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Acta Geographica Sinica >

2024 , Vol. 79 >Issue 6: 1478 - 1502

DOI: https://doi.org/10.11821/dlxb202406008

Spatial and Industrial Development

The analysis framework and research prospect of "mountain-water-city" spatial pattern

  • WANG Hua , 1, 2, 3, 4 ,
  • ZHOU Guohua , 1, 2, 3 ,
  • ZHAO Wanmin 5 ,
  • WU Guohua 1, 2, 3
Expand
  • 1. School of Geographic Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China
  • 2. Key Laboratory of Geographic Big Data Development and Application in Hunan, Changsha 410081, China
  • 3. Key Laboratory of Process and Effect of Urban-Rural Transition, Hunan Normal University, Changsha 410081, China
  • 4. Key Laboratory of Natural Resources Monitoring and Supervision in Southern Hilly Region, Ministry of Natural Resources, Changsha 410118, China
  • 5. Faculty of Architecture and Urban Planning Chongqing University, Chongqing 400023, China

Received date: 2023-09-28

  Revised date: 2024-03-14

  Online published: 2024-06-19

Supported by

Natural Science Foundation of Hunan Province(2023JJ40444)

Open Research Fund Program of Key Laboratory of Natural Resources Monitoring and Supervision in Southern Hilly Region,Ministry of Natural Resources(NRMSSHR2022Z10)

Soft Science Research Project of Ministry of Housing and Urban-Rural Development(2021-R-034)

National Natural Science Foundation of China(51678086)

Fold

Abstract

In the course of urbanization in mountainous and hilly regions, the rapid and disorderly expansion of urban areas has led to environmental degradation of natural landscapes, the gradual erosion of cultural heritage inherent to landscapes, and an intensification of the conflict between human activities and environmental preservation. This dilemma has emerged as a prominent challenge confronting the sustainable development of cities. The integrated advancement of mountain management, water governance, and urban planning emerges not only as a pragmatic imperative for new urbanization and the realization of a visually appealing China, but also as a pivotal pillar supporting urban spatial restructuring and the pursuit of green, low-carbon transformations. This study advocates for a comprehensive exploration of the reciprocal influences and interactions between urban spatial expansion and natural landscapes, necessitating the adoption of an integrated research pattern. This pattern systematically scrutinizes the organizational dynamics and mechanisms of interaction among urban physical spatial configurations, natural ecological networks, and the structure of landscaping and cultural spaces. The spatial pattern termed "mountain-water-city" encapsulates the symbiotic relationships forged through the interplay and adaptation between urban artificial environments and natural landscape environment, with an emphasis on the holistic fusion of urban spaces, natural elements, and cultural components. Building upon this conceptual foundation, the present paper endeavors to elucidate the theoretical contexts and practical imperatives underlying the investigation of the "mountain-water-city" spatial pattern. It delves into the conceptual nuances of this spatial pattern, elucidating its constituent elements, hierarchical scales, and formation mechanisms from a comprehensive perspective integrating spatial, natural, and cultural interactions. Subsequently, it examines the analytical framework and future prospects for research on the "mountain-water-city" spatial pattern, which should center on analyzing its spatiotemporal processes, identifying key controlling factors, and discerning its evolutionary patterns. Furthermore, it should elucidate the driving mechanisms, organizational models, and holistic impacts shaping the formation and evolution of the "mountain-water-city" spatial pattern, as well as explore governance strategies and regulatory pathways conducive to fostering the symbiotic development of this spatial pattern.

Key words： "mountain-water-city"; spatial pattern; analysis framework; space organization relationship; formation mechanism

Cite this article

WANG Hua , ZHOU Guohua , ZHAO Wanmin , WU Guohua . The analysis framework and research prospect of "mountain-water-city" spatial pattern[J]. Acta Geographica Sinica, 2024 , 79(6) : 1478 -1502 . DOI: 10.11821/dlxb202406008

1 引言

中国是一个多山的国家，山地丘陵地区占国土陆地总面积的43.2%[1]。近年来随着山地丘陵地区城镇化的快速推进，城市人工环境与地形地貌、河流水系的作用关系越发复杂[2]，山地城市快速扩张以及同质化、破碎化、高密度的人居环境建设，造成的自然山水环境破坏、山水人文特色渐失与人地矛盾加剧，成为城市转型面临的发展瓶颈与严重的社会问题[3]。为解决这些问题，2013年12月中央城镇化工作会议提出：“让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。2015年12月中央城市工作会议再次明确提出：“城市建设要以自然为美，把好山好水好风光融入城市”。2022年8月习近平总书记提出：“要坚持治山、治水、治城一体推进”。中国共产党的“二十大”报告也强调“树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”“坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理”。如何使城市融入山水环境，促进山、水、城协调发展与有机共生，是破解当前“千城一面”困境、增强城市韧性并实现城市可持续发展亟待开展的研究内容，也是推进新型城镇化建设、美丽中国建设与高质量发展的重要途径[4⇓-6]。
地理学的研究对象是地球表层系统，自然与人文地理要素或地理综合体的空间格局、时间过程与驱动机制是地理学研究的核心问题。近年来“山—水—城”空间格局研究主要围绕城市空间结构与地形地貌、河流水系交互作用这一核心议题展开，着重探讨城市空间生长与山水环境交互适应的作用机理与组织模式，辨析山、水、城各个子系统之间及子系统内部间的互动关系，阐明山水环境影响下城市扩张的时空过程、演变特征、动力机制、空间冲突及其对景观格局的影响[7⇓-9]，在“城—水”与“城—山”关系方面积累了较多的研究成果。其中，“城—水”关系聚焦于城市空间生长与江河湖海等要素的时空过程与影响因素、城水关系演变与城市空间转型的权力结构特征、跨界河流水资源保护协作机制、城市形态与水文环境及地域文化的有机联系等方面的研究[10-11]，分析快速城市化对河流水系的综合影响，阐明城市滨水区带状休闲空间结构特征与更新治理路径，探究不同历史时期城市水系与自然系统的嬗变与演化规律；“城—山”关系聚焦于山地人口压力调控与山区可持续发展、山地旅游交通与环境退化、山地生态安全响应以及适应能力建设等议题[12-13]，通过厘清环湖组团型、绿心环形型、多中心组团型等多种山地城市空间结构类型，提出强化丘形、避丘求平、显丘露坡、随坡就势等丘陵地区城市营建模式[14-15]。目前国内外学者逐渐开展城市空间扩展与城市水系碳排放、生物多样性保护耦合关系[16-17]的研究，探讨低碳城市、公园城市、绿色城市、韧性城市等城市发展模式的综合效应，利用元胞自动机、系统动力学、多智能体等数理模型，解析城市空间结构的复杂性特征[18⇓-20]，阐明山地城市绿地自然生长偏好[21]、城市绿地空间与地表温度的作用关系[22]，模拟城市空间增长动态与绿色空间状态[23]；综合生态空间、雨水花园、场地规划等内容构建山地海绵城市方法体系，研究降雨径流特征与“山—水—城—绿”的关联机制[24⇓-26]；利用历史地图与文献资料，解译不同地域传统城市山水格局与风景营造智慧，分析古代城市格局演进过程与动力机制，探究“山—水—城”的表达机制、历史文化脉络与景观空间格局变迁。
相关研究成果可概括为3个方面：① 空间形态方面，聚焦于城市物质空间要素与地形地貌、河流水系等交互作用所形成的空间组织模式研究[7,9,14]，解析“城—山”或“城—水”关系演化与作用机制[15,27]，分析城市形态、蓝绿空间与气候变化的关联作用，从城市整体结构、道路街道网络、建筑组合形式等多个尺度，因地制宜提出适应性优化策略；② 自然生态方面，主要从区域尺度分析自然山水资源分布规律[28-29]，利用“斑块—廊道—基质”模式，识别山水生态网络，利用基于自然的解决方案维护山水格局的完整性与生态系统的稳定性[30]，通过城市生态服务能力、生态脆弱性、生态风险、生态安全格局评价，探究山地城市空间结构的生态韧性与适灾能力，解析中国建设用地的“爬坡”特征及其对景观格局演化的影响[8,31]，进而系统研究城镇化与生态环境的耦合效应与作用机制[32]；③ 社会人文方面，主要从国家治理的山水秩序、城市营建的山水参照、建筑景观的山水凭借等维度阐释传统山水人文智慧[33]，探究传统文化生态观影响下的山、水、城空间组织关系[34]，架构山水文化体系与山水人文空间格局[35]。重庆、兰州、长沙、厦门、南京等城市在人居空间品质提升、景观视觉网络构建、历史文化遗产保护等方面[33⇓-35]，强调城市空间生长与山水生态网络、山水人文秩序的有机共生，形成丰富多元的“山—水—城”空间组织模式。
综上，如何更好的依托山水格局促进城市高质量发展是目前学术界的热点问题，具有重要的理论与现实意义。当前研究既注重内在作用机制研究，又注重实践层面的应用，对于揭示城市空间生长与山水环境的交互作用关系，提供了良好的基础与借鉴。但既有研究主要从空间形态、自然生态与社会人文当中的某个视角分析“城—山”或“城—水”关系，从空间、自然与人文互动的综合视角，利用地理学、城乡规划学与生态学等多学科理论方法，对“山—水—城”空间格局进行融贯的综合研究尚不深入，现代生态文明理论、山水林田湖草沙生命共同体理念与中国传统山水人文规划思想之间也缺乏对话与沟通的媒介，对传承千年的山水营城传统的重新思考与再理论化不足。尤其是在治山、治水、治城一体推进的时代背景下，新时代“山—水—城”空间格局的概念内涵、分析框架、研究重点等亟待系统解析与综合探讨。鉴于此，本文主要探讨以下3个问题：①“山—水—城”空间格局研究的理论脉络与现实需求是什么?② 如何从空间、自然、人文互动的综合视角建构“山—水—城”空间格局的分析框架?③ 如何归纳“山—水—城”空间格局的未来重点研究方向?通过溯源“山—水—城”空间格局的缘起与发展过程，本文认为空间、自然、人文互动的系统思维可为“山—水—城”空间格局的概念内涵与形成机制等提供研究视角，同时人地关系地域系统理论、山水城市理念与山地人居环境科学理论等作为重要理论基础，将有助于进一步探索“山—水—城”空间格局的演化过程、动力机制、综合效应与优化调控。通过理论思辨与综合分析，本文尝试建立“山—水—城”空间格局的分析框架并进行研究展望，探索城市空间生长与山水环境协调共生的实践路径，以期深化“山—水—城”空间格局的系统研究，对新时代“山—水—城”空间格局研究起到有效且必要的补充。

2 “山—水—城”空间格局研究的缘起、传承与发展

城市与自然山水环境的关联缘于人类自身可持续发展的功能需求以及人类聚居活动对山水环境“趋利避害”的选择行为。山麓河谷地带易于提供食物，水运便捷，为人类聚居活动提供有利的产生与发展条件，城镇聚落空间生长的趋向性选择是对这一有利条件的反应，由此形成的城镇聚落格局体现出自然系统对人类活动的承载功能与反馈机制[36]。事实上，人类社会在不同发展阶段表现出不同的自然观与作用自然的方式。正如《管子·乘马》记载：“凡立国都，非于大山之下，必于广川之上，高勿近阜而水用足，低勿近水而沟防省”，中国先民在很早以前，通过生产活动，逐步认识周围环境，积累了早期的地理知识，利用多山多水的自然资源，蓄水引流，逐水而居，以选择、占据更有利于自身发展需求的场所，并在城镇聚落发展过程中不断调适其空间结构与功能布局，逐渐形成“天人合一”的山水人文规划传统与因地制宜的营城智慧[37⇓-39]。尤其是在“以农立国”的生产生活方式与“择中立国”的政治军事需要影响之下[40-41]，中国传统城市选址建设遵循“背山面水”“相天法地”原则，在军事防御、防洪防灾、资源供给等方面建立城市功能体系[42]，通过体察山水格局、接续山水脉络、因循山水动态，从自然山水秩序中探寻城市空间的生成逻辑，形成一套可推演、可思辨的时空模式[43-44]，创造出与地域山水环境紧密融合的城市空间格局。
20世纪90年代，钱学森融合中国山水诗词、古典园林建筑与山水画，提出“山水城市”的概念[45]。山水城市是城市的一种形态模式与发展理念[46]，其核心是处理城市与自然的关系，建立以“城”为代表的人工环境与以“山水”为代表的自然环境相融合的人类聚居环境，兼顾城市形态、生态与文化的系统思考，既符合中国地形地势的实际条件，又深蕴中国特色[47]。1988年吴良镛通过总结城市“整体性山水环境”的传统营城经验，提出“山—水—城”的概念，突出山水的自然属性、文化内涵与空间塑造功能[37]，促使自然山水景观与城市人文景观交织一体，与公园、农田等共同维护城市生态环境与空间品质的质量，保持山、水、城的整体性与人文性，以山水的特色构成城市环境的特征，其目的是建立城市人工环境与自然山水环境和谐共生的人居环境系统[39]，形成一种与山水相协调、尺度适宜、富有地域特色的城市发展模式。这种城市发展模式之所以有助于保护与发展城市特色，不仅在于山、水、城融为一体所蕴含的独特审美情趣与文化内涵，还在于它构成了人们的认知图式[38]，即人们通过重要山体、河流湖泊等来记忆整体城市，这也与当前中国“望得见山水，记得住乡愁”的理念相一致。
1978年以来，山地城市建设发展迅速，但由于长期以来中国城镇化研究理论与模式较多关注城市群的培育与壮大，对山地丘陵地区城市规划建设与空间组织模式研究相对薄弱[1]，往往造成简单地搬抄平原地区的建设模式，而忽视山地条件的多样性、综合性与复杂性[2]。同时，由于山地城市空间形态构成的敏感性和特殊性，用平原地区的营城经验与单一学科的思维方式是难以解决和完成的，使得山地人居环境理论探索充满紧迫性与现实性[14]。自1995年以来，笔者及所在团队针对国内外多个山地城市持续跟踪研究发现，受生态网络与人文秩序的影响，现代城市空间生长与山水环境间仍存在相对稳定的空间组织关系。这种山、水、城各要素的空间组织关系兼具时空异质性与生态适应性，并综合体现山地人居环境科学研究的生态思想与空间集约思想[15]，其本质在于将城市视为自然、经济、社会复合协调的有机整体，处理好城市与山水环境的和谐关系，探讨山地自然环境状态下人类聚居发生、发展的客观规律。可见，“山—水—城”空间格局研究是一个不断探寻、发展、稳定、再创造的动态过程[34]，其生成逻辑从满足人类自身发展需求的“趋利避害”选择行为，逐渐转变为城市空间生长、生态环境与社会文化协同关系的系统思考，突出城市物质空间形态、山水生态网络、山水人文秩序的交织一体与有机共生；其“空间—自然—人文”互动影响模式从山环水绕的朴素均衡发展模式逐渐发展为山、水、城交织一体的有机共生发展模式。在这一过程中，“山—水—城”空间格局的综合效应不断强化，并衍生出新的更为复杂的空间组织关系（表1），强调在地域上的整体性、在功能上的综合性、在动力上的内生性发展[3]。
表1 “山—水—城”空间格局研究的缘起、传承与发展

Tab. 1 The origin, inheritance and development of the study of "mountain-water-city" spatial pattern

演绎过程 特征识别 综合效应 山、水、城作用关系 空间自然人文的互动影响模式
缘起：
人类自身
的发展需
求与趋利
避害的选
择行为		 由“龙、砂、水、穴”构成“山环水绕、负阴抱阳”的理想模式，受“天人合一”思想与“风水学说”等朴素生态观的影响，逐渐形成山水文化的审美体系 受河流水系、地形地貌等实体门槛制约，城市人文景观拘泥于一定空间范围，形成传统“空间—自然—人文”朴素均衡发展模式
传承：
山水城市
发展模式		 山水城市理念影响下的城市发展模式，融合山水诗画与山水园林，其空间构图寻求诗情画意与公平共享，强调城市形态、文化与生态的系统思考，追求城市人文景观与山水景观的交织一体 随着城市空间扩张，在传承山水营城思想的基础上，“山—水—城”空间格局的综合效应越发复杂，形成“空间—自然—人文”交织一体发展模式
发展：
山地人居
环境科学
研究理论		 山地人居环境科学生态集约思想影响下，山、水、城各要素组织关系强调集约紧凑、立体多维发展，城市空间生长与山水环境交互适应，形成富有地域特色的“山—水—城”空间格局 随着社会经济转型发展，城市空间生长、山水生态网络与山水人文要素交互作用的综合效应显著提升，形成“空间—自然—人文”有机共生发展模式

3 “山—水—城”空间格局研究的现实需求与系统思维

3.1 治山、治水、治城一体推进的现实需求

面对全球性的生态问题，修复受损退化的生态系统、提升生态碳汇能力已成为应对全球气候变化的重要任务。近年来，中国政府大力践行“绿水青山就是金山银山”的理念，积极开展了一系列山水林田湖草沙系统修复工程，全面打造美丽中国新局面[48-49]。这种趋势使新时代“山—水—城”空间格局形成与演化的外在条件及现实诉求发生以下4个方面的变化：① 从要素维度来看，山、水、城不仅指狭义上的山地、水体、城市，而具有更广的外延，涵盖中国主要的陆地生态系统类型[50]。尤其是在治山、治水、治城一体推进过程中，山、水、城各要素是一个有机联系、相互作用的集合系统，其整体性建构更应从自然生态系统的演替规律与内在机理出发，促进山、水、城生态系统质量的整体改善，进一步强化山水林田湖草沙等各种自然要素的协同治理，形成相对独立又彼此依存的共生关系；② 从结构维度来看，随着山地丘陵地区城镇化的快速推进与社会经济转型发展，城市空间结构、经济产业结构与社会网络结构等处于不断解构与重组的过程，山、水、城生态系统间物质能量的流动及交互关系也随之转变，深刻影响国土空间开发的时序与秩序，其规模、质量、组分的空间差异性，决定了不同地域“山—水—城”空间格局形成与演化的复杂性、多样性与差异化[51]；③ 从功能维度来看，随着生活空间、生态空间及生产空间的建设开发和资源利用，加剧了山、水、城生态系统的风险，“生产、生活、生态”空间之间正常的系统交互被阻断以及国土空间开发的时序与营城思想的转变，均会深刻影响“山—水—城”空间格局的功能形态与组织关系；④ 从治理维度来看，自然资源部机构改革与国土空间规划体系重构，对于中国自然资源开发保护与利用具有重要的转折意义。山、水、城各要素的综合治理需以生态文明建设战略思想为指导，运用系统论的方法管理自然资源[52]，促进山水林田湖草沙生命共同体协调发展。
地理学是长期研究陆地表层自然和人文要素空间分布规律、时间演变过程、动力机制与区域特征的一门学科[53]，强调自然科学与人文科学的交叉融贯[54]。当下全球化、城市化和现代化的现实背景下，随着人口增长、城市扩张与技术进步，城市建设改变自然山水环境的方式、广度和深度或者对于环境的反馈变得更加密集和广泛，这使得人文地理学者深刻认识到地表自然和人文要素之间存在着复杂的相互作用与反馈关系[55]。尤其是在治山、治水、治城一体推进过程中，受城市发展要素流动、生态环境变化、生产工具革新、生活品质提升、现有制度与政策体系影响的共同驱动，“山—水—城”空间格局的“要素—结构—功能”[56]发生演化与变异，深刻改变了城市物质空间形态、山水生态网络与山水人文秩序的互动影响关系（图1），城市扩展无序化、功能用地破碎化、人工环境同质化以及山地灾害频发、河流水系污染、生物多样性受损等，给城市可持续发展带来一系列挑战。事实上，城市空间生长对山水环境的影响与反馈，不仅是物质空间要素在自然规律下运行产生的结果，更受不同地域环境、文化审美、社会功能等复杂系统对多种自然与人文要素的需求的影响[57]。一方面，山水林田湖草沙生命共同体理念的综合影响与持续作用，加速了传统城市山水格局向现代“山—水—城”空间格局的转变，使城市空间结构的形态演化过程，逐步跨越了生态系统与社会治理的边界；另一方面，城市空间生长与山水环境之间的相互作用受社会价值观及发展理念的影响，将城市视为“社会—经济—自然”复合生态系统[58]，有助于从城市社会功能结构、经济生产方式变化等社会人文过程解析“山—水—城”空间格局的演变与驱动机制。
图1 新时代“山—水—城”空间格局研究的现实需求

Fig. 1 The realistic demand of "mountain-water-city" spatial pattern in the new era

3.2 空间、自然、人文互动的系统思维

陆地表层格局特别是人文地理格局是自然和人文过程相互作用的共同结果[36,59]。城市空间作为社会行动与关系的结果[3]，从其表征来看，其构成要素、结构形态、功能布局等有形地表征城市空间生长规律；就其实质内涵而言，它是在特定地域环境条件下，复杂的人类社会、经济、文化活动与自然及人文因素交互作用的综合反映[60]。因此，本文所探究的城市空间虽限定为城市物质空间形态，但也强调其所包含的社会、生态、文化等多种内涵属性，以及这些不同属性之间的互动关系，这也是本文与传统物质空间研究的不同之处。可见，“山—水—城”空间格局既是物质空间要素的载体，又是空间关系的本体，反映城市中各种物质要素的空间位置关系及其变化规律，体现城市空间自身的形态结构关系。从“山—水—城”空间格局的缘起与发展过程可知，结合山水环境的城市建设既注重自然与人工的交织一体，其物质空间形态构成的“自然”与“人文”双重属性，又体现人类聚居活动与自然环境在长时期的共生与融合中呈现的互动关系。
因此“山—水—城”空间格局是一种典型的“空间—自然—人文”互动影响模式。①“空间”主要指城市物质要素在空间中不同的位置及衍生的空间形态[61]。点、线、面是人文地理学者刻画地理空间形态的重要维度[55]，通过探究点、线、面等构成要素的组合与重构过程，可以很好地认识“山—水—城”空间格局的组织关系及其有序化演进规律。其中，“点”是具有控制、辐射和主导功能集合的关键点，包括居民可以进入其中并留下深刻印象的空间节点以及居民认识城市的重要标志或参照物等（如滨水广场、关键性建筑等）[62]。“线”是物质、能量、人口和信息等自然与人文要素流动的路径，包括表征街巷路网的城市骨架、具有明确指向与功能属性的城市轴线、人工建设用地与自然山水环境的边界等。“面”是综合“生产、生活与生态”的多维度空间组织概念，主要用于分析自然与人文要素综合作用形成的空间结构、功能形态，包括具有共同特征的功能区划、街区建筑肌理等[57]；②“自然”主要指由重要山体、河流廊道、沟谷体系等要素所构成的“斑块—廊道—基质”山水生态网络，是城市选址建设、空间结构生成、地域景观营造的重要生态本底与构图要素，如“一城山色半城湖”的济南、“万叠好山屏倚天”的福州、“两江襟带浮图关”的重庆等，皆在自然规律影响下形成多种形态的城市人文景观与空间格局；③“人文”主要指城市人文要素与山水环境融合而成的山水人文空间秩序，具体来说，受文化观念等意识形态的影响，充分利用山水形势，将重要的人文空间要素布置在自然山水格局的焦点处[63]，强调将人文的理想蕴含于物质空间秩序之中，即通过有形的城市物质空间形态来承载和彰显无形的价值观念与社会网络[35]，为理解营城理念与行为活动对于“山—水—城”空间格局的适应性调节作用提供重要启示[64]。
从空间、自然、人文互动的视角来看，“山—水—城”空间格局是城市空间生长与地形地貌、河流水系等融贯而成的动态平衡系统，若空间（物质空间形态）、自然（山水生态网络）、人文（山水人文秩序）的任何一方因变化导致平衡状态失稳，不能满足城市发展要求时，就会涌现出改变山、水、城各要素组织关系的力量，直至新的有序结构的形成，再次达到平衡状态。在国土空间开发与治理中亟须对这些新的需求与变化做出实时的响应与调整，通过对要素的重新整合、结构的重构优化、功能的转型升级，促进“山—水—城”空间格局的共生发展。就某一具体的“山—水—城”空间格局而言，其物质空间形态、山水生态网络、山水人文秩序的组织关系，与某一特定地域的自然山水环境、特定阶段的社会经济发展相关，是此时、此地居民的行为活动规律、风俗习惯以及价值取向的反映。可见，空间、自然、人文的互动关系，往往存在地域上的重叠与功能上的耦合。结合自然山水环境的城市建设既积淀和延续了历史的文化，随居民整体观念和社会文化的变迁而发展，其空间结构重组后又反过来影响自然山水环境、居民行为方式与文化价值观念[60]——该过程随时间演进而不断循环积累，在既有山、水、城空间组织关系的基础上持续完成新的格局填补或创造。正是基于这样的内在逻辑，使原本因人类自身发展需求而建立的城市与山水环境的互动关系，在历代城市建设中不断充盈，进而积累形成特色鲜明、复杂多元的“山—水—城”空间格局（图2）。
图2 “山—水—城”空间格局的空间、自然、人文互动影响模式

Fig. 2 The interactive influence mode of space, nature and humanity in the spatial pattern of "mountain-water-city"

可见，“山—水—城”空间格局是由时间（历史的发展与演变）、空间（自然与人文地理要素）和人的因素（生产和生活的客观需要）三者协调构成的产物。就可持续发展目标而言，空间、自然、人文互动的系统思维提供了一个贯穿城市物质空间形态、山水生态网络、山水人文秩序等各维度的切入点。通过这一切入点，可为揭示山、水、城各要素空间组织关系并进行融贯的综合研究提供洞察力，有助于探究“山—水—城”空间格局的演化过程、动力机制与综合效应，实现从普适性到地域性研究的方向性转变，促进城市空间生长与自然山水环境交互适应的复杂性、整体性、系统性认知。由此，本文试图以治山、治水、治城一体推进作为现实需求与外在条件，综合探讨“山—水—城”空间格局的构成要素、结构形态与功能布局，以空间、自然、人文互动的系统思维作为理论视角与内在依据，系统解析城市物质空间形态、自然山水生态网络与山水人文空间秩序的交互作用关系，进而为新时代“山—水—城”空间格局研究提供重要的认识基础，也为其理论研究与实践应用提供具象化的、可操作的分析维度。

4 “山—水—城”空间格局的学理认知及分析框架建构

4.1 “山—水—城”空间格局的概念内涵

“空间格局”意指不同性质的地理空间要素相互关联形成的结构、秩序及其变化特征。“山—水—城”空间格局是一个综合的概念，是城市空间生长与山水生态网络、山水人文秩序长期互动契合所形成的空间组织关系，是人类利用自然本底、遵循自然肌理开展生产生活所形成的聚居格局，强调城市空间、自然与人文要素的综合作用，聚焦于城市人工环境与自然山水环境交互适应所形成的、相对稳定的空间组织关系与模式研究，涉及区域山水环境、城市整体形态及组团功能布局等多个尺度与自然、文化和社会等多重功能，其要素、结构、功能等均呈现特有的时空演变规律[45,65]。“整体性”是其建构的基础，即在“生态优先”“山水关联”原则下，将城市人文景观与内部及周边山、水、川、谷、林、湖等视若整体，将影响城市空间生长的自然山水要素与人文要素，按照整体性、交互性、系统性的组织原则进行统筹布局，形成城市物质空间形态、山水生态网络、山水人文秩序相融合的整体格局[33⇓-35]。这种强调城市人工环境与自然山水格局有机共生的发展理念，与中国传统城市的山水人文营城智慧、新时代山水林田湖草沙的系统治理思想相契合，对于塑造城市特色、实现城市规划建设“望得见山，看得见水，记得住乡愁”的目标具有重要意义。
人地关系是解析地理格局与过程的基本关系[54]。从人地关系地域系统理论视角来看，“山—水—城”空间格局是城市空间生长与自然山水环境在特定地域中交互作用而形成的动态结构，以寻找人与自然在空间认知上的同构关系。“城”是“人”为聚居而产生的人文景观；“地”，既有自然的内涵，也有美学与景观的内容，山、水、城相互独立又彼此依赖，各要素通过能量流动、物质循环等方式形成共生关系[50]。可见，“山—水—城”空间格局研究的核心范畴是城市空间生长与自然山水环境的相互作用关系，从空间结构、时空过程、综合效应等方面，去认识和寻求区域/城市的山、水、城各要素整体优化、动态平衡及有效调节的机理，其根本在于充分理解“地”本身的时空规律，并在城市空间生长过程中将自然山水资源要素转化为空间结构、人文秩序的有机组成部分。更广泛地说，城市空间生长与山水环境交互作用是一个涉及社会、经济、自然的复杂巨系统（包括由地形地貌、河流水系、地质条件等各种自然山水要素组成的自然山水环境系统，以及由城市功能布局、产业体系、社会结构等各种社会经济要素构成的城市社会经济系统），其形成机理、动力机制、演化过程和产生的影响都呈现出综合性的基本属性，并随着城市空间生长与地形地貌、河流水系交互适应程度的加深，山、水、城各要素空间组织关系的复杂程度与内生化趋势也随之加剧。这些空间组织关系因时空变化与功能特征在不同地域环境的表现不同而具有明显的区域性，而综合性与区域性是地理学两大特征[66]，因此，“山—水—城”空间格局研究就成为地理学研究的重要命题之一。事实上，从“天人合一”思想至人地关系协调思想、可持续发展理论与生态文明理论，城市空间生长与自然山水环境的交互适应关系始终围绕人地和谐共生这一核心伸展[67]，其内涵体现在城市空间与自然山水的和谐、城市空间与山水人文的共生，既要求建设顺应自然、保护自然的生态文明，又要将“山水”要素融入社会、文化、经济、政治建设的全过程，是对现有中国山水文化传统的整合与重塑。

4.2 “山—水—城”空间格局的构成要素与尺度层级

4.2.1 “山—水—城”空间格局的构成要素

“山—水—城”空间格局的构成要素主要包括：①“山”指影响和支持城市空间生长的山地、高原、丘陵等起伏地貌为基本特征的生态系统类型。从结构上看，山地生态系统是由林、田、湖、草、沙等不同生态系统构成的复合体，山地复杂地形地貌与地质条件，其蕴含的立体空间结构与环境异质构成，是城市空间生长的物质基础，城市与山体环境的平行、围合、层叠、交错等垂直空间关系形成丰富多样的“城—山”关系[15]。②“水”指影响和支持城市空间生长的江河、湖泊、湿地等诸多水域生态系统的统称。在山地人居环境中，“水”是空间连续性、功能完整性、生态系统性和聚居稳定性的重要影响因素[68]，具有地域特色的沱、浩、滩、岛、嘴、碛、湾等生态空间与滨水景观地带，是维系地方感、沉淀城市记忆的重要物质载体[69]，一定程度上决定流域水土流失、水质污染等自然过程，以及人口分布、聚落变迁等社会过程[14]，城市与河流水系的穿插交织形成动态变化的“城—水”关系（ 典型“城—山”关系包括笼山平行、环山互融、依山层叠、据山交错等；典型“城—水”关系包括沿江带状延展型、沿江团状紧凑型、跨江组团型、环湖组团型等。）。③“城”是指人类为聚居而营建的物质与文化载体，是人工建造的复合生态系统[50]。城市空间生产与再生产过程，逐渐形成骨架、边界、轴线、节点、标志、肌理等结构要素②（② 骨架表征城市街巷路网系统；边界表征城市与自然的界线；轴线表征城市生长过程中形成的具有明确指向性的轴线；节点表征信息流、物质流、人流在城市空间的聚集点；标志表征城市公共中心及重点区域；肌理表征不同功能与文化内涵的建筑肌理。），并呈现于区域、城市、建筑等不同层次，进而构成“山—水—城”空间格局的整体认知。总之，“山”“水”是物质基础，“城”是实践的对象，“山—水—城”空间格局就是在人类聚居实践中形成的和谐统一的共生关系[14]。“山”“水”等要素作为一个整体在空间中统一构图，与城市空间结构、功能形态等共生共融，形成独特的山水生态网络与人文秩序，表征为多元的“山—水—城”空间格局，其整体性主要体现在城市人工环境自身形成的有机整体，及其与自然山水环境形成的统一体。

4.2.2 “山—水—城”空间格局的尺度层级

由于地形地貌、河流水系的物理隔断以及功能布局、行政区划等因素的综合作用，城市空间往往被划分为若干具有明显范围特征的城市组团与发展片区，并与周边自然山水环境共同构成一个有机整体[70]。由此，基于田野调查与现有研究[39,65,71]，依据城市与自然山水资源的空间远近关系，结合中国山地人居环境建设的实际情况[14]与“山—水—城”空间格局研究的实际需求，初步将“山—水—城”空间格局的尺度层级归纳为3个：① 组团片区层级的山、水、城要素，由可直接感知的自然山水环境与城市人文景观构成，涵盖各功能组团内居民日常可达可感的山体公园、湖泊湿地、山水园林等，是城市规划建设、经济活动、更新治理等最为关键的圈层，强调城市功能用地、结构形态与山水人文秩序交织一体，反映城市功能组团布局、道路街巷网络、建筑组合肌理、居民时空行为与自然山水环境的空间组织关系；② 城市整体层级的山、水、城要素，涵盖城内外居民日常出行可达的城郊森林绿地、河流谷地和农田等，其作为城市生态绿楔与景观休闲带的重要构成部分，与城市建成环境相互渗透，是城市空间扩张与自然山水环境相互影响、相互作用最频繁的圈层，也是生物流和能量流的重要通道，通过对关键生态廊道与斑块的控制与联系，使城市内外山、水、城要素的空间组织关系有机衔接，发挥通风、降温、降尘、蓄水、防灾减灾、改善环境质量、增加城市开敞空间等生态服务功能；③ 区域层级的山、水、城要素③（③ 区域层级的山、水、城要素，是相对于城市本身而言的大尺度山水环境，其中的“大尺度”并非指山水的体量大小，而是指与城市的距离远近，由城市整体规模、居民日常活动圈层、城市周围山水环境条件等因素综合确定，强调城郊范围以外又和城市社会经济发展及居民生活相关的自然山水环境[38]。），空间范围不受城市行政管辖区或城市开发边界的局限，进一步扩大至与城市发展有关的重要公园、风景名胜区等空间单元，是集生态涵养、资源供给、风景游览等于一体的空间圈层，通过优化配置、有机融合这一层级的山水林田湖草沙等自然资源要素，进一步实现生态安全格局优化、生态系统过程稳定、生态系统功能提升，构建城市生态、生产、生活空间功能体系，促进以城为主体的人类社会经济系统与山水林田湖草沙等自然资源要素的协同作用，形成一个人地和谐共生的复合生态系统。
“山—水—城”空间格局的形成与演化受各构成要素的人文影响、形态控制与生态约束的综合影响，但不同要素内容在不同层级尺度所呈现的显著特征各异。在区域层级，城市生长轴线、扩展方向与持续发展主要受重要山体、河流廊道等自然要素的生态约束，城市规模、环境容量等应充分考虑区域资源与生态环境承载基础；基于此，在城市整体层级，城市空间结构与功能形态主要受周围自然山水环境及组团之间生态绿楔的限定及引导，进而形成自然与人文要素交织一体的城市物质空间形态；而在组团片区层级，城市用地布局、场所营建、文化景观主要受价值观念、社会网络、居民日常行为等人文要素的综合影响，并在与自然山水环境交互适应过程中，凝练出独特的山水营城生态智慧与人文秩序，构成复杂的空间组织关系并延展至不同层级尺度的构成要素，进而影响城市整体空间形态与区域山水生态网络，形成多样的空间组织模式④（④ 需要说明的是，这种不同层级的尺度划分与组织模式探讨仅为研究需要，简化山、水、城各要素之间复杂的关联作用与结构秩序，实际上，具体的“山—水—城”空间格局形成与演化受社会、文化、政治、生态等因素的综合影响，各层级均呈现出各异的空间形态与组织模式，并随着城市社会功能活动的日益复杂，山、水、城各要素的空间组织关系呈现出动态发展态势。）。根据地形地貌、河流水系等对城市空间生长的影响程度，综合考虑不同城市空间结构类型，可将“山—水—城”空间格局的组织模式分为多中心组团模式（如重庆）、带状组团模式（如兰州）、环湖组团模式（如昆明）、绿心环形生态模式（如乐山）、枝状模式（如十堰）、串联布局模式（如攀枝花）等多种空间组织模式[15]。例如，受“两江四山”本底条件影响，重庆城市分散为若干组团，并在城市扩展轴之间、中心城区与新城及小城镇之间保留充足的蓝绿基础设施，在区域范围内表现为珠链式的跳跃型空间发展，在城市内部体现为人工建成区与山地公园、江河水系、森林绿地间隔相嵌的空间机理，进而形成多中心、组团化、有机分散的“山—水—城”空间组织模式[4]；而位于河谷盆地的兰州，城市扩展更多体现出河流水系对城市空间结构的牵引、河谷地貌对人文要素的涵养、城市组团串珠式发展的特征，在区域范围内表现为城市空间生长轴线、功能组团布局等对山水格局的因借与关联，在城市内部体现为人工建成区与河流水系、沿江阶地交织一体的空间机理，形成带状组团式的“山—水—城”空间组织模式（图3）。
图3 “山—水—城”空间格局的典型组织模式示意图

Fig. 3 The typical organization model of "mountain-water-city" spatial pattern

4.3 “山—水—城”空间格局的形成机制

“山—水—城”空间格局的形成，源自城市复杂系统在自组织与他组织过程中涌现，并通过“变异”与“选择”产生相对稳定的空间组织模式这一过程，具体可分为地域性空间组织关系的变异与城市系统的选择两个方面[72]（图4a）。一方面，“山—水—城”空间格局的组织关系总是处于变异当中，此类变异是城市空间生长与自然山水环境动态互动的表现，进而推动原有空间格局转变为新的空间格局，呈现出多样的山、水、城空间组织关系；另一方面，城市系统通过各类空间组织关系之间的竞争作用，对其不断地进行选择，最终那些更能适应山水环境与人文秩序、满足城市社会功能与人类行为活动需求的空间组织关系，经过长期的空间、自然、人文互动筛选出来，并在空间中表现出特定的功能结构与组织模式[3]。反之，不适应的空间组织关系则逐步被淘汰。例如，由于军事防御需求，古代城墙一般依山就势、临水而建，城市长期局限于城墙之内，形成团状紧凑的空间形态；而随着近现代工业发展，城市系统重新选择更适应社会功能发展需求的空间组织关系，逐步突破城墙限制，跨山、越水发展，形成多元且复杂的“山—水—城”空间组织模式。由此，通过地域性空间组织关系的变异与城市系统的选择所形成的“山—水—城”空间格局，承载着不同地域特有的信息，又起到维护城市空间生长与山水环境两者和谐关系的作用。
图4 “山—水—城”空间格局的形成机制

Fig. 4 The formation mechanism of "mountain-water-city" spatial pattern

同时，“山—水—城”空间格局的形成是不断演化的结果，山、水、城各要素组织关系的“生成—强化—解构—重构”即为“山—水—城”空间格局的形成与演化过程，伴随着城市空间生长与山水环境交互作用的复杂化过程，也是空间、自然、人文互动效率和稳定性不断提升的过程（图4b）。从协同论与突变论视角来看，渐进与突变是城市空间生长中伴随始终的一对矛盾，在渐进式发展主导的时期，城市空间与地形地貌、河流水系等山水环境维持长期且持续的交互作用关系，逐渐形成时间、空间与功能上的有 序结构；当城市功能形态接近发生显著突变的临界点，城市空间生长与自然山水环境交互关系连续且稳定地渐变，将引发“山—水—城”空间格局的解构或重构。因此，本文结合城市空间生长与自然山水环境演化规律提出以下假设：“山—水—城”空间格局在城市不同发展阶段持续发挥渐进生长与突变重构作用，形成一个螺旋上升式的演化周期。①“山—水—城”空间格局的生成与强化阶段，受制于山水环境的实体门槛限制，山、水、城各要素长期局限于一定地域范围内渐进式生长，独特的城市空间结构与山水人文秩序不断被强化而趋于稳定；②“山—水—城”空间格局的解构与重构阶段，由于经济产业结构转型、信息技术发展改革及自然生态环境变化等诸多扰动因素，促使城市空间结构由一种相对稳定态跃迁至另一种稳定态，这种解构与重构是众多渐变与突变共存并最终由环境选择的过程[73]，强化了“山—水—城”空间格局的复杂性与系统性，且随时间演进，进入下一个生命周期的形成与演化过程（图4c）。例如，1990年以前，重庆中心城区长期在中梁山与铜锣山之间的中部槽谷地段渐进式发展；随着社会经济与科学技术发展，穿山隧道的建设促使城市突破中梁山限制向西部槽谷扩张，西永组团、西彭组团、大学城组团等形成新的城市功能综合体；同时，机场、高铁站等区域性交通设施的建设促使城市向北部阶地扩张，礼嘉组团、蔡家组团、鱼嘴组团等沿江居住组团进一步填充中部槽谷，由此形成“多中心+组团式”有机分散的城市空间结构。在这一过程中，“山—水—城”空间格局形成与演化的关键影响因子，如自然山水格局、地理区位等退居其次，取而代之的是交通网络、信息技术等有利于资本积累的社会生产要素（图3d）。

4.4 “山—水—城”空间格局的分析框架

基于上述对“山—水—城”空间格局概念内涵、构成要素、层级尺度、形成机制的阐释，本文通过探究中国传统山水人文规划思想、山水城市理念及山地人居环境科学理论，溯源“山—水—城”空间格局的缘起与发展过程，以空间、自然、人文互动的系统思维为理论视角，以要素、结构、功能的演化转变为现实需求，将“山—水—城”空间格局的3类构成要素和3个层级尺度，以及治山、治水、治城一体化推进驱动下的空间互动与运行机制结合起来，试图从理论上构建“山—水—城”空间格局的分析框架（图5）。该分析框架的核心在于从空间（物质空间形态）、自然（山水生态网络）、人文（山水人文秩序）等多个维度对城市人工环境与自然山水环境交互适应的丰富内涵进行分解，在具体研究中根据不同要素的属性与特征，对其作用过程与组织关系的空间尺度进行有效识别[74]，探究要素整合、结构重组与功能转型的演化特征，进而在人地交互作用的地球表层系统中认识“山—水—城”空间格局的空间、自然、人文互动关系，包括：①“空间—自然”互动关系，即城市空间生长与山水生态网络“斑块—廊道—基质”的组织关系[75]；②“空间—人文”互动关系，即城市物质空间形态的点（节点、标志等）、线（轴线、骨架等）、面（肌理、区域等）构成要素与山水人文空间要素的组织关系；③“自然—人文”互动关系，即城市人文空间要素与山水秩序的组织关系。
图5 “山—水—城”空间格局研究的分析框架

Fig. 5 An analytical framework for the study of "mountain-water-city" spatial pattern

可见，“山—水—城”空间格局是许多复杂的、相互关联的自然与人文要素在广泛的空间和时间尺度上交互适应的结果。因此，在应用“山—水—城”分析框架进行研究时，需从不同层级尺度探究“山—水—城”空间格局的综合效应（包括人文影响、生态约束、形态控制等）与尺度嵌套关系。理论上，“山—水—城”空间格局演化的自然过程发生在跨越地方、流域边界的宏观尺度，其人文过程是地域性人类活动与历史性时空积累的结果，其物质空间形态是城市空间生长与山水环境在多个时空尺度上此时、此地的高强度交互界面[60]，这使得“山”“水”“城”之间存在时空的不匹配，挑战着地理学家对于山、水、城组织关系的理解；而现实中受自然环境制约、人口聚集、资源要素流动、文化审美理念、生态文明价值观等综合影响，“山”“水”“城”各要素在地球表层呈现出非均质、不连续的空间组织特征，城市空间生长与山水环境变化中所有不同维度的构成要素、结构功能均统一于这一物质空间实体[51,64]。“山—水—城”空间格局研究不仅是一种探讨人地如何相互作用的组织关系，更重要的是为其中城市空间生长、社会经济文化活动与自然山水环境之间的复杂关系，提供一种综合自然规律与人文内涵的认识论。
基于该认识论，地理学家对于“山—水—城”空间格局研究的基本任务是：从空间、自然、人文互动视角，运用多学科交叉融贯方法，分析“山—水—城”空间格局的理论内涵、驱动机制与演化规律，并在自然过程与人文过程的作用框架下揭示城市物质空间形态、山水生态网络、山水人文秩序的互动关系与综合效应，最终指向“山—水—城”空间格局的系统研究与协调发展。尤其是，随着遥感数据获取、地理空间大数据与空间分析能力的增强，兼顾长时间序列的历史过程分析与应对实际需求的动力机制研究成为可能。这不仅可以在社会生态层面解析城市空间生长对山水环境的适应与胁迫，也可以从自然人文耦合视角探究山水环境对城市空间生长的影响与反馈机制，进而系统探究“山—水—城”空间格局的整体性、综合性与区域性等基本特征。因此，在具体研究中，需综合融贯地理学、城乡规划学与生态学等多学科理论，以城市建设数据、生态环境数据、社会人文数据等为支撑，集成运用质性分析、数理模型、指标评价、案例实证等研究方法，遵循传统数据与大数据结合、实证研究与理论研究相辅兼顾的基本原则，对不同尺度、不同地域、不同发展阶段的典型城市进行融贯的综合研究，为“山—水—城”空间格局的系统研究奠定理论与实践基础。

5 “山—水—城”空间格局的研究展望

治山、治水、治城一体推进的时代背景下，城市空间生长和社会功能转型产生的“空间、生态与社会”效应，强化了不同层级范围内山水林田湖草沙等自然资源的交互关系。尤其是随着城市空间生长与山水环境交互作用愈加密切，从空间、自然、人文互动视角厘清“山—水—城”空间格局的新特征、新机理就显得尤为迫切。针对“山—水—城”空间格局的多要素和多尺度特征，仍需继承地理学“格局、过程、机制、效应、调控”的科学逻辑传统，延续“解析时空演化过程——揭示形成与演化的动力机制——阐明综合影响效应——提出系统治理与优化调控路径”的研究思路，以明晰“山—水—城”空间格局的研究重点内容与主要应用领域，形成地理学在“山—水—城”空间格局研究的主要范式，为生态文明建设、新型城镇化建设、美丽中国建设与高质量发展等国家重大战略提供科学、合理的决策支持（图6）。
图6 “山—水—城”空间格局的研究展望

Fig. 6 The research prospect of "mountain-water-city" spatial pattern

5.1 “山—水—城”空间格局的时空过程与演化规律

“山—水—城”空间格局是城市空间生长与自然山水环境及人文秩序长期互动过程中，形成的相对稳定且独特的空间组织关系，这些特征性的空间组织关系既是历史选择的结果，体现了城市空间生长与自然环境、地域文化交互适应的和谐关系，也影响着“山—水—城”空间格局的演化与发展。相关研究可从以下几个方面进行：①“山—水—城”空间格局的时空演化过程研究。重点分析城市空间生长与自然山水环境交互适应的时空过程，探究文化变迁、社会流动、环境变化对不同时期“山—水—城”空间格局的影响与反馈作用，解析资本、权力、技术等力量在“山—水—城”空间格局演化过程的介入方式与特点，明晰“山—水—城”空间格局解构与重组过程背后所蕴含的生活生产方式与社会经济规律，进一步阐明“山—水—城”空间格局的动态演变轨迹；②“山—水—城”空间格局的主控要素特征识别。辨识地形地貌、河流水系及与之相关的生态要素、环境要素、能源要素等自然要素的时空演化特征，辨识价值观念、时空行为及与之相关的文化要素、社会要素、经济要素等社会人文要素的时空演化特征，从点、线、面维度分析不同尺度城市物质空间形态的节点、轴线、骨架、边界、肌理等构成要素的时空演化特征。由此，通过长时间序列的资料数据分析与不同地域典型城市的综合比较，进一步筛选“山—水—城”空间格局形成与演化的主控要素，从整体上揭示山、水、城各要素相互作用与相互影响的时空演变特征；③“山—水—城”空间格局的演化规律研究。基于时空过程与主控要素研究，进一步筛选、整合、校核显性（如城市轴线、道路骨架等）与隐性（如山水意趣、山水审美等）信息因子，评价其在地性与稳定性，提取不同时期“城—山”“城—水”与“山—水—城”空间格局的结构类型；根据“山—水—城”空间格局的变异与选择过程，厘清不同时期“生活、生态、生产”空间的组织关系与功能形态，探明地域性空间组织关系在同一时期的强化及其在不同时期的复制，进而从空间、自然与人文互动视角对不同结构类型与功能形态进行编码，建立“山—水—城”空间格局的地学信息图谱，重点分析不同时期“山—水—城”空间格局的“要素—结构—功能”演化规律，探明“山—水—城”空间格局的“生成—强化—解构—重构”演化机制及其生长周期。

5.2 “山—水—城”空间格局形成与演化的动力机制

城市空间格局的形成与演化是自然生态环境、经济产业结构、社会文化与政策制度等因素共同作用的结果，“山—水—城”空间格局作为一种空间、自然、人文互动影响模式同样符合这样的规律，对其驱动机制的解析是亟待探究的科学问题之一。相关研究可从以下几个方面进行：①“山—水—城”空间格局形成与演化的驱动因子，主要包括自然因子（地形地貌、河流水系、植被覆盖等）、社会因子（人口集聚、政策引导、人文秩序、价值观念等）、经济因子（产业转型、资本激励、技术支撑、经济发展等）。在不同阶段，地域性空间组织关系的变异程度与城市系统的选择方式不同，“山—水—城”空间格局形成与演化的核心驱动因子也有所差异。具体而言，在生成与强化阶段，应重点分析地形地貌、河流水系等自然山水资源的空间分异对“山—水—城”空间格局形成的作用机制，探究权力意志、营城理念、文化审美与生产生活方式等社会因子促使“山—水—城”空间格局不断强化的内在机理；在解构与重构阶段，应重点分析经济产业结构、技术发展水平、资本循环过程等经济因子与“山—水—城”空间格局解构的关联机制，阐明人口集聚、政策引导、居民日常行为与价值观念等社会因子对“山—水—城”空间格局重构的作用机制⑤（⑤ “山—水—城”空间格局的生成与强化过程中，城市空间生长与山水环境相互融合、相互依赖关系不断强化，塑造出区域性文化景观、整体性山水秩序与多样性生活场景，产生最有利于功能布局、安全防御与日常活动的“山—水—城”空间格局。随着生产技术的进步，经济产业结构和技术发展水平发生质变，产业、资本、技术、资源等要素在地域空间上重组，长期拘泥于某一地域环境内的城市空间结构，由于经济技术门槛与社会结构门槛的突破，进入解构及重构发展阶段，穿山隧道、跨江大桥等交通设施的建设改变传统“山—水—城”空间格局的组织方式，城市快速扩张带来的产业转移与人口集聚是城市空间重构的重要驱动力。城市系统重新选择更适应时代发展需求和现代生产生活方式的空间组织模式。政府基于山水林田湖草沙生命共同体理念制定的环境保护政策、生态修复方案与国土空间规划，是“山—水—城”空间格局转型发展的强力推手；城市群协同演进、城市有机更新、人居空间品质提升以及生态共治共享等是“山—水—城”空间格局重构阶段的关键因子，驱动城市空间生长与山水环境交互适应关系的进一步优化，并建立稳固、高效的运行机制。）；②“山—水—城”空间格局形成与演化的作用机制研究。耦合门槛理论与反馈控制理论，探究资源供给、文化需求、技术支撑、经济驱动、政策保障等影响因素及其相互作用关系，阐明这些影响因素导致自然山水生态网络、山水人文空间秩序变化进而引起城市空间重构的关键变量，解析关键变量的门槛效应与协同关系，探究人流、信息流、物质流等对“山—水—城”空间格局形成与演化的影响作用，进而明晰“空间生长—生态反馈”与“空间生长—人文影响”的影响及反馈机制；③“山—水—城”空间格局形成与演化的动力机制研究。结合以上分析，采用遥感、GIS、地理空间大数据挖掘等先进技术与定量模型，综合田野调查、文本分析等质性研究方法，识别、甄选和比较不同尺度“山—水—城”空间格局形成与演化的核心驱动因子，重点探究“山—水—城”空间格局的解构与重组过程中，权力、资本、资源等自然与人文要素的集聚机制，城市空间结构、社会网络结构及居民时空行为等与山水环境的互动机制，以及城市功能形态、用地布局等与山水环境的交互适应机理，进一步揭示多要素综合作用下“山—水—城”空间格局形成与演化的动力机制。

5.3 “山—水—城”空间格局的组织模式与综合效应

由于不同地区自然、经济、社会资源组合与配置存在明显差异，“山—水—城”空间格局的形成与演化必然呈现一定的地域性特征。相关研究需针对不同地域环境与文化背景，识别不同类型“城—山”“城—水”“山—水—城”空间组织关系，探寻差异化的地域模式与普适性的一般模式。①“山—水—城”空间格局的地域模式研究。基于“山—水—城”空间格局的分析框架，遴选不同地域环境的典型代表，综合比较高原山地地区、平行岭谷地区、低山丘陵地区、河源台地地区、平原湖淀地区等不同地域“山—水—城”空间格局的组织模式、人文秩序与景观生态特征，探究黄河流域、长江流域、珠江流域等重要流域内城市扩展与山水环境的交互适应机理与形态模式，重点关注重庆、广州、杭州、南京、长沙等山水资源相对丰富的超大及特大城市，以及兰州、昆明、贵阳、泉州、桂林、阆中、大理等山水格局特色突出且十分典型的城市，阐明山、水、城各要素空间组织关系的地域差异与共性关联，明确不同地域“山—水—城”空间格局的时空过程、基本特征、形成机制与组织模式；②“山—水—城”空间格局的一般模式研究。随着层级尺度变化，山、水、城各要素的空间组织关系呈现规律性的变化，且随着时间推移，不同要素组合而成的平面与立体结构也随之变化，为“山—水—城”复杂的组织序变及一般模式研究提供了对象[66]。因此，需重点分析“山—水—城”空间格局的时空异化特征，探究区域、城市、组团等不同层级城市物质空间形态、自然山水生态网络与山水人文空间秩序的组织规律，厘清城市空间结构与自然山水环境交互适应所形成的多层次功能体系、生态网络及文化景观，并通过多个地域的综合比较，阐明“山—水—城”空间格局的一般模式。
实际上，山地、水域与城市构成的复合生态系统内部存在着复杂的非线性和反馈关系[48]。这主要取决于山、水、城各要素的位置、数量、质量、组合特征与作用强度，并进一步影响“山—水—城”空间格局的组织模式、社会功能与综合效应。从空间、自然、人文互动影响的视角来看，“山—水—城”空间格局综合效应研究应围绕空间、生态、社会等维度，建立“山—水—城”空间格局综合效应评价指标体系与数理测度模型，评价“山—水—城”空间格局的经济、社会与生态韧性效率及恢复能力，比较分析不同地域环境、不同层级尺度“山—水—城”空间格局的综合效应及其时空分异规律。① 在空间层面，重点分析城市空间生长与山水环境变化的作用机理，探究“山—水—城”空间格局对人的行为产生的综合影响，研究自然山水环境与城市人工环境交互作用的空间异质性效应、空间近邻效应、距离衰减效应、尺度效应与边缘效应等[61]；② 在生态层面，重点分析海岛型、滨湖型、绿心型等不同类型城市空间生长过程中，山地生态系统与水域生态系统的要素、结构、功能等发生改变所导致的生态环境效应（如热岛效应、冷岛效应等），综合评价山水环境影响下城市空间扩张的生态风险与生态安全[76]，探究生态效应表征与城市空间构成要素（如轴线、廊道等）的内在关联，阐明城市能源消费和经济生产碳排放的空间溢出效应与地形地貌、水系分布、植被覆盖的内在关系，进而凝练形成面向可持续发展目标的“山—水—城”空间组织模式；③ 在社会层面，城市山水资源作为一种具有平等性、共享性特征的“公共物品”，应强化其公共属性与开放程度，重点分析自然山水环境对于改善城市景观与微气候条件、提升土地价值与城市经济竞争力的绿色绅士化效应，阐明城市居民休闲运动、观光游憩等时空行为及社会交往与山水环境变化的作用关系，探究重要山体与河流廊道对城市形象、建筑风貌、生活质量、人群健康及防灾减灾等方面的综合影响，通过降低环境变化对城市化发展的胁迫、风险与影响，应对长期不确定性灾害（城市内涝、山体滑坡等），促进城市空间与人居安全协调发展。

5.4 “山—水—城”空间格局的系统治理与优化调控

结合“山—水—城”空间格局形成与演化的动力机制及综合效应研究，以元胞自动机、人工神经网络、系统动力学、多主体模型与GIS技术等为支撑，建立自然山水资源要素制约下的城市空间生长模型，模拟预测城市空间要素、结构形态、功能布局的演化趋势，探析不同情景下“山—水—城”空间格局的功能结构特征，结合实地调研、案例剖析与研究结果，客观诊断“山—水—城”空间格局存在的主要问题与发展困境；其次，充分认知山水林田湖草沙生命共同体的内涵、理论基础及技术途径，从空间关联视角审视山、水、城各要素系统治理的关联性和秩序，将“山—水—城”空间格局的关键要素控制与全要素耦合相结合，促进治山、治水、治城一体推进与系统治理的整体效能最优，建立以城市土地要素为载体、以产权管理为核心、多部门协同的自然资源管理体制，提高自然山水环境的生态景观服务功能，满足城市社会发展需求与居民福祉的保障；此外，加强山、水、城各要素间的政策保障体系与制度链条研究，剖析政府、市场、居民等不同利益主体对治山治水治城一体推进的政策支持、参与和响应，探究土地政策、生态政策、社会文化政策、空间规划政策等影响城市空间生长与山水环境变化的作用机制和政策效应，通过政策制定、政策实施、政策监管及反馈等探究“山—水—城”空间格局政策响应的过程和路径[77]；最后，综合现行国土空间规划的垂直传导体系，以形态调控为抓手，以生态约束为底线，以文脉传承为导向，对城市增量空间与山水生态网络的交融方式进行单元导控，对城市存量空间与山水人文格局的有机共生进行渐进式更新，构建“城市内部蓝绿交织+城市边缘山水相融+城市外部生态互联”的优化路径，为“山—水—城”空间格局的共生发展提供指引。

5.5 “山—水—城”空间格局研究成果的主要实践应用领域

地理学是一门经世致用的学科，从知识创造、理论发展到社会决策与服务的贯通，是地理学研究的最终目标[54]。中国生态文明建设与新型城镇化是中国式现代化的重要支撑，国土空间格局与山水林田湖草沙系统治理正经历着历史性变革，城市空间生长与山水环境交互适应所面临的地理问题愈加复杂，促使“山—水—城”空间格局融贯的综合研究成为必要，也对其相关研究成果的实践应用提出了新的学科使命。即在总体上促进山、水、城复杂系统的有机共生；在空间上促进生态、生产、生活空间的合理布局与人居空间品质提升；在时间上促进“山—水—城”空间格局形成过程与演化周期的可持续发展；并最终建构城市空间生长与山水环境变化之间的动态均衡关系。“山—水—城”空间格局分析框架与研究内容将服务于国家战略需求，为实现城市可持续、高质量发展提供决策支撑，其主要实践应用领域包括：① 美丽中国与生态城市建设。城市空间生长与山水环境和谐共生是美丽中国与生态城市建设的重要特征，应重点聚焦于降碳、减污、扩绿、增长等方面，科学布局生产、生活、生态空间，通过保护并高效利用一切自然资源与能源，以山脉、江河为骨架，将河流谷地、森林绿地等作为城市绿地系统链接区域山水环境，形成山水转折、起伏变化的开敞空间与生态廊道，追求环境、资源、社会经济协调发展，促进城市人工环境与自然环境相融合，构建生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的国土空间开发保护新格局[67]；② 国土空间规划与设计。科学认识、合理利用复杂的国土空间，实现城市社会经济系统与自然生态系统的协调发展，是地理学研究和应用的重要方向。重点探究山、水、城共生发展理念如何因地制宜地贯彻应用于国土空间规划与设计全过程——在国土空间规划中基于“双评价”结果优化“三生”空间的划定与布局，在城市设计中注重人文秩序与生态廊道的识别及因借，在景观设计中强化山水文化内涵与艺术审美的融贯，在建筑设计中创造丰富多样的山地营造法式与滨水场所空间……进而从多个尺度层级塑造具有地域特色的“山—水—城”空间格局；③ 历史文化遗产保护。作为中国古代独特的营城模式，传统“山—水—城”空间格局蕴含丰富的营造观念与审美文化，与山水融为一体的城市历经千年发展，逐渐沉积成为一张丰富而深厚的“历史底图”[41-42]。因此，通过梳理历史文化廊道，制定不同层级的保护范围与控制措施，分析“山—水—城”空间格局的发展脉络与人文特质，是中国当前历史文化环境保护与发展一个重要的出发点；④ 城市更新与人居空间品质提升。城市更新与治理过程中，应充分利用自然山水资源要素，联通蓝绿廊道、公共节点与生态斑块，强化功能组团的有机关联：其一，以“渐进式、微更新”的方式整治景观风貌，增强城市内部布局的合理性、宜居性，提升城市空间的内涵与品质；其二，以“精细化治理、持续性修补”的方式，结合地域文化特色与自然山水资源条件，精准把握、修复城市的文脉与地脉，构建城市人工系统与自然系统的动态平衡关系。

6 结论与讨论

6.1 结论

（1）“山—水—城”空间格局研究是一个不断探寻、发展、稳定、再创造的过程，其缘起为人类自身的发展需求与趋利避害的选择行为，并在山水城市理念与山地人居环境科学理论中得到传承及发展。“山—水—城”空间格局是城市物质空间形态、山水生态网络、山水人文秩序长期互动契合所形成的空间组织关系；空间、自然、人文互动的系统思维是“山—水—城”空间格局研究的理论视角；治山、治水、治城一体推进及其“要素—结构—功能”的演化与转变，是新时代“山—水—城”空间格局研究的现实需求。
（2）从空间、自然、人文互动的视角，基于多学科理论与方法的融贯综合研究，建立“山—水—城”空间格局的分析框架。阐明“山—水—城”空间格局的概念与内涵，解析“山—水—城”空间格局的3类构成要素、3个层级尺度与多种典型组织模式，探索“山—水—城”空间格局的形成机制与演化周期，发现：在地域性空间组织关系的变异与城市系统的选择共同作用下，山、水、城各要素产生相对稳定的空间组织关系与模式；在渐进式生长与突变式跃迁的驱动下，“山—水—城”空间格局的“生成—强化—解构—重构”演化过程是一个螺旋上升式生命周期，也是空间、自然、人文互动效率与稳定性不断提升的过程。
（3）基于“山—水—城”空间格局分析框架，进一步明确其未来研究重点。深入开展“山—水—城”空间格局的时空过程与驱动机制、组织模式与综合效应、系统治理与优化调控等方面的研究，揭示“山—水—城”空间格局的演化特征和一般规律，综合比较“山—水—城”空间格局的地域模式及其形成机制，可应用于美丽中国建设、国土空间规划、历史文化遗产保护、城市更新治理与人居空间品质提升等具体实践过程，为新型城镇化建设和高质量发展提供支撑。

6.2 讨论

进入“人类世”以来，社会经济发展与科学技术革新促使人流、信息流、资本流具有多尺度的流动特征，城市快速扩张与地形地貌、河流水系相互作用的内生化趋势加剧、交互适应的复杂程度不断提高。面对全球自然环境变化与星球城市化过程中不同类型空间的广泛融合与互动，以及中国生态文明建设背景下对于山水林田湖草沙系统治理与国土空间发展战略的新要求，区域发展不平衡、城市空间无序生长、环境退化、特色衰微等方面的危机与挑战严重制约着城市可持续发展能力，亟须在新的认识框架下利用地理学科知识指导促进城市空间、自然生态、社会人文协同发展，以实现可持续发展目标。因此，如何结合新的条件、环境与要求，将适应功能需求、巧于因借自然的观念贯穿于城市建设过程，形成极富地方特色的“山—水—城”空间格局，对于拥有丰富自然山水资源的中国城市尤为重要。
山、水、城生态系统通过能量流动与物质循环等方式形成相对独立又彼此依存的耦合关系[50]。目前针对城市空间生长与地形地貌、河流水系的研究主要聚焦于“城—山”“城—水”空间组织关系的探讨，并在实践应用过程中，形成典型的山地城市空间组织模式与城市滨水文化景观。而在治山、治水、治城一体推进的时代背景下，城市空间生长与山水环境相互影响、相互作用的综合探讨要求地理学采取融贯的综合研究范式，即将城市物质空间形态、自然山水生态网络与山水人文空间秩序的组织关系及作用机理进行系统探讨：① 利用空间、自然、人文互动的系统思维，解析“山—水—城”空间格局的构成要素、结构形态、功能布局与组织模式，探究“山—水—城”空间格局的时空过程、形成机制、综合效应及优化调控。② 整合跨学科的地理实践并应用于不同领域，建立并优化“山—水—城”空间格局的分析框架与研究内容体系，揭示自然过程与人文过程的耦合互馈机理，推动地学领域的学科交叉融合。③ 由于每个城市的自然、社会、经济背景各不相同，每个城市的物质空间实体与其山水生态网络、山水人文秩序的协同关系必然不同。体现在发展策略上，即要求每个城市依据自身自然山水资源要素、地域人文景观特色与社会经济发展阶段来确定自身的空间组织模式；体现在实践应用上，未来还需针对不同城市（超/特大城市、大城市、小城市等）、典型地域（如西南地区、南方丘陵地区、黄土高原地区等）以及城市群/都市圈的“山—水—城”空间格局开展实证研究及对比分析，进一步验证、完善“山—水—城”空间格局的认识论与方法论，应用于国土空间规划与城市更新治理等多个方面，促进城市空间生长与山水环境的共生发展。

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