原型,结合交通廊道的割裂内容,以泛生态化的生态语境为背景,按要素分类构建子项和细分内容。“物质环境”要素包括两方面内容。一是交通廊道本身的廊道生态作用,即环境生态。借用景观生态学的理论,它的生态性可以从廊道自身景观的连续性和均质性去考查。二是交通廊道与城市空间作用下的有关空间层面的关系,即空间生态。空间生态包括城市空间结构、空间形态和空间肌理的完整性、连续性与可视性,是使用者对交通廊道两侧城市各种物理空间结构、空间形态和空间肌理获得完整性、连续性与可视性的感知体验。“功能活动”要素对应的是“功能生态”,文中指交通廊道外两侧城市功能布局的合理性和功能使用的可达性。“文化价值”要素对应的是“文化生态”,文中指交通廊道外两侧的城市文化活动和文脉延续。
交通廊道割裂城市空间程度研究模型框图
交通廊道对城市空间割裂程度研究模型运用的图示表达
交通廊道对城市空间割裂程度研究的根本目标是优化和提升交通廊道作为绿色基础设施的生态服务功能。绿色基础设施的生态服务功能存在供需动态平衡过程,要优化和提升交通廊道的生态服务功能、精准把握“供”的质量与功能,定量化的割裂程度研究是其必要前提。完成必要前提的核心在于如何将上文建构的“交通廊道对城市空间割裂程度研究模型”进行定量化输出。研究表明,在定量化描述或研究城市空间方面,空间句法是目前运用最普遍的方法。空间句法是从数理量化的角度来研究空间形态,是自下而上地从人的视角关注“空间目标间的通达性和关联性”。在割裂视角下,聚焦的是交通廊道与城市空间的关联性,包括交通廊道对空间结构、空间形态、空间肌理、功能布局、功能使用、文化活动、文脉延续的割裂,体现这些割裂的指征要素有可达性、可视性、连续性和完整性。对割裂程度的定量化研究,实则是对模型中归纳的上述这些指征要素进行定量化研究,精准定位割裂问题,从而精准对位缝合“割裂”的合宜措施与手段。
不同类型交通廊道对城市空间割裂程度不同的示意
3.1 可达性
通过CAD软件建立整体的空间句法轴线模型,再导入空间句法Depthmap后,通过空间句法对城市空间和城市道路的连接值、深度值、整合度的分析,解析局部街区内不同街道在街区中的可达性。得到廊道空间的可达性分析来确定交通廊道对城市的割裂程度,同时在最后实践设计中对景观策略的效果进行对比核实。首先通过已有的空间句法,可以得知当研究半径较小时,例如500 m、1 000 m或2 000m,更加符合人行的现实分布状态,因为人步行活动的最大半径平均为3 000 m。相反研究半径大时,如10 000 m,则得到的数据分析更加贴近车行。笔者为了最大程度地还原人行轨迹,共试验了3种线段表达法。
Depthmap模型生成
通常一个正常的街区为300 m宽时,用单线代表人行,用软件模拟可达性。考虑到除了正常的十字路口还有人行道,增加了中间的线段,然后使用双线最大限度地模拟人行轨迹。我们对整个北京城市进行了人流交通流线的建模。
北京市交通廊道割裂情况示意
本文选取北京东三环到东五环的1条城市快速路,对其交通廊道两侧的可达性进行分析。这条快速路是全立交、全封闭、收费式城区快速,限速80—100 km/h,南侧有运河伴其东延,沿河两岸有与蓝线相伴的宽窄不一的绿地。
北京东三环到东五环某快速路路段卫星地图
通过空间句法Depthmap模型分析,可以看到快速路廊道的两侧路段颜色不同,同一路段上的上下行两侧颜色都有区别。图中颜色越深越蓝代表路侧空间的可达性越差,越浅越黄代表可达性越好。图中路段数值越大代表路侧空间可达性越高,no value为可达性过低。从东四环交界口往东五环的快速路上,北侧道路为novalue,南侧为3.017。两侧道路的交通可达性差异巨大,也说明两侧的连接性弱。
北京东三环到东五环某快速路路段Depthmap模型生成的可达性
3.2 可视性
运用空间句法的视线定量分析寻找在不同视线距离内的空间核心,依据街道空间重要轴线,利用建筑空间对视觉与行为的影响因素,将街道空间划分成若干个小区域,根据分析的结果确定特定尺度下视觉的敏感位置,确认交通廊道从视觉上对城市割裂程度以及找出带状割裂带最严重的节点。
首先,通过已有的北京城市地图、百度实景地图和现场调研,在CAD软件中绘制城市地图。超过5 m的建筑物和城市构筑物都在CAD软件中表现出来。然后导入空间句法Depthmap,进行视线深度的参数设置,得到视觉整合度、视觉平均深度,可以看到其他元素的个数和相对视觉熵值等计算结果。通过分析视域整合度,值高的空间单元最易形成人流的聚集,整合度低的地方视线割裂严重,人们便不愿在此聚集。实证分析选取的道路依然是北京某城市快速路东三环到东五环路段。通过模型分析,可以看出因为大量的高架桥和两侧高密度的城市建筑,在四环到五环之间视线可达性差,在五环到六环之间因为部分路段建在地面上,且沿途伴行的河流在此段离快速路最近,此段的带状公园大大增高了对两侧城市空间的可视性。图中红色部分为可视性最好的地方,蓝色部分为可视性较弱的地方。
北京东三环到东五环某快速路路段Depthmap模型生成
3.3 连续性
1950年代中期,美国提出国家高速建设计划,许多规划的州际高速公路穿城而过,尤其是二三线城市。高速公路成为市中心区的边界和围墙,导致穿越市中心的高速路两侧街景相当迥异,一侧是办公及商业建筑高楼林立,另一侧或是低矮的平房、住宅或是工业厂区等。美国拉斯维加斯、亚特兰大等市中心也因高速路的穿越而呈现出同样的割裂问题。这种被割裂的问题在城市空间上最直观的体现是建筑高度的变化。这一认知启示了笔者对连续性的量化方法,即通过整理交通廊道两侧所有建筑物的高度,并在平面图中列出,然后导入CAD软件后,进行两侧的高度差计算,从而得到交通廊道两侧建筑高度的连续性,差值越小连续性越高。
从北京某城市快速路东三环到东五环路段两侧连续性分析的图示可以直观看到不同路段连续性的高低,东三环内(西)的一小段路段因高密度建设,其连续性差值为零,表明连续性最高。东三环外向东至四环及五环,因路南侧是河流和伴行绿地形成的带状绿化,导致快速路廊道两侧连续性降低。
北京东三环到东五环某快速路路段两侧建筑高度
结论与讨论
绿色基础设施服务于城市生态的重要任务之一是缝合市域内交通廊道对城市空间结构要素造成的种种不可避免的割裂。“生态语境下交通廊道对城市空间割裂程度研究模型”建构了关联割裂程度的4个指征要素:可达性、可视性、连续性和完整性。选取北京某城市快速路东三环到东五环之间的路段两侧城市空间为案例,对前3个要素进行定量化的探索研究。在进一步的研究中,可改良和完善这种定量化研究的手段与方法,以某条交通廊道为案例,进行实证研究,为缝合策略提供精准的路段“割裂支撑”,精准地为城市生态服务;也可以选择经过某断面及延长线上的不同类型交通廊道进行比较研究,探究不同类型交通廊道割裂城市空间的指征要素的异同;或是同一类型交通廊道对不同城市的空间割裂程度的表现,为我国交通廊道绿色基础设施建设的健康发展和交通廊道—城市规划的协同设计提供依据。
详情请关注《上海城市规划》2019年第1期《生态语境下交通廊道对城市空间割裂程度研究模型的建构》,作者:蒙小英、李春蕾、杨子莹,北京交通大学建筑与艺术学院。
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