城市景观系统优化-城市景观系统优化理论与方法

系统科学把结构定义为要素之间关联方式的总和。之所以用“总和”一词，是为了强调概念表述的完备性、准确性。在实际研究中，不可能也没有必要穷尽所有关联方式，一般我们所说的结构是指那些本质的、主要的关联方式，而那些次要的关联一般被忽略不计。结构是一个抽象概念，其不能脱离系统要素单独存在，结构必须以要素为载体才能表现出来。那么要素在组织过程中通过形成哪些系统特性来反映系统结构呢？这就涉及系统科学的另外两个重要概念：子系统和层次。子系统、层次、结构是任何系统的三个重要特性，三者内涵不同且相互之间有不可分割的联系，对系统的子系统及层次进行分析是认识系统结构的重要前提。吴彤曾指出，层次与结构是系统思维方法的重要观察视角，是深入研究系统，走入系统内部，分解系统和观察系统的重要切入点。^[25]因此，本节从城市景观系统子系统、城市景观系统层次、城市景观系统结构三个方面对城市景观系统结构进行深入剖析。

（1）城市景观系统子系统

子系统是介于系统整体与要素之间的系统层次。当一个系统要素难以按照同一方式进行分析考察时，就必须对它们进行分片、分组或者分段整合。考察这种系统的结构需要借用子系统概念。子系统的划分有两个基本原则：一是完备性，所有系统要素都要有明确的子系统归属；二是独立性，每个系统要素原则上不能同时从属于不同子系统。一般情况下，一个系统中应同时存在至少两个或两个以上子系统。当系统足够复杂时，子系统的划分可以不局限于一个级别，可以分多级，每个级别中子系统的划分同样按照上述原则进行。以一篇完整的博士论文为例，如果将博士论文当做系统，则章节就是子系统，其中节又是章的子系统，也就是说对于博士论文这一系统而言，章是一级子系统，节是二级子系统。

在城市景观系统概念中，本书已经论述了城市景观系统概念的提出实际是源自学者在运用系统理论对城市这一复杂人文系统进行研究的相关成果，这时，城市景观系统是作为城市系统的子系统而存在的。本书的研究对象为城市景观系统，那么作为系统整体的城市景观系统是什么样的呢？这就需要借鉴系统科学理论对它进行进一步剖析。

系统科学理论认为，对于复杂系统，尤其是社会人文系统，可以从不同角度划分子系统。以城市系统为例，如前文“城市模型树”将城市系统分为文化系统、社会系统、经济系统、生态系统是一种比较宏观的分析方法；叶骁军等（2000）根据城市职能分工将城市系统分为商业服务、卫生、文化、教育、行政管理、工业、农业、交通运输业8个子系统。^[26]结合相关研究成果，本书对城市景观系统及子系统进行了梳理，主要有以下几种划分方法：

①按照构成城市景观的物质要素的不同，将城市景观系统划分为由自然景观系统和人文景观系统两个一级子系统支撑的系统，进而继续划分二级子系统。

②按照城市景观表现形式的不同，将城市景观系统划分为城市景观开放空间系统、城市绿地公园系统、城市景观水系统、城市景观设施及标志物系统四个子系统。

③按照城市景观在地域空间上表现出来的特征，将城市景观系统划分为点状景观系统、线状景观系统、面状景观系统三个子系统。这种“点—线—面”的划分方法常常用于景观规划设计中，尤其是在宏观层面景观规划中往往能起到兼顾全局的优化效果。

此外，还有很多按照景观类型进行划分的方法，由于其分类比较细，不容易达成统一的认识，在此不一一罗列。虽然以上列举的三种城市景观系统分析方法也不尽全面，但是相信这足以对我们认识城市景观系统的内部结构起到抛砖引玉的作用。由于知识有限，本书不可能穷尽所有城市景观系统子系统的划分方式。各种纷繁复杂的划分方法也说明，城市景观系统的确是一个复杂的人文系统。应该说，不同的划分方式只是不同研究思路的反映，并无高低优劣对错之分。在实际研究中，采取一种适合于自己研究的分析方法足矣，因为系统科学同时指出：“切记不要把按照不同标准划分出来的子系统并列起来，混为一谈。”^[27]

（2）城市景观系统层次

《辞海》对层次的释义为“事物的等级性、等级秩序”。系统层次可以理解为系统内部各子系统及系统要素由于本身的等级、秩序不同所表现出来的特征。与子系统相比，对于了解系统结构，层次是一个更为重要的概念。层次关系是系统子系统之间关系、要素之间关系、要素与系统整体关系、子系统与系统整体关系的重要内容。从贝塔朗菲开始，层次理论一直是系统科学的基本内容之一，但是由于它比较抽象、复杂，所以直到现在仍未建立起系统的层次理论。

为了便于理解系统层次的含义，我们不妨做一个简单的假设。假设某系统由要素直接构成，那么这个系统就具有两个层次，即要素层次和整体层次。但是在实际研究中尤其是社会人文系统研究中，这类由要素直接构成，无需先形成子系统的系统几乎不存在，所以它一般不作为系统科学考察的对象。系统科学讨论的系统至少包含三个层次，即存在介于要素和系统整体之间的层次。这样看来，层次的划分与子系统划分密切相关，只要有子系统的划分，就有中间层次的划分；划分子系统的视角不同，所形成的系统层次也不尽相同。就系统层次类型而言，常见的系统层次有数量层次、空间层次、时间层次、逻辑层次等。

以城市景观系统为例，前文归纳的将城市景观系统划分为自然景观系统和人文景观系统，及城市景观开放空间系统、城市绿地公园系统、城市景观水系统、城市景观设施及标志物系统四个子系统的方法所形成的系统层次可以概括为类型层次；“点—线—面”的划分方法以及前文杜春兰对城市景观系统“宏观—中观—微观”体系的构建所形成的系统层次则可以看做空间层次。(www.xing528.com)

系统层次有两种划分思路，一种是还原式，一种是整合式（如图3-5所示）。还原式即从系统开始，由高向低逐层了解系统，直至还原到要素为止。整合式即由要素向高层次逐层整合到系统整体层次，图3-4的决策树可以看做是整合式。但是在分析系统的具体过程中，这两种思路并不是截然分开的，经常结合起来使用，这样更利于准确把握系统的层次。

图3-5　系统层次划分思路——还原式与整合式

（3）城市景观系统结构

系统科学把结构定义为要素之间关联方式的总和，这是对于一般简单物质系统而言的。城市景观系统是一个复杂的社会人文系统，其构成并不是城市景观系统要素的简单叠合，在城市景观系统要素和城市景观系统之间还包含若干子系统，而这些子系统之间的关联关系也是系统形成的基础。因此，本书所说的城市景观系统结构是指小于系统的所有系统有机部分之间的关联关系的总和，包括要素之间的关联关系、子系统之间的关联关系。

城市景观系统结构的具体含义是建立在对城市景观系统进行“要素—子系统—系统”划分的基础上的，不同的系统划分方法会影响对城市景观系统结构的理解。按照看待城市景观系统的视角不同，各个层面结构也有不同的涵义。例如，如果把某一个城市小区看做该城市景观系统的一个子系统，它的景观系统结构主要是指绿化、公共开敞空间、公建等构成要素的空间组合关系。如果从城市整体视角分析景观系统，则此时的系统结构可以理解为城市公园、山体、商业街区等景观片区所表现出来的空间分布特征，如形成轴线关系、廊道关系等，也可以理解为其在景观特性上所呈现的分布特性，如同类型景观片区在一定空间范围聚集后所表现出的强化效果，又或者是不同类型景观片区差异化共处所表现出来的对比互补效果。从某种程度来看，城市景观系统结构也是一个复杂的体系。

结合前文对城市景观系统子系统以及城市景观系统层次的分析不难看出，当景观系统结构所指范畴侧重微观美学、形式方面的关联关系时，一般包括的是要素层面的结构关系；当其所指范畴偏向宏观分布特征、关联关系时，一般对应的是子系统层面的结构关系，这时，每个城市景观个体的审美特征已经被系统的整体性所“屏蔽”。

那么如何理解“关联方式”这个概念呢？如图3-6所示，A、B、C是关联要素，AB、BC、AC即是关联方式。从城市景观的概念来说，A、B、C是城市景观实体，AB、BC、AC是指这些景观实体之间的轴线、路网、空间距离、大小关系、色彩关系等。

在实际生活中，城市景观占据一定的城市空间，并结合不同的空间要素表现出不同类型，根据城市景观系统的这种特性，本研究认为城市景观系统结构可划分为空间结构和类型结构两种类型。空间结构是指城市景观系统要素通过空间进行排列和分配的方式，例如北京故宫建筑群院落式布局反映的就是明清皇家建筑景观的空间结构特征。类型结构是指城市景观系统要素禀赋特征的组合方式。

图3-6　系统关系示意

结构对于城市景观系统具有重要的意义。一般而言，结构是系统内部要素之间稳定关系的反映，结构的改变意味着系统性质的变化，甚至意味着系统本身的变化。丹下健三曾说：“不引入结构这个概念，就不可能理解一座建筑、一组建筑群，尤其是不能理解城市空间。”^[28]而几乎所有城市景观都与城市空间相互依存，所以本研究认为，结构优化是城市景观系统优化的重要方面。