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    如何建构风景园林的“设计科研”体系?

    关键词:风景园林;科研方法;科研体系;生态文明;景观生态

    Key words:landscape architecture; research method; research paradigm; ecological civilization; landscape ecology

    摘要:风景园林学科一直以来就被认为是科学与艺术的结合体,但在实践操作中,科学性成分常常被无限压缩。随着中国生态文明步伐的开启,有理有据的科学性设计将变得越发重要。从风景园林为什么缺乏科学性的本源出发,探索常规设计实践与传统科研之间的错位,并在此基础上提出“设计科研”的主要框架。设计科研的主要部分包括:设计问题研究、设计策略研究、设计既是研究以及设计成果研究。设计科研提出的目的在于建立风景园林的独立科研体系,将设计科研与传统科研相区分,弥补传统科研的不足,并推进行业以科学为基础的设计决策以及独立的科学设计观。

    Abstract:Landscape architecture is always believed to be the synthesis of science and art, but the role of science is often diminished in practices. As China is heading towards ecological civilization, science-based design will turn out to be more and more crucial to ensure evidence-based decision making. Beginning from the gaps between traditional research and design practices, the underlying reason for diminished role of science in landscape architecture, this article proposes a framework for "design research" for landscape architecture. Key components of design research include: research on design problems; research for design solutions; research through design processes and research on design results. The ultimate goal of this paper is to establish independent research paradigm of landscape architecture, to distinguish design research from traditional scientific research, to offset some defects of traditional research, and to promote the development of science-based design as well as independent scientific views in landscape architecture.

    内容:风景园林学科一直以来就被认为是科学与艺术的结合体,即使是在古代中国传统园林设计以及城市规划过程中,先辈们对地方问题的适应性科学认知也经由传统经验体现在设计过程与结果中。然而随着现代科技的发展以及学科分类的细化,风景园林实践操作上的科学性成分常常被无限压缩,无论是大尺度的景观规划,还是小尺度的空间设计,风景园林行业的很多实践在科学性上常常处于空白或者仅仅停留在理论假设以及科学口号层面,未能真正实现以科学为基础的设计。 
    风景园林专业的设计科研体系与方法无疑是实现设计科学性的关键。然而谈起风景园林的科研,国内外业界通常的理解与做法就是“研究设计”(research on design),即研究已有的设计大师、设计手法以及建成案例,特别是历史上的著名作品以及大师。这类研究本身很重要,能够对我们专业的发展历程进行基础性的规律总结,并在此基础上提炼一定的理论与方法[1]。国内外不少学者都在这方面取得了很多成果,但这类科研局限于行业本身,有其自身的价值却不是风景园林专业研究内容的全部,也不足以支撑专业设计的科学性。
    风景园林专业作为一门综合协调的学科,能够支撑其科学性的科研一定不能回避与其他学科的关系,这是为何最近国际业界开始倡导另外一种设计研究思路——“为设计而研究”(research for design)。 这类科研是交叉学科的研究,会涉及其他行业如水文学、土壤科学、景观生态学、地理学以及环境心理学等。参与这些交叉研究的关键是找出相关方面的科学理论与方法依据,以确保风景园林专业的规划、设计以及管理决策能够以事实为基础,进行有理有据的科学性决策[2]。毋庸置疑,这类与其他学科交叉的研究是确保设计科学性的关键。与此同时,风景园林专业既要参与这些交叉研究当中,又要进一步界定本学科在其中的作用以及本学科作为一个独立学科与专业在交叉研究中的价值。建立良好的跨学科交叉关系以及相互作用是确保风景园林设计科学性的基础。
    随着中国走向新型城镇化、生态文明以及“海绵城市”的建设,风景园林的科学性也变得越发重要,因为绝大部分和生态有关的以及“以人为本”的问题都需要以科学严谨的思路理清前因后果,作出有理有据的决策,才能真正地解决实际问题与客观需求。本文从风景园林为什么缺乏科学性的本源出发,以生态方向为案例,探索常规设计实践与传统生态科研之间的错位,并在此基础上提出建立风景园林“设计科研”的框架途径,以期为推进风景园林科学性提供一些可供参考的途径与方法,进而推进行业独立的科学研究体系以及设计观。

    1  科学性缺失的本源:传统科研与应用实践的错位
    风景园林专业科学设计的缺失不仅是行业本身的问题,更重要的是不同行业的分工合作出现了问题,是跨学科交叉出现了问题。这不是中国独有的问题,而是世界性的普遍问题。其本源在于传统科研学科与应用实践学科之间的错位。以生态方向为例,国内外生态研究与城市建设实践,从根本上或者说从学科定义以及定位上,就存在本质的不同[3]。即便传统生态科研和生态城市实践都有相同的终极目标与大原则,那就是要实现城市与环境的可持续发展,但它们的出发点、预期目标、所用语汇、耗费时间以及对于不可确定因素的态度都完全不同(表1)。传统生态科研可以从特定的科研问题出发,通过长期系统的研究以及数据和统计来总结探讨客观事实、不同要素及成因之间的关系以及理论发掘等。而生态城市建设实践则要直面现实问题,规划设计者需要利用图纸和文字来尽快寻求问题的解决之道。对于不确定因素,传统生态科研可以在研究过程中采取控制手段或在讨论中叙述研究的不足时一掠而过,而生态城市建设实践则不能回避不确定因素,因为不确定会导致失败,而失败是每个建设与决策者所不愿面对的[4-5]。
    整体而言,传统生态科研和生态设计实践可谓各说各话、分道扬镳,这使得风景园林专业的科学性从根本上成为空中楼阁。传统科研一般都不会给出具体的实践指导建议,不针对实践实际问题,而且科研结果常常只在专业期刊上发表,不为实践者所知或者实践人员根本看不明白科研结果等[6-7]。过于晦涩的语言以及大多只针对过去以及发展过程的研究,鲜能够为设计实践提供技术上的支撑。即便一个方向有再多的研究成果,它们也是分散在期刊中,设计师能够发现并理解且应用这些结论的可能性微乎其微。类似的学科差别与错位不仅存在于生态方向,也同样适用于其他社会人文、工程方向等。整体而言,传统科研和设计实践在大多数情况下平行发展,鲜有交集。

    2  国外有关衔接传统科研与应用实践的探索(bridging science and practice)
    科研与实践的错位作为世界性的难题已经受到越来越多的重视。近年来,《科学》杂志接连发表了一系列文章谈论生态环境问题中实践与科研的错位及可能的应对建议[4,8-9],其他重要杂志也有一些“科研-实践界面”的探索[10-12]。其中很大一部分的研究集中在“生态科研-政策应用”(science-policy Interface)方面[9,13-14]。也有少数声音开始强调“科研-实践”之间关系的重要性。大多数文章试图从理论和实际操作层面对如何拉近两者之间的距离给出一些不同的提议和尝试[11,15-16]。例如Palmer等学者探讨了如何让流域恢复研究更好地运用到实践中的一些方法,并在文章最后强调实践中很多亟待解决的问题并没有受到科研的重视,且和其他学者开始反思这当中到底是科研还是实践出了差错[17]。与此同时许多学者和科研人员开始组织在一起探讨有关城市河流的最关键科研问题,以期更好地应对河流退化与污染。一些由科研人员提出的水资源利用的实践手法在实际应用中的可行性以及相关问题也有不少的探讨[18-21]。这些来自世界各国科研界的反思与尝试尚未有效解决传统科研与应用实践之间的错位问题。
    除科研界外,国外规划与设计行业也开始探索专业科学性的途径以及理论与实践综合的方法。理念上,国外不少设计者开始倡导从“设计景观”(design for landscape)转向“凭借景观设计”(design through landscape)。即物质景观环境是所有变化的载体,景观是一个设计的过程与媒介,而不仅仅是设计的结果,所有变化都必须经由景观设计过程来实现。该理念的转变大有让风景园林统所有学科之成果,融会贯通应用于设计过程的想法,只是该理念尚处于概念层面的探讨,具体操作并未全然实现该目标。
    将“凭借景观设计”上升到理论层面,并和传统生态科研接轨的早期主要文章是琼·纳索尔和保罗·奥普德姆在2008年发表的“科学中的设计:拓宽景观生态学的范畴”。该论文一经发表就广受科研以及实践行业的关注。其基本的论点就是将设计融入科学,设计应该是景观生态科学的重要组成部分,设计师应该是科学研究的主要参与者[22]。如图1所示,科学研究自成体系,但设计能够成为其中的重要组成部分。在各种城市建设决策与实践过程以及科学研究之间,设计过程本身是一个重要的界面,是打通科研以及物质景观真实变化的桥梁。以此为基础,后续的一些探索都围绕“景观如何能够成为城市生态设计的媒介以及过程[23-24],以及在景观尺度如何构建能够指导实践的科学框架与过程[25-26]”来展开。
    即便国际上设计实践界和科研界都已经开始反思问题所在,但科研与实践的鸿沟依然没有消除,风景园林的科学性也尚未实现。而将设计融入科学的讨论虽然拉近了风景园林与生态科学之间的关系,也促进了许多合作交流工作,却依然没有从根本上解决问题。同时留下另外一个疑问,那就是风景园林的设计过程一旦成为生态学科的一部分,那其作为一个学科的独立性以及独特性又在何处?风景园林和其他学科是不是应该互相成为彼此的一部分,共享成果与过程?
    3  “设计科研”途径
    将“科学”融入风景园林专业的最佳理想状态是建立专业本身的科学理论体系、科学研究方法与科学设计体系,融会贯通地综合不同学科的内容,自创独立的科学设计观。这一直以来都是风景园林界追求但尚未实现的目标。直到最近几年,也还有人在探讨建立景观科学(landscape science)的必要性,以及景观科学作为一种规范性科学的特点[27],但这些都尚未自成体系[28]。建立风景园林专业的系统科学理论与科学方法这个目标相对来说比较宏大,需要一个长期过程。
    建立一个有别于“传统科研”的“设计科研”途径相对具有可操作性,且能够直接贡献于风景园林科学性。欧洲科学基金会2010年开始倡导的景观科研(landscape research)和这里所谈的设计科研有异曲同工之处,设计科研应该是一个完整的科研领域,无论是其学科特征还是它对更大社会、经济以及环境的影响力,都应该独立自主[29]。直面实践学科与传统科研学科之间的区别,设计科研的本质不只是研究设计本身,更多的是为设计而进行的跨学科研究。同时设计科研的过程是为了搭建设计实践与其他传统科研学科之间的交流桥梁,弥补传统科研的不足,并促进设计实践的科学性。
    本文所界定的设计科研包含四大部分内容与过程(图2):设计问题研究(research on design problems)、设计策略研究(research for design solutions)、设计既是研究(research through design process)、设计结果研究(research on design results)。其中设计问题与设计策略研究是“设计前”的内容,设计既是研究是“设计中”的科研,设计结果研究则明显是“设计后”的科学评价。这4个部分科研可以自成体系,又能相互补充,系统反馈风景园林专业科学性以及设计过程的各个环节。
    这里所界定的设计科研与传统科研既有所不同,又互为补充。最大差别在于设计科研主要着眼于实践问题,而传统科研针对的是科学问题。前3个部分,设计科研以实践为主,虽与传统科研有互动,但并不直接介入传统科研过程。二者真正交叉与融合之处在于第四步的研究设计结果,评价总结绩效之处,因为绩效评价也需要科学问题。表2的内容是一个完整的逻辑过程,从科学地确定核心问题,到挖掘核心问题的已有科学结论与途径,再到小尺度科学结论的应用与尝试,以及最后设计实践的绩效评价与方法总结,每一步都是确保设计能够实现“科学性”的必要过程。
    3.1  设计问题研究
    设计实践过程可谓问题遍布,研究设计问题的过程重点在于用科学的方法,系统归纳本学科的各个实践环节,甚至是实践场地的核心问题所在。该过程既能解决当前设计界不顾现状与问题,过多模仿或依据自我喜好进行设计的状态,又能够有效弥补现状所有科研问题都是由科学家提出,科研问题有时研究的并不是实践中最迫切需要解决问题的不足。用科学方法界定实践重点,并让实践定义传统科学重点以及科研方向是该过程的基本出发点。
    国际上已有不少理论以及综述方面的文献提及让实践定义科研重点的必要性以及重要性,但真正将其付诸实施的研究很少。生物保护群体是最先开始这方面工作的科研人员。Sutherland等[30]开始了所谓“100个问题”的调查与科研,通过调查英国本地的37个生物保护群体以及政府决策者,界定英国整个国家最为关键的生物保护问题。之后又有研究者在其他地区或国家作了类似的研究,如瑞典的生物保护[10]、澳大利亚的生态问题[31]和全球农业发展问题[32]。
    风景园林行业也有不少针对自身行业内部问题的科研,但大都没有达到能够反馈成科研问题的程度。例如Milburn等[33]研究了北美风景园林界老师对于科研的态度以及研究思路。Merjering等[34]开展了一系列国际问卷调研,归纳总结出本行业科研和实践界最关注的几大问题,包括人性场所、绿色基础设施、跨区域以及全球景观问题等。类似的问题如果有后续的跟进解决措施以及归纳总结,就会产生更大的影响力。
    国际上已开始实施的让实践决定科研重点的过程可以概括为这样一个步骤:通过调研梳理各种不同的问题,并让专家或者公众对问题的重要性以及迫切性进行排序,通过统计分析确定核心问题以及亟待解决的问题。类似的研究过程与方法,特别是问卷调查等,对确定风景园林专业各个方向的核心实践问题都具有借鉴和指导意义。整体而言,这类研究实践人员操作起来可能会比传统科研人员更加容易,因为有日常的接触经验与体会。同时,除却行业整体实践问题的梳理与发掘,该过程也适用于挖掘场地本身的核心问题,找出场地本身的差异性与独特性,避免盲目拷贝与设计方法的简单罗列。例如中国正在进行的海绵城市建设,每个场地其实都应该发掘当地核心的水问题,因为有的地方需要解决洪水问题,有的地方需要解决地下水位问题,有的地方则是重污染地区等,不能简单地套用指南与已有案例。带着科学的视角来挖掘地方问题,可以形成地方问题的独特解决之道,进而推进行业整体因地制宜的设计以及独具地方特色的设计。
    3.2  设计策略研究
    问题明确之后,设计科研的下一步就是深入理解并归纳与核心问题相关的已有科研成果,探索传统科研知识及理论体系在多大程度上能够支撑所对应问题的科学设计决策。这是一个以实践的视角整理传统科研结果的过程。传统科研也许不能解决所有问题,但确实已有许多发现与成果散落在各大期刊和科研报告中,尤其是生态方面的研究,可谓林林总总。设计科研需要带着批判与创造性思维,以文献综述的形式诠释已有科研成果,逐步做到以下几点。1)读懂传统科研的成果,并四下搜集结论,归纳现有的科研到底在多大程度上能够应对实践问题。这是一个将四散科研成果进行归纳整理的过程。2)梳理总结现有科研所支撑的对现有实践问题的解决途径,并将这些解决途径用直白简单的语言进行表达,剔除科研论文中的生涩术语与复杂数据,以进一步与设计实践对接。3)将所归纳的问题解决之道“空间化”、可视化。传统科研可能永远都在就理论论理论,就数据论数据,很少注重问题的空间属性,或者没有明确图示问题及解决之道的空间属性。而空间决策是城市建设的必经手段,设计科研的一个重要的步骤就是打通空间上的桥梁,将传统科研的结论和空间解决之道结合。研究设计决策的过程是将各种零散的专业知识与科研发现(水文、气候、景观生态等)转化成设计导则或者空间模式的过程。例如Klaasen[35]所归纳总结的区域设计导则,美国农业部USDA整理的生态过渡带设计导则等。这些导则可以在后续的设计过程中成为重要的设计参考依据,而更为恰当的用法是将这些理论导则当成设计假设,成为后续设计检验的一部分[36]。
    概括而言,诠释科研成果的过程是将传统科研重组并加以白话诠释,实现从“四散结论”到“归集发现”,从“生涩发现”到“直白的问题解决途径”,从“字面解决途径”到“空间图面策略”的转化过程,是让传统科学成果走向可读、可视、可用的过程,也是让科研发现走向科学设计的必要过程。与此同时,该过程本身又能够进一步了解哪些问题尚未有合理的解决之道,从而进一步为传统科研界定可以研究的问题。
    3.3  设计既是研究 
    设计既是研究,强调将设计过程变成科研的一部分,就是将已有的理论和设计导则视为设计假设,将其应用到空间实践中,构想未来,并根据假设确立想要实现的目标。针对生态问题,国际设计界近年出现了几个新的词汇“试验设计学”“设计生态学”等。这些说法的核心就是设计项目是生态理论尝试的过程与途径,空间设计可以作为理论科研的小型“试验场”。与中国过去几十年来轰轰烈烈地成为各种理念与思路的实践场所不同,“试验设计”强调小尺度而非大规模的设计、强调以理论为依据而非仅仅假设的设计、强调风险可控避免不计后果的设计。国外有学者也将此称作即使失败也很安全(safe to fail)的设计[25]。在城市生态系统高度复杂综合,且没有完全成熟的理论与结论支持下,尝试性的工作远比保守以及极端冒险要好。因为所有的决策以及尝试都会留下印迹,并进而触发社会、经济、文化、生态各个层面的后果[37]。风险可控、有理有据的未来创新是很现实的社会发展需求。
    在条件允许的情况下,预景方法是“试验设计”的重要途径。预景方法属于创造性的高瞻远瞩规划设计,常常被认为是处理动态、复杂、非线性和不确定环境的最好方法之一,可以利用直觉或构建景象的方式探索未来[38-39]。它常常包括不同的行动模式以及不同的未来场景,而这恰恰是试验设计的重要组成部分,因为所有科学研究的试验都需要通过控制不同的变量创造不同的场景来研究变量的影响力。该方法已经被很多人应用到规划设计过程中,例如为了应对城市气候变化,Lenzholzer[40]给出多个空间规划原型并用模型定量测试不同规划在气候适应性上的影响。预景方法作为一种发散性的思维过程,可以包括可能的预景、期望的预景和可实现的预景等多种类型。如果不同类型在空间上能够得以小规模的共存发展,就可以有效地成为科学测量的对象,强化试验设计的科学贡献。
    以试验设计为基础的空间建构与未来设计是风景园林专业的强项与核心,也是能够和其他学科对接的焦点。无论是生态还是社会方面的书刊,那里都充满了对历史变化的深度挖掘,以及各种影响因素的分析,基本较少涉及未来可能,也没有对未来发展的建议。在仅有的一些对未来进行情景分析的研究中,生态学家们常用的一些细胞自动机模型等都是由图面向图面进行的未来模拟,假定未来的发展一定会延续历史轨迹,和现实基本相悖。尤其在中国快速城市化的大背景下,未来绝对不易从历史轨迹中得出。少数生态模拟虽然采用ABM模型(Agent Based Modeling)考虑了个体的因素,但也只是就二维空间论二维空间,且所谓决定要素都具有主观以及科研便利性,无法应对现实中的多变未来与不确定性。风景园林长期作为只为未来改变而工作的行业,本应具有综合应对未来发展的能力。本专业应该加大和传统科研行业的合作力度,为中国未来的发展前景勾勒更美好的蓝图,并让科研细算各种蓝图的可能生态与社会影响。只有这样,实践和科研才能更加有的放矢,未来的发展才会更加有据可依。
    3.4  设计成果研究
    设计建成之后,对设计进行总结反思并整理优劣设计方法的就是建成后评价(POE),或者叫绩效评价。绩效评价自20世纪40年代以来就被运用于诸多领域,力求提供可信的证据(数据及信息)支持,并指导和评价设计决策。目前进行得最为轰轰烈烈的是美国风景园林基金会(LAF)所倡导的景观绩效系列,其目的是为了要将景观绩效理论应用于创造可持续性、高绩效的景观,并在过程中形成规定和规范,强化那些能提升景观绩效与实践品质的景观特征[41]。自2010年以来,每年都有几十个项目被总结评价。这些景观绩效评价一般都由风景园林专业的教职人员结合具体公司的实际项目来完成,由于仍处于初始阶段,各种成果与结论可谓参差不齐。景观绩效系列的评价常常只是研究人员力所能及的部分,尤其是早期的一些评价,基本罗列结论,有时只是设计公司给出的结论,缺乏系统的研究方法与评价目标。整体而言,美国的景观绩效评价尚需时日才能形成规范。
    景观绩效评价是使设计走向科学化的必要组成部分,但在国内外风景园林行业整体科研水平有限、科研方法匮乏的情况下,景观绩效评价多少应该由本学科的人员来做,多少应该和其他学科一起合作,值得深思熟虑。在一定程度上,跨学科协同评价,并围绕实践问题和设计途径进行归纳整理可能会更有效。

    4 结语
    风景园林科学性的匮乏是跨学科交叉的问题,是传统科研与设计实践错位的结果,是各个国家普遍存在的现象。尽管讨论很多,但解决方式尚未有定论,且最佳解决途径有赖于传统科研以及风景园林学科内部的全方位内在变化。在不完美的现实面前,风景园林至少可以从做好自己开始,统筹“设计科研”,使得设计科研有别于传统科研,并成为传统科研的有效补充。风景园林作为一个以实践和空间塑造为强项的专业,完全能够在连接科研与实践的过程中起到至关重要且不可替代的作用。这种衔接作用需要专业人员了解实践问题,看得懂科研文章,但这并不意味着要开始从事传统科研工作。风景园林专业在多大程度上参与传统科研是仁者见仁,智者见智的事情,但核心是要看得懂科研内容与成果,并能够将它们整理成设计专业需要的形式。设计科研提出的目的在于将设计科研与传统科研相区分,弥补传统科研的不足,并推进行业的科学性以及独立的科学设计观。

    注:文中图片均由作者绘制。


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    (编辑/李旻 王一兰)