探索气候灾难下的弹性城市设计

郑兴宇1蒋晨晨2林晓东3

摘要：城市是一个复杂的社会和生态系统，城市系统的弹性不仅包含城市的物质形态和形式，还包含社会、经济、文化等多方面的问题。为应对灾害性气候，城市系统应维持自身体系的平衡，让气候灾难带来的伤害降低到最小。本文试图通过对重建设计竞赛中“海湾生活计划”为例，理论结合实践进行分析，从跨学科跨行业的分工合作、适应性设计、生物多样性、区域协调性、多功能性五个层面来探讨探索气候灾难下的弹性城市设计。

关键词：气候灾难；弹性城市；海湾生活计划。

在飓风“桑迪”摧毁了24个州，造成超过650亿美元的损失和经济损失后，美国总统奥巴马发起重建设计竞赛。目的是将全球专业人士聚集在一起，共同探讨解决方案，以满足当地的复杂需求。让设计者与社区和地方政府等利益相关者合作，确保参加竞赛的每个阶段都是最优秀的人才，最终提案将是可实施和可复制的。

1理论起源与研究背景

1.1概念起源

第一个从生态角度对弹性下定义的人是美国生态学家霍林，他给弹性定义为“系统中持久性的关系”和“这些系统消化状态变量、驱动变量及其他变量变化，并能够继续存在的能力”【1】。弹性就是指系统在受到干扰情况下，能够保持其自身的功能和应对干扰的能力。

弹性的概念在城市设计中的运用，是受到生态学相关研究的启发，借用生态系统应对外界因素压力和干扰的能力演化而来，逐渐被运用到城市的经济恢复、社会系统、灾害重建甚至安全系统（如应对恐怖袭击）等领域。弹性是指一个系统、社区或者社会在遭受灾害的情况下，能抵御、吸收和消化并及时从灾害影响中恢复自身的基本结构和功能。

1.2研究背景

拿骚县位于长岛的西端，毗邻纽约市皇后区。该县的特点为郊区发展，人口约140万。区域内包含不同的地理环境，如海滨屏障岛、海湾、沼泽低地、流经海湾的溪流和河流穿越的高地五种地理环境。区域内面临着风暴潮和排水不足的风险。两个屏障岛屿面对着大西洋，保护长岛免受风暴潮。区域内的两个城市、三个城镇和64个村庄都受到飓风桑迪的巨大影响。雨水径流和污染物使该地区的水道和沿海生态系统明显退化，如潮汐湿地和沼泽。

2构建城市应对气候变化的弹性架构

2.1跨学科、跨行业的分工合作

城市是一个复杂的社会和生态体系，弹性城市设计不仅要考虑城市的物质形态和形式，还有社会、经济、文化等多方面的因素。因此，气候灾难下的弹性城市设计首先要跨学科、跨行业的分工合作。这样能够让专业人士和政府决策人、土地所有者以及其他利益相关人通力合作，最终达到得到公众的理解和认同。竞赛另一个不同之处在于需要通过实地调研来寻找设计项目，并与当地社区举办研讨会。

2.2适应性设计

适应性是指城市系统的自我调节能力，适应性设计是指应用生态学原理，结合城市的功能和空间形态进行的弹性城市设计。面对不断变化的灾难性气候挑战，城市系统的自我调节能力是保持城市系统长期弹性发展的关键。“海湾生活计划”设计将该地区分为五种不同的地理区域：海岸、屏障岛、沼泽、低地和高地。每个区域用不同的干预措施，形成一个整体“缓冲区”来增强该地区的复原力（图2-1）。

2.2.1海岸策略——沉积物流动

通过海滩养护和创造沙子发动机来恢复沉积系统。沙子发动机在天然沉积物运输过程中，沿着屏障岛建立海滩，用于缓冲风暴潮。

2.2.2屏障岛策略——智能障碍

建立景观堤，与娱乐空间相结合，为区域内人口最多的城镇提供保护，免受风暴潮。同时新建保水公园来管理雨水，更好地将社区与雨水利用联系起来。

2.2.3沼泽策略——生态边缘

在海湾恢复沼泽，以提供自然防洪的基本条件，适应未来海平面的增加。建立新的沼泽岛屿，以减少波浪作用，提高海湾的生态条件，并为居民引入新的娱乐机会。

2.2.4低地策略——“慢流”

沿着水的边缘，建立环形堤坝，包括可关闭的水坝和风暴门，以保护支流附近的地区免受风暴潮的威胁。

2.2.5高地策略——“绿道走廊”

完善绿色基础设施、沿着高速公路建设自行车道、对雨水存储和管理，这些措施既能减少内陆洪水造成的洪水风险，又能提高海湾的水质。

2.3生物多样性

生态系统因其功能的多样性，可以以不同的方式应对环境的变化和干扰。生物多样性是城市提高其自身弹性的重要而有效的手段，不仅是支持生态系统服务和过程，而且有利于整个人类社区。通过移除水坝和引入不同的栖息地，为本地野生动物种群提供支持，从而增加地区的生物多样性。通过形成洪泛平原、集水区和蜿蜒的河流来模拟自然河流的形成。当地植被、灌木和草种用于稳定河岸土壤，为野生动物提供食物、栖息地和筑巢地点。重新引入的洪泛平原在城市中心创造了重要的盐沼栖息地，为从洄游河流中从盐水迁移到淡水的洄游鱼提供了通道。米尔河现在已经能够自行处理暴风雨带来的水量波动。

2.4区域协调性

弹性城市设计需要基于当地的实际情况，整合生态情况和经济发展不同区域，实现区域的整体可协调发展。在确保免受洪水侵害的情况下，通过交通枢纽将生态重建和区域发展紧密联系，为区域提供生态系统服务和未来发展提供更多的机遇（图2-2）。将未充分利用的海滨土地改造成可进入、可水浸的河滨公园，通过芦苇和砂石过滤雨水，作为米尔河水溢流的额外存储空间。

2.5多功能性

解决城市弹性问题的有效方法是多目标的综合方法。单一目的、单一功能解决方案的单一问题不仅会导致资源浪费，而且可能事倍功半。作为一个有弹性的防洪系统，“缓冲湾”通过恢复沉积系统和建造沼泽、堤坝和十字交叉结构来创建沿海基础设施和生物多样栖息地，以保护海岸免受风暴潮。通过将气候变化的预防措施与社区参与、改善社区日常娱乐活动和区域经济发展相结合，充分展示了其生态、社会和经济价值。将国家公园到海湾公园开发一条绿道走廊，连接沿米尔河的社区，促进居民教育和娱乐活动。

3结语

气候灾难下的弹性城市设计不是仅应该考虑如何防止气候干扰，更重要的是如何去适应气候变化。本文以对美国桑迪飓风灾后重建国际设计竞赛中“海湾生活计划”设计为例，从跨学科跨行业的分工合作、适应性设计、生物多样性、区域协调性、多功能性五个层面来探讨探索气候灾难的弹性发展之路。气候灾难下的弹性城市设计需要不同学科、不同行业的设计者在团队中分工合作，通过五种不同的适应性策略，整合生态情况和经济发展不同区域，实现区域的整体可协调发展，让人与洪水达到了一种和谐共生的状态。

参考文献

[1]翟俊.弹性作为城市应对气候变化的组织架构——以美国“桑迪”飓风灾后重建竞赛的优胜方案为例[J].城市规划，2016，40（8）：9-15.

作者简介：郑兴宇，南京工业大学建筑学院硕士研究生；蒋晨晨，南京工业大学建筑学院硕士研究生；林晓东，南京工业大学建筑学院副教授。

图2-1：五种策略图2-2：关键项目组成