可拓思维模式在湿地公园设计中的运用——以南京七桥瓮生态湿地公园为例

可拓思维模式在湿地公园设计中的运用——以南京七桥瓮生
态湿地公园为例
刘亚西;倪琪
【摘要】湿地公园的设计过程需要考虑诸多复杂的因素,运用可拓思维模式,能够有条理地分析设计过程并把这些原本自由而难以捉摸的思维过程形式化地展现出来,从而辅助生成更理智而创意的设计方案.该文在对可拓学与可拓思维模式进行简述的基础上,梳理了四种可拓思维模式——菱形思维模式、共轭思维模式、逆向思维模式和传导思维模式,分别运用于湿地公园设计中的原理与意义,并用一个实际案例对可拓思维模式的运用进行演示.
【期刊名称】《华中建筑》
【年(卷),期】2018(036)009
【总页数】3页(P33-35)
【关键词】湿地公园;设计;可拓思维模式
【作者】刘亚西;倪琪
【作者单位】浙江大学农业与生物技术学院园林研究所;浙江大学农业与生物技术学院园林研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TU201.1
现阶段，大部分园林设计师往往是根据平时的经验来进行湿地公园设计的，然而湿地公园的生态环境复杂，需要考虑的因素包含审美性、生态性、可持续性、地域性等等，要做到在季节变化、水位变化的前提下，依然不破坏湿地的景观美感和自然野趣，同时还要考虑湿地的生态净化功能和植物本身的抗逆性。

而处理这些复杂的因素不仅仅依赖于设计师的艺术灵感和艺术创造[1]，还需要运用科学而理性的思
维模式对场地进行全面分析，从而解决问题，生成设计方案。

1 可拓学与可拓思维模式简述
1.1 可拓学简述
可拓学是用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法,并用于解
决矛盾问题的科学[2]。

可拓学的逻辑细胞由物元、事元和关系元（统称为基元）
组成，也即把需要处理的对象（物，事和关系）抽象成一个个有序三元组M=（Om、cm、vm），其中Om为对象，cm为特征，vm是Om关于cm的量值。

例如：M=（西溪湿地，区位，浙江杭州）这是一个一维物元，一个物体有多个特征，可以组成多维物元（图1）。

1.2 可拓思维模式简述
可拓学的主要意义在于给人们提供一系列解决矛盾问题的方法，有了这些方法，使用者能更有效地认知事物、从而做出判断或者创新。

可拓思维模式是利用可拓学解决矛盾问题的基本思路，也是运用可拓学理论的关键所在，包括菱形思维模式、逆向思维模式、共轭思维模式和传导思维模式。

它解决了“思维怎样创新”、“从哪里创新”、“对创新思维结果如何评价”等问题[3]。

2 可拓思维模式运用于湿地公园景观设计的原理与意义
2.1 菱形思维模式
菱形思维模式包括了发散性思维和收敛性思维两个阶段，发散性思维指的是从某一
个基元出发，沿不同的路径开拓出多个基元；收敛性思维指的是进行发散思维后，再根据客观条件的限制和解决不同问题的需要，从可行性、优劣性、真伪性和相容性出发，对发散过程得到的大量基元进行评价，筛选出符合要求的少量基元[4]。

由于湿地公园景观设计需考虑较为复杂的因素，往往需要“发散—收敛—再发散—再收敛……”的多次循环，从而形成多级菱形思维模式（图2）。

在进行湿地公园设计时，面对诸多复杂的因素，设计师往往会出现无从下手进行设计的情况，菱形思维模式先发散后收敛的特点能比较准确全面地对事物进行客观分析与决策选择，弥补主观设计易造成的信息遗失与思维定式等缺点。

2.2 共轭思维模式
共轭思维模式是可拓学特有的一种思维模式，它强调全面了解物的结构和内外关系，从物质性、系统性、动态性和对立性出发，提出虚实、软硬、浅显、负正四对对立的概念，来完整描述物的结构和组成，这种思维模式的本质是利用物的各个共轭部之间的相互转化来寻找解决问题的途径。

设某物是Om，则：
Om=物质性：实部re（Om）+虚部im（Om）+虚实中介部midre-im（Om）系统性：软部sf（Om）+硬部hr（Om）+软硬中介部midsf-hr（Om）
动态性：潜部lt（Om）+显部ap（Om）+潜显中介部midlt-ap（Om）
对立性：正部ps（Om）+负部ng（Om）+正负中介部midng-ps（Om）
共轭思维模式旨在提示设计师以全面的视角来对待湿地公园，将湿地公园可以看作一个动态的综合系统（Om），我们在对湿地公园的植被、道路、小品（实部）进行设计时，它的空间、文化（虚部）也在产生变化；而在设计湿地公园的构筑物（硬部）时，也应考虑构筑物之间的关系、构筑物与公园及外界的关系（软部）等；同时，我们也需要考虑湿地公园在建成初期、5年、10年、20年……乃至更多年
以后的效果，潜显部会随着时间的变化而发生转变；正负则是相对某个特征而言的，物关于某一特征的量值取正值的部分称为物关于该特征的正部，取负值的部分则为
负部，例如对于净化作用来说，能够净化水体的芦苇、水葱、蒲草等是正部，而蓝藻则是负部。

此外，共轭部之间的转换可能会产生新的矛盾问题，也可能能解决原有的矛盾问题，利用共轭思维模式对湿地公园的各个要素进行全方位的考虑，能够寻求更多解决矛盾问题的可能性。

2.3 逆向思维模式
人们常常习惯性地使用常规思维方式，但在湿地公园设计过程中，常规思维模式可能难以实现设计目标。

这个情况下需要有意识地从常规思维的反方向去思考问题，主动打破常规思维的单向性、单一性、习惯性和逻辑性，这种方式就是逆向思维模式。

可拓学中常用的逆向思维有原理逆向、属性逆向、方向逆向和方法逆向等。

对湿地公园来说，逆向思维模式的运用，往往能产生出人意料的创意效果。

2.4 传导思维模式
传导思维模式的基础是传导变换，它指的是在对某一对象实施某一变换后而导致的另一对象所发生的变换。

在解决矛盾问题时，有时实施某一变换不能直接解决，但由此产生的传导变换却可以使矛盾问题得以解决，这种利用传导变换解决矛盾问题的思维模式，称为传导思维模式。

传导思维模式在湿地公园设计中的运用是把所有的设计元素抽象成点，两点之间的联系抽象成线，点与线交织成网状结构，而在这一网状结构中任意改变某一个点，与之相连的其他点会发生改变（图3）。

例如当湿地公园配置具有不同净化功能的水生植物时，水质会发生改变，动物种类也会随之发生相应改变，这一区域的趣味性、视觉、听觉、嗅觉等都有可能发生变化。

因此当我们希望打造一片充满趣味性的湿地公园景观时，我们或许无法直接在水中养殖存活不了的鱼类，但是可以首先种植具有净化功能的水生植物，水质变好了以后各类鱼类、青蛙、萤火虫等小动物才能更好地存活，从而打造出一片人与动
物互动性更强的趣味性景观。

3 案例分析——南京七桥瓮生态湿地公园
3.1 背景介绍
南京七桥瓮生态湿地公园由秦淮河与运粮河围合而成，占地总面积约1000亩（约66.67hm2），它是秦淮河环境综合整治工程五大风貌段之一——运粮河水口风貌区的重点工程。

3.2 规划目标
①合理规划湿地结构，改善湿地生物的生长环境，为生物创造合适的繁衍空间，进一步恢复和保护已经被破坏的生态结构。

②为参观者提供休息和近距离接触湿地野生生物的地方，体现湿地文化[5]。

3.3 场地分析
设规划前的场地为O1，将场地调研的结果以基元的形式表达出来（图4），然后运用菱形思维模式，首先对调查结果进行一维拓展（图5），然后运用多级菱形思维模式，继续发散思维（图6）。

图1 多维物元示意图
图2 菱形思维模式示意图
图3 湿地公园设计中的传导思维模式
图4 场地调研的基元化表达
图5 菱形思维模式一维拓展
图6 菱形思维模式多维拓展
3.4 方案生成
思维发散的过程有利于综合分析场地的问题，进而打开设计思路，为理性而创意的方案生成提供前提，接下来还需要对发散的思路进行收敛，可以通过建立可拓关联函数，进行优度计算等方法，从发散的思路中选择出优度较高的方案。

最后可结合
共轭思维模式、逆向思维和传导思维模式生成方案。

（1）功能分区
根据发散思维中的M511、M521、M531可知，为了满足场地各个年龄段使用者的需求，场地应该实现休闲、亲近自然、放慢生活节奏、教育、娱乐、健身等功能。

另外，根据M4和M6可知，6月为洪水期，此时位于公园北侧的水塘密集处可能被淹没，此处可与“亲近自然、休闲、放慢生活节奏”的功能相结合，打造出“湿地滩涂保护区、植物休闲体验区”两个人为干扰相对较小的功能分区。

再结合“教育、娱乐、健身”的功能需求，最终将七桥瓮生态湿地公园划分为入口区、湿地滩涂保护区、植物休闲体验区、生态科技展示区、梅家廊综合服务区五个片区。

（2）生态保护
由M3拓展出了M31、M32、M33三种保护鸟类的方式，北侧的“湿地滩涂保
护区”，采用“乔木 + 湿地植物”的结合配置方式。

大型乔木以耐水湿的水杉、
金钱松为主，搭配果实或者种子可被鸟类食用的蔷薇科小乔木，湿地植物则以具有净化功能的芦苇、水葱、蒲草为主。

对于场地原有枯木的处理则运用逆向思维模式，不将其清理而是保留下来，作为鸟类的栖息地。

同时在其他临近的小岛上建造木结构观鸟屋（图7），让人们可以近距离欣赏到被保护的鸟类，达到科普与娱乐的双重功能。

图7 观鸟屋
图8 湿地公园实部
湿地中的所有生态保护构筑物都看成是“硬部”，与之对应的共轭部是“游人与生态构筑物之间的联系”，如果人们仅仅是走马观花式的观赏，那么人与生态之间建立的联系是微弱的，因此需要在湿地公园中加入生态展示、探索体验这一体系，为游人提供一个科普认知与直观感受的机会。

利用湿地植物建立一些生态花园和水生净化园，并在园中设立展示牌、室外科普展廊，通过不定期的科普小讲座等形式，
寓教于乐[6]，加强游人与生态保护之间的联系。

（3）景观营造
宏观角度上运用传导思维模式，将湿地公园系统中所有相关联的因素考虑在内，通过道路的合理布局、植物的空间营造、建筑和铺装风格的转变达到步移景异的效果；微观上可运用共轭思维模式，为了保留场地的原始记忆，烘托场地的文化气氛（虚部），在公园内放置趣味而生动的雕塑、模拟自然形态置石、修缮场地原有的拱桥（实部）等（图8）。

（4）驳岸处理
由于七桥瓮湿地公园高低水位相差较大、且以生态自然式景观为主，因此在M23
发散出的多种驳岸处理方式中，M231、M234两种方案比较适宜，即从人行步道到湿地水生植物生长区，形成由高到低的自然过渡性斜坡，这样的驳岸有利于水土之间物质交换，为水陆两栖动物提供了生存空间，也避免了垂直硬化河岸的不安全性，有利于维护水生生态系统的健康；另外，在局部区域打造木栈道驳岸，满足人的亲水需求，赋予湿地公园更强的空间变化感。

结语
本文通过理论说明与案例演示两个方面对四种可拓思维模式——菱形思维模式、
共轭思维模式、逆向思维模式和传导思维模式在湿地公园设计中的运用原理进行一一介绍。

四种思维模式之间并没有固定的使用顺序，它们的意义一是将复杂的思维过程形式化展现出来，便于分析；二是使原本自由的思维过程变得有理可循，提高方案生成的效率；三是在设计初期就尽可能多地考虑到所有与设计相关的因素，从而让最后生成的设计方案更加理性、完整而不乏创意。

资料来源：
图2：杨春燕，蔡文. 可拓学[M]. 科学出版社, 2014:185；
其余图片均为作者自绘或自摄。

参考文献
【相关文献】
[1]俞孔坚，李迪华. 《景观设计：专业学科与教育》导读[J]. 中国园林，2004，20（5）：7-8.
[2]蔡文. 可拓论及其应用[J]. 科学通报，1999，44（7）：673-682.
[3]孙明，邹广天. 城市生态规划与可拓思维模式[J]. 城市建筑，2009（12）：81-83.
[4]杨春燕，蔡文. 可拓学[M]. 北京：科学出版社，2014：2-3.
[5]李丽. 湿地公园的景观营造——以七桥瓮生态湿地公园为例[J]. 现代园艺，2013（16）：106-106.
[6]郭先琼，易宇. 浅谈湿地水生植物——以南京七桥瓮生态湿地公园为例[J]. 城市道桥与防洪，2016（11）：154-156.。