引 言
国家《关于实施乡村振兴战略的意见》文件中明确提出，在促进乡村经济、文化与生态发展的同时，注重乡村风貌与乡风文明建设。国土空间规划中关于乡村空间配置与空间整治的内容，强调修复生态空间、彰显风貌特色、传承历史文脉、优化人居环境等具体目标。
乡村空间既是乡村生活、生产、文化的物质载体，同时也是乡村风貌的重要组成部分与景观资源。乡村振兴战略的实施加速了乡村建设进程，为乡村带来日新月异的变化，但同时也给乡村传统空间与乡土景观风貌带来严重冲击。一方面，乡村发展建设缺少对自然环境、乡村风貌、文化特色、营造智慧和乡土建造方式的挖掘与吸收，造成新农村建设与乡土景观传承的对立局面；另一方面，乡村规划建设背离乡村居民的主观需求，瓦解乡村生活习俗、生产方式与乡村文明。
因此，延续乡村空间风貌的“山、水、田、居”格局、保护乡村传统空间风貌、缓解乡村发展与乡土文化传承之间的矛盾，形成乡村人工建成环境与自然环境之间的协调共生的整体思维和生态智慧，是乡村振兴战略时期的当务之急。乡村聚落空间结构简单、尺度与规模小，但对乡村进行客观与全面的认知，并探寻适宜的规划方法与模式需要耗时耗力，这是造成对乡村规划建设重视不足的主要原因。寻找客观、全面与深入的乡村空间风貌认知视角，探索一套适合乡村的规划设计方法与模式，是缓解乡村传统资源保护与乡村发展之间矛盾、引导乡村合理发展的要务。
乡村聚落形态基因作为乡村人造环境与自然、生态与人文环境长期互动与契合过程中形成的稳定与独特的空间衍生“编码”，传承乡村地域性生态美感与乡土文化。乡村聚落形态基因库不仅可以作为认知、解读乡村空间风貌的语汇体系与研究方法，还可以作为指导与辅助乡村规划和设计实践的具体技术工具。数据库技术对于多类型、多维度与多来源的数据具有综合存储与分析功能，在城乡景观风貌规划与评价、建筑风貌保护等领域具有广泛应用。借鉴基因库概念，结合数据库构建原理与数据分析方法，将识别、提取与量化形成的形态基因数据和质性数据进行系统化组织编排、检索与分析，辅助完成乡村空间风貌资源整合、特征评定、优化导引与管理规制等实践工作。
本文以乡村聚落形态基因作为认知与解析乡村空间风貌的视角，以形态基因库作为指导乡村空间规划、风貌传承保护与人居环境质量优化等专业性实践工作的辅助工具，在全面与深入挖掘乡村空间风貌与地域性环境资源的基础上，综合分析乡村空间风貌特质，为乡村空间规划提供借鉴。
一、乡村聚落形态基因信息体系
乡村聚落形态基因信息体系是形态基因库构成的核心部分，其框架构成涉及形态基因数据的收集、挖掘与储备。乡村聚落空间形态在形成与演化过程中将空间营造法式、量化参数、演化规律与环境互动机制等内容“编码”在形态基因信息体系之中。
根据类型与维度差异，可将乡村空间形态信息大致分为形态量化指标、形态数字化表征、形态结构网络与形态表征空间分布等内容。根据形态基因与空间形态的同构属性，将乡村聚落形态基因信息拆分为由形态基因条目、形态基因片段、形态基因序列与形态基因地图等数字化信息层级，能够表达某一空间区域内乡村形态从微观表征到宏观分布的各层面信息(图1)。
图1：乡村聚落形态基因信息体系构成与信息挖掘方法示意图
形态基因条目是以因子化形式将乡村空间的边界、街道、建筑群、开放空间与民居庭院等形态要素分解为条目性指标，并可通过既有形态量化方法将形态表征转译为数字化信息表达形式[16]。形态基因片段是将形态基因条目的连续数据采用聚类统计方法划分为若干数据集合，用于形态表征的差异性区分、相似性归纳与抽象总结描述。形态基因序列是将乡村空间形态结构转化为以形态基因条目及其之间关联的复杂网络表达形式，可直观反映不同属性乡村的空间组构逻辑关系。形态基因地图主要根据基因条目数据在一定区域内的阈值分布特征，建立乡村空间风貌与自然地形地貌环境、产业环境、民族文化环境、城乡关系环境等外部因素之间的关联。
作为形态基因库的核心组成部分，乡村聚落形态基因信息体系根植于乡村空间风貌特质，兼顾乡村空间、自然环境、社会环境之间的互动效应及乡村空间风貌差异表征的深层机制。基于该体系建立形态基因库，可实现乡村形态基因信息的识别、挖掘、收录与调用，是在尊重乡村空间风貌在地性、多样性与传承性特征的基础上辅助乡村空间形态特质识别与乡村空间规划实践。
二、形态基因库构成
1、结构构成
乡村聚落形态基因库的主体结构由信息层(数据层)、逻辑层(业务层) 与平台层( 表现层) 构成，延伸出信息存档功能、检索功能、编辑功能与交互分析功能等应用平台，形成“三库四平台”的整体结构(图2)。信息层包含的“三库”内容，即形态基因量化信息库、形态基因图示信息库与形态基因文本信息库；平台层包含的“四平台”内容，即信息归档平台、信息检索平台、信息编辑平台和信息交互平台；将数据库与应用平台衔接的逻辑层包含两部分内容，其一为数据库之间的关联关系，其二为信息层与平台层之间的关联关系，二者构成基于B/S结构包含前端界面、业务逻辑与后端数据的总体关联结构框架。乡村聚落形态基因库采用BI数据分析技术实现数据综合统计运算与可视化输出等交互分析功能。
图2：乡村聚落形态基因库整体结构框架图
2、数据构成
乡村聚落形态基因库信息层包含形态基因数字化信息库、图示化信息库与文本化信息库3个核心数据库，采用MySQL实现对海量数据的存储与管理，通过Navicat进行数据信息的关联与整合，将离散的乡村空间风貌信息点以完整信息链的形式呈现乡村空间特征与面貌。
形态基因数字化信息库包含乡村形态基因片段、形态基因序列与形态基因地图等数字化信息，并通过形态基因条目、形态量化数值与乡村类型3个变量实现数据节点的链状或网状集成。研究团队完成黑龙江省近300个乡村样本的形态基因信息挖掘并录入形态基因库，作为乡村地域性空间形态与风貌认知、研究与实践工作的信息储备。在经挖掘获取的形态基因信息中，包含15条能够全面概括乡村形态因子的条目信息、56条表达不同形态表征的片段信息、20条以乡村类型区分的基础序列结构信息及15条表达不同形态表征空间分布的地图信息(图3)。
图3：黑龙江省乡村聚落形态基因数字化信息可视化表达示意图
形态基因的图示化与文本化信息库作为量化数据信息的辅助内容，一方面符合空间形态与风貌的直观性认知特征，另一方面满足无法通过量化实现的乡村空间资料收录需求，并能弥补数字化分析中过度抽象性的弊端。
3、功能构成
按照乡村空间风貌与空间人居环境规划、设计与优化实践中的实际需求，乡村聚落形态基因库在功能构成上设置了信息归档功能、检索功能、编辑功能与交互功能。乡村聚落形态基因库的信息归档功能一方面是对形态基因库中数据的更新与完善，以提高样本类型的丰富度与数据的精确度；另一方面在乡村传统空间风貌快速衰败的背景下，为乡村特色空间风貌信息与现状情况的及时补录提供信息收录框架，辅助乡村空间风貌规划保护。
形态基因库的检索、编辑与交互功能构成形态基因信息的应用集成。检索功能是通过索引筛选除需要浏览查看的乡村空间风貌信息类别、村庄名称与乡村属性，过滤出待查询村庄的形态基因片段信息、形态基因序列信息与形态基因地图信息，以及符合需求的图像信息与文本信息。编辑功能是乡村聚落形态风貌基因信息平台中内嵌的数据可视化功能，用以对输入的数据进行再次运算、挖掘与数据可视化图示生成，是形态基因库信息归档功能中数据类型选择与再运算的后续操作。交互功能是调用与综合分析乡村形态基础数据，进一步挖掘其中潜在隐含的信息，并实现数据输出“构件化”的灵活组合，生成并导出目标村庄的形态基因分布信息、形态基因序列信息及形态基因片段信息，作为乡村空间风貌保护传承、优化更新与人居环境质量提升的重要参考依据，辅助完成乡村空间的问题剖析与规划设计实践。例如，研究团队将乡村人居环境调研中收集的村民访谈数据与形态基因量化数据进行关联分析，探索乡村传统空间在乡村人居健康环境建设与优化方面的优势和劣势，进一步明确乡村人居环境的靶向优化与修复目标(图4)。
图4：形态基因与乡村健康人居环境质量交互统计分析图
三、形态基因库应用路径
通过挖掘乡村不同维度与类别的形态基因信息，获取与识别待检测村庄空间风貌特征的分项及综合特质。乡村聚落形态风貌基因库辅助应用于乡村空间风貌的传承与优化导引，按照形态基因特质识别、空间风貌信息挖掘与乡村居民主观意愿，完成乡村空间风貌传承与优化的目标分解。
1、乡村聚落形态基因片段特质识别
形态基因片段的特质识别是对乡村空间形态与空间风貌表征的分项解析。基于形态量化与聚类统计的乡村形态基因信息，将乡村空间风貌表征划分为可以归纳与总结的形态类型。形态基因库关于基因片段信息的挖掘，包括村庄形态特征趋同与分异的量化比较判断，识别目标村落空间形态的主体基因、从属基因与变异基因，作为差异性措施选择的依据。通过形态基因量化信息的辅助分析，进行乡村边缘环境、街巷空间、肌理、开放空间体系与乡村民居等形态要素的特质识别，结合乡村发展的客观需求与乡村居民的主观意愿，对各形态基因条目采取遗传、修复、变异、进化、再生与优化等差异性措施进行研判。
形态基因库对不同形态要素与形态因子单独设置检索，便于根据研究目标与研究视角进行差异化的形态基因信息的分项应用。通过乡村样本检索、形态基因类属、形态基因条目、信息类别等下拉选项的筛选，调取能够全面反映与识别乡村空间形态和空间风貌的形态基因片段信息(图5)。基于形态基因库的乡村空间形态表征特质识别，避免孤立地就单一样本进行解读，综合横、纵向比较剖析所获取的判别结果更具有综合性与全面性。
图5：乡村空间风貌片段特质信息识别示意图
2、乡村聚落形态基因序列特质识别
形态基因序列特质识别是对乡村空间形态结构信息的解析。不同类型的乡村在空间演化过程中形成差异性空间生长秩序，并将多种自然与社会因素“编织”在形态基因序列之中。形态基因序列信息提供了不同属性村庄空间构成的基本结构，通过形态基因库的交互功能将指定类型乡村的基因条目关联系数与待检测村庄的形态量化数据进行修正，形成目标村庄的专属基因序列信息。基于形态基因库的乡村空间形态结构特质识别，是在尊重乡村空间的演化与组织逻辑的基础上，延续“山、水、田、居”有机融合的乡土景观风貌格局。
通过形态基因序列的初步检测，确定待测乡村样本的形态基因结构中关联较强的形态基因网链，从中提取核心形态基因条目节点与关联链，识别乡村聚落特殊空间序列与空间组合信息(图6)。以形态基因序列为依据，在乡村样本资源信息库中调用与核心基因条目关联的空间节点表征图示，可供基因库使用者根据实际情况对调用与筛选出的空间风貌节点进行组合，作为引导村庄整体空间结构或核心保护范围的特色塑造与强化依据。
图6：乡村空间风貌序列特质信息识别示意图
3、乡村聚落形态基因分布特质识别
乡村空间风貌特色具有领域性，不同空间范围内的乡村空间风貌表征不尽相同。乡村聚落空间风貌特征具有空间集聚效应与区域相似性属性，使乡村空间风貌呈区片化分布特征。通过形态基因库的乡村空间风貌基因资源分布特质识别，将乡村空间风貌中所谓的一类资源“图层”与自然资源、产业资源、文化资源相叠加，在宏观区域尺度对乡村聚落空间风貌进行认知，根据乡村空间风貌的在地性表征对区域性乡村空间风貌进行突出与强化，使村庄与自然环境、人文环境、社会环境之间更为契合。基于形态基因库的空间风貌分布特质识别，有助于强化区域性乡村空间风貌特征的相似性，加强乡土地域性风貌的认同感，并以地域相似性风貌表征为素材采取修复与再生的方式保留乡村传统空间；有助于保留村庄个体的独特性空间风貌表征，保证乡村空间风貌的在地性与多样性；有助于保留村庄空间变异性的形态表征，控制或去除对区域性整体风貌特色产生破坏的要素，加强对乡土空间风貌的保护。
根据待检测村庄的地理坐标定位、村庄属性与形态基因条目选择，形成叠加后的形态基因地图信息。例如，对黑龙江省朝鲜族村庄进行省域范围内的形态特征挖掘，将黑龙江省朝鲜族村落聚集地图、农业与林业生产地图、平原与山地地貌地图与外界影响深度基因条目地图进行选择并在后台叠加，获得该片区朝鲜族村庄的空间风貌大致表征信息(图7)。所获取信息反映出在地形环境与产业环境的综合影响下，朝鲜族村落在整体上呈现肌理相似性与多样性的空间风貌特点，需要在乡村空间规划中强化民族共性风貌因素的同时，针对不同空间肌理的村庄采取差别性应对措施。
图7：乡村空间风貌分布特质信息识别示意图
四、形态基因库辅助乡村空间风貌传承优化导引实践
本文以黑龙江省五大连池市L村为实践对象，运用乡村聚落形态基因库为辅助工具，识别与挖掘L 村的空间形态与空间风貌特质信息，作为乡村空间靶向调整的保留依据；结合乡村传统空间肌理完整性、乡村发展时代性及乡村居民主观意愿等乡村空间传承与优化目标，提出L村空间风貌导引策略。
1、L村形态基因信息挖掘与现状分析
利用检索功能调取形态基因库中存储的L村的基础信息、属性信息、形态基因条目量化信息、图示信息与文本信息。
黑龙江省L村位于五大连池世界地质公园范围内，具备小兴安岭与松嫩平原地区村庄的典型风貌特点。L村凭借所在区域内的地形地貌与水系条件(火山、地下泉等)、民族文化与农耕产业风貌景观等优质旅游资源与健康资源，村庄旅游业与餐饮服务业发展相对迅速。上位规划中确定以原有村落为内核向北扩建新村，从村庄空间建设现状看，南、北(旧村与新村) 两部分空间肌理具有显著差异。借助形态基因库交互比较分析村庄南部、北部和整体之间的形态量化数据，可以直观判别新村(北部) 的边缘空间、建筑肌理与开放空间出现明显的形态变异现象。新建区域对传统空间形态重视不足，产生与乡村生产生活、乡土视觉景观、乡村传统风貌等方面的偏差(图8)。根据形态基因库中L 村现状空间风貌的信息汇总，获取当前村庄空间风貌与人居环境的基本现状，作为空间风貌传承与优化的基础信息(表1)。
图8：L村形态基因基础信息检索示意图
表1：基于形态基因库信息挖掘的L 村空间形态现状分析
2、L村形态基因特质信息识别与挖掘
在形态基因库中完成数据输入与选项选择，获取相关的形态基因分布、形态基因序列与形态基因片段等方面的特质信息。
(1) 形态基因分布特质识别。通过地理位置信息输入获取L 村所处地形地貌分区、产业类型分区、民族文化分区与城乡关系分区等信息，挖掘村落周边环境对乡村空间形态与空间风貌的直接、间接影响与塑造效果。从地理区位看，L村周边自然景观旅游资源丰富，分布火山岩渣锥体、盾状火山结构、熔岩流等奇特与完整的火山地貌；村庄地处达斡尔族、鄂温克族、鄂伦春族等游猎民族交汇区，具备充沛的民族文化滋养成分，可作为村庄特色风貌塑造的文化资源；平原农业种植生产是L 村所在区域的主导产业，广阔的田园景观构成了特色鲜明的农业风貌资源(图9)。从空间形态表征分布看，外部环境对该区域村庄的整体形态、道路形态、建筑群肌理等形态与风貌产生多样性表征，对于表征差异性需要差别对待，需遵循区域性环境与乡村空间风貌的互动机制。
图9：L村形态基因分布特质信息挖掘示意图
(2) 形态基因序列特质识别。为综合、客观地反映L 村形态基因序列的构成特质，在形态基因库中按照L 村所兼具的农业型、邻水型与近郊型3 种属性进行选项选择，结合L 村形态基因条目量化数据进行加权计算，生成专属的形态基因序列信息图示( 图10)。基于L 村形态基因序列信息提取结果可获取“外界影响深度—形状偏离度—边界复杂度—网络集成度”与“外界影响深度—建筑群稳定度—空间分维度—庭院类型”两条序列主链。据此，L村在空间风貌形成过程中延续“外部环境—外围空间—建筑群肌理—街巷形式—庭院空间”由外而内的空间衍生逻辑。综合序列主链条中串联的核心形态基因片段的信息挖掘，作为L村空间风貌整体强化设计的辅助参考。
图10：L村形态基因序列特质信息挖掘示意图
(3) 形态基因片段特质识别。将L 村形态基因量化数据与黑龙江省大样本量聚类统计划分结果进行比对，一方面用以确定其各个形态因子的表征类型，另一方面用以研判L 村空间形态中的变异基因。采用形态基因库交互分析功能，将L 村形态量化数据折线图与黑龙江省大样本量村庄量化数据的箱型统计图进行综合，从数据可视化结果中判断村庄轮廓偏离度、边界复杂程度与建筑群稳定度为存在变异现象的形态因子，反映村庄整体形态与边缘空间的不规则性及建筑肌理的分异性，需要在空间风貌优化中加以重视。根据L 村各形态基因条目量化数值在数据集合中所处的片段范围，确定其各空间形态因子的形态特征(图11)。针对不同形态基因片段表征特点，辅助分析其在乡村空间现状与乡村发展中的优势与劣势，作为乡村空间形态传承与优化目标分解的依据。
图11：L村形态基因片段特质信息挖掘示意图
3、L村形态基因传承与优化目标分解
乡村居民作为乡村空间演化的主体，其主观意愿对于乡村空间基因传承导引具有重要的参考价值。针对村庄建设中民众参与度低的问题，在乡村空间风貌导引中对村民主观意愿与形态基因进行综合考量，将导引目标分解为“遗传与修复”“变异与进化”“再生与优化”3 类，进行有针对性的空间风貌传承与优化导引，实现乡村空间传承与优化的双重目的。
传承与优化导引的目标分解是以经过形态基因特质识别的信息为切入点，通过对L村大量村民的访谈资料进行统计(现场发放问卷120份，回收120份，有效问卷116 份)，利用形态基因库的交互分析功能进行形态基因数据与访谈统计数据关联，系统归纳与总结村民对乡村空间发展的诉求。对与乡村现代化尚不存在显著矛盾的基因条目，采取原貌保留的“遗传”导引；对在自下而上演化中出现不合理或破败的空间问题，采取空间调整的“修复”导引；对乡村发展中出现消逝或者丧失的空间场所精神，采取场景复原的“再生”导引；对与乡村人居环境和现代乡村生活发展相悖的形态因子，采取空间改造的“进化”导引；对形态基因片段检测中出现异常值的形态因子，根据具体情况采取严控的“变异”导引。综合现状问题与基因特质挖掘结果，将L 村形态基因进行空间风貌传承导引的目标分解(表2)。
表2：基于形态基因库交互分析的L村空间传承与优化目标分解
4、L村形态基因传承与优化导引策略
应用乡村聚落形态基因库的归档功能进行L 村的现状信息、形态量化信息与村民访谈信息等内容汇总，应用检索与交互分析功能完成所需村庄形态信息调用、综合关联分析、形态基因特质识别及传承与优化目标分解等分析任务。结合综合分析与评判结果，按照L 村空间形态片区、空间形态序列与空间形态节点等层次提出乡村空间传承与优化导引策略。
(1) 空间形态片区导引策略。L村空间风貌片区规划应与区域性乡村空间形态特征相顺应，重点考虑乡村地域性形态基因在空间衍生与进化中的作用，突出乡村空间风貌“遗传”稳定性与在地性特点，强化区域性空间风貌共性。在L村形态基因延续与空间风貌塑造中应充分挖掘区域环境资源( 地形地貌、乡村产业和民族文化等)。利用特殊地貌景观，在L 村中设置适宜的视觉景观点，将火山远景与裸露地表的熔岩流火山地质引入村庄整体景观体系，构成可远观、可近触的丰富景观层次。将东、西两侧溪流水体与西南侧泉眼纳入村庄整体景观系统，形成“村边水”与“村中水”两种“村—水”景观格局。突出农业种植型村落的产业景观风貌，美化村庄与耕田之间的介质空间，将广阔田园景观作为L 村外围景观界面，突出黑龙江省农耕文化与乡土风貌特色。L村受黑龙江省游猎与渔猎民族文化辐射，少数民族村庄地域性建造经验、材料与制式，以及民族审美与文化图腾元素可纳入村庄空间风貌塑造与强化之中，在发挥村庄旅游资源优势的同时，宣扬少数民族传统瑰宝。
(2) 空间形态序列导引策略。L村空间风貌序列规划延续既有形态基因序列，延续内核外延与外围内渗的双向驱动演化趋势，从基因序列与基因片段角度所明确的空间风貌布局引导中，强化在核心形态风貌基因条目主导下的空间衍生逻辑，形成特色突出、环境优良的乡村空间风貌景观网络(图12)。将形态基因库生成的“外界影响深度—建筑群联通度—空间分维度—网络集成度”与“庭院类型—空间占据率—边界复杂度”两条基因序列转译为乡村空间规划设计语汇，即“自然环境—建筑肌理—公共空间形式—街道构成”与“庭院空间—建筑群—边界空间”空间形态序列。结合L村的具体情况，分别形成不同空间风貌资源叠加的乡村民居与乡村生活体验区，突出“山、水、田、居”的乡土空间格局特色。
图12：基于形态基因序列的空间风貌景观网络塑造示意图
(3) 空间形态节点导引策略。L村空间风貌节点规划参照形态基因传承与优化目标分解结果，根据不同空间形态因子的现状优势或具体问题采取有针对性的导引措施(表3)。
表3：乡村空间形态节点分项传承与优化导引策略
五、结语
乡村聚落形态基因包含乡村空间的尺度参数、营造法式与演化规律等方面信息。对于形态基因信息的挖掘、提取、分析与应用，是在尊重乡村特点的前提下完成对乡村空间的认知、研究与规划设计实践。以乡村形态基因信息为数据基础构建乡村形态基因库，可实现多维度、多类型与多来源的形态基因信息存储、检索、调用与数据交互分析，为乡村空间风貌资源整合提供信息组织框架，为乡村空间规划与管理提供辅助工具。通过村庄空间风貌传承与优化实践应用，验证乡村聚落形态基因库在乡村空间风貌特质挖掘、乡村人居环境质量提升与乡村空间发展进化等方面应用的可行性与可操作性。形态基因库可作为规划技术工具纳入乡村空间规划体系中，其多元数据综合分析可与诸多研究领域进行关联，将乡村问题与乡村空间挂钩，在极大限度保证乡村空间完整性与传承性的基础上，缓解乡村发展与乡村保护之间的矛盾，满足乡村建设发展与乡村空间规划的应用需求。
以上内容来自《规划师》2021年1期，《基于形态基因库的乡村聚落空间风貌传承与优化研究——以黑龙江省乡村聚落为例》