燕语风吟——基于城市化下楼燕行为变动机理的共生局环境生态重塑

综合奖

学科交叉类

作品编码:LAF418 参赛作者:李思良 郭涛涛 指导老师:吴博 王晶

所在学校:西安科技大学

作品描述

简要描述:

随着城市化进程的不断加快,西安市的城市规模日益扩大,人类与生态环境的冲突愈发突出,前些年在西安钟鼓楼每年春夏季都可以看到楼燕的身影,近几年来,城市生态环境受到严峻的考验,加之人们对古建保护意识的提高,对钟鼓楼安装了防鸟网,使楼燕栖息地破碎化,物种受到威胁,生态环境逆增长,城市也因为人口的扩张承载力变大,整体人居质量下降,区域活力逐年下降。

构建景观安全格局变得尤为重要,提供可供楼燕生存的栖息空间,解决人居环境的潜在威胁,是本次设计的重中之重。因此如何建立景观生态安全格局,如何提出策略性设计,如何从宏观,中观,微观三个层面对研究区域进行分析显得尤为重要。

设计重点是将破碎化的楼燕栖息地与敏感的人居环境联系起来,通过对栖息地的重构,原本空间记忆点的联合组链,泰森多边形的邻域网络叠加,景观多解框架的循环验证,同时在两块不同的区域进行理念的渗透,构建人居、生态、古建保护三位一体宏观保护策略。

微观上利用空间行为设计,归纳不同的人类与楼燕的功能需求,设计出能够在同一空间中共同进行协调合作的行为特征。同时结合楼燕的仿生装置,在为楼燕提供一个活动与栖息场所,最终目的达到人燕共生格局重塑。


详细描述:

总体设计理念:

西安特殊的人文条件与历史条件构成了我们整个设计的理念,我们以“人居环境”“生态恢复与保护”“文物遗址保护”三个设计点来作为我们的整体规划理念,最终的目的是构建人燕共生栖居生态环境格局的重建,将古城区内(城墙内)定义为“人居环境”+“文物遗址保护”,将浐河灞河片区定义为“人居环境”+“生态恢复与保护”。

宏观规划理念:

以城市用地条件为基础,利用GIS城市用地性质而产生的阻力面与各类用地性质下楼燕生态适宜性评价的打分值进行楼燕的生态适宜性评价,后通过各类用地的对楼燕的打分值,最终确定楼燕的栖息地“源”,然后利用土地评价对楼燕的阻力面,来确定楼燕的迁徙廊道。通过古建景区的兴趣点进行泰森多边形的叠加,形成了总规划设计。

中观景观规划理念:

从变化区域的多解框架角度出发,分析两块区域的矛盾,进行归纳总结。将多解步骤分为表达模型,过程模型,评价模型,改变模型,影响模型,决策模型等六个模型。一共进行三个阶段,第一个阶段:范围的描述,第二个阶段:明确方法,第三个阶段:执行方法。通过反复的验证在每块区域得到多种解决方案,在区域内再次细分地块,然后采用方案叠加的方法对每块区域提出策略性设计。

微观景观设计理念:

通过研究楼燕的行为变动机理与人类的行为变动机理进行空间行为模块的设计,比如在某一限定空间中楼燕的觅食,飞行,捕食等行为与人类的活动,休息,学习等行为学的契合点而构成了限定空间。在景观设施的设计上,通过研究楼燕的行为特征从而设计了供楼燕活动的装置,装置可以依附于建筑外立面,电塔,桥洞等

区域理念的渗透:

通过对适合作为三个理念的承载区域进行归纳总结,别提出改造思路。

(1)城市化下生态时间动态与景观空间异质性对楼燕行为机制的影响问题

针对西安城市化下生态时间动态与景观空间异质性对楼燕行为的移动、摄食、交配、生殖、捕食和躲避等行为学问题现状分析,对不同的时间动态与空间格局进行评估,找出楼燕行为机制与生态环境之间的关系及楼燕作出的相应的应激反应,着重考虑高敏感环境下的弹性应对能力。

(2)栖息地破碎化下的景观连接度重构即楼燕行为迁移廊道重构

对城市化导致楼燕栖息地景观破碎化问题进行分析,深入剖析栖息地因景观破碎化而引起的景观连接度降低,利用空间句法概念对景观连接度进行准确合理并且有意义的量化和评价,是得适用于多个尺度。物种行为和景观连接度之间的关系就如同过程和格局间的关系,景观连接度应属于物种行为和景观格局的双重属性。

(3)人类干扰引起的楼燕生理机制与行为变动机制问题

对人类干扰引起楼燕生理机制与行为机制变动进行问题分析,研究楼燕对干扰的适应性,分析楼燕生理与行为变动机制来确定干扰因子,通过控制与调节干扰因子来创造衡量空间,同时诱导楼燕耐受性增加。改善种群结构、空间结构、景观空间异质性。

(4)景观生态安全网络格局内部栖居地单元的弹性构建

研究景观生态安全网络格局内部栖居地单元的弹性构建的具体空间结构与不同时空尺度内的不同构建方法,对栖居地单元的生境进行研究,找出适合人燕共生栖居格局,在空间形态中注入活力因子,来激发人活动的兴趣和楼燕的行为动机,从而激发栖居地单元的空间质量并焕发新的活力和生机感

(5)人燕“空间-行为”互动在大、小尺度的复合关系

场地土地利用数据分析:

文章关于城市用地数据来源于地理空间数据云的遥感数据,导入至GIS中进行了土地覆被的模拟,从而得到土地覆被图纸。

西安市区域楼燕栖息空间特征:

自1987年起西安市城市人口剧增、城市不断扩张,建筑覆盖率不断增加,不停地挤压楼燕的栖息空间,通过土地利用shp对各类用地信息给出了实用于楼燕的生态打分机制,进行评价值打分,通过打分表,对原本的属性表进行赋值,利用欧成距离评测得出楼燕的生态适宜性评价图纸,楼燕的习性均参考关于楼燕行为学的国内外论文与文献,从而确保数据的可靠性。

变化区域的多解规划的应用:

景观多解框架可以对未来的发展是比较容易预见的,对长期规划来说也不会出现什么问题,主要是针对未来土地利用和土地覆盖来设计多解规划方案,方法利于操作,这种方案的优点是操作简单,没有那么复杂。

泰森多边形邻域距离的应用:

本次设计将景区古建点作为兴趣点,在GIS中使用了泰森多边形工具,因为古建点位具有楼燕的空间记忆性,生成的泰森多边形网络的每个兴趣点距离所在的边上都具有等距的作用,方便进行区域规划设计。

设计内容:

针对两片区域,运用景观规划多解框架进行循环验证及说明,寻找区域内的价值与问题,在变化模型中提出相对应的问题与机会,在同时考虑影响模型的干扰,最后提出每块场地的决策模型(方案),在每大块区域中,再次选取500m*500m的区域进行方案的叠加。

场地背景:

1.古城片区(城墙内):用地紧张,城区面积较小,古建数量多,楼燕栖息地资源丰富,但是古建损坏较为严重,应当采取保护措施,因此导致楼燕的栖息环境破碎化,楼燕生存空间衰减。

2.浐河灞河片区:生态环境良好,但维护差,生态环境未良性循环,区域内城市扩建速度快,土地利用出现不平衡状态,生物多样性受到考验,浐河两侧的绿化维护不足,楼燕的栖息空间受到考验,栖息地规模逐年小量化。

设计手法:

以共建楼燕人居共生环境为目标,通过对两块场地的分析,利用景观多解框架的多解分析模式进行分析,在古城区内得到了四块500m*500m的地块,分为研究场地A1,研究场地A2,研究场地A3,研究场地A4。在浐河灞河区域得到五块500m*500m的地块,分为研究场地B1,研究场地B2,研究场地B3,研究场地B4,研究场地B5。

古城区内(城墙内)的理念为“人居环境”+“文物遗址保护”,在对应多解框架的评价模型里我们寻找了三个尖锐问题与一个价值,分别是问题一:城内基础绿化不足,问题二:人居密度过高,问题三:目标物种对古建损耗,价值一:楼燕空间记忆点强。在变化模型中,找到了三个机会与一个问题,分别是机会一:未来竖向种植的不确定性,机会二:地下停车和立体停车场的广泛应用,机会三:古建筑保护传承意识,问题一:楼燕栖息空间的减少,对于区域的整体影响模型为人口密度高和不确定的人口增长率。最终我们提出了相对应的决策模型,分别为方案A1:增加城内屋顶绿化与垂直绿化面积,方案A2:增加地下停车或立体停车场,方案A3:人工技术对古建的修复及维护,方案A4:记忆点周边建筑外立面按插仿生装置。

浐河灞河区域的理念为“人居环境”+“生态恢复与保护”,在对应多解框架的评价模型里我们寻找了三个问题与两个价值,分别是问题一:浐河两侧绿化空间削减,问题二:城建过度开发,问题三:目标物种栖息地的减少,价值一:区域绿化充裕,价值二:较高的物种丰富度。在变化模型中,找到了三个机会与两个问题,分别是机会一:人工参与的不确定性,机会二:规划模数的科学利用,机会三:目标物种的保护,问题一:绿化利用率削减,问题二:物种多样性的降低。对于区域的整体影响模型为逐年增加的城市扩张趋势。最终我们提出了相对应的决策模型,分别为方案B1:增植乡土植物从而进行保护,方案B2:增加绿色建筑数量,方案B3:安插仿生装置在目标物种记忆点,方案B4:增加步行系统提高利用率,方案B5:建立湿地防护带。

方法结果:

在两块大型的区域中一共提出了九种方案,古城区内的方案为四种,分为A1:增加城内屋顶绿化与垂直绿化面积,在屋顶花园上采用高耐性植物,比如可以调节小微气候的植物,建筑外立面上种植壁画类植物。A2:增加地下停车或立体停车场,因此可以提供出多余的城市用地,城市公共空间面积增大。A3:人工技术对古建的修复及维护,从而进行对古建的保护与修复。A4:记忆点周边建筑外立面按插仿生装置,镶嵌至建筑墙体之中,供楼燕栖息。

在浐河灞河区域内的方案分为五种,分为B1:增植乡土植物从而进行保护,通过乔灌草的搭配对场地进行竖向上的设计。B2:增加绿色建筑数量,从而增加了城市的绿量与城市的绿视率。B3:安插仿生装置在目标物种记忆点,为楼燕提供生活场所。B4:增加步行系统提高利用率,步道系统不仅可以供人们活动跑步,也可以提高植物的利用率。B5:建立湿地防护带,为野生动物提供场所。

设计创新:

本次的设计重点是将破碎化的楼燕栖息地与敏感的人居环境联系起来,通过对栖息地的重构,原本空间记忆点的联合组链,泰森多边形的邻域网络叠加,同时在两块不同的区域进行理念的渗透,构建人居、生态、古建保护三位一体宏观保护策略。

微观上利用空间行为设计,归纳不同的人类与楼燕的功能需求,设计出能够在同一空间中共同进行协调合作的行为特征。同时结合楼燕的仿生装置,在为楼燕提供一个活动与栖息场所,最终目的达到人燕共生格局重塑。

随着我国经济的快速发展,城市建设的速度也是越来越快,城市扩张面积越来大,不断的侵蚀着大地的自然斑块,从卫星图上可以看出明显的差距,生态环境恶化,生物多样性不断地降低,本次课题以楼燕作为生态的代表,试图将已经离开或正在离开城市的生态环境带回来城市,为了让人与自然和谐共处,达到一种有机的状态,达到生态和谐。也希望我们的课题研究会给将来的城市发展和城市生态带来一些参考。

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