建筑生态位构建

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。