基于分形理論下的大連旅順口區(qū)山溝村景觀設(shè)計(jì)

鄭穎　曹福存

摘要：分形的自相似性特征與景觀結(jié)構(gòu)有異曲同工之處。在分形理論研究的基礎(chǔ)上，以大連市旅順口區(qū)景觀設(shè)計(jì)為例，探尋分形理論在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式，通過(guò)對(duì)分形理論在景觀總體規(guī)劃布局、景觀形態(tài)、景觀空間層次中的應(yīng)用研究，讓景觀設(shè)計(jì)與場(chǎng)地環(huán)境有機(jī)結(jié)合，并使景觀空間形態(tài)呈現(xiàn)出多元化形式。

關(guān)鍵詞：分形理論；應(yīng)用；景觀設(shè)計(jì)

20世紀(jì)下半葉，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一批新的科學(xué)概念和思潮，并形成了新學(xué)科和新理論，分形理論就是其中之一。分形理論加深了人類對(duì)于世界的認(rèn)知，它的形成對(duì)各個(gè)學(xué)科發(fā)展來(lái)說(shuō)，意義深遠(yuǎn)閉。在景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域，分形理論改變了“歐式幾何學(xué)”景觀設(shè)計(jì)線性的表現(xiàn)形式，提出了一種非線性的形態(tài)概念，使現(xiàn)代景觀設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出多元化的特點(diǎn)。

現(xiàn)如今，打造生態(tài)景觀成為當(dāng)代社會(huì)群體關(guān)注的焦點(diǎn)。景觀的自然化和生態(tài)化能夠增加人們的審美情趣，使人們獲得極致的審美體驗(yàn)。分形理論的運(yùn)用為景觀設(shè)計(jì)提供了很好的思路，明確了景觀設(shè)計(jì)的方向，為景觀設(shè)計(jì)注入了新的發(fā)展動(dòng)力。

1分形理論概述及其在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1分形理論的含義及特征

分形屬于幾何的范疇，分形理論是描述混沌運(yùn)動(dòng)直觀的幾何語(yǔ)言。分形和混沌共同存在于非線性中，對(duì)于非線性活動(dòng)來(lái)說(shuō)，分形更為復(fù)雜，屬于切合實(shí)際生活的數(shù)學(xué)。分形理論的倡導(dǎo)者M(jìn)andelbrot在1975年創(chuàng)造了“分形”（Fractal）這個(gè)詞，用以描述自然界中各個(gè)尺度上都存在著細(xì)節(jié)信息的形狀。他創(chuàng)造的這個(gè)詞來(lái)自拉丁語(yǔ)“fraatus”，反映了破碎、片段和不連續(xù)性。

對(duì)于分形來(lái)說(shuō)，自相似性為其最顯著的特征。在現(xiàn)實(shí)生活中，存在很多形狀非常獨(dú)特的個(gè)體，這些個(gè)體部分與總體非常相似，但是相對(duì)于整體來(lái)說(shuō)，個(gè)體又很小。分形這一獨(dú)特的屬性，基于物體形態(tài)、作用等方面將同種個(gè)體部分和部分、部分和總體之間的相似之處展現(xiàn)得淋漓盡致。老子說(shuō)過(guò)：“道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物?！边@一言論揭示了萬(wàn)物的孕育過(guò)程，其中“道”對(duì)于萬(wàn)物的形成起到了關(guān)鍵作用，也從側(cè)面闡述了分形的這一特性。

分形自相似性特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下2個(gè)方面：①局部和總體具有相似性。②局部和總體存在部分相似性，卻不完全相同，伴隨著社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多的要素會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，它是非線性因素影響下形成的分形特點(diǎn)。大自然中存在著的許多事物都體現(xiàn)著“分形”特征，例如跌宕起伏的山川、河流、植物根莖葉、人體經(jīng)脈等（圖1）。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，我們可以通過(guò)“Frac-tal”軟件計(jì)算生成得到分形圖形。對(duì)于分形圖形來(lái)說(shuō)，其全部分形曲線長(zhǎng)度以及細(xì)度都是不可計(jì)量的。此外，分形中的曲線擁有不光滑性這一特征，該特征決定了它在歐幾里得里的復(fù)雜性凹。而看似復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其實(shí)是利用非常簡(jiǎn)單的規(guī)則反復(fù)迭代生成的結(jié)果。

1.2分形理論在景觀形態(tài)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)自然山水的探究，得到了很多不規(guī)則的形態(tài)，并將分形理論運(yùn)用至園林建造中。在原有自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，一方面模擬自然的狀態(tài)，另一方面在掌握自然狀態(tài)及其內(nèi)部構(gòu)造的狀況下，創(chuàng)造出接近自然狀態(tài)的園林景觀。在中國(guó)傳統(tǒng)園林中不，規(guī)則的自然形體如園林內(nèi)曲折的水岸線、假山、縱橫交錯(cuò)的游園小徑、亭、臺(tái)、樓、榭等，都具有明顯的分形特征。此外，相似形、重復(fù)幾何等都廣泛地運(yùn)用在園林中。漏窗幾何形態(tài)的重復(fù)應(yīng)用，體現(xiàn)了不同幾何形態(tài)間存在內(nèi)在邏輯關(guān)系的分形特征。中國(guó)傳統(tǒng)式園林中的景觀要素體現(xiàn)了自相似性的分形特點(diǎn)。

1.3分形理論在景觀總體規(guī)劃布局及景觀空間層次的應(yīng)用

在景觀總體布局中，居民、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用地并非特定用地，它們之間都是相互嵌套分布的。此外，城市中的道路分布，猶如生長(zhǎng)的植物莖葉，城市的主干道和次干道、街景小道之間彼此都是相互貫通，相互聯(lián)系的?？v觀已經(jīng)形成和發(fā)展中的城市，自然已形成了自相似性的分形特征。在進(jìn)行景觀總體規(guī)劃布局時(shí)，首先從原有場(chǎng)地整體空間環(huán)境出發(fā)，然后將所有的制約因素作為已知條件，并根據(jù)分形理論中自相似性的特征，利用分形形成條件，將景觀中相關(guān)的部分緊密融合在一起，使景觀各部分能夠達(dá)到異質(zhì)同構(gòu)的效果，并和四周環(huán)境相適應(yīng)。以分形理論為參考，能夠更好地把握?qǐng)龅貎?nèi)各個(gè)空間功能的分布規(guī)律，做出更合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

對(duì)于景觀分形來(lái)說(shuō)，不但包括結(jié)構(gòu)方面的分形，還包括設(shè)計(jì)全過(guò)程的分形。在對(duì)景觀總體空間進(jìn)行把控時(shí)，必須重視分形局部要素之間的相關(guān)性，這是因?yàn)槠渚植康陌l(fā)展能夠?qū)傮w產(chǎn)生很大影響。整體的體現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各個(gè)部分相加的效應(yīng)。強(qiáng)化各個(gè)空間的塑造，打造多重景觀層次，類似于中國(guó)古代城郭的空間建筑布局形式，層層推進(jìn)，根據(jù)空間功能不同，調(diào)整不同空間尺度大小，逐一遞增或遞減，形成不同景觀外輪廓形。無(wú)論從整體布局還是身處景觀空間中，都會(huì)強(qiáng)烈感受到局部空間和整體的關(guān)聯(lián)性。

2應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)踐——以“大連市旅順口區(qū)江西街道山溝村景觀設(shè)計(jì)”為例

2.1項(xiàng)目現(xiàn)狀

本項(xiàng)目場(chǎng)地位于大連市旅順口區(qū)江西街道山溝村。其中南面為人工水庫(kù)，周圍處于待開(kāi)辟的狀態(tài)，雖然環(huán)境非常優(yōu)美，但是交通較為不便，人流量小。景觀設(shè)計(jì)面積為6.8hm²（圖2）。

2.2項(xiàng)目定位

如何創(chuàng)造自然的空間成為人們放松的場(chǎng)所，逃離城市的喧囂，享受自然的生活是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要目的。除了形式方面能夠讓人類獲得極致的體驗(yàn)，在功能方面也可以達(dá)到人類的各種需求，凈化了人類的精神世界，緩解了人類過(guò)快的生活步伐。本方案旨在建造成自然和人類有機(jī)共存的和諧空間。

2.3設(shè)計(jì)概念引用分形特征

2.3.1設(shè)計(jì)概念——生命的綠葉。綠葉預(yù)示了生命的存在。而且葉片的形成過(guò)程，莖、葉的生長(zhǎng)分布具有明顯的分形特征，也正符合場(chǎng)地的自然環(huán)境。

2.3.2設(shè)計(jì)分析引用分形特征。葉片中，莖、葉組織關(guān)系是整體與部分的有機(jī)結(jié)合，將其具有的自相似性特征運(yùn)用到初步設(shè)計(jì)中。

道路設(shè)計(jì)（圖3）：除了要考慮到場(chǎng)地的可達(dá)性，提供休閑散步的環(huán)道也是整個(gè)場(chǎng)地景觀道路設(shè)計(jì)一個(gè)重要考慮。在道路設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用莖、葉生長(zhǎng)的變化，將場(chǎng)地內(nèi)每個(gè)空間通過(guò)道路連接起來(lái)，使整個(gè)道路網(wǎng)成為連接每個(gè)空間的紐帶。

綠色空間設(shè)計(jì)（圖4）：首先分析原地形的自然環(huán)境特點(diǎn)，根據(jù)莖、葉間組合規(guī)律，將場(chǎng)地內(nèi)斑塊間的交錯(cuò)分布用相似形的方式聯(lián)系起來(lái)，讓原生態(tài)的山地區(qū)與人工水庫(kù)區(qū)更好地融合。

水體景觀設(shè)計(jì)（圖5）：在整體規(guī)劃布局時(shí)，將地勢(shì)低洼區(qū)域大小不等的小水坑與水庫(kù)相連，形成保護(hù)生態(tài)環(huán)境的人工——自然生態(tài)系統(tǒng)。

2.3.3分形理論在方案設(shè)計(jì)概念與總體設(shè)計(jì)思路中的表達(dá)。利用“葉片”簡(jiǎn)單而優(yōu)美的形態(tài)，以“葉片”內(nèi)莖與葉的組織結(jié)構(gòu)，在原有場(chǎng)地的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)有場(chǎng)地的環(huán)境特征，并運(yùn)用分形理論的概念將原生濕地與人工濕地聯(lián)系在一起構(gòu)成總體景觀骨架，使其與周邊環(huán)境緊密融合，打造更具魅力的自然景觀。

2.4分形理論在場(chǎng)景設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.4.1分形理論在景觀平面布局中的應(yīng)用。本方案在平面布局規(guī)劃設(shè)計(jì)（圖6）時(shí)，首先，根據(jù)等高線呈現(xiàn)出的東西高四周低的分布規(guī)律和場(chǎng)地的環(huán)境特征；其次，要充分考慮到該場(chǎng)地的多樣性和復(fù)雜性；然后，按照地形輪廓將“葉”的形態(tài)特征運(yùn)用到場(chǎng)地設(shè)計(jì)中，充分運(yùn)用“葉”內(nèi)莖葉的生長(zhǎng)特性，以及每個(gè)葉片自相似性的特點(diǎn)，將它們重復(fù)迭代、相互嵌套、組合，把握好場(chǎng)地尺度層次感，設(shè)計(jì)出一套植物莖脈網(wǎng)絡(luò)體系。通過(guò)這套植物莖脈網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建，使其隨著地形坡度變化延展或伸縮。從平面上看似一個(gè)新的生命覆于地表，創(chuàng)造出自然的新秩序。

2.4.2景觀局部空間的分形設(shè)計(jì)。場(chǎng)景一：曲水留芳（圖7）。中心軸上的水景人工濕地由纏繞的“葉片”而來(lái)，道路似莖脈穿插其中。運(yùn)用分形中各要素之間組合的規(guī)律特征，將整個(gè)景觀空間自然地劃分為5個(gè)人工濕地區(qū)，這5個(gè)人工濕地區(qū)由大小不同的人工濕地構(gòu)成了特殊的空間體驗(yàn)，提高了公眾的參與性，體現(xiàn)出互動(dòng)的特點(diǎn)。

場(chǎng)景二：水木明瑟。用一種變化著的形式，從概念中提取靈感，使整個(gè)場(chǎng)地中穿插著綠地和濕地，每個(gè)空間形成葉片狀柔美的形，對(duì)葉片形成的自然景觀形狀進(jìn)行劃分，使其變?yōu)槿斯竦匾约熬G地這2部分。綠地重點(diǎn)依附于草地而存在，由于北面都是山地密林，南面是水庫(kù)，此地的這片“葉子”變得格外凸顯了，成為一個(gè)自然的大廣場(chǎng)，游樂(lè)在其中，視野十分開(kāi)闊，呈現(xiàn)出一個(gè)視覺(jué)層次豐富、疏朗有致的景觀。

3結(jié)語(yǔ)

探索分形理論在景觀設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，有助于我們立足一種新的思維方式思考場(chǎng)地的內(nèi)部環(huán)境、周邊環(huán)境、場(chǎng)地規(guī)劃、空間設(shè)計(jì)等。在對(duì)景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)融入分形這一理論，不但能夠使設(shè)計(jì)更趨人性化以及科學(xué)化，還有利于構(gòu)建人與自然和諧的環(huán)境氛圍。

（收稿：2017-01-20）