構(gòu)建“城市景觀氣候界面層”,藝術(shù)設(shè)計論文

構(gòu)建“城市景觀氣候界面層〞,藝術(shù)設(shè)計論文隨著城市化進(jìn)程的加快，城市生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的毀壞，引發(fā)了一系列的城市環(huán)境問題，產(chǎn)生了城市熱島、空氣污染等現(xiàn)象，構(gòu)成了區(qū)別于大氣候的城市微氣候效應(yīng)。自然生態(tài)的嚴(yán)重毀壞削弱了生態(tài)系統(tǒng)對城市微氣候的調(diào)節(jié)功能，使其對城市環(huán)境所帶來的污染不可消解.這也促使在城市景觀策劃經(jīng)過中重新考慮關(guān)于城市發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保衛(wèi)之間的問題。作為跨學(xué)科研究，氣象學(xué)、環(huán)境學(xué)在城市環(huán)境氣象建模及數(shù)據(jù)動態(tài)研究方面已做了深切進(jìn)入的探尋求索，從城市規(guī)劃設(shè)計和建筑單體設(shè)計角度討論與城市微氣候關(guān)系的研究也已獲得一定成果。這些研究中雖已明確了城市景觀與城市微氣候存在密不可分的關(guān)系，但怎樣從景觀生態(tài)學(xué)角度來審視城市景觀與微氣候環(huán)境之間的關(guān)系，構(gòu)建城市景觀氣候界面層,實現(xiàn)對城市微氣候環(huán)境不同尺度的改善是本文主要討論的核心。1景觀氣候界面層的內(nèi)涵根據(jù)氣候?qū)W觀點，大氣層與之接觸的水陸外表為其下界，稱為大氣層的下墊面.而城市冠層和下墊面是影響城市微氣候環(huán)境的主要因素。對于城市景觀而言，則需要建立城市景觀氣候界面層,來更有針對性地研究城市景觀與微氣候的關(guān)系。與詳細(xì)城市景觀界面不同，城市景觀氣候界面層具有更廣泛的內(nèi)涵，它包括與城市微氣候環(huán)境產(chǎn)生互動作用的所有景觀要素，是具有氣候?qū)W意義上的復(fù)合下墊面,是主導(dǎo)城市微氣候變化的主要因素。城市景觀氣候界面層的建構(gòu)是基于景觀生態(tài)系統(tǒng)的角度，將抽象、概括的微氣候策略落實到不同層次、不同尺度的城市景觀空間要素中，建立起從宏觀到中觀的層級關(guān)系〔圖1〕，關(guān)注不同尺度城市景觀形態(tài)要素微氣候作用的關(guān)聯(lián)性,并合理組織，構(gòu)成有利于操作的研究框架。既要反映城市景觀對地域自然氣候的選擇與適應(yīng)，又要具體表現(xiàn)出對城市微氣候環(huán)境的改善與優(yōu)化，還要實現(xiàn)城市景觀生態(tài)系統(tǒng)的整體恢復(fù)。2宏觀尺度的調(diào)節(jié)途徑宏觀尺度層面研究重點是怎樣合理的配置以城市為基質(zhì)的斑-廊-網(wǎng)-體的空間格局，構(gòu)成景觀空間格局與促進(jìn)碳氧循環(huán)、污染擴散、溫濕度調(diào)節(jié)等生態(tài)經(jīng)過的耦合關(guān)系〔表1〕，進(jìn)而實現(xiàn)對微氣候環(huán)境的能動調(diào)節(jié)。2.1氣候調(diào)節(jié)點選址在兼顧特定地域氣候特點的基礎(chǔ)上，關(guān)注對城市微氣候環(huán)境改善有戰(zhàn)略意義的源匯景觀〔物質(zhì)的遷出地為源，接納遷移物質(zhì)的聚集場所為匯〕。源匯景觀確實立要建立在相應(yīng)的景觀生態(tài)經(jīng)過之上。首先協(xié)調(diào)好源景觀與匯景觀的面積比例，通過建立的景觀空間負(fù)荷比指數(shù)來指示不同源匯景觀面積對城市微氣候的調(diào)節(jié)作用。如當(dāng)針對城市熱島、大氣污染等現(xiàn)象時，需控制熱島、污染源區(qū)，增設(shè)熱島、污染匯區(qū)?？山Y(jié)合景觀周邊的地域氣候特色資源，如高質(zhì)量的森林和沼澤斑塊，海灣、河灣斑塊，伴水的野生動物棲息地等構(gòu)建匯景觀，發(fā)揮改善空氣質(zhì)量、維持城市碳氧平衡的作用。其次，能夠通過水平風(fēng)經(jīng)過來改善城市微氣候。在城市盛行風(fēng)入口處增設(shè)氧源地,提高城市入風(fēng)質(zhì)量,加強城市排污及凈化的能力。最后關(guān)注對微氣候調(diào)節(jié)經(jīng)過起關(guān)鍵作用的戰(zhàn)略點，如鞍部戰(zhàn)略點、交匯處戰(zhàn)略點、戰(zhàn)略點、邊緣戰(zhàn)略點和角落戰(zhàn)略點等.2.2通風(fēng)廊道的設(shè)置城市景觀通風(fēng)廊道為城市空氣、物質(zhì)流動、能量傳播提供有效通道。一方面，可傳輸新鮮空氣，擴散污染物，調(diào)節(jié)城市空氣溫度和濕度，是影響城市通風(fēng)效率的核心要素。另一方面還具有切割城市熱場、消除熱島的規(guī)模效應(yīng)和疊加效應(yīng)、過濾污染物、防止水土流失、防風(fēng)固沙等生態(tài)功能。城市景觀策劃中通風(fēng)廊道可分為綠帶廊道、道路景觀廊道和河流景觀廊道3種。不同的城市景觀通風(fēng)廊道，其內(nèi)部空氣的流動途徑有所不同，合理的城市景觀通風(fēng)廊道是城市內(nèi)部大氣質(zhì)量得以保證的途徑。通風(fēng)廊道在主導(dǎo)方向上的長度至少應(yīng)到達(dá)500m,寬度為周圍遮擋物的2~4倍為宜，不應(yīng)小于30m,通道中障礙物寬度小于總寬度的10%.除此之外，要分析城市地形，內(nèi)部空間構(gòu)造的幾何特性，以及與當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)、地形風(fēng)、水陸風(fēng)等外部氣候條件的影響與關(guān)系，合理布置城市景觀通風(fēng)廊道，增加城市孔隙率。一方面要加強城市景觀通風(fēng)廊道的互相連通性，因地制宜，沿盛行風(fēng)向布置，與城市氧源地連通，構(gòu)成完好的城市呼吸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，改善生態(tài)經(jīng)過被切斷〔通風(fēng)不利〕，構(gòu)成孤島的現(xiàn)在狀況。另一方面要便于大氣的流通，使通風(fēng)廊道到達(dá)有效的開敞度。2.3景觀網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)與獨立的景觀斑塊和廊道的布局不同，城市景觀網(wǎng)絡(luò)格局的建構(gòu)是在基質(zhì)整體分析之上進(jìn)行的，研究對象是多種斑塊和廊道的組織關(guān)系。首先要對城市微氣候背景環(huán)境進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)流、地形風(fēng)等外部氣候條件，以及城市建成環(huán)境空間構(gòu)造的幾何特性，距建成區(qū)的距離、位置關(guān)系等進(jìn)行具體策劃。其次保存、增設(shè)具有核心氣候調(diào)節(jié)作用的大型景觀斑塊，來充分發(fā)揮其生態(tài)功能〔如引風(fēng)綠地斑塊、綠地公園斑塊等〕，用以擴散稀釋污染、降溫、增濕。再次加強景觀網(wǎng)絡(luò)的連通性，以知足風(fēng)、能源的高效流動，并分散滲入小的景觀斑塊和廊道，構(gòu)成大集中小分散的空間格局以保證城市景觀整體生態(tài)效益。最后在建構(gòu)的經(jīng)過中忌出現(xiàn)單獨的綠地斑塊、水源斑塊，應(yīng)加強斑塊互相間的聯(lián)絡(luò)，構(gòu)成集聚間有離析的網(wǎng)絡(luò)式景觀格局形式，促進(jìn)微氣候調(diào)節(jié)與自凈循環(huán)體系建構(gòu)，使得城市整體生態(tài)環(huán)境效益最大化。2.4時空的動態(tài)適應(yīng)在城市景觀策劃的經(jīng)過中，不僅關(guān)注斑塊、廊道、網(wǎng)絡(luò)等平面格局，還應(yīng)考慮景觀體對城市微環(huán)境的重要奉獻(xiàn)。城市景觀體是研究景觀的三維立體格局，如城市景觀的空間形態(tài)、建筑景觀的空間配置、城市天際線的波浪構(gòu)造等，這些因素對垂直溫度再分異經(jīng)過、垂直濕度再分異經(jīng)過、垂直湍流經(jīng)過等生態(tài)經(jīng)過都有著顯著的影響。除此之外，城市景觀體中蘊涵著時間變遷，具體表現(xiàn)出出景觀在四維時空中的動態(tài)變化。一種是城市景觀空間動態(tài)變化，另一種是景觀經(jīng)過動態(tài)變化.為加強城市景觀對微氣候的適應(yīng)能力，需要對與微氣候相關(guān)的核心因子〔如景觀系統(tǒng)中斑塊、廊道，景觀要素的數(shù)量、構(gòu)造、物種〕的變化進(jìn)行定時監(jiān)測，以確保能夠及時地對周期性和突發(fā)性的變化進(jìn)行反應(yīng)，并與最初設(shè)定的適宜性目的值〔如風(fēng)環(huán)境、溫度、濕度等標(biāo)準(zhǔn)〕進(jìn)行比擬、調(diào)整，進(jìn)而實現(xiàn)景觀對微氣候環(huán)境的動態(tài)調(diào)節(jié)。除此之外在城市景觀策劃經(jīng)過中還應(yīng)考慮短期、中期、長期的階段式的、分期建設(shè)形式，有針對性地促進(jìn)城市景觀應(yīng)對微氣候的變化和景觀的自我演替。3中觀尺度的調(diào)節(jié)途徑中觀尺度的城市景觀氣候界面層的建構(gòu)，主要包含城市景觀形態(tài)、邊界以及景觀下墊面。與宏觀尺度的關(guān)注點不同，中觀尺度的景觀氣候界面層除了需要承載引風(fēng)排污、溫度調(diào)節(jié)、空氣凈化等生態(tài)功能，還需關(guān)注城市中人的氣候舒適性。與人體舒適性相關(guān)的自然氣候因素包括溫度、濕度、平均輻射溫度、風(fēng)速、太陽輻射強度及蒸發(fā)散熱等，華而不實溫度、平均輻射溫度和太陽輻射強度直接與日照有關(guān)，而濕度又受風(fēng)的影響很大，因此能夠以為影響人體舒適性最為重要的兩個氣候因素是風(fēng)與日照.能夠根據(jù)所在城市的自然地理位置、氣候環(huán)境和季節(jié)變化等因素的影響，合理組織景觀空間中的熱環(huán)境和風(fēng)環(huán)境等氣候要素的分布〔表2〕，優(yōu)化城市微氣候，積極創(chuàng)造出適宜人活動、鼓勵人們交往的小氣候環(huán)境，實現(xiàn)對宏觀微氣候狀況的局部修正.3.1景觀形態(tài)層---構(gòu)型適宜中觀尺度層面，與城市微氣候相關(guān)的景觀形態(tài)層的構(gòu)建不僅包含三維景觀體的空間形態(tài)，還包含一定區(qū)域內(nèi)特定時段景觀要素的鑲嵌格局與空間配置〔組合〕的形態(tài),以及形態(tài)周期變化等方面的內(nèi)容。城市三維景觀體的空間形態(tài)主要包括場地形態(tài)、建筑景觀體形態(tài)、景觀構(gòu)筑物形態(tài)等，這些空間形態(tài)的尺寸、肌理、方位等對微氣候中的風(fēng)速大小、風(fēng)向和日照時數(shù)等因素有較為顯著的影響。如哈爾濱群力新區(qū)體育公園景觀設(shè)計謀劃中〔圖2〕，通過調(diào)整景觀形態(tài)和方位，以及地形坡度，有目的地改變、縮小冬季景觀空間中陰影區(qū)的面積，獲得充足的陽光照射。有效地組織場地空氣流通，增加夏季風(fēng)和來自湖面的水陸微風(fēng)，為景觀活動空間創(chuàng)造良好的風(fēng)環(huán)境；并考慮合理設(shè)置風(fēng)障,在冬季主導(dǎo)風(fēng)的方向上設(shè)置建筑物、圍墻或密集的綠帶等，減弱冬季風(fēng)對活動空間的影響。城市景觀空間組合形態(tài)在城市景觀策劃中具體表現(xiàn)出為對城市公園、街道景觀、廣場等開放空間中景觀要素平面格局的配置，如中心配置、對稱配置、輻射配置、點軸配置、網(wǎng)絡(luò)配置等。詳細(xì)能夠根據(jù)地域氣候特點，建立有利于構(gòu)成良好風(fēng)環(huán)境、熱環(huán)境的空間組合形態(tài)，在街區(qū)基質(zhì)內(nèi)改善建筑景觀斑塊的破碎化，強化通風(fēng)廊道和開敞空間斑塊在小區(qū)域景觀中的位置與走向。3.2景觀邊界層---雙向浸透城市景觀邊界作為不同生境類型的生態(tài)過渡帶，對微氣候的調(diào)節(jié)具有重要意義。首先景觀邊界層可起到過濾器或半透膜的作用,能夠有效地控制污染、抵御惡劣氣候條件對城市景觀內(nèi)部人體舒適度的影響。其次景觀邊界層能夠引導(dǎo)生物遷徙以及營養(yǎng)、信息能量的交換，景觀邊界的垂直與水平構(gòu)造、寬度、彎曲復(fù)雜度，決定了邊界能流和物流的活潑踴躍程度與方向。相對復(fù)雜、舒展的形態(tài)〔長寬比很大或邊界蜿蜒彎曲復(fù)雜〕易于促進(jìn)城市景觀元素與周邊內(nèi)外環(huán)境的能量、物質(zhì)之間的交換。如在葫蘆島海濱景觀整體設(shè)計謀劃中，確立了城市環(huán)境與自然環(huán)境雙向浸透的總體格局〔圖3〕。以山、海、河為起點，在城市夏季主導(dǎo)風(fēng)的上風(fēng)口處適當(dāng)保存景觀綠地斑塊，建構(gòu)楔形開敞景觀邊界，構(gòu)成自然向城市的浸透；同時通過指狀景觀邊界向城市內(nèi)部區(qū)域浸透，對城市微氣候進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。3.3景觀下墊面層城市景觀下墊面層的特征對城市微氣候環(huán)境的調(diào)節(jié)有著重要的影響，主要包含綠色下墊面〔綠化〕、藍(lán)色下墊面〔水體〕和灰色下墊面〔廣場、道路鋪裝〕。3.3.1綠色下墊面城市綠化具有明顯的生態(tài)效應(yīng)，在城市大氣候環(huán)境和城市通風(fēng)條件很難改變的情況下，合理配置景觀綠地以吸收、附著有害氣體和塵埃，是生態(tài)上最有效的方式方法。綠化植物的氣候效用取決于綠植面積、位置和植栽的特性〔品種、密度、形狀、大小、體量、樹齡等〕。當(dāng)綠化作為綠色廊道時，在通風(fēng)的途徑上，要避免種植高大的樹木，道路中間的隔離綠帶應(yīng)為低矮的灌木；當(dāng)綠化作為遮擋不利氣候的風(fēng)障時，植物群落的構(gòu)造形式要清楚明晰，一般情況下由外到內(nèi)的順序為地被、灌木、小喬木、喬木，這樣的風(fēng)阻作用會非常有效〔圖4〕；當(dāng)綠化通過蒸騰作用發(fā)揮降溫增濕的生態(tài)功能時，要考慮綠化的空間布局，植物的種類、高度、枝葉的疏密程度、季節(jié)變化等；一定綠植面積條件下，混合式構(gòu)造的綠地空間布局，其降溫效應(yīng)大于點狀和帶狀布局.日照區(qū)的植栽比日影區(qū)的更有利于氣候的改善。當(dāng)綠化發(fā)揮降塵成效時，植物密度配置與樹種的選擇更為關(guān)鍵，如在污染不易擴散的風(fēng)影區(qū)，應(yīng)避免植物的密集種植所引發(fā)的空氣堵塞，盡量選擇吸附能力較強的植物，關(guān)注立體綠化〔屋頂綠化和墻面綠化〕對環(huán)境的改善。3.3.2藍(lán)色下墊面城市水體的調(diào)節(jié)作用主要表現(xiàn)為增濕、降溫、調(diào)節(jié)風(fēng)速以及由溫度差異構(gòu)成的局地風(fēng)。能夠根據(jù)風(fēng)向，合理布局水體景觀，引導(dǎo)風(fēng)的走向和調(diào)節(jié)風(fēng)速的大小。水體具有良好的降溫作用，而且流動水體〔如噴泉、噴霧〕的降溫效果最佳?？山Y(jié)合夏季盛行風(fēng)，在城市景觀空間的引風(fēng)口前增設(shè)水域，來改善景觀內(nèi)部空間的溫濕度，同時構(gòu)成局部微風(fēng)。據(jù)研究當(dāng)水體面積從5.85%增加到11.75%時，其降溫效果明顯[11],但需要注意控制景觀空間內(nèi)水體蒸發(fā)面積，面積過大會導(dǎo)致空氣濕度過大，進(jìn)而不利于整體環(huán)境微氣候的改善。3.3.3灰色下墊面灰色下墊面對微氣候的調(diào)節(jié)主要表如今不同的材料、顏色及粗糙程度對氣候的不同影響。需要平衡材料的反射率與熱輻射之間的關(guān)系，增加城市滲水下墊面的比例，減少地表水的流失，加大水的蒸騰作用對城市降溫的作用。如為緩解城市熱島現(xiàn)象，應(yīng)盡可能地減少瀝青地面、花崗巖地面的比例，多項選擇用水泥路面、植草磚路面來調(diào)節(jié)緩解城市熱島現(xiàn)象。4結(jié)束語城市景觀氣候界面層作為一個紐帶，將城市氣候?qū)W與景觀學(xué)的相關(guān)研究聯(lián)絡(luò)起來，是城市景觀策劃對微氣候調(diào)節(jié)的有效途徑，它將城市氣候評估成果與宏觀原則轉(zhuǎn)化為可落實的景觀要素，為城市景觀策劃與設(shè)計中的氣候分析與評價提供根據(jù)。在詳細(xì)的城市景觀策劃中應(yīng)將城市景觀視為一個有機體，強調(diào)從整體上協(xié)調(diào)人、景觀要素和自然氣候要素的關(guān)系，降低城市化和傳統(tǒng)的城市建設(shè)形式給生態(tài)環(huán)境和氣候環(huán)境造成的負(fù)面影響；適應(yīng)正在變化和將要構(gòu)成的微氣候環(huán)境，以及隨之產(chǎn)生地新的生態(tài)環(huán)境。除此之外，還要喚醒公眾的生態(tài)保衛(wèi)意識與介入性，改變生活形式，減少碳排放，減緩城市微氣