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1、王小明，王天厚，王开运，葛振鸣（上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室，上海，200062）1.背景2010年上海世博会是世博会历史上第一次由发展中国家举办的综合类世博会，也是第一个提出以城市为主题的世博会。“城市，让生活更美好”的上海世博主题是“人与自然和谐、持续发展”理念的充分体现和实践，而“绿色”、“生态”世博是这一主题的重要内涵9。尽管“生态”世博的内涵能够通过世博会进程的方方面面得以体现，然而，对世博会会址开放空间区域进行科学规划、设计、配置和管理研究是保障生态世博理念具体实现的基础和前提。上海世博生态建设是一项示范性工程，将对区域内和周边城市建设起到科技引领作用。该项工程不仅可以
2、明显改善目前城市中心区的环境质量和管理模式，创造人类和自然和谐共处的生活区，让市民和游人深刻感受到世博会给城市人居环境带来的前所未有的改善，并在场地可持续利用方面得到长期的收益。目前，世博会建设的总体规划已经基本成型，提出了5.28km2的浦江两岸规划区内的场馆布局和工程实施计划的基本框架，其中包括自然坡地、预留绿地、人工湖泊、滨江人工湿地等公共开放空间的设置，而这些工程的实施极需要相应的生态规划和生态要素配置。2.历届世博会生态建设的案例分析自1851在英国伦敦举办“万国工业博览会”以来，世界博览会举办历来代表了整个世界的发展趋势和潮流，也是对一个国家，一个民族形象的宣传和世界地位的体现。纵
3、观世博会的历史，人们不难发现世博会发展大致分三个阶段：第一阶段从1851年英国伦敦万国工业产品大博览会到1889年法国巴黎世界博览会，举办内容主要以展示农业、工业、艺术领域的最新产品。第二阶段从1933年美国芝加哥世博会到1967加拿大蒙特利尔世博会，世博会除了科技和商业展示以外，更注重体现科技文明内涵和人类对自然探索和利用，同时提出体现世博会精神和时代理念的世博会主题。经过了工农业、艺术到商业、科技文明的一步步深入，人们开始对传统发展观进行反思，逐渐认识到人类进步、和平、环境、新能源、与自然和谐的发展等是当今不可回避的问题。从1970年代开始，世博会的主题倡议者和建设规划者积极深入地探讨了这
4、些问题，并提出在先进科技的基础上人与自然和谐的发展理念，从而在会址规划上摆脱了旧观念，开始重视绿色、生态和持续的理念。也许，以往历代世博会经典案例在绿色、生态和持续的规划理念上可以给我们有益的启示和参考：1970年大阪世博会在功能区的划分上注重开放空间的生态服务功能和日本文化的结合，把主题区和展馆区域规划成统一的自然文化园区，并以不同时代的日本庭园的风格为主调，集中体现了日本造园艺术的精华，颇受游客的喜爱。特别是在1990年举行第二次大阪世博会时，对140公顷博览会会址进行了重新规划，预留绿地100公顷。博览会会场以展示馆为中心，场馆设计和庭园设施有机耦合，布置了大规模的人工湿地以及水景观设计
5、，充分体现了人类对未来地球的生态保护理念，使2300万参观者感受到了人同自然不可须臾分离的道理。如今的自然文化园区已形成了以高大乔木，大型草地和水体为主要景观，在自然环境中可观察到100多种野鸟和竞相开放的四季花卉的著名园林文化区4,21,30。1988年澳大利亚布里斯班世博会会址位于布里斯班河南岸区。世博会前，布里斯班河水质污染和生态破坏严重影响了该市的投资、生活和生态环境。因此，在南岸世博会址规划过程中，充分利用会址的亲水特性并考虑与城市景观的协调性特征，在滨岸区布置了大型生态绿岛和人工湿地，在整体规划和景点布局上充分考虑南岸公园的后续发展3,27,28。世博会南岸公园现已成为一个现代化的
6、包含多种高档水滨文化娱乐设施的复合式公园，每年吸引了数百万计的游客。澳大利亚布里斯班世博会南岸滨水公园的规划、设计和后续管理是世博会可持续利用的典范。1992年塞维利亚世博会位于西班牙南部区的中心城市塞维利亚，根据其潮湿、高温的气候特征，设计者利用林荫大道作为公共开放空间，筛选各种适合本地生态条件、观赏、遮荫、具有不同花期的灌木和攀援植物构建了一个“空中花园”网络，起到了即美观又具遮荫效果的作用，并由此获得国际展览局颁发的优秀技术奖。2005年日本爱知国际博览会是人类进入21世纪后举办的首届综合类国际博览会，以“自然的睿智”为主题，倡导在全球范围内力求解决地球的可持续发展问题以及建立与自然和谐
7、相处的社会，推广3R化的环保理念。在博览会开放空间的规划设计与建设方面可以归纳为五大自然特征以体现“自然的睿智”的主题：自然的保护（最大限度维护原有的森林生态系统）；景观连续以及与场馆建筑的协调（构建生态廊道网络，将场馆建筑有机融入自然的森林和山谷）；人与自然的交融（森林体验区的规划充分考虑到人与自然的互动，凸现自然对人类生命质量的提升）；自然元素与符号的体现（从吉祥物、纪念品到场馆的背景设置都采用了当地特色的自然元素和符号）和自然的还原（绝大部分场馆都为临时建筑，会后将还原山谷自然）。为人类对未来自然的思考和尊重提供了一个成功的案例1。3.世博会区域生态规划的原则从国际上世博会会址的规划案例
8、可以看出：（1）追求和创建近自然的城市生态系统是一种潮流和趋势；（2）强调不同尺度的景观自然连续性与本地文化和生态元素的融合，以及注重场馆的后可持续利用与管理的系统性和前瞻性；（3）滨水区成为几届世博会选址的热点，在规划和建设中如何利用滨水区的开放性、亲水性以及流动性，是关系到景观的协调、开放空间的构建、服务设施配套以及世博会经济效益的重要因素之一；（4）对公共开放空间生态功能区的划分，生态廊道网络建设以及与各功能区景观的耦合、城市森林坡地生态系统构建、以及科技互动展示设施的建设成为现代历届世博会生态规划中值得关注的亮点；（5）“3R”（减少资源消耗Reduce、增加资源的重复使用Reuse、
9、资源的循环再生Recycle）的生态设计理念已成为现代世博会生态规划和建设的重要指导思想。由此，我们根据上海世博会的生态建设目标和上海区域人文地理的环境特征，对世博会公共开放空间区域提出如下生态规划基本原则：（1）近自然生态系统原则：从生态系统功能和结构相协调的角度出发，根据自然生态系统物种多样性配置原理，营造鸟语花香、凤飞蝶舞的近自然生态功能群。（2）地带性植被特征为主的生态区规划和建设原则：建立以本地物种为基础的适合本地动植物群落生长的生态环境；同时适当引种一些适合本地生长环境和有益于本地生态环境和生态群落发展的外来物种，以增加其景观和多样性要求。（3）功能和配置相协调的原则：根据不同的地
10、形地势特点和世博会公共开放空间的多种服务功能的需求，应对世博会公共开放空间进行合理的功能分区，而不同功能区中的公共服务实施以及生态要素必须按功能需求进行严格配置，使其配置与功能充分协调。（4）生态走廊与各功能区及景点连接的系统原则：连接各功能区或景点的通道网络的生态设计和建设是世博区域生态建设的重要组成部分。该通道网络应该成为具有不同特色的生态走廊，以达到疏散人群、沟通各功能区生物流的效果。在设计和建设生态走廊时应该充分考虑到连接不同功能区的走廊生态梯度率变化、生态走廊功能性和特色性。（5）人科技自然元素的互动原则：世博会的公共开放空间是展示绿色世博和城市生态建设的重要展示场所；在其各功能分区
11、（如城市森林生态体验区、滨江湿地生态区、生态园林区和人居区）生态项目实施过程中，应该充分考虑不区域的生态景观、数字化功能展示平台、互动系统、服务设施等的建设，以达到世博会参观人员在世博会园区中的人与科技、自然元素的互动性。3.世博会区域生态规划的建议世博会区域的生态规划应该包括三个相互联系的组成部分：对世博会会址和周边区域现有生态要素进行研究和评估；世博会区域功能分区、生态规划、技术规程、效益评估；生态功能区景观构建，关键物种筛选，群落结构配置及模式优化。工作技术路线图见（图1）。我们对这三部分内容，逐一进行了细化分析。4.1 对世博会会址和周边区域现有生态要素（植被、地形、地貌、土壤、水体、
12、景观、建筑、文化等）进行研究和评估（1）背景资料的调研和可视性分析从上海市区范围（大尺度）和世博会会址（小尺度）利用3S技术和实地网格调查法进行现有生态因子调研和分析（主要包括微气候、水质、土壤、地形以及动植物群落特征等）；应用地理信息系统技术（GIS），对世博会址不同区域进行可视性分析，包括空间格局、视觉敏感性景观、周边自然和人造环境、风、水认知以及地域文化过程等的分析等，建立完整的景观生态安全和视觉感知格局，作为进一步进行场地设计的适宜性和景观整体设计的依据。（2）生态要素的评估及其指标体系依照规划目标和评估对象，对世博会会址及其周边地区的生态功能、社会效益、周边工程的环境影响以及生态系统
13、的敏感和健康性进行科学分析，建立世博会区域的重要生态因子的评价体系，并对世博会现有生态要素对目标的适应状况作出定量评估。（3）基于GIS的生态信息数据库建立以及数据分析应用国内外成熟的商业数据管理系统和主流的商业GIS工具（ArcGIS系列、MapInfo系列和SupperMap系列等），以及成熟的Web服务技术框架，建立世博会生态信息系统，与上海市数字城市基础平台的对接。并对现有的调查结果进行贮存、获取、量化、分类，可视化分析和制图。4.2 世博会区域功能分区、生态规划、技术规程、效益评估（1）功能分区以及生态规划通过历届世博会案例分析，根据现有世博会的总体规划，结合研究内容2.1的工作成果
14、，采用景观三维空间动态设计软件对世博会会址预留的绿地、滨水湿地、坡地、以及驳岸等特殊地点的生态功能定位和边界划分；根据世博会发展趋势和需求设定生态规划的总体目标和各功能区的具体目标，运用景观生态、生态系统健康、复合生态系统、人居、社会、美学等理论为指导，融和“3R”（Reduce、Reuse、Recycle）设计思想，进行有效地整合和创新，提出世博会总体生态规划的理念（在生态景观、生态因子、生态关系、生态网络和生态功能等方面的规划理念）；并在各具体目标和规划理念的基础上，利用地理信息系统与空间分析技术，从不同的时空尺度，提出相应的生态规划体系、规划技术与方法以及管理策略（生态资产、生态服务、生
15、态代谢、生态体制和生态文明管理等）；并依据对环境和生态的风险分析，提出具体准入标准、施工指引。（2）生态功能区生态、市场需求、社会效益综合评估首先为各个生态功能区建立评价指标体系并对具体指标进行量化。然后，运用货币折合法进行生态、市场需求、社会效益综合评估（图2）。4.3 生态功能区景观构建，关键物种筛选，群落结构配置及模式优化（1）生态功能区景观构建依据功能和配置相协调的原则、生态走廊与各功能区及景点连接的系统原则以及人科技自然元素的互动原则，对世博会各生态功能区进行景观生态网络的构建和预景分析。特殊景点或科技展点的理念和构建也将是设计的重要内容。如数字化生态服务功能可视化展示、人禽湿地的互
16、动体验和各特色功能性廊道等。下图2为各区域的景观和服务设施构建的连续性和功能协调性预想框架模式图。（2）关键物种筛选参照地带性群落物种组成的特征、依照生态控制论原理（Eco-cybernetics），结合各生态功能区的不同属性和建设目标以及功能区的生境（土壤、水分、地形和微气候）特性，对公共开放空间（绿地、水-岸复合湿地和廊道）和建筑（屋顶、墙面）绿化的关键物种筛选，并对筛选物种进行环境适应性的研究和实践。（3）群落结构配置以及模式优化特定功能区内由不同群落单元组成。从功能区总体目标定位出发，构建单元群落结构模式（单元内部物种组成和空间结构、单元与单元之间的协调性），并通过3D数字化模型对特定群落单元模式进行优化和筛选。依照生物多样性、食物网、生态位原理，构建群落单元内部物种组成和空间结构，同时进而考虑群落单元间在景观和生态关系的连续性，以及群落功能单元与文化、艺术、经济等元素的耦合，形成营养级搭配合
