城市滨水空间演化中的“自然-社会”互馈关系研究——以深圳为例.pdf

100住区研究DC STUDIES摘要：自然过程与社会过程存在钟摆般变化的互相反馈关系，这种双向作用在跨越式城市化下的深圳水系中表现尤为突出。本文以深圳水系治理与滨水空间更新经历的历史性演化为例，揭示“自然-社会”复杂系统的自然过程、社会过程及其发生摆动的互馈关系，梳理滨水空间中生态系统过程与城市化扩张、治理和更新过程之间由双向负向作用趋于双向正向作用的摆动历程，同时，探寻“自然-社会”互馈关系中以人类社会过程为主导的正向驱动策略，以期在今后城市滨水空间发展中通过生态环境修复、城市生活激发、水岸文化建设等实现“自然-社会”正向互馈，即人与自然的和谐共生。关键词：“自然-社会”复杂系统、滨水空间、互馈关系、生态环境修复、城市生活激发Abstract:There is a feedback relationship between the natural and social processes,which is particularly promi-nent in Shenzhens water system under the leap-forward urbanization.Taking the historical evolution of water con-trol and waterfront renewal in Shenzhen as an example,this 城市滨水空间演化中的“自然-社会”互馈关系研究以深圳为例Study on the“Nature-Society”Mutual Feedback Relationship in the Evolution of Urban Waterfront Space:a Case Study of Shenzhen文/范雅婷 吴昆 程家辉 李相逸（通讯作者）FAN Yating WU Kun CHENG Jiahui&LI Xiangyi范雅婷/深圳大学建筑与城市规划学院助理教授吴昆/澳门城市大学创新设计学院博士研究生程家辉/深圳大学建筑与城市规划学院硕士研究生李相逸/深圳大学建筑与城市规划学院副教授基金项目：广东省基础与应用基础研究基金自然科学基金面上项目（2023A1515011274）：基于城市人因的雨洪基础设施平灾功能复合测度机制研究；广东省教育厅省级“质量工程”建设项目高等教育教学改革研究项目：基于多元协同的建筑学本科毕业设计高质量教学的改革研究与实践；深圳大学青年教师科研启动项目（自然科学）（000002110835）：高密度城市滨水空间生态环境与城市活力的关系与更新策略中图分类号：TU20 文献标识码：Apaper reveals the natural process,societal process,and the swinging mutual feedback relationship in the“Nature-Society”complex system.The study combs the swing pro-cess in waterfront space from two-way negative effects to two-way positive effects based on the ecological system processes and urbanization processes like expansion,gov-ernance,and renewal.Moreover,this paper explores a posi-tive driving strategy dominated by a human social process in the“Nature-Society”mutual feedback relationship,with a vision to realizing the“Nature-Society”positive mutual feedback in the future development of urban waterfront space through ecological environment restoration,urban life stimulation,waterfront culture construction,etc.,that is,the harmonious coexistence of human and nature.Keywords:“Nature-Society”complex system,waterfront space,mutual feedback relationship,ecological environ-ment restoration,urban life simulation101住区研究DC STUDIES在寸土寸金的高密度城市中，滨水空间是自然的生态水文过程与社会的生产生活过程交错碰撞的地带1、2。19世纪规模最大的截弯取直项目“莱茵河修正”的工程治水自食恶果3，近半世纪，首尔中心区恢复清溪川、波士顿Big Dig重返滨水区等世界范围进行着备受瞩目的滨水更新，滨水空间经历了农耕时代的文明起源、工业时代的生产繁荣、至后工业时代的衰败逃离、以及如今滨水再生活力复兴的戏剧性变革4，深刻映射了“自然-社会”复杂系统中的过程及关系。本文以滨水空间为研究对象，探讨和揭示城市化进程中“自然-社会”复杂系统的互馈关系具有典型意义。一、“自然-社会”复杂系统与其互馈关系1.“自然-社会”复杂系统理论认识人类社会与自然生态的关系是推动人类社会发展的重要科学，正如经典科学向复杂性科学的历史性跨越。系统论5、信息论、耗散结构论、混沌论等系统科学相继迅猛发展，事物间联系的认知从简单性、普遍性的“简单性范式”到非线性、随机性、开放性的“复杂性范式”6。在复杂性科学系统论5的影响下，城市被看作是一个包括自然、社会、经济、资源等若干子系统的“复杂巨系统”7，相应地，子系统之间相互关联耦合的相关跨学科理论应运而生，如“人地系统”理论8、“人水和谐系统”理论9、“社会-经济-自然”复合生态系统理论10等。其中，“自然-社会”复杂系统广泛应用于快速城市化背景下的自然资源管理、生态系统服务等方面，如流域水资源循环11、湿地农业等土地利用12等，均可窥见对自然、社会的相互关系的思考讨论。Kandasamy和emmerik等13为描述社会发展和水生态环境的“自然-社会”双向耦合关系，通过数学模拟提出了钟摆模型（Pendulum Swing），认为在人类生产力（Human“Productive”）和环境恢复力（Environmental“Restorative”）存在竞争（Competition）关系，并不断发生双向反馈（Feedback Loops），即城市发展缓慢、生产力水平较低时,生态环境的破坏速度慢,且生态可修复；城市发展加速,人类经济活动频繁,生态环境破坏速度加剧,甚至不可逆转；但当城市发展到一定程度,经济社会活动放缓的同时，人们对与自然和谐相处的可持续发展认知水平上升,生态环境破坏减缓且逐渐修复。因此可见，滨水空间“自然-社会”复杂系统中包含自然过程、社会过程、以及过程的双向互馈关系，互馈关系呈现动态的钟摆态势（图1）。2.“自然-社会”复杂系统中的过程与互馈关系“自然-社会”复杂系统中的自然过程和社会过程，是以“过程”的视角描述和审视事物运动的动态的某些规律和秩序14。滨水空间的自然过程包括空气环流过程、生物自然过程、水文自然过程及地形动力过程15。自然过程通常连续且线性，如一条河流的上中下游的纵向空间水文过程、潮汐性滨海或雨源型滨河的岸线横向空间水文过程、长期水岸侵蚀和泥沙沉积而地形变化；同时又伴随一定的随机和突变，如水文过程台风暴雨等灾害天气引起局部的暴涨暴跌3（图2）。相较自然过程，社会过程则要复杂得多，包括农业生产、工业生产、产业办公等的生产建设过程和居住区、商业、文娱、公共空间等生活休闲过程，以及水务基础设施建设、防洪防涝治水措施等引发突变的人工干预过程。社会功能过程在以人类活动为主要肈因、自然环境反馈为次要肈因的驱动下大致经历了从生产建设到生活休闲，如从农田到工厂、从农田到住区、从农田到公共开放空间、从工厂到住区、从工厂到公共开放空间等不同类型的演化16。1“自然-社会”复杂系统的钟摆效应2 水系的自然过程102住区研究DC STUDIES自然过程和社会过程独立发生又在空间和时间上的相互耦合双向互馈。以空间切片为视角，互馈作用具有方向和速度的特征14，例如河流沉积等自然过程大多相对缓慢，也伴随极端天气等季节性和偶发性的激烈变化事件，自然过程之于人类社会的反馈作用有正向的支持服务也有负向的灾难，而社会过程则大多短促剧烈，之于自然环境的反馈作用则以负向的破坏侵占为主以正向的修复培育为辅。同时，若以时间为视角，自然过程和社会过程互馈作用具有互为触发肇因的先后关系，从而发生摆动。人类活动的社会过程是“自然-社会”复杂系统发生深刻演变的主动肈因16，社会过程对自然过程的作用主动发生，占据主导地位，而自然过程相对滞后而发生反馈机制，或反向报复或正向服务而反作用于人类社会。如此，正、负方向、力量速度、以及因果驱动，构成“自然-社会”系统中自然过程与社会过程之间互馈作用关系的复杂机制。二、跨越式城市化致使深圳水系的“自然-社会”负向互馈深圳是典型的海滨城市其内陆河湖水系丰富，有著名的世界级都市海滨深圳湾，有以河为界深港分制的深圳河，也有穿越城市郊野片区及高密度市中心的五大流域。同时，深圳改革开放后三十年间常住人口增加30倍，建城区面积增加20倍，经历了剧烈且极速的城市化17进程带来的水体黑臭、水生态系统极度破坏等对自然生态的反向侵犯。深圳水系的滨水空间的以跨越式城市化进程为肇因的“自然-社会”负向互馈效应十分凸显。1.粗放城市化初期的社会过程对自然过程施以势头强势的负向侵犯深圳水系属珠江三角洲水系，其中下游段可谓水美田肥，依托水系独立生长出许多鱼米之乡。但建市后，尤其1990年代后城镇建设用地急剧扩张，工业沿河流迅速发展，从点状分散到汇聚成片，产业多以电镀、印染等重污染、高密度工厂为多，工业废水污水直排入河，水体黑臭熏天（图3a）。以茅洲河公明中游段为例(现今的“碧道之环”18至“左岸科技公园”19)，这里曾经属于远离城镇城市化起步最晚的一片地，20世纪末与楼村湿地和农田等构成完整的郊野生态系统，水系丰3a 往日的茅洲河3b 茅洲河整治前后，2009年3c 挖掘河涌污泥3 茅洲河早期照片103住区研究DC STUDIES4 茅洲河部分节点遥感图片4a“碧道之环”节点2004年、2008年遥感影像4b“左岸科技公园”节点2002年、2008年遥感影像4c“龙门湿地”节点2013年、2017年遥感影像104住区研究DC STUDIES富且蜿蜒，形成许多池塘、滩涂、河中等生态边界。在21世纪初公明城镇化的无序扩张波及到这里，短短三四年间，泥沙淤积宣泄不畅，更甚则填河造路、填埋池塘以扩张工业空间，河道空间被严重挤压，甚至在旱季时只剩一条小渠（图4a、4b）。城市化初期，经济活动造成河道填塞、河网缩减，初期缺乏上层规划指导，简单采取河道截弯取直，以直、顺、光为特点提高排洪能力，填河成路以期消灭黑臭。原本拥有800多条河流的水乡被人工填埋100多条，随之带来众多河滩、湿地的自然退化，截止2003年，深圳在20余年中河道消亡达542条（表1）。不管是河道、河滩、湿地的自然退化还是大刀阔斧的人工填埋和截弯取直，其共同的结果就是导致水系锐减、生态多样性锐减，水生态系统急剧退化，对城市水环境造成了重大影响。2.淤堵黑臭的自然过程对社会过程报以影响深刻的负向反馈深圳的五大河流本就具有典型的雨源型暴涨暴跌的特征，加之建设用地对行洪空间的占用，以及城市建设对生态滞蓄空间的破坏，致使洪水愈发肆虐。历史上1981年“7.20”、1987年“5.20”、1989年“5.20”等特大暴雨洪涝，深圳流域暴雨倾注、江河泛滥，流域街道受淹没历时达4昼夜，公路段水深达2m，造成惨重的人员伤亡及上亿直接经济损失22。19881990年间气候大旱，河流严重污染，水库水源供不应求，三年缺水农工损失不计其数。1993年6月及9月两场洪灾，茅洲河直接造成人员死亡25人22、23。以茅洲河为例，生态环境状况至2016年跌入谷底，36个断面水质均被诊断为非雨季劣V类，水体超过六成为重度黑臭24。长久以来河流的淤堵与黑臭，使得茅洲河流域居民几乎无法仰赖河流通航的生产生活服务，洪灾等社会经济损失惨重，生活品质严重受到影响，滨水空间生态环境严重制约了人类活动和社会的可持续发展。三、综合治理与更新探寻深圳水系的“自然-社会”正向互馈随着城市化进程逐渐放缓，并对生态环境对城市的深刻影响有了充分认识后，深圳经历从工程治水到生态治水等多次调试，并逐渐进入整合城市生活品质的综合更新，实施的一系列举措后深圳水系滨水空间“自然-社会”互馈关系趋于互相正向激励。1.从工程治水到生态治水-社会过程对自然过程趋于合理的正向调试黑臭和洪涝问题长久地造成困扰，社会经济活动发展的同时，几乎每隔十几年便进行一次较大规模的整治。以茅洲河为例，历史可考于建市前在19721976年间进行了上游修建水库、中游截弯取直和扩宽挖深河床等拓宽河道以恢复通航的工程治水25，19941996年，修筑洪堤、疏浚清淤、截弯取直、填埋臭水等以提高排洪能力的急救型治理工程再次启动22，2002年至今，深圳市不断加大工程整治的力度，将茅洲河列为重点治理对象26。但整治理念和手段均重工程轻生态，重排洪轻蓄滞，工程治理费时费力收效甚微，茅洲河黑臭屡治而无效问题甚至被周围老百姓所诟病（图3b、4c）。直至2012年宝安区率先实施河长制，全面推行茅州河综合整治，深莞两市合作推进茅洲河治理。2016年，在国家层面高度重视下，深圳全市治水攻坚战打响，过去5年期间，以水质水利、地质地形、生物环境等方面的论文成果层出（CNKI检索达50余篇），投入持续加大的同时，治水理念发生了质变，出现了一些工业空间退还给自然，恢复原有生态界面等生态修复的举措。2019年底深圳全面消灭黑臭水体，五大干流考核断面全部达到地表水V类及以上标准。深圳的河道整治进入正本清源、清理河道、净化水质以及生态补水及修复的新阶段。松岗在与东莞交接处的“龙门湿地”27，就是在2017年拆除了繁忙十几年的码头、几间扁长的工业仓储、甚至若干个塔筒，将70m深的滨水腹地腾挪出来，恢复为一片岸线绿化生态带，为下一阶段开放为湿地公园的综合提升打下生态修复的基础（图4c）。2.生态环境修复和城市生活激发迎来自然过程对社会过程的正向反哺2020年9月，茅洲河作为广东省“万里碧道”建设项目示范段，全线12.9km岸线的生态修复和10余个公共设施节点建设验收成功，“碧一江春水”生态环境改善促进自然过程步入弹性恢复，同时“道两岸风华”综合打造可持续宜居滨水圈28（图5），随之而来的是生物多样性的培育及公众到访和喜爱，人与自然的生活重返滨水区，自然过程逐渐开始对社会过程的正向反哺29。自然过程的反哺作用，受到两个近自然的社会过程的驱动：生态环境修复和城市生活激发。以“左岸科技公园”、“龙门湿地”段为例，首先以生态环境修复的治理打底：为解决急剧城市化后的渠化河床、上游水土流失、泥沙淤积沙洲陆地化、生物多样性不足问题等，政府先后通过针灸河道原状、调整河道边际、恢复河道蜿蜒，同时适当增加抛石、控制草高、石块汀步等壅水措施来调控水文等多重近自然手段规划水深、培育基底、形成内湾、多塘、斑状、分叉溪流、浅滩、深潭等多样生态边界，大大延长且丰富了生境界面，深浅变化的滞蓄壅水尤其在旱季成为生物复育的良好机会，为各种动植物形成稳定且多样的生存环境提供有利条件（图6）。当行洪安全、生态修复等基础工作搭建完成后，更重要的是有限度地激发城市生活。通过打开硬质高耸的防洪驳岸、引导穿梭在腹地与水岸的 上海18602003年间140年变化20深圳19792003年间30年变化21河道数消亡310条542条河道总长减少520km762km水面率减少3.61%8.7%表1 上海市、深圳市城市化进程中河道消亡对比105住区研究DC STUDIES5 茅洲河碧道试点段总平面图6 茅洲河的生态环境修复设计106住区研究DC STUDIES路径、低影响介入复合的休憩功能驿站等，创造空间断面上自然与社会相互耦合的界面，以近自然的方式将界面进行模糊与渗透，从自然过程出发来尊重自然过程的规律14（图7）。鱼类有了回溯鱼道、鸟类有了停歇沙洲，小朋友也来淌水捞鱼，家长就坐在茅洲河浅滩的石块上，微风拂过，社会过程中日常性、公共性和文化性回归滨水30，“自然-社会”系统的双向正向激励的互馈作用在滨水边界悄然发生。四、总结由此，改革开放以来深圳跨越式城市化进程的“自然-社会”互馈关系，表现为以下4个阶段性的演化特征：城市化起步及飞速发展的阶段城镇“野蛮”扩张以致水系严重退化，社会过程对自然过程势头强势的负向侵犯；茅洲河黑臭熏天且灾害频发以致怨声载道，自然过程对社会过程逐渐深刻的负向反馈；河道治理从工程治水向生态治水过渡而初见成效，社会过程对自然过程趋于合理的正向调适；尝试通过生态环境修复与城市活力激发的近自然策略，逐渐实现自然过程对社会过程相对有限的正向反哺（图8）。可以看到，茅洲河从沦陷为广东省污染最严重的黑臭水体到如今鱼翔浅底的人水共生，正如黑格尔以“实践实现人与自然和解”为最高哲学任务振聋发聩，Sim Van Der希望“生态设计是与生态过程尽量协调而对自然环境破坏达到最小”31，即便城市化进程不可避免对生态环境造成不可逆转的侵犯32，人类社会活动逐渐开始以生态设计的方式谋求一种复杂性精细化的模式对自然过程进行补偿与回馈。更进一步讲，“自然-社会”得以正向互馈，依赖于两个方面的社会过程。如果说生态环境改善是社会生活回归水岸的必要条件，如果漫不经心的水岸设计和经营会致使其局限于通道型步行廊道的单一功能性空间，如深圳大沙河这样城市珍贵的水生态开阔公共空间远不应止步于此，提升空间品质更意味着创造空间断面上的活动触媒机会，以有控制地激发慕名而来又流连忘返的活动。如此，不仅对短长期的经济振兴起到重要作用，这些水岸公共空间磁吸的丰富多元的驻留行为也必将久而久之形成公众记忆，直到形成水岸文化认同的精神功能回归，自然对社会反哺的意义才能更深远。以此，在长久发展中实现生态环境与城市建设、活力营造、水岸文化等社会发展的双向激励，即人与自然和谐共生。相比于生态基础条件薄弱的其他高密度城市，或是郊野田园甚至如无人之境的雨林生态系统，深圳的魅力在于，在高密度城市拥有相对丰硕的生态环境资源，犹如在高楼林立的林窗（gap）缝隙33，人们可以在7a 左岸科技公园7b 龙门湿地7 茅洲河的城市生活激发设计8 深圳水系滨水空间演化中的“自然-社会”钟摆效应特征107住区研究DC STUDIES市中心区爬山远足、涉水看海，以深圳茅洲河等滨水空间为例，探究自然与社会的关系，探索生态系统过程与城市化过程之间的平衡和谐关系，无疑更具有历史性而更具典型性和现实意义。图片来源图1、6、8 作者自绘或自摄图2 改绘自参考文献3图3 引自“你好，茅洲河”长安镇“影像茅洲河”摄影大赛获奖作品集图3a 摄影：陈康永图3b 摄影：卢春雪图3c 摄影：林浩图4 改绘自谷歌地球遥感影像图5 来源自同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司图7a 引自参考文献19图7b 引自参考文献27参考文献1 NILSSON C,BERGGREN K.Alteration of Riparian Ecosystems Caused by River RegulationJ.Bioscience,2000,50(9):783-792.2 NAIMAN R J,D ECAMPS H,MCCLAIN M 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