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本文从水视野进行地域研究,探讨遗产城市地区空间与水的耦合关系。论文的理论部分首先考察了遗产城市地区土地利用和全球土地开发过程的关系,认为它们构成了人类文明的空间简史;其次对地区主义相关文献进行了系统整理,并将其划分为人文研究、空间研究以及发展、规划与公共管理研究三大领域;最后根据地区的两重性构建了水视野地域研究的理论和方法,并定义它为:将水作为考量因素,关注物质要素的地区空间研究。在对相关学科脉络进行梳理的基础之上,最终以遗产城市为研究对象,以地区主义为理论支撑进行水视野地域研究,并制定了本次研究的梯形剖面技术路线。论文实证部分从遗产城市地区空间支撑性的视角出发研究环境背景与降水的关系,选取的环境背景要素为归一化植被指数,实证对象为世界遗产城市和国家历史文化名城;从空间差异性的视角出发研究地理区划与水文地质的关系,选取的地理区划要素为土地覆盖,实证对象为国家历史文化名城;从空间集约性的视角出发研究城市形态与径流水系的关系,选取的城市形态要素为城市平面形态,实证对象为降水典型的国家历史文化名城;从空间延续性的视角出发研究建筑形式与蒸发的关系,选取的建筑形式要素为建构,实证对象为吐鲁番国家历史文化名城;在上述研究之上,仍以吐鲁番为例构建了水导向城市地区规划的框架。
研究的主要结论包括:第一,关于遗产城市地区空间的支撑性。国家历史文化名城各地域年降水总量与归一化植被指数的相关性高于世界遗产城市,这说明整体而言前者植被活动对降水的依赖性比后者高,且整体而言两类城市在40km至60km区间相关性都相对稳定,是比较明显的地域阈值所在;除20km半径处国家历史文化名城地区降水-植被系数稍高于世界遗产城市地区外,其他地域研究范围前者降水-植被系数都基本持平或低于后者,这说明整体而言国家历史文化名城地区单位降水量“投入”所对应的植被“产出”更高;从年内降水与归一化植被指数的相关性来看,所选取的小样本降水典型的国家历史文化名城地区普遍高于降水典型的世界遗产城市地区,这同样也说明前者植被对降水的依赖性比后者更高,按照降水在时间上的分配即时利用的程度也更高。第二,关于遗产城市地区空间的差异性。从国家历史文化名城地区与全国的比较来看,富水极弱的松散岩类孔隙含水岩组、富水较弱的碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组以及富水较弱的侵入岩浆岩类孔隙裂隙含水岩组是国家历史文化名城地区明显高于全国平均水平的水文地质类型;富水中等的碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组以及富水较弱的喷出岩浆岩类孔隙裂隙含水岩组是国家历史文化名城地区明显低于全国平均水平的水文地质类型;而从国家历史文化名城地区地域研究范围内部的比较情况来看,富水极弱的松散岩类孔隙含水岩组,富水较弱的松散岩类孔隙含水岩组,富水中等的松散岩类孔隙含水岩组以及富水较强的松散岩类孔隙含水岩组是农业适宜性较强的水文地质类型,且这些水文地质类型在国家历史文化名城地区地域研究范围内的农业适宜性具备典型性。第三,关于遗产城市地区空间的集约性。研究涉及到降水典型的国家历史文化名城地区绝大部分属于首位城市体系,只有降水稀缺-温和型城市地区吐鲁番以及喀什类似于位序-规模体系;从典型城市地区各历史时期城市外部水系与城市群体平面形态之间空间集约性的关系来看,主要涉及到供水与交通,其中吐鲁番以及喀什两者的联系主要是供水,而在其他城市地区供水与交通都为主导因素,但有些城市地区这两种因素在各历史时期的地位有所变动,如桂林和北京;就当代上述城市地区各级城市规模与所对应虚拟径流量的关系来看,同样,吐鲁番及喀什两者相关性最为显著,而降水丰富-极端最为典型的城市澳门及桂林两者相关性最不显著,甚至呈负相关,这种关系同样也体现在城市外部水系所承担的供水与交通功能联系之上。第四,关于遗产城市地区空间的延续性。气候特点与地方材料是吐鲁番国家历史文化名城地区科学世界建构的主导因素,而生活方式与宗教信仰是吐鲁番城市地区生活世界建构的主导因素;虽然吐鲁番城市地区的潜在蒸发量很高,但由于所在地域环境并不能提供充分的供水下垫面,故实际蒸发的情况往往远小于潜在蒸发量;潜在蒸发是与吐鲁番城市地区科学世界建构关系紧密的要素,如水文化遗产坎儿井系统等,其对于蒸发过程的控制主要体现在通过增加入渗和地下水位线以下导水等方式获取水源,减少山前带白水流以及在暗管长途地下输送过程中避免蓝水流向白水流的转换,并引导水流进入绿洲后通过小型蓄水池(涝坝)等对蓝水进行有效管理,使之尽可能的转化为绿水流;而实际蒸发则是与生活世界建构关系紧密的要素,如传统水空间的营造等,由于能提供相对充分的供水下垫面而实际蒸发比较大,当地聚落与居住场所往往趋向于河渠或地下水位较高的地段布置,或营造此类空间。最后,关于水导向遗产城市地区规划。研究建议参考世界遗产城市或国家历史文化名城地区的降水-植被系数以及吐鲁番城市地区农业大规模开发之前的降水-植被系数进行产业结构调整,制定合适的绿洲农业发展规模;建议参考国家历史文化名城地区农业水文地质的适宜性以及关于吐鲁番城市地区自身水文地质的适宜性研究成果选择去留农业用地的分布;建议制定合理的城镇体系规划以适应所在地区的径流水系结构特征,使两者保持较好的相关性以减少不必要的长距离调水工程;建议保护和传承水文化遗产坎儿井以及传统的水空间营造等本地区适宜技术和经验。
本次研究从跨学科的途径构建了水视野地域研究的理论和方法,指出环境学、地理学、城市学以及建筑学都在思考人文与空间的关系,其中环境学关注空间的支撑性,地理学关注空间的差异性,城市学关注空间的集约性,建筑学关注空间的延续性,论文用水文学作为联系上述学科的纽带,耦合了城市地区空间研究与水文过程的关系。较之关注时间序列归一化植被指数与降水关系的研究,本文着重从空间维度研究上述两者的联系,并提出了降水-植被系数的概念;较之利用系数、权重进行土地适宜性评价的研究,本文从统计的视角量化研究了水文地质的土地适宜性,并提出水文地质适宜度的概念;较之忽略空间属性的城市体系研究,本文从具体的功能联系出发研究了城市形态与径流水系的关系,并用城市建成区规模与虚拟径流量的相关性考察两者的联系;较之关注蓝水(液态水)的建筑形式研究,本文从绿水(气态水)的视角出发,研究了潜在蒸发与科学世界建构的关系以及实际蒸发与生活世界建构的关系。作为面向实践的规划学科与其他支撑学科之间跨界与融合的有益探索,本文在水视野地域研究理论和方法以及跨尺度关于遗产城市地区的实证研究基础之上,构建了水导向城市地区规划的框架。研究的结论部分对本次研究的成果和创新点进行总结,指出研究的不足并对后续将要开展的工作进行展望。