生态山地城市设计理论与方法研究

紧凑、高效、节地和有机的生态城市形态，是当前我国山地城市解决人地关系矛盾、保证未来可持续发展的关键；而以三维空间形态塑造为核心的城市设计理论和方法，在山地城市整体形态控制、资源整合优化和土地集约利用等方面将发挥越来越重要的作用。 针对山地城市形态所具有的多维立体性、生态敏感性与技术复杂性等地域性特征，以及当前山地城市在自然生态资源和土地资源方面的发展瓶颈，本课题在对现有山地城市设计实践进行总结的基础上，借鉴生态城市理论与紧凑城市理论，对应地理条件、城市肌理、三维空间利用模式等山地城市发展要素，通过典型山地城市设计与研究项目的实践探索，形成了地域性山地城市设计的研究框架和设计策略。首先，在宏观尺度和中观尺度上，构建了以自然限定要素为核心的生态山地城市设计理论与方法，着重研究了基于生态敏感性分析的山地城市立体生态网络构成策略与方法，同时针对山地城市滨水区发展、新城建设等不同发展模式，提出了以城市生态组团为骨架、以“三条线三层次”为核心的山地城市空间形态整体控制与引导策略；其次，以城市公共空间为主要研究对象，从中观尺度和微观尺度上，探索了高密度山地城市中心区的更新改造模式和相应的城市设计策略和方法，包括基于TOD模式的城市空间三维集约利用、城市立体步行体系、城市历史文化特征保护、城市综合体等方面的城市设计策略和方法，以及相应的现场调研、空间分析和城市交通分析方法；第三，基于山地城市城乡空间相互交错、相互依赖的现实，以及当前山地城乡发展所面临的巨大生态挑战，提出必须以城乡统筹的视野，发展产业与空间互补的城乡体系，并据此提出了以生态优先为原则的4种中小山地城镇发展模式，着重研究了山地中小城镇空间拓展的城市设计策略和方法以及相应的城镇整体空间控制引导机制。 本项目较好地完成了全部研究计划内容，在研究期间，完成了多个不同类型的山地城市设计实践项目，发表论文21篇，参加国内学术会议50余人次，参加国际学术会议10余人次，邀请国外专家参与课题研究1人次，依托本项目共培养研究生16名，招收博士研究生6名，招收博士后研究人员1名；在国外著名大学担任访问学者1人；项目组成员获得“十二五”国家科技计划课题子课题1项，参与国家自然科学基金项目面上项目1项；相关研究成果为快速城市化过程中的山地城市形态控制提供了整体性的理论研究框架和具有可操作性的技术手段，并为后续研究工作奠定了坚实的基础。

人地关系矛盾突出已成为当前制约我国山地城市发展、影响山地生态环境的主要因素。由于山地城市形态所具有的多维立体性、生态敏感性与技术复杂性等地域性特征，现有的二维城市设计理论与方法，尚不能有效解决山地城市在自然生态资源和土地资源方面的发展瓶颈。为此，在对现有山地城市设计实践进行总结的基础上，通过对山地城市主要发展问题的梳理，借鉴生态城市理论与紧凑城市理论，从城乡统筹、生态安全、资源整合等不同层面探索生态优先的山地城市发展模式，并对应地理条件、产业结构、土地利用模式等山地城市发展要素，着重开展以自然限定要素、交通空间整合、城市空间三维集约利用、城乡空间一体化等专题为核心的生态山地城市设计理论与方法研究，探索应对复杂山地条件的特定城市设计策略与动态控制机制，为快速城市化过程中的山地城市形态控制提供前瞻性的理论与技术支撑，以充分发挥山地城市的资源优势，引导山地城市形态与自然生态环境有机协调发展。

《生态城市设计理论与方法：营造当代都市的绿色未来》立足于城市设计学科在物质空间环境营造层面对生态学知识和原理的借鉴，从理论基础和实践操作两方面着手进行交叉性应用研究，旨在从牛态学和城市人居环境生态建设角度为城市设计理论和实践寻求新的增长点。其理论基础部分包括牛态城市设计的对象、要素、议题、目标、原则、价值准则以及相关原理、模型等内容，在此基础上从设计创造和实施管理两方面进一步探讨实践操作方法，包括生态城市设订‘对策、手法、程序、技术、成果以及实施管理技巧、工具、策略等。

针对山地城市水空间的生态脆弱性，本项目通过对山水空间的生态认知，发现了“循水理山”的山地城市生态规划路径，并围绕山水空间承载的生态要素“过程—功能—形态”认知这一山地城市生态规划研究的核心，运用自然地理学、河流水文学、城市水文学、生态水文学、河流生态学、生态水工学、地貌学、河流地貌学、地图学、地图制图学、地貌制图学、摄影测量学、山地学、气候学、森林生态学、动物地理学、行为生态学等相关学科理论以及地理空间推理、地图信息综合、地理信息系统、可视化等技术方法，融入富有“积极生态保护”、“让自然做工”、“让社会做工自然”等理念，在山地城市生态规划的实践中，构建了由“循水理山的山水空间模拟”、“山水空间生态功能—过程解译”、“基于河流分类的山地溪河流生态修复”、“积极生态保护中的视觉景观管理”等组成的完整山地城市生态规划理论与方法。本项目成果对山地城市生态化建设，具有重要的理论和实践意义。 2100433B

由水系和湿地所构成的水空间是山地城市生态系统赖以生存的关键资源和环境载体。而当前山地城市水空间建设难以因循自然水文过程、契合自然生态环境，其在规划中最大的缺失，是缺乏对水空间所依存的生态水文过程的理解和预测。针对该问题，本项目拟运用生态水文学的相关研究成果，围绕山地城市水空间生态水文发生机制中的生境和过程两大核心内容，以信息模拟技术为辅助，以厘清山地城市水空间自然生态水文发生过程和理想空间图景为目标；以构建城市数字高程模型，融入成熟的分布式水文模型为手段；以探寻城市对自然水文空间人工扰动所引发的空间缺失问题为导向；以最小化扰动自然水文过程和生态环境为准则；探寻山地城市水空间体系及形态修复的方法，探索城市水空间修复反控、优化建设用地规划的方法。项目成果将为山地城市水安全、水生态、水环境、水资源等问题的综合求解，提供物质空间保障，将完善山地城市生态化建设的理论与实践依据。