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黄土高原河道流域地区人居环境研究评介

郑志颖
摘要：针对黄土高原脆弱生态条件，河流流域人居建设单元特点，从区域生态规划、城镇生态系统、社区聚落、生态建筑四个层面，总结国内研究成果，并总结研究方法。提出缺少人居环境中不能建设区域即制约因素影响下需保护区域的研究。
关键词：黄体高原 脆弱生态环境 河道流域 人居环境
1黄土高原环境特征
黄土高原在中国北方地区与西北地区的交界处,主要包括山西、陕西、以及甘肃、青海、宁夏、河南等省部分地区，面积40万平方公里，为世界最大的黄土堆积区。气候较干旱降水集中植被稀疏水土流失严重,冬季时间长风多雨少日照强度高,气候条件较为恶劣，不仅阻碍当地社会、经济、生态协调发展，而且威胁到整个区域的生态安全。黄土高原河道流域一般有明确的界域形成完整的地理单元，流域内各要素要在单元内部完成物质能量信息交换完成整个生态过程，单元基本和一个城镇初级规模相吻合，基于城镇系统与集水单元相结合的特点，本文对流域内人居环境建设进行评介具有一定意义。
2人居环境概述
20世纪50年代道萨迪亚斯透过环境危机敏锐地看到城市化在国家发展中的全面作用与城市爆炸的事实，触发他建立人类聚居学。吴良镛先生于90年代初从中国国情出发构建中国的人居环境科学。认为人居环境是一门以人类聚居为研究对象着重探讨人与环境之间的相互关系的学科[1]。将人居环境划分为自然、人类、社会、居住和支撑五大系统，自然和人类系统为基础，居住和支撑系统是人工建造，人与自然和谐与矛盾共生，其研究创建了从生态区域观到建筑设计的整体框架。建立人居环境科学有着重要的意义，强调在生态上将城市同乡村及自然环境统一，统筹建立城乡一体化人居环境。
3不同尺度的人居环境建设
3.1区域生态规划
以景观学理念为出发点，在镇域尺度上以小流域自然土地空间范围为对象，对小流域人居生态单元及安全模式进行研究[2]。建构“黄土高原人居生态单元”的科学理论模型提出人居建设系统、人居支持系统和自然支撑系统，总结出山地生态环抱先觉型、川道人居生态串珠型和台塬人居岛状环绕型三种黄土高原小流域人居单元类型安全模式，并提出规划设计原则、对策和方法。
针对黄体高原河谷地区聚落特点，解析陕北地区人居环境空间形态结构演化的历程生态动因，并总结出符合当地发展的宏观、中观、微观三个层次的适宜模式[3]。宏观空间递阶扩张模式，将人居环境的不同空间扩张阶段理解为不同生态递阶层级，最高层级不可突破稳态限度保证在环境可容纳范围内进行人居环境建设。中观城乡空间统筹发展模式，针对一二级河谷流域空间形态引导方式有三种：保持乡村形态、转化为城镇形态和恢复为自然形态。微观小流域枝状模式，以三级河谷川道小流域人居环境为主，从与空间形态有紧密关系的社会、经济、景观等特征展开研究。
3.2城镇生态系统
运用不同生态设计理念对城市进行生态化研究并运用到建设实践当中。以纺织城绿地系统为基础的城市绿道景观设计；浐河提出分支渗透与跳板链接理念向城市内引入有生态意义的廊道和间隔性的网络；完善城市水利用过程建立城市雨洪系统。安康总体城市设计中将景观生态理念运用其中，研究城市生态结构与内在机制寻找城市系统与生态系统最佳结合点，提供一种更为积极的设计结合自然的途径。刘加平教授团队对山水型生态城市设计进行研究，提出山水型生态城市设计原则、对策，分别从自然山水资源的保护，在区域层面创建立生态格局绿色开放空间。
3.3聚落、社区
3.3.1聚落选址 可持续的建筑群体布局影响条件有气候自然资源地形水体，气候和自然资源更多影响单体建筑，地形水体更直接地影响群落布局。地域生态气候与建筑所处的微地形涉及山体形式、海拔高度和地形地貌[5]。选址优选日照时间较长的南坡,其次东南坡西南坡东坡西坡，北坡一般不宜布置居住建筑。南向建筑应平行等高线布置，东西坡建筑垂直等高线南北向布置，冬季获得更多日照夏季避免阳光直射。夏季自然通风要求建筑面对夏季主导风开敞冬季阻止寒冷的北风，建筑空间形态应当北密南疏北高南低。建筑采用前后错列、斜列、前短后长、前疏后密、喇叭口等导风技术措施，建筑间距影响房屋通风采光遮雨效果，但目前没研究对此进行量化研究。单条河流和交错的水网对村落布局产生不同的影响，在单条河流周围发展的村落多成带状布局，街道建筑的走向基本平行与河流的走向，村落一般位于河流的较肥沃的凸岸；在河道交叉处多易形成聚居点。黄土高原河谷流域多以单条河流居多，村落沿流域成枝状分布发展。
3.3.2城市生态社区 国外生态社区主要集中在发达国家乡村或市郊多为独立住宅，城镇规模的生态社区较少，而国内关于生态社区的研究多停留在住宅单体或孤立的小区，在此层面生态技术研究成果较多，如住区建筑空间环境绿色空间设计、雨洪管理、垃圾处理系统、能源综合利用，但是生态社区的发展依赖于城市生态系统，在此角度考虑的生态社区研究还有所欠缺。
3.4生态建筑
生土建筑到城市住宅研究的都比较充分，根据气候要素对西部典型生土民居气候进行归类总结各类建筑及聚落在建设中应主要解决的问题，并提出一系列具有实践意义的生态建筑技术。综合对生态建筑的研究将其成果总结如下：针对黄土高原地域特点建筑设计主要解决冬季保温、夏季防辐射、防风通风、能源有效利用四方面问题，具体解决措施体现在改进建筑建造方法和能源综合利用两方面。
3.4.1建筑建造 黄土高原住宅冬季采暖能耗高夏季热辐射强烈同时可利用的太阳能资源丰富，在建造技术方面研究成果有以下方面：建筑朝向，在建筑南侧增加开窗尺寸适当降低房间进深加大面宽；增加热缓冲空间冬季保温夏季通风缓冲，加大房屋出檐、附加阳光间、建筑中庭、空中花园等；在建筑向阳面屋顶采取坡屋面加大阳光收集，屋顶覆盖松散保温材料；借助热压原理在室内采用通风竖井，上部设排风口将热空气从上部排出，室外新鲜冷空气从建筑底部吸入，还可以利用庭院通风，在庭院中进行绿化和水体，随着水蒸气的蒸发使温度降低并加速冷热空气流动；建筑绿化技术较为成熟的有屋顶绿化、垂直绿化、阳台绿化等调节微气候改善环境品质。在技术实施和推广中已经收到实际效果的反馈 [5][7]。
3.4.2能源综合利用方面 主导原则是合理利用可再生自然资源不依赖能耗设备。提高外围护结构的保温隔热作用，墙体选用导热系数低的材料，节约成本降低住宅能耗，如银川平原地区采用的砖混草砖；地面强化煤渣保温层；充分利用太阳能等绿色再生能源。
4研究方法
4.1理论研究
吴良镛先生建立的人居环境科学在现阶段无疑成为众多学者研究人居问题的基础理论，在此基础上国内各地学者根据不同地域环境特点深化，因地制宜地寻找适合当地人居建设的理论与方法。俞孔坚博士从景观生态学角度为人居环境建立生态安全格局，其“反规划”思想从“无为”的角度提供人居环境保护利用的理论方法。可以说同吴良镛先生的理论相互补充。
4.2分析评价
一类是对现状条件进行评价，作为研究基础摸清地域气候环境、自然资源、人文历史情况并评价分析，提出存在问题以此为导向进行研究。如对黄土高原小流域人居环境现状的调研。一类是对已建成的案例，借鉴其成功之处总结失败原因并引以为用。另一类是根据综合研究成果建立综合评价体系评价建设保护成果，如生态系统综合评价体系。
4.3归纳分类
4.3.1生态环境分区 生态环境分区划分原则：自然条件类；土地利用基本一致；经济发展条件和水平趋同；主要的生态环境问题一致；区划易于操作管理。曹象明据此对宁夏地区进行生态环境划分，根据不同生态环境特征总结生态问题，并提出土地利用方式和城镇体系空间发展战略。刘晖教授将黄土高原小流域景观格局划分为山地型、川道型和台塬型。
4.3.2居住气候分类 刘加平根据较突出的四类气候要素：季节和温度、干濕、风量、太阳辐射对西部典型生土民居气候进行归类。研究成果对进一步研究不同气候环境特点下的居住环境提供分类指导。
4.3.3聚落空间形态分类 复杂地域环境下的人居环境，从不同角度对其进行分类，如刘晖教授根据聚落结构形态将黄土高原人居生态单元划分为核心型、串珠形和网络型，又从景象空间角度划分为台塬型、盆地型、岛屿型、通廊型。
4.4模式化研究
针对现状综合分析评价成果总结提炼人居环境空间形态异同特征，将具有共同特征的事物归类研究并建立典型模型指导实践。如将黄土高原小流域人居环境归纳为山地末梢尽端式川道廊道穿越式台塬岛屿环绕式三种生态安全模式。陕北地区人居环境总结为宏观空间递阶扩张模式中观城乡空间统筹发展模式和微观小流域枝状模式。
4.5案例研究
吴良镛先生通过案例研究补充其人居环境理论框架，长三角“发达地区城市化进程中建筑环境的保护与发展”综合研究。俞孔坚以台州区域EI总体规划来进一步解释完善其“反规划理论”。另外众多学者通过对传统聚落进行调查总结聚落选址的经验教训，王军对三面汇水的山西汾西县清代窑居村落的调研，发现其至今未受到洪水侵害的传统防洪排水体系。
5小结
黄土高原地域差异大，虽有较为系统的人居环境研究理论，但是在各研究层级上研究成果还不充分，微观层面集中在生态建筑及建筑空间布局方面；中观层面集中在关中地区生态城市、城镇体系，在宏观层面研究集中在陕北地区和黄土高原地区。以上研究从规划角度研究建设区域的问题，但缺少人居环境中不能建设区域即制约因素影响下需保护区域的研究。
参考文献：
[1]吴良镛.人居环境科学导论[M].中国建筑工业出版社.2001,10.
[2]刘晖.黄土高原小流域人居生态单元及安全模式[D].西安：西安建筑科技大学，2005.
[3]周庆华.陕北地区人居环境空间形态模式研究[M].中国建筑工业出版社.2009,01.
[4]梁锐等.西北乡村居民适宜性生态建筑技术实践研究[J].西安科技大学学报. 2010,05.
[5]刘倩颖.自然条件对村落形态和布局的影响[J].现代园林.2010,04.
[6]曹象明,周庆华.宁夏生态环境分区与城镇体系空间布局研究[J].城市发展研究.2008,06.
[7]谭良斌,马珩,刘加平.西部乡土生土民居的气候适应性设计研究[J].华中建筑.2010,07,

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