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人居环境建设是一个关系到人类可持续发展的重大问题，建筑作为人类的居所，其存在状况直接影响着人类的可持续发展。在目前我国快速城市化的进程中，由于缺乏生态科学的规划设计指导思想，在大兴土木的同时也造成了新的建设性破坏。生态位理论是生态学最重要的理论之一，对自然和人类生态系统建设均具有重大的指导意义。本文从生态位角度探讨建筑规划设计策略，试图遵循生态学原理，为建筑规划设计提供一种新的思路和实践方法，解决人类盲目的建筑活动所造成的诸如环境、资源、能源和社会等问题。 1生态位理论概述 1.1生态位基本概念 生态位(Niche)是生物界的普遍现象，是有关生物种群栖息生存时空界定的概念，回答了种群的生存状态、方式、演变过程和途径等问题。在生态系统中，每一个物种都有自己的生态位，并以此保持系统的正常运行［1］。1910年，美国学者约翰逊(JohnsonRH)最早使用了“生态位”一词，认为“同一地区不同物种可以占据环境中不同的生态位”［2］。从“生态位”概念的提出至今已整整经历了100年，在生态位理论形成和发展的过程中，由于研究的目的和环境不同，不同的学者对生态位理论和方法及其定义都有着不同的见解。按照时间顺序，生态位主要有3种定义:1)1917年，美国学者格林尼尔(JosephGrinell)运用植被覆盖、栖息地、非生物因子、资源和被捕食者等环境中的限制性因子来描述物种生态位［3］，使用生境生态位来定义生物种群所占据的基本生活单位，他强调生物的“住所”，侧重从种群的空间分布和对环境适应的位置角度进行解释，因而又特指空间生态位。2)1927年，埃尔顿(CharlesElton)从生物功能或营养的角度，提出生态位是指生物群落中有机体的功能和位置，他强调物种与其它物种间的营养关系，被称之为功能生态位或营养生态位。3)1957年，哈奇金森(HutchinsonGE)认为生态位是生物单位生存条件的总和，提出了多维生态位或超体积生态位的概念，认为生态位是多维资源的超体积，每种生物对资源和环境变量的选择范围是多维的。这一生态位概念实际上是指种群在以环境资源或环境条件梯度为坐标而建立起来的多维空间中所占据的位置［4］。多维超体积生态位因其偏重生物对环境资源的需求而比空间生态位和功能生态位更能反映生态位的本质含义而被学术界所接受，为现代生态位理论奠定了基础［5］。之后，还有许多学者和生态学家从不同的角度对生态位概念做出过解释。如1970年惠特克(WhittakerRH)认为每个种在一定生境群落中都有别于其它种的独特的时空位置与功能地位。生态位与生境、分布区不同，生境指生物生存的周围环境，分布区指种分布的地理范围，生态位说明在一个生物群落中某个种群的功能地位［6］。综上分析，生态位强调生物物种在空间、营养和竞争中的关系。正如美国生态学家奥德姆(OdumEP)所说，生态位决定于生物生活在哪里、它们如何转变能量、如何行动、对其理化和生物环境如何反应、怎样改变这些环境条件，以及它们如何受到其它生物的约束等。因此，可以认为，生态位是生物物种占据的空间和具有的功能的总称［1］。 1.2生态位要素 生物生存离不开其所在的环境，构成环境的各种要素是环境因子。在环境因子中，对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素是生态因子，所有生态因子构成了生态环境。生态元是从基因到生物圈内任何一种具有一定生命力或生态学结构和功能的组织单元，是构成上一层次生态系统的基本组分。生态位理论普遍认为在生态空间中所有的生态元均具有相应的生态位，在生态因子的变化范围内，能够被生态元实际、潜在占据利用或适应的部分就是生态位，因此生态位主要由生态元与生态因子2个要素构成。生态因子的变化范围称为基础生态位，被生态元实际占据利用或适应的部分称为实际生态位，潜在占据利用或适应的部分称为潜在生态位，实际生态位与基础生态位的接近度体现了生态位适宜度，常用生态位宽度测度表示［4］。 2建筑生态位 如上所述，生态位是一个既抽象，又内涵丰富的生态学名词。它不仅已经渗透到了现代生态学研究的诸多领域，成为了生态学中最重要的基础理论研究内容之一，而且日益广泛地应用于政治、经济、农业、工业、教育、管理和城市建设等领域，并取得了积极的研究成果，促进了人类生态文明的发展，形成了强有力的理论分析和实践工具［4］。在城市规划、建筑设计领域也已开始探讨这一概念的应用，文献［7］指出所有的生态元均具有适宜的生态位，关键是看两者的关系是处于对位状态还是错位状态，对位就会充分保持它的功能和稳定性并且可持续发展，错位就会走向衰败。世界上一切的事物，包括建筑领域都可以看作是生态元。对于建筑与空间的研究就是挖掘生态因子因素，以合理应用现实的生态位，努力开拓潜在的生态位，使原来不被生态元适用和利用的生态位转变成现实的生态位。文献［4］开展了城市建筑生态化的生态位评价研究，将超体积生态位与系统论结合，利用层次分析法(AHP)构建了以城市建筑生态化为目标的生态位宽度主观评价体系，并对评价方法进行了初步探讨。 2.1建筑生态位的界定 建筑虽然不是传统定义上的生命体，但任何建筑都要经历从材料的开采、加工运输、规划设计、建造、使用维修、更新改造，直至最后的拆除、废弃物的处置这一整个“生命周期”过程，表现出类似于生命体那样的产生、生长、成熟和衰亡的过程。早在20世纪初，世界著名建筑大师赖特(FrankLioydWrignt)在谈到有机建筑时曾称之为“活”的建筑，意指“建筑与一切有机生命相类似，总是处在一个连续不断的发展进化之中”。在日本，以丹下健三(KenzoTange)为代表的新陈代谢派的“生命系统”建筑观同样将生命过程的特点引入至了建筑现象中，认为建筑与有机生命体一样，处于不断的生长变化的过程中［8］。建筑在其整个生命周期内始终与外界之间存在着物质与能量的交流，并对环境产生各种影响。建筑的这种类生命特征要求人们在进行建筑活动时，可以从生物学的观点出发，视建筑为有机整体，研究其内外物质和能量的循环利用与再生机制，应用生态技术，解决以往建筑活动所带来的环境污染、资源和能源短缺等问题。基于上述分析，借鉴生态学的生态位原理，可以将“建筑生态位”定义为:在建筑所处的自然和社会环境背景下，建筑生命体从所在的自然与社会环境中所能获得的各种自然资源和社会资源的总合，包括各种资源的类型、数量及其在空间和时间上的分布，它反映了建筑生命体在环境中的性质、功能、地位和作用的定位，也反映了建筑在其生命周期物质、能量、信息流动过程中所扮演的角色，是建筑生命体与环境互动适应后的客观状态。多个具有相同建筑生态位的集合表达了建筑群体之间的一种共同发展状态，显示出了特定环境下的建筑特有的地域特征。目前，在我国工程项目建设中存在建筑“短命”现象，分析可知此现象是建筑生态位的“错位”造成的，即作为生态元的建筑与作为生态因子的自然和社会环境要素不相适应，建筑背离其应有的生态位，丧失其存在和发展的资源与环境基础，造成其寿命的终结。因此，提出建筑生态位的概念将有助于人们从可持续发展的角度研究建筑生命体在其所处的自然与社会环境中的作用和功能。建筑规划设计研究便可视为在特定的自然与社会环境背景下，为建立建筑生态元与自然和社会环境生态因子的适应关系，探讨如何构建建筑生态位。#p#分页标题#e# 2.2建筑生态位的基本特征 从以上分析可知，建筑生态位的概念源于生物物种的生态位概念，其实质是建筑给人类生存和活动所提供的生态位，是建筑生态元提供给人类的或者是可被人类所利用的各种生态因子和生态关系的集合。建筑生态位从一个侧面反映了人类生存的状况和诉求，与生物生态位相比具有以下基本特征。 1)建筑生态位的多维性 建筑承载着人类的生活，反映人类社会发展变化的要求，它是在特定自然与社会环境下的产物，其相关影响因素构成了复合的生态系统，建筑生态位体现出多维度、超体积的特征。由于人类具有自然与社会的双重属性，因此，作为人类居所的建筑，其生态位不仅可以反映出自然生物生态位的基本特点，而且还具有社会生态位的基本特征。它可以从自然与社会两方面分解，在此基础上还能够进行进一步的细化。比如在自然维度方面可以从建筑所处的气候条件、地形地貌、生物环境、物质资源等方面进行考察;在社会维度方面可以从政治、经济、文化、技术等方面加以研究。因此，建筑生态位可以做出相应的解析:分解为建筑自然生态位和建筑社会生态位。依据构成社会的基本要素，建筑社会生态位还可分为建筑文化生态位、建筑经济生态位和建筑技术生态位等多维度向量，这种多维性与建筑的各属性密切相关，体现了人类建筑活动的多样性需要。 2)建筑生态位的重叠与分离 生态位重叠一般是指不同物种共有的生态位空间或生态位之间的重叠现象。当2个或多个物种对资源位或资源状态共同利用时，就会涉及到资源数量的分享、共存程度及竞争等问题。当占据了相同生态位的物种超出2个，物种间必然产生激烈的竞争，竞争的结果是只能留下强者［1］。生态位分离是指物种为了减少对资源的竞争而形成的在选择生态位时存在某些差别的现象，即2个物种在资源序列上利用资源的分离程度。生态位分离的结果是生态位重叠的消除和生态位差异的产生。生态位分离是物种进化的基本动力，亦是生物多样性变化、群落结构变化与演替的主要原因，是物种共存的充要条件［5］。在建筑自然生态位方面，由于人类建筑活动空间范围的不断扩大，占据了原生物物种的生态位，造成自然生物生态位与建筑生态位重叠，人类的强势作用必然对原自然生态系统造成一定程度的干扰和破坏。而且，人类的群居和对土地资源的高度利用也造成了各建筑生态位的相互重叠，重叠程度越高，可利用的环境资源越匮乏，对资源和能源的需求竞争就越激烈。无序的物质与能源使用状况，必将带来大气水体污染、热岛效应、垃圾围城等一系列城市环境问题。因此，建筑的合理规划与布局、城市和建筑规模的适当控制、城市建筑环境中的绿地保护与生态系统修复、可持续的能源供给系统等是促进各生态位分离，达到相互共生的基本要求。在建筑社会生态位方面，当今世界文化的全球化现象导致建筑文化生态位重叠，建筑地域特征的丧失与国际样式建筑风格的泛滥造成千城一面的消极化后果。因此，必须遵循生态位分离的原理，强调建筑的气候与地域文化特征，传承不同地域特有的建筑文化和人们的生活方式，丰富世界建筑文化宝库，这对世界文化的多样性和人类的可持续发展具有重要意义。 3)建筑生态位的扩充与压缩 生态位扩充指的是由于生物单元无限增长的潜力所引起的态和势的增加。生态位扩充是生态系统发展的本能属性，生物的发生发展过程即是其生态位扩充的具体体现［9］。生态位宽度是一个生物所利用的各种资源之总和，表示某物种利用资源的程度。如果出现外来种群侵入并发生竞争，这种竞争会导致生境压缩，而不会引起食物类型和所利用资源的改变，这种情况就称为生态位压缩［10］。人类生态位的扩充是指人类社会的发展状态和对环境的影响或支配能力(即态和势)相对于生物圈中其它生物种类的态和势的提高［11］。建筑活动是人类社会最基本的活动之一，它不仅要侵占大片的土地，而且在其生命周期内将耗费大量的资源和能源，对人类的可持续发展造成重大影响。建筑生态位的扩充实质上是人类生态位扩充的表现形式之一，其扩充的结果一方面必然以消耗其它生物与环境资源为代价，带来了人口、粮食、资源、能源、环境等问题，另一方面也促使人类要不断提高其与自然相协调的能力［11］。人类在不断扩充其自身生态位的同时，还应依靠科技进步、生态修复和资源有效利用等手段主动提高环境的生态承载力。因此，建筑生态位的扩充必须以提高环境资源利用率、改善生态环境和降低能耗等一系列有利于可持续发展的措施为前提，否则，建筑生态位就会受到压缩，建筑可利用的各种资源逐步减少，同时生态位宽度变窄，从而导致建筑生命体的品质下降，直接影响人类的生存与发展。 3建筑生态位构建 基于上述分析可知，生态位原理适用于普遍的生命现象，它不仅适用于生物界，同样适用于人类及其相关活动。人类的建筑活动要得以可持续发展，在建筑规划设计阶段就必须根据生态位原理，采取生态位策略，通过构建可持续建筑生态位，促进人与自然、人与社会的和谐发展。 3.1生态位构建原理 所谓生态位构建是指有机体改变或修复其自身环境的过程［12］，其实质是“有机体在其所处环境中的自然选择”［13］。在自然界可变资源环境中，所有的有机体都具有修复它们生存环境的能力。有机体不仅是自然选择的被动承受者，而且也是修复环境的主动工程师。有机体通过它们的新陈代谢、活动以及它们的选择，能够部分地创建和部分地毁坏自身的生态位。从深层意义上讲，有机体能够通过生态位构建活动，规律性地改变环境中的生物与非生物选择源并且在进化中产生反馈信息［14］。Jones，等的研究表明:有机体能够修改它们的环境并且部分地控制其所在生态系统中的部分能量流和物质流［15］。有机体的这种修复作用对其能量流与物质流的控制、生态系统的恢复以及物种营养关系等有着深远的影响［16］。关于物种的生态位构建研究则属于生态位研究领域中的最新命题，生态位构建理论强调进化过程中自然选择与生态位构建的共同作用，扩展了现有的进化思想，同时也为物种适应性的研究、解释不同尺度上的生态学现象提供了新颖的理论依据［17］。生态位构建不仅反映在自然界动植物有机体的生存与进化过程中，而且适用于人类的自身活动，因为人类活动对自然及其自身的生态环境有着重要的影响和支配作用。建筑生态位构建是依据生态位构建理论，从生态学的角度研究建筑有机体的生态位构建过程，使建筑生态元可以和与其相关的生态因子之间建立良性互动的发展态势，修复因人类不合理的建筑活动所造成的对生态环境的破坏。可持续的建筑生态位构建是人类面对全球日益恶化的生存环境所采取的一种积极策略，是人类社会主动依靠自身的智慧构建可持续发展的人居生态环境的过程。基于人类的自然与社会的双重属性，建筑生态位的构建必须考虑建筑所处的自然条件与社会状况等因素，从自然和社会两方面构建建筑生态位。与自然生物体的生态位构建不同，建筑生态位的构建将在很大程度上体现人类社会的主导作用。建筑生态位可以通过人为构建而不断改善，保持建筑与自然、建筑与社会的相互和谐，促使建筑生态位朝着有利于改善人类生存环境的方向发展。#p#分页标题#e# 3.2建筑自然生态位构建 建筑生态学着重研究人类建筑活动对所在地域自然生态系统的影响，是探求生态学原理运用于建筑规划设计的理论和方法。对应于这一研究范围，建筑自然生态位强调的是建筑在一定区域范围内自然生态系统中所处的生态位，反映的是建筑生命体符合其所处自然环境的存在状态，是指在以自然资源梯度为坐标而建立起来的多维空间中所占据的位置。其生态位的维度包括气候条件、地理位置、水资源状况和物资能源等，表现在建筑特色上则是显著的建筑地理气候特征。如我国湿热地区西双版纳的“干阑”建筑，其建筑形式具有高度的气候适应性。建筑规划设计一方面要尊重建筑的自然选择，顺应其本身的自然条件。同时，还应通过建筑自然生态位的构建提高建筑对环境的适应能力。建筑自然生态位构建是根据当地的自然生态环境，遵循生态学和建筑科学的基本原则，采用现代科学技术手段，在依据生态位原理创造建筑(人工生态系统)的过程中，拓宽建筑生态位宽度，提高建筑综合利用自然资源的能力，实现能量流与物质流的平衡控制，恢复受损的生态系统，使建筑与生态环境成为一个有机整体。现代生态学研究表明:物种的生态位宽度越宽，该物种对资源利用的多样性程度越高，种群间、种群与环境间共存与稳定性更强。通过拓宽建筑生态元各维度上生态因子的利用幅度，可以提高建筑对环境的适应性。以气候维度为例，建筑在气候资源方面的生态位宽度越宽，则表明建筑能够在相同的气候条件下获取更多的气候资源来维持建筑生命体的功能，从而减少对其它资源的依赖程度。如表1所示，建筑自然生态位构建可以从气候、土地、水资源、建材、绿化以及废弃物循环利用等方面采取有利于建筑与环境共生的生态位策略，提高建筑生命体的可持续性。 3.3建筑社会生态位构建 人类的自然与社会双重属性决定了其发展过程不仅要经历了长期的自然选择，还要经历人类特有的社会选择。在现代经济学的理论体系中，社会选择理论是福利经济学的基础内容，属于规范经济学的范畴［18］。社会选择理论主要是分析个人偏好和集体选择之间的关系，其研究的根本性问题是各种社会决策是否尊重个人偏好，能否对不同的社会状态进行公正的排序或以其它某种方式加以评价［19］。社会选择理论不仅适用于政治等公共领域，也适用于社会活动的其它方面，各种社会选择规则都起着重要的作用［20］。本文提到的建筑社会选择是相对于建筑自然选择而言的，强调的是处于社会生态系统中的建筑生命体对社会环境的适应性。依据生态位构建理论，建筑同样是在社会选择和社会生态位构建的共同作用下发展起来的。若建筑的社会选择看作是被动地适应社会环境的话，那么建筑的社会生态位构建则可视为主动地迎合和改变社会环境，通过建筑规划设计，营造有利于增进人类社会文明进步的人居环境，促进人类社会的和谐发展。如表1所示，根据社会构成要素，建筑社会生态位构建可以从经济、文化、技术等不同层面加以分析，采取生态位策略，构建可持续的建筑社会生态位。 4结语 本文根据建筑所具有的类生命体特征，借鉴生态学生态位原理，界定了建筑生态位的概念，对其基本特征进行了分析，并将建筑生态位纳入人类建筑活动的背景中加以讨论。建筑生态位构建及其生态位策略为建筑规划设计提供了新视角和新方法。在可持续发展观已成为人类共识的今天，建筑生态位原理探析及其生态位构建研究无疑对人类的可持续建筑活动具有重要的现实意义。
