基于“C-M-G”矩阵模型的传统村落人居环境生态模式语言研究*—— 以关中渭北地区为例

张鸽娟 何贞莹 ZHANG Gejuan, HE Zhenying

0 引言

当前传统村落人居环境问题频发，人居环境生态系统受到广泛关注[1]。既有的历史性研究以及理论性研究，虽然议题覆盖面越来越广，立意越来越深刻，但鲜有能够为设计实践提供技术上的支撑以及实际的指导建议。历史上著名建筑理论家亚历山大（Christopher Alexander）所提出的模式语言由于其可空间化、可复制性等模式特征，在设计理论与设计实践之间的连接中发挥了足够的优势[2]。但亚历山大的模式语言存在主要关注人的活动，针对自然事件图式的研究较为欠缺、忽视空间形态”等局限性[3]。近年来国内不同领域的学者尝试对其进行本质解析，并尝试以自身学科视角对“模式语言”理论进行结合性研究，在城市规划、建筑设计、机械设计、参数式设计等领域拓展了“模式语言”理论的应用实践[4-7]。部分风景园林学科的学者将“模式语言”与传统乡村聚落研究相结合，从“模式语言”视角分别对乡土聚落、村落地理文化、聚落空间模式、村落整体风貌、聚落景观模式等进行了研究[8-12]。这些研究丰富了“模式语言”在乡村领域的应用意义，但以传统村落为研究对象、针对地域共性模式的研究相对较少，在研究方法上一般对案例进行基础分析后直接得出模式语言，对于“模式语言”理论的应用条件考虑不够全面，导致最后提取出的模式较为模糊笼统，针对性不足。

关中渭北地区是陕西境内乡村人居生态环境优越性的代表，具备相对丰厚的研究基础以及较为典型的生态意义。本文选取渭北传统村落人居环境的典型案例，通过借鉴“建筑模式语言”相关理论，重视对村落环境系统解析并刻画生态空间的基本语汇，总结出村落人居环境营建中的生态手段，并从中提炼出生态模式语言，尝试为本地域内传统村落人居环境的生态建设提供一个可供探讨的思路。

1 从“模式语言”到传统村落人居环境的“生态模式语言”

1.1 “模式语言”与“生态模式语言”

亚氏“模式语言”旨在通过提炼与构建环境模式语言来解读各类原型环境，实现对传统的继承与超越。他在《建筑模式语言》一书中提出253条模式，并以配图的方式形象地说明了模式语言原型的提取、含义的解读及应用方式，既以严谨的科学性体现出设计者的专业思考过程，又采用形象直观的方式表达模式语言，使其理论起到直接指导实践的作用[13]。

本文所研究的“生态模式语言”是将“模式语言”理论应用于传统村落人居环境，并以其生态性为研究聚焦点，进行“生态模式语言”的获取。在借鉴原有亚氏“模式语言”提取过程、提取结果和表达形式的基础上，试图突破其方法的局限性，保留亚氏模式语言的本质优势特征的同时，强化其针对性。将亚氏的定性化案例分析深化为更为严谨的“案例分析法”及量化评价，将亚氏理论中的的“核心问题”具体化为“生态目标”，所提取的“生态模式语言”是在亚氏“模式语言”理论基础上进行的拓展性探索。

1.2 “生态模式语言”对于传统村落人居环境生态建设的适用性

传统村落人居环境由于受到地形环境、地域文化、社会背景等多重因素的影响，是一种融合自然环境与人文环境的复合性系统[14]，对其生态性的考量除了强调“人”这一核心主体的环境诉求，以及人类活动与居住环境的矛盾及协调方式之外，还需关注与历史文化建筑、非物质文化遗产等有关的文化生态环境，重视从生态可持续角度营建人居环境，促进人与自然和谐发展[15]。

本文借鉴亚历山大“模式语言”的研究方法，从传统村落人居环境系统的复合生态视角出发，通过对典型案例的空间、行为、事件之间的关系进行分析研究，将其中体现良好生态效益的营建手段进行总结归纳，通过简洁清晰的文字说明加上直观形象的图示表达形成“生态模式语言”，对传统村落人居环境的本体特征和生态过程进行刻画，对传统村落设计实践与设计理论的应用转化途径进行探索，可为实现传统村落人居环境系统的生态协调提供新的思维模式和建设路径。

2 “生态模式语言”的获取方法

2.1 典型案例筛选

案例研究是从特殊但有代表性的“个案”中“寻找”普遍规律的过程[16]。案例的筛选以保证典型性、代表性、生态性为准则。

本项目研究前期通过文献研究、比较研究、归纳分析、系统分析、问卷访谈等方法对渭北传统村落案例进行人居环境生态性识别，初步筛选出党家村等9个传统村落；从渭北传统村落地貌特征典型性方面进行分析，筛选出台塬坡地型、台塬平地型、沟壑谷地型共23个传统村落；借助Google Earth卫星遥感影像的村落形态，对渭北地区的传统村落整体布局进行观察，筛选出组团型、集中型、带状型共24个传统村落；对渭北传统村落民居进行分析，筛选出以合院式民居、靠崖式窑居、下沉式窑居为代表的12个村落；对渭北传统村落的文化背景进行整理归纳，筛选出防御文化型、宗族文化型、特色产业型共11个村落。

将上述各个村落的人居环境生态性、地貌特征典型性、村落形态差异性、村落民居代表性、以及文化形态识别性进行综合比较分析和叠合对比，最终选择各方面都具代表性和典型性的8个村落作为初步筛选的典型案例（表1）。

表1 关中渭北地区典型传统村落人居环境特征对比分析Tab.1 comparative analysis of residential environment characteristics of typical traditional villages in Guanzhong Weibei area

2.2 典型案例评价及代表性村落的选定

对于初步筛选的典型案例，需要对其生态环境进行评价，以选定最终需要详细研究和解析的代表性村落，从中提取其人居环境营建中的“生态模式语言”。为避免问卷调研等方法导致的研究结果专业性及准确性不足、以及由于缺乏量化研究而导致的研究结果的主观性与随意性[17]，本文对于典型案例的评价采用定性研究与定量研究相结合的“公众评议法”与“层次分析法”，构建评价指标体系对典型案例村落进行量化评价。

在评价指标选取方面参考了相关研究方向的学者对于乡村人居环境评价的研究成果[18-21]，以及国家相关部门发布的评定性文件《中国人居环境奖评价指标体系》《传统村落评价认定指标体系（试行）》，从传统村落复合生态系统的视角出发，以关中渭北地区传统村落人居环境复合生态性为一级指标，设定自然环境、建筑庭院、公共空间、人文环境、设施环境为五大类二级指标，并细化为33个三级指标（表2）。采用广泛使用的一致矩阵法，以方根法进行计算并对最后的权向量值进行一致性检测，得出评价指标的权重值，并制定评分标准。

表2 关中渭北地区传统村落人居环境复合性生态系统评价体系Tab. 2 composite ecological evaluation index system of human settlements in traditional villages

选取专家学者及村民代表对8个典型案例村落进行评议和打分。根据打分结果以及综合考量，选定位于丘陵沟壑地形的党家村、靠近河谷阶地的柏社村、位于台塬二级阶地的尧头村三个传统村落作为主要研究案例。其中党家村是陕西省内保存明清古建筑群最完整也最具代表性的传统村落；柏社村是国内现存地坑窑数量最多的村落；尧头村是被誉为古瓷窑的“活化石”的著名村落。

2.3 通过“C—M—G”矩阵模型提取生态手段

亚力山大在解释说明每一条模式语言时，都对该模式语言的具体功能及所解决的核心问题进行了揭示性的说明。本研究所要提取的“生态模式语言”要体现生态方向的指向性，因此需要设定该模式语言所要解决的生态问题——即“生态目标”。 根据“生态系统服务功能”相关理论，生态目标的设定以空间指向性、问题导向性、通用性等为原则[23]，与渭北传统村落人居环境特点相适应，在一级目标“村落人居环境生态系统健康及生态服务功能提升”的总目标下，可逐级分为四级目标，细化到影响人居环境生态系统健康的各种功能要素（图1）。

图1 关中渭北地区传统村落人居环境复合性生态系统目标体系Fig.1 compound ecological target system of human settlements in traditional villages in Guanzhong Weibei area

在此基础上，通过案例分析提取生态手段，将其与生态目标对应。由于案例涉及的生态手段众多，为了清晰地表达出案例村落的人居环境构成要素和所使用的生态手段、所达到的生态目标之间的对应关系，可构建“C-M-G”矩阵模型，即由“系统构成（system component）”—“生态手段（ecological means）”—“生态目标（ecological goals）”构成的矩阵模型（图2）。其中“系统构成（C）”是对传统村落的结构组成的分析，可分为自然环境、建筑庭院、公共空间、街巷空间、文化系统五部分[22]。“生态手段（M）”是指具体的典型传统村落人居环境中可以实现明确生态价值的营建方法。“生态目标（G）”是生态模式语言要解决的“核心问题”，即传统村落人居环境生态系统在提供调节、供给、支持、文化等服务功能方面所达到生态效能。

图2 “C—M—G”矩阵及生态手段提取方法示意Fig. 2 schematic diagram of C—M—G matrix and ecological means extraction method

通过“C-M-G”矩阵可以明确地表明传统村落人居环境的各个组成部分（C）分别通过哪些生态营建方法（M），达到了较为理想的生态目标（G）。通过对优秀案例进行解析并代入该矩阵，能够获取大量层级清晰且满足特定生态目标的生态设计手段（M），为生态模式语言的归纳提炼提供充分的基础材料。

2.4 基于“村落空间结构”研究的生态模式语言获取途径

亚历山大认为，模式语言不是事物具体的形态或表面内容，而是一种结构关系的呈现，反映了事物之间更深层次的本质特征，因此，在完成“生态手段”的提取后，需要对其结构关系进行进一步的剖析提炼[24]。传统村落的空间系统并非由各种孤立的要素罗列而成，而是因要素以及要素间的关系组成的一个结构系统[25]。对村落的空间结构的研究重点关注村落空间组织与空间形态，及其在自然生态环境、社会生活环境与人文历史背景等多方面因素下受到的影响。

以案例村落空间结构为研究对象，对初步提取的生态手段进行类型要素的分解，并以整体系统化思维，分析各类单体对象的影响因素，通过归类凝练总结出具备地域共性和普适性“生态模式语言”。

3 典型案例的“生态手段（M）”提取

关中渭河北部沟壑纵横的台塬地带气候相对干旱，黄土基层坚硬厚实，是关中重要的农耕生产区[26]。传统村落人居环境的营建过程在尊重自然环境的基础上尽可能满足人类生产生活需求，十分注重水资源的储存与利用，并十分重视古建筑的保存与非物质文化的传承。本文在构建适用于关中渭北传统村落人居环境的生态目标时，除了考虑一般乡村环境的生态价值，尤其强调“水源储存利用”“促进交往活动”“推动文化传承”这三类生态目标。

针对关中渭北传统村落人居环境，分别对所选三个案例的自然环境、建筑庭院、公共空间、街巷空间、文化系统等优势方面深入分析，提取每个案例的生态手段（M），并指出每一类生态手段所对应的生态目标（G），形成“C- M-G”矩阵（表3）。

表3 案例生态手段提取“C—M—G”矩阵表Tab.3 C-M-G matrix table and graphic analysis of case ecological means extraction

4 基于“生态手段”的“生态模式语言”输出

经过上述三个主要研究案例的全面分析，得到案例村落在自然环境、建筑庭院、公共空间、街巷空间等方面的具体生态手段。需要注意的是，对“生态手段”的提取充分尊重个体差异，并针对具体的生态目标。而“生态模式语言”是由实际典型案例中提取总结而来，在进行“生态模式语言”的提炼和输出时，需要针对村落空间结构划分出明确的类型，并进行相关影响因素的分析，对具备共性的生态手段其进行进一步的归纳总结，所提炼的“生态模式语言”在语言规范、性质分类、使用原则上需体现出明显的“模式性”，揭示出生态手段的普适意义；并通过图示和语言相结合的方式进行表达，使其具有清晰、明确、易掌握的特点，以便有效地应用于指导当地传统村落人居环境建设的实践操作。

4.1 自然环境的生态模式语言输出

村落的自然环境构成包括为村落提供聚居依托的地形地貌要素，以及村落在不同地形环境中的空间形态和组合方式。其影响因素包括自然形胜、防御功能、水源远近、耕地条件、方位朝向、土质条件等（表4）。

表4 自然环境的构成要素及影响因素Tab.4 constituent elements and influencing factors of natural environment

渭北传统村落在沟壑谷地、台塬平地、台塬坡地等环境中充分利用自然条件进行选址布局，大都符合“山环水抱、形局完整、景观秀美”的理想环境模式；且能利用地形构筑防御工事以避免战乱匪患；为满足基本农耕生产和生活需求，村落临近水源以及土壤肥沃之地，并对不同的地形进行改造或利用以方便耕种和居住，民居布局向阳、顺应地形或集中或成组团，并考虑到对地形及土质的利用以及安全避险等。

综上，渭北地区传统村落自然环境生态模式语言输出可表达为（图3）：

图3 自然环境生态模式语言图示Fig.3 language diagram of natural environment ecological mode

台塬坡地：塬顶而居+临近河谷+坡面改造+精土避险；

台塬平地：形态集中+外围农田+就水而居+塬面转移；

沟壑谷地：沟谷踞险+阳坡而居+精于靠水+重于改田。

4.2 建筑庭院的生态模式语言输出

建筑庭院的构成包括不同类型的庭院空间要素及空间形态和组合方式，其影响因素包括自然地形、宗法礼制观念、气候条件等（表5）。

表5 建筑庭院的构成要素及影响因素Tab. 5 constituent elements and influencing factors of architectural courtyard

渭北传统村落的窄四合院、靠崖式窑洞、地下式窑洞等民居建筑庭院都是结合自然地形因形就势而建。建筑布局对称规整，且单体房间有主次尊卑之分。一般选择建在坐北朝南的向阳面位置，建筑内向单侧的坡屋顶有利于雨水收集；入户空间顺应建筑形态形成内凹的过渡性空间，宅院南北窄长，夏季可争取阴影区域以缓解炎热，冬季可避风、向阳以及拥有充分的日照时间；庭院通过地面适度下沉、设渗井、滴水檐、水道等方式解决院落的储水和排水问题。各要素的营建均体现出对冬夏漫长、干燥少雨的地域性气候的生态适应性。

综上，渭北传统村落的建筑庭院生态模式语言输出可表达为（图4）：

图4 建筑庭院生态模式语言图示Fig.4 language diagram of architectural courtyard ecological model

合院：单向内坡+檐廊通透+防晒保暖+储排兼顾；

窑居：择土相地+顺坡就势+通风纳阳+储排兼顾；

入户空间：内凹缓冲+檐下空间+隔离空间 +高差界面+视觉标志；

庭院空间：南北朝向+门厦间隔+前后结合+节能布局+房窑结合。

4.3 公共空间的生态模式语言输出

公共空间的构成包括各种空间类型的要素、空间形态和组合方式等，其影响因素为村落宗祠中心辐射程度、古建保护程度等（表6）。

表6 公共空间的构成要素及影响因素Tab. 6 constituent elements and influencing factors of public space

渭北传统村落的公共空间深受传统宗族礼制文化及关中防御文化的影响。宗祠通常位于位于村落核心轴线主巷周边或至高点处，入口广场边界清晰，中心辐射明显，形成村落的记忆标志与视觉中心。防御空间是村落军事文化的载体，因其本身的高度优势及具备地域文化特色的建筑形式，成为村落中的重要识别性、标志性、精神性节点。基础服务空间是集会议事、节日集聚、活动宣传等的重要场所，功能多元化且满足合理的区域服务半径；节点空间的边缘与界限相对模糊，具有空间灵活性与功能转换性特征。对于传统村落而言，宗庙等公共建筑辐射影响到村落整体的公共空间布局，保护完好的公共建筑及其附属空间是凝聚村落集体记忆、延续文化认同与共同价值的重要载体。

综上，渭北传统村落公共空间生态模式语言输出可表达为（图5）：

图5 公共空间生态模式语言图示Fig.5 language diagram of public space ecological model

宗族庙宇空间：宗庙完整+广场边界清晰+功能适应+前场开阔+主巷周边；

防御建筑空间：实体系统化保留+视线廊道构建+产业复兴活化；

基础服务空间：行政场所功能多元+组团适宜半径性区位+边界停留空间；

节点空间：见缝插针+功能转换及赋予+凹凸层次+柔性边界+岔口放大+植被点缀+主体标志+视觉中心+文化记忆+引导序列。

4.4 街巷空间的生态模式语言输出

街巷空间主要可分为主街道、次巷、支巷等类型，影响因素包括地形环境、村落整体形态、地域社会文化等（表7）。

表7 街巷空间的构成要素及影响因素Tab.7 constituent elements and influencing factors of street and lane space

渭北的台塬平地村落街巷结构多以纵横分明、规整方正的棋盘网格状为主；台塬坡地型村落主要街巷顺应地形等高线纵长延伸，小巷多垂直于主路导入民居入口，呈单边或双边梳状布局；沟壑谷地的村落街巷穿插连接各个村落组团，呈现出具有一定方向偏移的树枝状形态。街巷随着村落的发展有机延伸生长，形成丰富的空间序列和视觉效果。主要街道一般为东西走向，可使主街两侧的建筑物得到充足的南向的日照，小巷布置紧密且沿南北方向，可减少风速与投影面，以利于储存民居单体接收日照所得的热量。村落的街巷布局较为强调利用轴线与网格形成严谨规整有序的村落街巷空间，符合儒家的礼制思想；出于风水上“藏风纳气”思想与安全防御上的考虑，街巷多为丁字路口且尽端处多修建影壁或神龛。

综上，渭北传统村落街巷空间生态模式语言输出可表达为（图6）：

图6 街巷空间生态模式语言图示Fig.6 language diagram of street and lane space ecological model

横宽纵窄+保留核心差异格局+周边交通连接+主道通达循环+主道串联核心节点+次巷风貌过渡连续+端巷引导入户+高差导排。

4.5 文化系统的生态模式语言输出

文化系统可分为文化因子、文化传承主体、文化载体、文化传承形式四类，其影响因素包括文化载体丰富性、文化载体完整性、文化内核突出性等（表8）。

表8 文化系统的构成要素及影响因素Tab.8 constituent elements and influencing factors of cultural system

在渭北传统村落中，宗族礼制文化对传统村落的社会组织结构、居民思想意识、社会行为和风俗习惯有着持续性的影响；防御文化的文化因子来源于历史上外部人为不利环境下村民自发产生的一种安全防卫、抵御人祸、军事任务、场所归属等思想意识，包括物质类的公共建筑、村落、街巷结构，以及精神类的村民自发形成的集体意识与防御制度。耕读文化是由儒家文化、宗教文化融合而成，在传统民居的门楣、匾额、楹联上都会有“耕读传家”“耕读第”之类的字雕，部分村落的宗谱民约上也体现出对耕读文化的重视；产业文化具体包括村落内的优势农业资源、工业产品或者良好的旅游发展而逐渐形成的集体性文化认可现象，以村落环境、村落农产品、村落手工制品、村落民居、村落公共建筑为主要载体，通过技术培训、经济带动、营销推广的方式传承。渭北典型传统村落都具有文化载体丰富完整、文化内核突出、文化传承活态延续等特点，通过集体合作社、文化产业开发、文化宣传交流等方式，村民的内生凝聚力和参与积极性得到激发，文化记忆得以保留延续的同时，文化资源的价值可被充分利用。

综上，渭北传统村落文化系统生态模式语言输出可表达为（图7）：

图7 文化系统生态模式语言图示Fig.7 language diagram of cultural system ecological model

文化因子：构建核心文化链+单点要素渗透+民俗延续+宗祠庙宇辐射；

文化传承主体：内生凝聚+村集体合作社+非遗传承人+村民主体+多元参与；

文化载体：利用闲置农宅+宗庙与记忆结合+动态化功能激活+核心载体文化辐射；

文化传承形式：地缘集体价值认同+外来文化交流+激活乡土产业+动态式传承。

6 结语

目前传统村落的生态建设活动中，乡村人居环境生态的设计理论与营建实践之间缺乏有效连接，设计者的“蓝图式”设计与村民使用者之间存在不同的“语言解读”以及价值认知系统，导致理论和实践的脱节。亚氏“模式语言”理论本身具备可复制的模式化特点，可以弥补设计理论与场地实践之间的语言错位。以此为借鉴，在突破其局限性的基础上，通过生态手段、空间逻辑、语言符号等要素的分析对人居环境的本体特征和营建过程进行深入研究，实现从“文字论述途径”到“空间图示策略”的转化，将相关理论和知识转化为景观规划设计需要的生态实践智慧，可在在一定程度上提升理论研究与实践应用之间的沟通与衔接。

本文以模式语言理论为基础对传统村落人居环境生态系统进行分析，通过案例筛选典型传统村落，结合调研得到的数据、资料和对村落的实地感受体验，以生态目标为指引，共提取出了44个生态手段，并进行进一步的总结提炼，得出16条生态模式语言，试图找出关中渭北地区优秀案例村落人居环境营建中具备共性、指导意义与生态价值的可取之处，作为传统村落人居环境建设实践的参考借鉴。

在对“生态模式语言”的实践应用中，需注意要以“方针式”指导为主，而不仅仅是“直接式”操作。应在尊重不同应用案例的个体差异的基础上进行灵活应用，根据实践案例的优劣情况，选择有针对性的“生态模式语言”，或通过不同类型的“生态模式语言”的组合使用，以及与其它设计方法、设计策略等组合使用，改善实践案例中的问题部分，优化不足部分，并避免僵化套用、磨灭村落个体差异、应用效果同质化等。

由于笔者自身的局限性，本文只是抛砖引玉，尝试通过对亚氏模式语言的继承与改善来探索一种研究渭北传统村落人居环境提升的方法，以此给当前的传统村落人居环境的生态化建设提供参考。

图表来源：

图1-7：作者绘制

表1-8：作者绘制