摘要：本文基於景觀生態學理論和方法為中東鐵路線性遺產建立“斑塊-廊道-基質”的研究框架，將含有遺產的歷史城鎮看作遺產地斑塊、將中東鐵路線性遺產看作遺產廊道、將遺產地周邊區域看作城鎮基質。通過重新解讀景觀生態學概念、建立量化模型，揭示遺產地斑塊的空間結構特征以及斑塊與基質的相互作用關系。

關鍵詞：景觀生態學、遺產地斑塊、量化解析、歷史城鎮、中東鐵路

1 景觀生態學理論和方法與歷史城鎮遺產保護

景觀生態學中有一系列理論和方法與歷史城鎮遺產保護密切相關，借鑒這些理論和方法，從景觀結構特征、斑塊和廊道特征、景觀空間量化模型三方面出發，討論其運用在遺產保護中的可行性，並以中東鐵路歷史城鎮為樣本進行實際案例分析，以期為歷史城鎮保護研究建立新體系、探索新方法[1]。

1.1從景觀結構層級與功能特征到歷史城鎮保護

本文把歷史城鎮作為景觀生態學裡的遺產地斑塊進行研究，發現除遺產地斑塊之外，景觀中還有一系列理論與遺產保護相關，比如景觀結構層級和景觀功能特征，它們的概念在歷史城鎮保護中有另一番解讀[1]。

景觀結構層級是指“斑塊-廊道-基質”所構成的景觀結構單元[2]。在歷史城鎮保護中，該層級可被轉譯為“遺產地斑塊-遺產廊道-城鎮基質”。其中，歷史區域可看作遺產地斑塊，它與景觀斑塊一樣，都具有一定的空間、面積、形狀、邊緣和功能，它是與人類活動有關的，承載人類歷史發展過程中有價值的物質和遺存的空間單元[1]﹔遺產廊道可看作連接不同地理或文化單元的線性遺產空間，它是曾經或正在發揮交通運輸功能的，由人的空間移動或人工建造形成的、跨越不同地理或文化單元的地上線路或水上通道[1]﹔城鎮基質可看作包含歷史區域的其他用地，是遺產地所在的市鎮和地區，它作為遺產地斑塊的背景，控制並影響著遺產地的發展和存續[1]。

景觀功能特征包含空間異質性、干擾、斑塊連接度、格局等[2]。在歷史城鎮保護中，遺產空間同樣具有這些功能特征。空間異質性在景觀生態學中是指某種生態學變量在空間分布上的不均勻性及復雜程度，但在遺產保護中可以理解為遺產地斑塊與周圍城鎮的差異以及遺產地斑塊本身的復雜性[1]﹔干擾在遺產保護中是指外界環境對遺產地斑塊和遺產的作用和影響，比如城市化建設對歷史區域完整性的破壞﹔斑塊連接度在遺產保護中是指遺產地斑塊之間的連續性程度[1]﹔斑塊格局在遺產保護中是指遺產在斑塊內的空間分布和組合規律，比如歷史城鎮的結構肌理和歷史建筑的空間布局[1]。通過重新解讀景觀結構層級和景觀結構特征說明景觀生態學的理論框架從廣義的角度來說適用於歷史城鎮遺產的保護。

1.2從斑塊與廊道結構特征到歷史城鎮保護

斑塊與廊道在景觀生態學中的結構特征也需要轉移至歷史城鎮保護研究中來。斑塊的結構特征包含面積、形狀、邊界形態，以及遺產分布的密度和多樣性指數[2]。面積和形狀不必多說，斑塊的邊界形態在歷史城鎮保護中是指遺產地最外部的輪廓[1]﹔遺產分布密度及多樣性指數分別指遺產地內歷史建筑的密度和功能類型豐富度[1]。

廊道的結構特征包括組成內容、內部環境、形狀、連續性和其與周邊基質的關系[2]。遺產廊道的組成內容包括線性主體和與之相連的遺產地斑塊﹔內部環境包括自然環境、遺產地及周圍城鎮環境﹔形狀除了帶狀還有網狀結構﹔連續性是指遺產廊道內遺產斑塊之間的連接程度﹔與周邊基質關系是指遺產所在區域與周邊城鎮之間的相互作用關系[1]。

總的來說，在歷史城鎮保護中，“斑塊-廊道-基質”的基本框架各有對應的意義和特點，三者之間相互獨立、相互影響、相互融合，通過研究它們之間的相互作用關系，能為歷史城鎮的遺產保護研究開辟新方法。

1.3景觀量化模型在歷史城鎮保護中的應用

傳統的歷史城鎮保護多側重於採用圖形和文字來描述空間特征。本文借助了景觀生態學的空間量化模型，通過對遺產地斑塊邊界、形態遺產分布等量化計算，得到更加科學、精准的指標信息，便於多組遺產地進行比較研究。轉譯的指標都是景觀生態學中一些能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結構的組成和空間配置某些方面特征的簡單定量指標。其中包括形狀指數、斑塊離散度指數、分維度、Shannon的多樣性指數[2]。

（1）斑塊形狀指數[2]112-115 斑塊形狀指數是通過計算某一斑塊形狀與相同面積的規則圖形之間的偏離程度來測量的。參照圖形包括圓形、正方形和橢圓形。本文的研究對象大多為團狀或帶狀的遺產地，相對而言以橢圓形為參照體系更准確，所以本文的形狀指數計算公式1如下：

這些量化模型，運用在歷史城鎮保護中，能夠揭示其平面形態特征和遺產分布狀況。但對於研究遺產地斑塊和周邊基質的相互作用關系，還需要引入空間組構理論。空間組構理論主要關注城鎮空間布局與整體間的連接關系，不糾纏對空間之間實際距離等幾何變量的考察，隻要用軸線模型正確表達了歷史地圖中的街巷連接關系，就能在描述空間結構特征方面還原歷史本來的面貌。該方法已廣泛應用在城鄉規劃學和遺產保護中。

為了更加直觀的說明以上量化模型在歷史城鎮保護中的應用，本文選擇中東鐵路干線7個歷史城鎮作為樣本研究。它們規模適中，其空間結構即能體現鐵路站點的標准化設計又能代表各站點不同的布局特色，在時空演進過程中遺產地斑塊與基質之間形成的演化規律又各具差異，充分滿足本文研究所需。

2 遺產地斑塊的空間量化分析

基於景觀生態學理論和方法，以中東鐵路歷史城鎮為例，建立遺產地空間量化分析模型。模型主要針對斑塊空間結構和遺產分布特征兩方面進行量化。通過計算，對結果進行進一步統計和分析，揭示歷史城鎮的現狀特征和存在問題，從而提出具有針對性的保護策略。

2.1 量化模型的建立

模型內容包括各類數據指標和遺產地斑塊的聚落形態圖。各組數據來源於對景觀生態學量化模型的轉譯，聚落形態是通過實地調研測繪完成，其中對於遺產地斑塊范圍的劃分並非以政府部門畫定的紫線作為遺產地的區域邊界，而是將處於歷史區域邊緣的建筑單體作為節點、以區域最外側歷史街道為邊緣建立連接線，最終劃定遺產地邊界。採取這種方式劃定的區域通常比紫線范圍大，它能有效的將歷史建筑、歷史街道、歷史時期公共服務設施以及古樹等遺產元素全部納入其中，令人們可以從宏觀、全面的角度看待遺產地斑塊[3]。以下是中東鐵路遺產地斑塊的空間量化模型（表1）。

從模型可知，7個遺產地斑塊從規模、面積、形狀以及擁有歷史建筑數量、密度、多樣性上均有所差異。從規模和面積來看，面積最大的滿洲裡達128.5ha，約為面積最小的綏芬河的3倍。從斑塊形狀來看，斑塊分為團狀、帶狀和指狀三類，其中一面坡的平面形態屬於指狀﹔橫道河子和昂昂溪是典型的帶狀﹔其它遺產地基本為團狀，其中扎蘭屯和博克圖的邊界輪廓更復雜。從所擁有的歷史建筑來看，數量最多的橫道河子擁有歷史建筑129個，數量最少的綏芬河含歷史建筑30個。7個遺產地中遺產類型最為豐富的是扎蘭屯，遺產多樣性指數最低的是昂昂溪。建筑遺產密度最高的遺產地是一面坡，最低的是扎蘭屯。

2.2量化結果的討論

為了突出說明遺產地斑塊所具有的特征，並令人更加直觀的理解，文章將表格中的基礎數據分組比較，並畫雷達圖展示。

首先將遺產地擁有歷史建筑個數和建筑面積劃為一組，進行比較（圖1）。昂昂溪擁有119棟歷史建筑，建筑面積達兩萬平方米以上，較同樣擁有100棟以上歷史建筑的橫道河子面積小了一萬多平面米，原因在於昂昂溪的歷史建筑大多為住宅，隻有一層，區域內大型公建數量少，建筑總面積小。綏芬河隻有30棟歷史建筑，建筑面積卻接近兩萬平方米。雖然歷史建筑數量少，可由於大部分都是大型公共建筑，所以建筑面積佔據一定優勢。由此可見，擁有歷史建筑多的歷史城鎮，保留的城鎮歷史信息多，遺產地規模較大﹔擁有歷史建筑少的歷史城鎮，保留下的建筑多是最能代表中東鐵路時期建造技術和審美藝術的公共建筑[6]。對每個城鎮來說，歷史建筑作為城鎮文化的積澱，均具有很高的保護價值。

從遺產地的形狀指數和離散度指數分析（圖2），形狀指數是用來衡量歷史區域形狀的復雜程度，分維數是用來描述邊界的形態特征，雷達圖顯示兩個指標基本成正比。其中一面坡和橫道河子的形狀指數與分維數最大。橫道河子由於受到地形地貌的影響，導致自身發展受限，隻能沿等高線發展，城鎮形態為彎曲的帶狀﹔一面坡由於鐵道南部受到鎮內城鎮化和房地產開發的影響，斑塊目前呈指狀，是形狀最復雜的遺產地，伸出的部分是當時的華人商業街，街道兩側建筑的裝飾風格頗具中西合璧意味，體現了當時特殊的歷史背景和文化融合，具有護價值[6]。

從斑塊形狀和邊緣來看，二者基本呈正比。形狀越規整、邊界越平緩的斑塊抗干擾性越強，不易被周邊基質影響，形狀復雜、邊界凹凸程度高的遺產地相對比較脆弱，容易受到威脅和侵蝕。對比7個遺產地，一面坡邊界有明顯的突出，像伸出的手指一樣，隻有一小部分與大斑塊相連，伸出的部分完全暴露在基質中，更容易被分解破壞，這類遺產更應得到關注。

遺產類型的豐富度與遺產地的規模等級和保存情況有很大關系。在中東鐵路時期，站點等級高的遺產地通常遺產規模和數量多，類型也比較豐富，包括居住、醫療、軍事、商業、教育和宗教等等。多樣性指數高的遺產地具有更高的歷史價值和藝術價值。而歷史建筑密度反映了建筑遺產在遺產地斑塊的分布情況。遺產密度大的區域，歷史建筑分布較為緊密，如橫道河子、昂昂溪和一面坡。橫道河子因地勢原因，歷史建筑都集中在坡度較為平緩的區域﹔昂昂溪和一面坡的特點在於城鎮后續發展主要中沿鐵路另一側建設，這導致中東鐵路時期主要的歷史區域能夠被集中完整的保留下來且不被城鎮化建設所影響，所以它們較其他遺產地更完整、建筑遺產密度更高（圖3）。

對於歷史城鎮的保護，需要綜合考慮以上所有指標情況，依據具體情況具體分析。比如一面坡雖然遺產密度大、shannon多樣性指數高，但由於斑塊形狀呈指狀，邊界凹凸嚴重的部分容易被周圍環境蠶食導致遺產地整體形態被破壞，在保護時，建議將歷史區域內形態比較突出的部分進一步劃定區域范圍，結合周邊情況和實際狀態制定保護策略﹔滿洲裡、綏芬河和扎蘭屯雖然整體形態為團狀，但內部遺產卻較為分散，在這種情況下需要避免遺產地斑塊受到蠶食和分解，著重注意保護斑塊內歷史肌理和歷史環境，對於布局過於鬆散的區域建議通過建造人工景觀增強遺產連接度，也可以在當前斑塊層次下，為個別建筑單獨劃分保護范圍﹔對於博克圖、橫道河子和昂昂溪，它們的共同特點是歷史建筑數量多並且分布集中、邊界形態存在一定程度凹凸。對於這類遺產地，保護重點在於控制城鎮基質對斑塊邊界的蠶食，建議在斑塊外圍劃定控制地帶。

當然，在保護時也需要考慮中東鐵路時期各遺產地的職能特色，比如以旅游休閑類為主的遺產地，需恢復當地自然環境，還原歷史氛圍﹔以工商業及商品集散為主的遺產地，可以保留當時的商業街，為其功能置換，令其重新煥發活力。

3 遺產地斑塊的時空演進分析

分析遺產地斑塊的時空演進過程，能夠揭示遺產地斑塊與周邊基質的相互作用關系。所以本文引入了空間組構原理，通過建立軸線模型，研究遺產地斑塊與其所在城鎮之間的拓扑結構，了解遺產地及其周邊區域的空間的組合、構成與發展，揭示歷史城鎮空間構型的變化與內涵。

3.1軸線模型的建立

空間組構原理是採用軸線模型來描繪歷史城鎮的街巷連接關系，從而將城鎮的空間結構提取出來進行分析。而模擬遺產地斑塊的演進過程，需要為遺產地斑塊選擇不同時間節點的地圖。本文選擇了兩個時間節點：歷史節點與現狀節點。昂昂溪、博克圖、橫道河子、滿洲裡和綏芬河的歷史節點地圖收錄於俄文版《中東鐵路建設圖集》中[3]，是十九世紀初俄國人繪制的規劃設計圖。扎蘭屯與一面坡的圖紙分別來自扎蘭屯中東鐵路博物館和《洙河縣志》[7]，是十九世紀40年代，日本人對當時城鎮進行調研后所畫的測繪圖。本文通過空間轉譯，把歷史地圖改繪為與現代地圖空間坐標一致的地圖[8]。城鎮的現狀地圖主要來自各地區規劃部門所公布的總體規劃圖，時間段在2008-2018年之間。通過實地調研、測繪以及對比城鎮航測圖與高清衛星圖，確定其中真實有效的空間結構信息，最終繪成用於演進分析的現狀地圖。

模型的具體建立方式是通過Depthmap軟件將地圖中的道路提取出來，最終形成軸線圖。軸線圖中不同顏色代表了不同的數值。一般較高的數值段賦予偏暖的顏色、較低的數值段賦予偏冷的顏色，通過數值與圖形相結合的方式來表達區域空間結構的拓扑關系和特征[9]。該特征通常反映在三個指標內：連接度、集成度和可理解度。連接度是指與該節點鄰接的節點個數。連接值越高，其在局部街道系統中的可達性也就越好。集成度是衡量一條街巷至其它所有街巷的便捷程度，它分為全局集成度和局部集成度，通過為區域設定拓扑半徑進行區分，集成度高的街道相互連接，最終會形成一個中心區域。可理解度是基於局部空間認知整體空間的難易程度，如果通過某個局部空間能夠很好的建立整體空間的形態，則說明該空間具有很強的可理解度。

本文將遺產地現狀平面圖、中東鐵路時期遺產地全局整合度和歷史區域嵌入現狀地圖的全局整合度以軸線圖形式表達出來，並標注遺產地目前在城鎮中的位置（圖4）。其它指標通過列表形式表達（表2）。

3.2演化特征分析

通過連接度、可理解度和集成度三方面來看，中東鐵路干線遺產地及其所在城鎮具有以下特點：首先，從目前城市基質范圍讀取遺產地斑塊句法變量來看，連接度相對較高，這說明遺產地與周邊基質的聯系好，空間可滲透性強[10]。通過對城鎮的實地調研和對歷史資料的研究發現，連接度高的街道無論是在演變初期還是現在，都具備一定特點：它們均為城市主干道，承擔著人流集散和貨物運輸的工作，街道兩側通常匯聚大量公建，尤其是商業建筑。

其次，遺產地內空間可理解度較高，原因在於其規模小、路網布局簡單、空間結構清晰，人們對空間的辨識度高。隨著發展，遺產地斑塊成為當前城鎮的一部分，新建區域不再以歷史肌理作為空間結構的最小單元，導致整體擬合度降低，但卻依然處於高理解度范圍內，這說明遺產地空間目前與整體空間關系比較緊湊，遺產地與城鎮基質連接順暢、肌理相互延續。在這種情況下，遺產地不會獨立於城鎮大環境，方便從總體角度制定保護政策。

最后，從集成度來看，站點在演變初期，規模小、形態結構簡單，城鎮全局集成核中心十分明顯，規模和位置常與局部集成核相對應。隨著其發展方向和范圍的變化，城鎮中心在構型關系上發生改變，主要分為三種形式：第一類以博克圖與橫道河子為代表。這類城鎮的特點是，歷史區域作為城鎮中心，其核心地位不僅沒有消弱，反而增強[9]。在發展過程中，政府並未過多干預，新區格局幾乎是沿著歷史肌理自組織形成。究其原因，或由於地形地貌，在發展空間上受限﹔或因經濟不發達，城鎮開發晚，人口增長速度相對較慢，以致格局沒有大的改變。對於這類城鎮，控制區域內人口增長和開發速度有助於保持其完整性。建議在發展時繞開歷史區域，另辟新區。減少與城鎮現代化建設和遺產保護的矛盾，保証文化遺產的完整性和真實性。

第二類城鎮以扎蘭屯、一面坡和昂昂溪為代表。這類城鎮的中心從歷史區域偏離至城市新區[9]。扎蘭屯目前的集成中心是中央北路與其兩側的分支道路共同形成的“樹形”結構，位於歷史區域以東。一面坡的發展重心是從道北發展至道南。雖然這類城鎮以歷史區域為支點，著力朝一個方向拓展，逐漸形成新中心，可正是由於集成中心的轉移，暫時緩解了歷史區域將被大規模開發的命運，使文化遺產得以幸存。所以在保護時，控制歷史區域的開發強度，保持其作為局部中心的優勢，控制街區內建設新建筑，保留歷史區域的原始風貌至關重要。

第三類城鎮以綏芬河和滿洲裡為代表。這類城鎮的共性問題是，城鎮在歷史區域基礎上發展，各類遺產元素均被嚴重破壞，歷史與現代的無序穿插導致遺產的場所感缺失，整體風貌混亂[9]。歷史時期的集成核中心地位下降，又無新集成核中心產生。針對該類城鎮首先要結合歷史肌理，對相對密集的建筑進行群體保護﹔對遠離建筑群的進行單體保護。已被蠶食的區域不能進一步被破壞，新建建筑必須在保護歷史肌理為前提下建設，並且從體量、風格等方面與之和諧。城鎮未來的心中新盡量遠離歷史區域，避免城市建設對歷史區域造成更嚴重的影響。

4.結論

文章將景觀生態學概念框架和量化方法重新詮釋，運用至歷史城鎮保護中來，建立“遺產地斑塊-遺產廊道-城鎮基質”的研究體系。一方面把實際案例帶入模型，體現了該方法在實踐方面具有可行性﹔另一方面通過量化模型揭示空間特征，體現了研究結果更具科學性、理論探索更具開拓性。此外，該方法還可運用在其它不同類型、不同地域的遺產保護中，具有普遍意義。

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