适应性视角下山地城市地形改造与场地设计方法研究

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渊员援重庆工商大学旅游与国土资源学院袁重庆源园园园远苑曰圆援重庆大学建筑城规学院袁重庆源园园园源源冤

摘摇要院针对现阶段山地城市建设中存在的大挖大建尧打造大尺度人工轴线等不尊重山地原始地形环境的问题袁提出将适应性理论的平衡尧耦合与组织思维融入山地城市场地设计袁形成山地城市场地设计的适应性策略曰策略从宏观层面挖填方整体平衡尧中观层面台地耦合细分尧微观层面建筑多元化接地猿个方面袁确定出在山地城市场地处理方面袁要重点注意场地挖填区域划分尧土方量计算尧台地比例控制尧边缘线划分尧建筑接地的高差消化模式等具体问题曰经相关案例验证策略指导的场地设计有助于形成富有山地特色的城市形态特征与空间环境曰策略是符合山地城市地形特征与营建规律的场地设计方法袁可完善相关规划尧设计理论袁指导山地城市建设实践遥

关键词院山地城市曰适应性曰场地设计曰土方平衡曰分台设计曰建筑接地

中图分类号院栽哉怨愿源摇摇摇文献标志码院粤摇摇摇文章编号院员远苑圆原园缘愿载渊圆园员怨冤园源原园员园员原园怨

观的建筑接地等不同层面探索山地城市场地设计的适应性策略与方法袁以为山地人居环境建设提供技术支撑遥

在山地环境中袁起伏尧崎岖的原始地形较难直接加以利用袁导致城市建设用地稀缺遥因此袁在山地城市中袁地形改造与场地设计自古以来都是重要的技术问题遥随着社会生产力与经济水平的进步袁人类对山地原始地形环境的改造能力逐渐提升袁干预规模逐步增大遥在此过程中袁山地城市因地制宜尧随形就势袁与自然环境相互适应的传统营建方法逐渐为人所忽略袁被套用平原城市建设手段尧粗暴改变原生地形特征的野大挖大填冶与野人工轴线冶处理方式所取代袁造成地域特色丧失尧生态环境破坏尧地质灾害频发等诸多问题袁严重影响到山地人居环境的可持续发展遥基于上述现实问题袁系统引入适应性理论袁从适应观的平衡尧协同与组织思维

在山地环境中袁高低起伏的地形地貌在阻碍人工建设拓展的同时也为城市形态的变化创造了多元化的可能性袁是城市空间与景观特色塑造的基础咱员暂遥因此袁山地城市在营建过程中需从经济尧便利尧适用尧美观等方面综合平衡袁辩证地回应对立体原生地貌的处理问题遥这便涉及适应性理论与思维在山地城市场地设计中的结合与应用遥员郾员摇适应性理论源流及其思维主旨

适应渊粤凿葬责贼葬贼蚤燥灶冤原指自然界中生物以对自身

园摇引摇言

员摇适应性理论与山地城市场地设计

摇摇摇摇摇摇摇摇出发袁从宏观的土方挖填尧中观的台地划分以及微存发展的生物现象咱圆暂遥其概念最早源自生物学界摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

摇摇收稿日期院圆园员愿原员员原园缘曰修回日期院圆园员怨原园员原员苑援

机能尧行为的调节顺应外部环境变化袁以求得其生

鄢基金项目院国家自然科学基金资助项目渊缘员苑苑愿园苑愿冤曰教育部人文社科项目渊员愿再允悦苑远园员园员冤曰重庆市教育委员会项目摇

作者简介院曹珂渊员怨愿员要冤袁女袁河北邯郸人袁讲师袁博士袁从事山地城市设计尧山地城市绿地与景观规划研究援

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重庆工商大学学报渊自然科学版冤第猿远卷

查尔斯窑达尔文渊阅葬则憎蚤灶悦砸冤的进化论遥之后袁英国社会学家赫伯特窑斯宾塞渊杂责藻灶糟藻则匀冤在叶生物学原理曳渊孕则蚤灶糟蚤责造藻泽燥枣月蚤燥造燥早赠冤一书中提出野适者生存冶渊泽怎则增蚤增葬造燥枣贼澡藻枣蚤贼贼藻泽贼冤概念袁用以描述自然选择过程中生物有机体对自然环境的适应与发展遥员怨员猿年袁美国生物学家劳伦斯窑亨德尔森在其出版的叶环境的适应曳渊栽澡藻云蚤贼灶藻泽泽燥枣贼澡藻耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼冤一书认为院野耶适应爷是耶有机体爷在发展过程中与自然之中袁明确提出了野适应性冶渊粤凿葬责贼葬贼蚤燥灶冤的科学概念袁

合尧协同作用的结果咱苑暂遥在山地城市场地设计中袁人工建设作为一种主体行为袁其在对待和处理与原生地形的关系上即需要通过一种耦合与协同的方式袁尊重尧顺应自然地形袁在与自然地形走势吻合的基础上进行适度野裁剪冶和野修补冶袁形成能够满足特点功能需求尺度规模的人工化场地分台遥在此过程中袁场地设计应尽量对原始自然地貌尽量不作过多的改变袁确保改造后的场地在整体轮廓上能够与自然地形轮廓相近袁保持山地特征袁从而确保建成间相互协调的过程冶咱圆原源暂域发展成熟袁并逐渐被应用到地理学遥至此袁适应观在生物学领尧人类学尧心理学尧社会学等学科以及城乡规划尧建筑与景观设计领域袁成为一种重要的思维理念咱缘暂员郾圆摇山地城市场地设计的适应性思维遥

另一方面袁就内容而言袁适应观涵盖广泛袁具有

多种思辨方式遥从山地城市场地规划与设计来看袁平衡思维尧耦合思维与组织思维等典型适应性思维方式与观念具有重要启示意义遥员郾圆郾员摇在生物主体适应客观环境的过程中整体平衡

袁主体会不

断面临改变自身抑或改变环境的各种矛盾性二元选择遥在此过程中袁被动顺从还是主动引领尧如何把握改变的限度是适应的核心问题袁此即平衡思维的体现咱远暂是平衡问题遥在山地城市场地设计中遥即山地地形改造过程中填方与挖方袁首先涉及的便的平衡以及场地改造所带来的功能便利性与破坏的形体美观性之间的平衡遥一方面袁对山地原生地形的改造袁必然涉及土石方的挖填袁改造场地时需尽可能地将挖方用于填方袁从而避免过多挖方产生的废弃土石的外运或因过多填方而需要从外部运入土石的情况产生袁保障工程的经济性遥另一方面袁对山地原生地形的改造基于特定功能需求遥因此袁在场地设计中应充分在改造地形后所促成的城市功能便利性与可能削弱的城市形态美观性之间进行利弊权衡袁找到场地改造或用地挖填适宜的平衡点袁决定场地改造与利用的野度冶袁进而采取针对性的技术手段达到相应目标遥员郾圆郾圆摇耦合协同是系统间相互契合的适应机制耦合协同

遥有

机生命主体在适应客观环境过程中逐渐创造和形成一种新的主客关系袁这种关系即为两者相互耦

后的城市空间能够层叠错落袁具有地域特色袁避免人工化的均质遥员郾圆郾猿摇自然界中的适应行为均有赖于要素之间有秩

系统组织

序尧有条理的组织予以协调和联系遥因此袁系统组织是适应性理论的又一重要思维特征遥在山地城市中袁场地改造后不同标高层的台地之间需要进行交通衔接袁这便涉及野高差消化冶的问题遥在处理此问题时袁需将场地与建筑尧室外空间与室内空间作为一组整体关系予以考虑遥即将不同标高的场地通过室内外综合的交通与空间单元关联组织袁以建筑悬挑尧退台尧架空尧上跨尧爬坡或覆土等多种方式处理台地与台地之间的高度落差遥此即山地城镇场地改造设计中系统组织思维的体现遥

综上袁适应性理论的思维方法对山地城市场地设计具有重要借鉴意义遥在地形起伏多变的山地环境中袁城市的设计与营建需结合原生地形的高度变化进行适应性改造与处理袁结合系统平衡尧耦合与整体组织思维袁在场地挖填方分析尧分台处理尧高差消化等方面均对改造程度的合理把控与改造方式的有效选择具有启示价值渊图员冤遥

圆摇土方挖填改用平衡

在山地环境中袁确定人工建设对自然地貌的总体改造程度与改造区域是山地城市建设所需面对的首要问题咱愿暂发展所处区域的宏观地貌条件合理划定城市建设遥在这一问题的处理上袁需结合城市需要改造和可资利用的区域袁在功能组织便利尧山地形态延续尧建设用地安全尧场地改造经济等原则目标下袁从整体层面分析和探寻场地改造的平衡点遥具体包括改造区域划分与土石挖填测算两方

第源期曹摇珂袁等院适应性视角下山地城市地形改造与场地设计方法研究

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面内容遥

图员摇山地城市场地改造尧设计的适应性思维与策略

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圆郾员摇改造区域划分

问题上袁不能仅以技术能力来决定地形改造的上限袁而应综合功能尧环境尧技术尧安全等多方因素袁合理确定和控制场地改造的挖填区域与挖填深度院结合现状地形特征与构想的城市功能布局及空间形态袁对填挖难度较大且拥有较好原生绿化植被覆盖的山脉与沟谷进行保留袁作为连通和组织城市生态系统的绿化廊道曰在此基础上袁对另一些经过适当挖填调整后可形成较大规模与较为平整用地的小型山脉与沟谷采取全部或部分挖填的方式进行改造尧平整袁进而同时满足城市功能系统与生态系统的合理组织袁使两者能够高效运转尧相互协同袁同时也有利于山地城市天人和谐有机形态的塑造渊图圆冤遥

在对山地城市进行规划建设之前袁应首先对

规建范围内原始地貌的整体形态与坡度走向进行识别袁结合实体踏勘尧地形测绘与场地模型等观察分析手段判断现状地形的大致走势袁把握场地改造的整体关系与挖填区域划分遥在山地环境中袁可用于城市建设的平坦用地稀缺遥为保障城市相关职能空间的有效使用袁需尽量平整起伏地貌袁争取适宜建设的用地曰另一方面袁大规模的场地挖填改造与挖填虽然能够开辟出大量建设用地袁但却会造成区域生态环境与地质环境的安全隐患袁同时也会影响到城市建设在形态方面的丰富性与特征性咱怨暂遥因此袁在山地城市建设原生地形改造的

图圆摇山地城市原生地形改造与利用区域划分

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员园源

圆郾圆摇挖填规模评估

重庆工商大学学报渊自然科学版冤第猿远卷

在挖填区域总体划分的基础上袁为确保场地改

大挖方或填方不超过缘园园万皂猿辕噪皂圆控制冤与弃方一般情况下袁山地地形改造的挖方量会大于填方量冤咱员园暂遥同时袁结合现代计算机三维模拟与分析技术还可对比不同场地挖填方案的工程造价与改造效果袁辅助场地改造的多方案比较咱员员暂遥

综上袁在山地城镇建设中袁当面对起伏不定的

造的经济性与可操作性袁还需通过定量分析手段对场地改造区域范围内的挖填方总量进行详细计算袁以便在微观层面明晰改造工程的造价与土石方运输等实施问题袁进而对原始挖填平衡方案进行优化袁进一步调整场地改造的挖填方边界范围袁使挖填场地改造能够相互配合袁降低工程总量与工程费用遥在具体操作上袁在详细地形勘测的基础上袁场地改造设计可根据用地的高程尧坡向尧坡度条件对实际开发建设的用地进行筛选袁明确划定原始地形的不同挖填区域与改造前后的地形标高袁编制场地改造的挖填方分区图袁利用悦粤阅系统插件或郧陨杂地理信息处理技术袁对改造范围内挖填方工程量进行精密计算袁尽可能减少改造工程的挖填方量渊按最

量渊按缘园万皂猿辕员噪皂圆控制即无法平衡的土石方量遥

原生地形时袁将山丘尧水道全部推平和填埋袁将用地彻底改造为平地的处理方式并不是最合理尧最有效的方向遥在城市建设中袁应结合山地原始的地貌形态进行场地挖填区域划分与挖填方量计算袁遵循平衡原则袁将自然坡地适度地改造为可有效利用的人工台地袁将对场地的调整控制在城市经济尧美观尧生态以及安全各方面均可承受的限度之内袁在宏观层面实现场地设计对原始地形的结构性适应渊表员冤遥

表员摇山地城市原生场地野改用平衡冶的设计案例及其相关指标参数

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猿摇台地调节院耦合细分

对原生地貌改造尧利用区域的总体划分与土石

挖填方量的评估虽能保证城市建设过程中场地改造的合理性袁但其分析与评估仍十分粗略袁并不具备可操作性袁难以指导实际的场地改造设计和施工遥因此袁在山地城市中将原始地貌状态下不适宜

第源期曹摇珂袁等院适应性视角下山地城市地形改造与场地设计方法研究

员园缘

直接建设的斜坡地形根据一定高度级差处理为位于不同标高层的多级台地的台地细分手法是一种被广泛采用的营建策略咱员圆暂遥这种场地改造方式既能使城市在建成后耦合尧延续山地地貌原始的起伏特征袁同时也能够保证改造后每级台地的相对平整袁使用地更有效地服务于城市建设袁具体涉及台地单元区域划分尧台地边缘界限确定以及台地高宽尺度控制猿方面问题遥猿郾员摇台地单元顺应山形地势

在对原始地形进行分台设计前袁应首先从总体

作事半功倍咱员猿暂遥具体而言袁场地分台通常从需改造场地的最低高程点渊滨水侧冤或者最高高程点渊近山侧冤开始袁顺应场地的总体高程走势袁逐级划分遥通常情况下袁滨水区域作为山地城市中重要的公共空间袁在进深足够的情况下可结合地形适当扩大每级台地的宽度袁消减台地与台地之间的相对高差袁以便承载更多的大型公共设施尧为城市居民提供更为开敞的活动空间曰而在山腰尧山麓地段袁城市建设相对密集袁用地功能类型复杂袁场地分台需结合用地职能需求调节高宽尺度比例袁以减小台阶地之间高差袁增大阶数的细分处理为宜曰而在近山一侧区域袁地形高差较大袁常出现峭岩尧崖壁地形袁在用地功能设置上多以居住用地等对地形适应能力较强的功能为主袁而在台地处理上则以缩减每阶台地宽度袁增加台地间高差的方式予以协调渊图猿冤遥

上对需改造区域原始地形的大体走势有清晰判断袁以便将复杂的原始地形分解为简单的台地单元进行改造袁并结合各级台地在现状地形条件下所处的位置与将来在城市建设中所发挥的功能确定其大致的单元范围与尺度标准袁以使之后的分台建设工

图猿摇山地城市台地单元尧台地边界对地势地形的耦合适应

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猿郾圆摇台地边界耦合地形现状

保证地块交通连接与使用的便利曰此外袁当改造场地内局部区域包含现状保留建筑时袁台地边缘线的划分应与既有建筑及其场地保持一定距离袁确保其地基的稳定性袁同时保证现状建设区与新建区域之间高差的消化与联系渊通常控制距离在缘耀员园皂左右冤遥猿郾猿摇台地尺度配合使用功能

最后袁在结合地形地貌划分好台地单元与边缘

在台地单元划分范围确定后袁山地城市场地分

台改造工程需进一步结合现状地形的起伏情况确定场地分台的边缘界线袁以便施工定位和场地与道路的交通连接咱员源暂遥具体而言袁台地边缘线的划分应首先应保证相邻台地间边界线顺应等高线走势袁保证分台改造后的场地与原始地形紧密结合袁减少挖填改造的土石方量曰但若分台线过于顺应自然袁则划分出的台地空间将不利于建筑空间布局袁需要进一步野修剪冶以使用地尽可能规整袁利于建设遥因此袁场地分台线的划定需根据微观地形特征与城市建设需求综合考虑渊图猿冤遥另一方面袁若台地边缘线与道路相接袁从交通联系的角度还需尽量控制边缘线平均标高与道路设计标高之间的平均高差袁以

界限基础上袁山地地形的分台改造还需结合每处场地所承载的功能需求袁逐级确定台地的尺度关系遥对此袁前苏联城市规划与地理学家月窑孕窑克罗基乌斯通过系统研究发现院在山地城市中袁场地挖填的体积增量随挖填深度的增长呈几何量级发展遥因此袁改造山地原始地貌的土石方挖填操作应局限于一定深度的地层浅表遥如果剧烈地形改造所造成的

员园远

重庆工商大学学报渊自然科学版冤第猿远卷

挖填深度超出一定控制范围袁不仅会增大工程的难度与造价袁更会带来对基地土层尧地下水以及土壤中植物根系的破坏袁对城市生态环境产生不可逆影响咱员缘暂遥具体而言袁场地挖填改造平均深度的经济值宜控制在原始地形高程上下圆园皂范围之内咱员园暂遥而当场地改造挖填深度或高度超过这一数值时袁场地改造的工程量将大幅增加袁同时对山地原生环境的破坏影响也极大遥在改造过程中袁根据改造用地总规模大小及其承载功能差异袁对建设场地平整程度

的要求略有不同院建设台地间的高程阶差渊相邻台地间的高度差冤宜控制在缘耀圆园皂之间曰台地宽度渊每阶台地的进深空间冤则一般控制在圆园耀员园园皂范围袁结合用地功能关系设置袁确保员颐源至员颐缘的高宽比例袁确保场地间在建设后既能具有一定的山地地形起伏关系袁又能保证各级场地中建筑有足够采光距离袁而台地长边的控制值则宜在缘园耀员园园园皂之间渊使地块长宽比在员颐圆郾缘至员颐员园左右冤尧相对规整袁以便于功能性建筑与外部空间的布局与组织渊图源冤遥

图源摇山地城市台地高宽尺度与用地功能的对应关系

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摇摇综上袁在山地城市建设中袁台地细分是适应中观地形的有效方法遥而在细分台地的过程中袁应重点把握城市原生地形与次生功能之间的耦合关系袁结合场地在城市建设中的空间位置与承载功能合理控制长宽尧高宽比例袁以提升场地改造工程的经济性与改造后用地空间的使用价值遥

坡尧靠尧拖尧梭尧跨尧错尧架尧分尧合等员圆种方式遥这些多样化的传统建筑处理手法为不同条件下山地城市的建设提供了多种选择遥在现代山地城市台地高差处理上袁上述接地方式归纳起来可形成悬架尧吊崖尧错叠尧覆土源种典型模式院悬架模式是通过竖柱支撑或横梁尧悬索结构承担建筑荷载袁使建筑底面与地表面完全或部分分离的一种接地模式袁对台地高差变化的适应能力较强袁可保持建筑本体平面形态的完整与内部空间采光尧通风效果袁同时可使出挑部分的室内空间具有轻盈感和开阔的视域袁在各种文化尧博览类公共建筑设计中应用广泛遥吊崖模式则为建筑空间与台地轮廓相互咬接嵌合的一种接地模式袁结合了吊脚尧附崖等传统建筑处理手法袁与分台场地的契合度较高袁可利用建筑自身形态变化对上下台地空间与轮廓进行调节遥错叠模式为建筑逐层错叠袁通过层叠的内部空间对位于不同高程的外部场地进行连接的接地模式袁其随标高层面积变化而收放袁建筑出入口结合上下台地分层

源摇高差消化院接地组织

对原生地形的分台改造产生出非连续的台地空间袁这些空间之间仍存在高程落差袁无法直接取得交通联系袁需进一步通过建筑与场地设计予以衔接袁消化高差遥在此过程中袁应将建筑室内外空间与不同标高层的场地作为整体考虑袁采用因地制宜的建筑接地方式与外部空间处理进行系统组织遥源郾员摇建筑接地处理

在建筑接地处理上袁山地建筑学家唐璞教授曾

总结出传统山地建筑适应自然地形的台尧吊尧挑尧

第源期曹摇珂袁等院适应性视角下山地城市地形改造与场地设计方法研究

员园苑

设置袁在建筑室内空间的采光与通风问题上具有一定局限袁需通过建筑依附台地堡坎的进深空间进行调节遥最后袁覆土模式是建筑内部空间部分或全部掩于地表之下的一种典型山地建筑模式袁常利用坡

台地之间的高差区域结合实际地形朝向与城市小气候环境进行建设袁充分争取采光袁同时保持山地原生地形轮廓与肌理袁其为野洞穴冶母题的再现袁有利于节约用地渊图缘冤遥

图缘摇山地城市典型建筑接地与外部空间处理方式

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源郾圆摇外部空间设计

种处理方式袁具有可望而不可及的空间效果袁有利于塑造山地城市外部空间的层次感遥为保持上下台之间的有效联系袁也常通过垂直电梯或阶梯的方式对场地进行竖向连接渊图远冤遥

综上袁在面对场地与场地之间以及场地内部微地形的台地高差时袁山地城市的场地分台还需进行系统的空间联系与组织袁以悬架尧吊崖尧错叠尧覆土的建筑接地方式以及梯道尧坡道尧斜面尧堡坎等外部空间处理手法消解微观层面的地形高差袁将建筑室内与室外空间结合起来统筹考虑袁形成富有特色的山地城市形态特征与空间环境遥

通过多元化接地处理后袁会在不同台地之间形

成连接不同出入口的建筑外部空间袁对于这些外部空间袁可通过梯道尧坡道尧斜面尧堡坎等方式结合室内外空间功能流线的组织对不同标高的场地进行连接和分隔遥梯道是以立体的阶梯尧踏步方式联系上下场地标高的典型山地外部空间组织形式袁同时具有交通性与景观性特质曰坡道为通过斜度不超过愿郾猿猿豫或员颐员圆的连续斜面对不同场地标高进行连在公共绿地和公共建筑中应用广泛曰斜面处理则适应于场地间高差不大且在水平面具有一定延展性的台地连接袁其空间特点在于连续斜面既起到上下交通连接作用袁同时也是可供人驻足停留尧休憩与活动的广场空间袁其独特的空间形式具有趣味性的视觉效果曰最后袁堡坎为台地间保持分离状态的一接的一种无障碍高程联系方式袁具有交通连贯性袁

缘摇结摇语

我国是一个多山的国家袁辐员面积苑园豫为山地袁半数城镇建设尧发展于山地环境之中咱员远暂遥伴随

员园愿

重庆工商大学学报渊自然科学版冤第猿远卷

城镇化进程由东部平原人口稠密地区向中西部山地尧丘陵地区的推进袁山地城镇的数量与建设强度将进一步增长遥因此袁山地城市的空间规划与建筑设计方法在我国未来城镇化过程中具有重要价值遥在山地环境中袁如何结合自然地形建造人工场地是山地城市规划建设必须首先回应的问题遥山地地形的高低起伏与平原地区城市有着显著差

异袁其场地设计需更加契合客观地形特征与交通联系机制遥为此袁引入野适应性冶的理论视角袁结合适应性理论的平衡尧耦合与组织思维袁从宏观挖填改造尧中观分台调节与微观接地处理猿方面分别探索符合山地城市地形特征与营建规律的场地设计方法袁以完善相关规划尧设计理论袁指导山地城市建设实践遥

图远摇山地城市地形改造与场地设计的适应性方法总结

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参考文献渊砸藻枣藻则藻灶糟藻泽冤院

咱员暂摇桑东升袁孙兴华袁杨霏袁等援野生态田园城市冶发展模式

理论与实践探索咱允暂援西部论坛袁圆园员源袁圆源渊源冤院苑园要苑苑杂粤晕郧阅杂袁杂哉晕载匀袁再粤晕郧云袁藻贼葬造援栽澡藻燥则藻贼蚤糟葬造葬灶凿孕则葬糟贼蚤糟葬造耘曾责造燥则葬贼蚤燥灶燥灶阅藻增藻造燥责皂藻灶贼酝燥凿藻造枣燥则野耘糟燥原郧葬则凿藻灶原悦蚤贼赠冶咱允暂援宰藻泽贼云燥则怎皂袁圆园员源袁圆源渊源冤院苑园要苑苑咱圆暂摇蕴粤宰砸耘晕悦耘允匀援栽澡藻云蚤贼灶藻泽泽燥枣贼澡藻耘灶增蚤则燥灶皂藻灶贼咱酝暂援咱猿暂摇达尔文援物种起源咱酝暂援北京院商务印书馆袁圆园园怨

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史城镇活态保护方法探析咱允暂援中国园林袁圆园员缘袁猿员渊远冤院远愿要苑猿

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责任编辑院田摇静

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