董仁才,張娜娜,2,李思遠(yuǎn),2,張永霖,2,王 韜,2,付 曉,*

1 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

?

四個(gè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)綠地系統(tǒng)可達(dá)性比較研究

董仁才1,張娜娜1,2,李思遠(yuǎn)1,2,張永霖1,2,王 韜1,2,付 曉1,*

1 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

我國可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)所在城市均十分重視綠地系統(tǒng)對其可持續(xù)發(fā)展的重要支撐作用。布局合理的城市綠地系統(tǒng)不但能提高城市生態(tài)空間容量,也能充分滿足不同位置城市居民的需求,這使得城市綠地與其被服務(wù)對象——城市居民之間的可達(dá)性成為評價(jià)城市綠地系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的重要指標(biāo)。以高德公司生產(chǎn)的電子導(dǎo)航地圖中居民區(qū)點(diǎn)和綠地系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用GIS緩沖區(qū)分析法,分別探討了我國4個(gè)有代表性的國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)西城區(qū)、石景山區(qū)、紹興市和日照市這4個(gè)城市的城市綠地系統(tǒng)斑塊特征,以及<5, 5—15, 15—30min時(shí)間距離內(nèi)所覆蓋城市居民點(diǎn)數(shù)量,對其綠地可達(dá)性及其服務(wù)能力進(jìn)行比較分析和研究。研究結(jié)果表明：4個(gè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)的綠地系統(tǒng)分布均比較合理,覆蓋面廣,尤其是30min時(shí)間距離內(nèi)可達(dá)的綠地滿足了95%的住區(qū)；80%以上的住區(qū)居民可以在15min內(nèi)到達(dá)周邊任意綠地,為城市綠地管理部門打造“一刻鐘生活圈”提供了良好的基礎(chǔ)。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn),提供服務(wù)的綠地斑塊面積比較細(xì)碎,大型綠地的配置率相對較低；而且多數(shù)綠地斑塊從屬于多個(gè)時(shí)間距離半徑內(nèi),承受較大人口壓力。最后,建議城市規(guī)劃過程中,注重綠地系統(tǒng)與住區(qū)從時(shí)間尺度上的協(xié)調(diào)分析。此外,嘗試性地采用日常生活中普遍使用的電子導(dǎo)航地圖開展城市綠地系統(tǒng)可達(dá)性分析,研究結(jié)果與城市居民的生產(chǎn)生活密切相關(guān),對城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū); 可達(dá)性; 緩沖區(qū)分析; 綠地系統(tǒng)

可持續(xù)城市是具有保持和改善城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力,并能夠?yàn)槠渚用裉峁┛沙掷m(xù)福利的城市。城市綠地作為城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,是城市的綠色基礎(chǔ)設(shè)施,對改善城市生態(tài)環(huán)境,如保持水土、減輕城市熱島效應(yīng)和維持生物多樣性,滿足居民游憩、緩解疲勞和壓力、鍛煉身體等需求具有不可替代的作用[1]。迄今為止有很多關(guān)于城市綠地的重要作用的相關(guān)研究,對于其可達(dá)性的研究更是層出不窮[2]。隨著人們的生活水平不斷提高,人們開始在置業(yè)、購房時(shí)更多地關(guān)注自己周圍綠地系統(tǒng)的配置。很多城市管理部門相關(guān)相繼提出“市民出門500m見綠,1000m可達(dá)大型綠地”等目標(biāo)[3]。一些學(xué)者研究公園綠地的空間可達(dá)性時(shí)認(rèn)為,公園綠地的可達(dá)與否是其布局與規(guī)劃是否合理的指標(biāo),并且隨著距離的增加,可達(dá)性減弱[4]。城市綠地相對于居住生活區(qū)的可達(dá)性成為衡量一個(gè)城市可持續(xù)發(fā)展能力的重要指標(biāo)之一。

可達(dá)性的最初提出是在1959年,由Hansen提出并定義為交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)相互作用機(jī)會大小[5]。隨著時(shí)間的變化,它的定義的評價(jià)方法也在不斷更新,但是一般被理解為人們到達(dá)某一目的地的能力[6]。可達(dá)性分為主動和被動的可達(dá)兩種：前者指人的意愿產(chǎn)生的對某一目的地的選擇,后者指前往各地之間交通的便利程度[7]?？蛇_(dá)性的理論和實(shí)踐應(yīng)用研究中出現(xiàn)多種可達(dá)性的研究方法,從傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)法,到緩沖區(qū)分析法,加權(quán)費(fèi)用距離法,網(wǎng)絡(luò)分析法[8]。如宋秀華[9]等采用加權(quán)距離法對泰安市公園綠地現(xiàn)狀和規(guī)劃進(jìn)行了可達(dá)性分析后認(rèn)為泰安市綠地可達(dá)性在規(guī)劃后明顯提高。鄢進(jìn)軍[10]等采用網(wǎng)絡(luò)分析法對重慶市主城中心區(qū)的居民在30min步行距離到最近的公園的可達(dá)性發(fā)現(xiàn)了不同城區(qū)間的差異性。李博等[11]應(yīng)用GIS提出一種易操作和可驗(yàn)證的綠地可達(dá)性指標(biāo)定量評價(jià)模式,經(jīng)過方法比較和案例驗(yàn)證,這種模式的評價(jià)結(jié)果更適合作為城市公園綠地規(guī)劃的可達(dá)性指標(biāo)。尹海偉[12]等認(rèn)為可達(dá)性計(jì)算如果都在城市轄域范圍內(nèi)進(jìn)行,將有利于城市間的橫向比較。

城市綠地各種服務(wù)功能的服務(wù)對象主要是城市居民,其可達(dá)性水平深刻地影響著城市貧困群體、老人、兒童以及殘疾人使用綠地等公共服務(wù)設(shè)施的頻次。因此,近年來的研究逐步考慮到公園綠地周圍的實(shí)際情況,以及使用者的數(shù)量和分布、土地使用類型以及開發(fā)密度等[12]。如Shen在研究城市時(shí)不但采用了可達(dá)性的理論,同時(shí)他把人和社會經(jīng)濟(jì)活動基于可達(dá)性理論聯(lián)系在一起[13]；Xingyou Zhang[14]等人也采用加權(quán)距離和人口結(jié)合來研究公園可達(dá)性,研究尺度也常被選用在房屋或居住小區(qū)尺度。也就是說,關(guān)于城市綠地可達(dá)性研究指標(biāo)越來越精細(xì)化,更加關(guān)注被服務(wù)對象的特點(diǎn)以及數(shù)據(jù)的更新頻率。因此,傳統(tǒng)的以選用行政區(qū)劃圖、人口普查數(shù)據(jù)和城市公園綠地?cái)?shù)據(jù)等為主的分析方法[15],從時(shí)間尺度上、空間尺度上都不能達(dá)到這一要求。

本文在考慮到我國城市化進(jìn)程加快、城市綠地系統(tǒng)變化較為劇烈的特點(diǎn),選用了導(dǎo)航型電子地圖開展城市綠地系統(tǒng)可達(dá)性分析。這是因?yàn)殡S著免費(fèi)的Web端導(dǎo)航地圖快速發(fā)展,使得導(dǎo)航地圖成為一種必須的大眾消費(fèi)品。導(dǎo)航地圖也從單一的導(dǎo)航平臺到綜合信息服務(wù)平臺和社交平臺,發(fā)生了巨大變化,功能也越加完善[16]。尤其是導(dǎo)航電子地圖中,有一類重要的數(shù)據(jù)——就是興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。興趣點(diǎn)是指人們查找有用或者感興趣的特殊位置點(diǎn),即指一切可以抽象為點(diǎn)的地理實(shí)體尤其是和人們生活相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施,如購物中心,車站,醫(yī)院,公司以及學(xué)校等[17]。興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)是面向公眾服務(wù)最重要的地理信息,在城市居民生產(chǎn)生活中具有較大影響,常常被用于城市居民休閑用地選擇、綠地系統(tǒng)查詢等工作,目前在我國地理國情監(jiān)測以及地理信息公共服務(wù)平臺中也應(yīng)用廣泛[18]。興趣點(diǎn)是城市公眾地圖服務(wù)系統(tǒng)的核心,數(shù)據(jù)內(nèi)容的豐富與否決定城市地圖服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的成敗[19]。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及人們的需求增長,興趣點(diǎn)的作用越來越突出,影響興趣點(diǎn)的生產(chǎn)與建設(shè)的主要因素是能否滿足公眾及相關(guān)部門對興趣點(diǎn)的查詢和應(yīng)用需求。這給城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究,尤其是城市綠地系統(tǒng)服務(wù)研究提供了新的數(shù)據(jù)來源,這也是本文探索的重點(diǎn)。

1 研究區(qū)概況

本文選擇“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《城市可持續(xù)發(fā)展能力評估及信息管理關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》所設(shè)定的北京市西城區(qū)、北京市石景山區(qū)、浙江省紹興市和山東省日照市4個(gè)國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)為研究對象。國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)自1986年創(chuàng)建以來,積極發(fā)揮科技示范引領(lǐng)作用,帶動地方經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。在體制機(jī)制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新、城鎮(zhèn)建設(shè)、社區(qū)管理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)利用、城市轉(zhuǎn)型發(fā)展等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),已成為地方政府實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、開展科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用的載體和平臺,示范和帶動作用明顯。同時(shí)實(shí)驗(yàn)區(qū)也成為全球?qū)嵤┛沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分和我國推動地方可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的對外窗口。這些可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)在人居環(huán)境改善、城市綠地系統(tǒng)建設(shè)方面投入了大量人力物力,相應(yīng)的評估指標(biāo)也與城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能密切相關(guān)。

本文通過對這些國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)城市綠地系統(tǒng)的服務(wù)功能比較研究來分析其建設(shè)成效和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?。其?紹興市和日照市地級市型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū),北京市西城區(qū)和石景山區(qū)是城區(qū)型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)。表1列出了這4個(gè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)的基本情況,從這些基本數(shù)據(jù)來看,這些研究對象之間具有相似性和可比性,尤其是北京市的兩個(gè)城區(qū)之間,以及國內(nèi)兩個(gè)相對有特點(diǎn)的地級市之間。

表1 四個(gè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)的基本情況

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源選擇

高德軟件有限公司是國內(nèi)一家重要的導(dǎo)航電子地圖供應(yīng)商和位置服務(wù)提供商,所生產(chǎn)的導(dǎo)航電子地圖普及率高,更新能力快。本文所選用的數(shù)據(jù)是由高德公司生產(chǎn)、北京捷泰天域信息技術(shù)有限公司采用ArcGIS軟件平臺發(fā)行的2014年春季數(shù)據(jù)(2014Q1版),選用的投影為WGS 1984 Web-Mercator。選擇這套數(shù)據(jù)的主要優(yōu)勢是與主流地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺兼容,便于統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí),也便于通過手機(jī)開展實(shí)地現(xiàn)場驗(yàn)證工作。

2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.2.1 建立綠地系統(tǒng)專題數(shù)據(jù)庫

依據(jù)我國《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》(2002年),綠地是指以自然植被和人工植被為主要存在形態(tài)的城市用地。它包含兩個(gè)層次：一是城市建設(shè)用地范圍內(nèi)用于綠化的土地；二是城市建設(shè)用地之外,對城市生態(tài)、景觀和居民休閑生活具有積極作用、綠化環(huán)境較好的區(qū)域。研究區(qū)域的電子導(dǎo)航數(shù)據(jù)均采用ArcGIS軟件的FileGDB數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲,其中的數(shù)據(jù)子集“自然相關(guān)”中的“植被”圖層是本研究的主要對象。該圖層為面狀要素,主要描述研究區(qū)域內(nèi)植被覆蓋斑塊的名稱和位置信息,包括公園、景區(qū)、綠地等多種類型。

基于高德數(shù)據(jù)和城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn),借助ArcGIS軟件的分析提取工具。分別提取北京市西城區(qū)和石景山區(qū)、紹興市和日照市的綠地?cái)?shù)據(jù),這些綠地包括道路交通綠化地、休閑場所綠化地、默認(rèn)綠地、高爾夫球場、森林公園以及園地。

2.2.2 建立住宅區(qū)專題數(shù)據(jù)庫

邊界與政區(qū)中的建成區(qū)數(shù)據(jù),以及其興趣點(diǎn)中的第十二類中的商務(wù)住宅相關(guān)的住宅區(qū)數(shù)據(jù)。根據(jù)高德數(shù)據(jù)的興趣點(diǎn)的分類明細(xì),其中的第12類商務(wù)住宅相關(guān)提取出的住宅區(qū),這些就是點(diǎn)數(shù)據(jù),是根據(jù)住宅區(qū)中心獲得的,比較便于計(jì)算,數(shù)據(jù)比較真實(shí)全面?；诟叩聰?shù)據(jù),借助ArcGIS軟件的分析提取工具,獲得北京市西城區(qū)和石景山區(qū)的、紹興市以及日照市的住宅區(qū)數(shù)據(jù)。本文所需要的住宅區(qū)的數(shù)據(jù)是從上面所提到的高德數(shù)據(jù)的分類標(biāo)準(zhǔn)中的第12類商務(wù)住宅相關(guān)提取出的住宅區(qū),代碼是120300、120301、120302、120303、120304。根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)出這4個(gè)區(qū)的住宅區(qū)的數(shù)據(jù)。

2.3 用緩沖區(qū)方法分析可達(dá)性

緩沖區(qū)分析是地理信息系統(tǒng)重要的空間分析功能之一,是對一組或一類地圖要素(點(diǎn),線或面)按設(shè)定的距離條件,圍繞這組要素而形成具有一定范圍的多邊形實(shí)體,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在二維空間擴(kuò)展的信息分析方法[20]。為開展4個(gè)國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)所在城市的比較分析,考慮到如果采用加權(quán)費(fèi)用距離法或網(wǎng)絡(luò)分析法，不同城市的具體參數(shù)差異將會很大,不具有可比性,所以選擇緩沖區(qū)分析法來開展可達(dá)性空間分析。

(1)確定緩沖區(qū)的源：以綠地系統(tǒng)專題數(shù)據(jù)庫中所有空間面對象為源；

(2)確定緩沖區(qū)半徑：很多學(xué)術(shù)研究和城市管理部門調(diào)查表明,居民期望在步行500m的距離內(nèi)到達(dá)公園綠地,而且能夠接受的最長步行時(shí)間為30min。依據(jù)居民這些意愿,本研究將步行達(dá)到綠地時(shí)間劃分為3個(gè)等級：第一級(I)小于5min；第二級(II)5—15min；第三級(III)15—30min。由于GIS平臺需要采用空間距離作為緩沖區(qū),所以需要將出行時(shí)間換算為步行距離。這里以人步行速度5km/h計(jì)算,則其緩沖區(qū)半徑依次為420、1250、2500m；

(3)緩沖區(qū)的生成與應(yīng)用：采用ArcGIS Desktop軟件空間分析工具分別建立4個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)上述3個(gè)綠地可達(dá)性等級的緩沖區(qū)圖層。為更好的表征各個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)覆蓋的住區(qū)分布情況,將緩沖區(qū)分析等級圖與居民點(diǎn)數(shù)據(jù)分布做空間疊置分析,得到每個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同緩沖區(qū)范圍內(nèi)的住宅區(qū)分布圖,然后進(jìn)行下一步可比性指標(biāo)的計(jì)算和分析。

2.4 可比性指標(biāo)及其計(jì)算

為開展我國不同地區(qū)(南北方)、不同類型(城區(qū)型、地級市型)國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)綠地系統(tǒng)的服務(wù)能力比較分析。本研究在獲得綠地可達(dá)性緩沖區(qū)基礎(chǔ)上,對其服務(wù)區(qū)域內(nèi)住宅區(qū)數(shù)量進(jìn)行了提取與分析,并且構(gòu)建了綠地服務(wù)面積比、服務(wù)區(qū)內(nèi)住宅數(shù)量、建成區(qū)綠地率3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較分析：

(1)綠地服務(wù)面積比

SA=GSA/A×100%

(1)

式中,SA表示服務(wù)面積比,GSA表示綠地提供的服務(wù)面積,單位(km2),A表示城市總面積(km2)。

(2)綠地服務(wù)住宅數(shù)量比

SR=GR/R×100%

(2)

式中,SR表示服務(wù)住宅區(qū)比,GR表示綠地提供服務(wù)的住宅區(qū)的數(shù)量(個(gè)),R表示城市總住宅區(qū)的數(shù)量(個(gè))。

3 結(jié)果與分析

3.1 城區(qū)型和地級市型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)城市綠地系統(tǒng)差異明顯

經(jīng)過空間分析和制圖,所研究的4個(gè)國家級可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)分別以數(shù)據(jù)庫和地圖形式展現(xiàn)。圖1展示了北京市西城區(qū)和石景山區(qū)這兩個(gè)城區(qū)型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)的住區(qū)綠地系統(tǒng)可達(dá)性關(guān)系圖。從圖中可以看出,由于北京市西城區(qū)屬于高度城市化區(qū)域,沒有任何自然生態(tài)系統(tǒng)的組分存在,綠地斑塊的分布表現(xiàn)為規(guī)則的南北走向。從以城市主干道附屬街頭綠地向兩側(cè)居民生活區(qū)呈階梯狀排列,表現(xiàn)出規(guī)則布局的特點(diǎn)。而石景山區(qū)住宅區(qū)分布呈現(xiàn)出集中在其東南部和中部地區(qū),其西部因北京西山森林生態(tài)系統(tǒng)、自然保護(hù)區(qū)而使住區(qū)數(shù)量較少,而西城區(qū)的住宅區(qū)分布則呈現(xiàn)出區(qū)域內(nèi)均勻分布的特征。如西城區(qū)的綠地雖然要比石景山區(qū)的面積大且分布均勻,但在對其居民的服務(wù)水平上沒有石景山區(qū)的高,尤其是是缺乏30 min內(nèi)可達(dá)的大型綠地(表2)?？紤]到石景山區(qū)的經(jīng)濟(jì)沒有西城區(qū)的發(fā)達(dá),人口也沒有西城區(qū)的密集,在石景山區(qū)今后的發(fā)展規(guī)劃中,應(yīng)該結(jié)合其居民點(diǎn)進(jìn)行適宜的綠地規(guī)劃,滿足居民的綠地需求,更進(jìn)一步提高綠地的服務(wù)水平,以吸引西城區(qū)等中心城區(qū)的人口。圖2展示了紹興市和日照市兩個(gè)地級市型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)的住區(qū)與綠地系統(tǒng)可達(dá)性關(guān)系布局。從圖中可以看出,地級市型城市住區(qū)與城市綠地系統(tǒng)均被廣大的農(nóng)田和森林等自然生態(tài)系統(tǒng)所環(huán)繞,與大城市中心城區(qū)相比,城市綠地系統(tǒng)承受壓力相對較輕。也就是說,地級市型城市的建成區(qū)由多個(gè)分散城市建成區(qū)域組成,住宅區(qū)域也相對分解為不同子區(qū)域,降低了對中心城區(qū)綠地的需求壓力。

圖1 石景山區(qū)和西城區(qū)的不同緩沖區(qū)內(nèi)住宅區(qū)分布Fig.1 The residential areas distribution in the different buffer zone in the districts of Shijingshan and Xicheng

3.2 城市綠地斑塊面積等級分布趨勢相似

表2統(tǒng)計(jì)表明,西城區(qū)的綠地系統(tǒng)主要由<0.1 km2斑塊組成,占到所有斑塊的94%,其內(nèi)部沒有任何大于0.5 km2以上的大型綠地斑塊。這與大城市中心城區(qū)的綠地斑塊多采用“見縫插針”式規(guī)劃為主相關(guān)。而地處北京西山腳下的石景山區(qū)則有多個(gè)大于0.5 km2以上的綠地斑塊,其不同等級斑塊的數(shù)量與面積同步增加。在未來城市發(fā)展中應(yīng)該繼續(xù)保留適度面積規(guī)模的城市綠地。由于大量水系的地理切割作用,紹興市的I級綠地斑塊占比達(dá)到了95.6%,綠地斑塊的面積在0.1—0.5 km2時(shí),紹興市綠地斑塊面積的大小相對其整個(gè)研究區(qū)的面積是最大的,而西城區(qū)也是最小的；綠地斑塊的面積為在大于0.5 km2時(shí),日照的綠地斑塊面積相對其整個(gè)研究區(qū)的面積是最大的,而西城區(qū)依然是最小的。紹興市的綠地斑塊相對其整個(gè)研究區(qū)域總體比日照市、西城區(qū)以及石景山區(qū)的要多。

3.3 不同時(shí)間距離內(nèi)綠地斑塊分布差異明顯

城區(qū)型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)和地級市型可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)依然有明顯差異,在5—15 min以及小于5 min的緩沖區(qū)范圍,西城區(qū)可達(dá)性是最高的,日照市是最低的；石景山區(qū)的綠地緩沖區(qū)服務(wù)范圍次于西城區(qū),在15—30 min的緩沖區(qū)服務(wù)范圍,石景山區(qū)是最高的,日照市是最低的(表3)。

圖2 紹興市和日照市的不同緩沖區(qū)內(nèi)住宅區(qū)分布Fig.2 The residential areas distribution in the different buffers in the city of Shaoxing and Rizhao

綠地斑塊面積等級/km2Greenpatchesarealevel西城區(qū)比例/%Xichengratio石景山比例/%Shijingshanratio紹興比例/%Shaoxingratio日照比例/%Rizhaoratio<0.1947595.687.10.1—0.56223.49.20.5—1010.12.5>1020.91.2

表3 不同時(shí)間距離范圍內(nèi)綠地斑塊面積及比例

由于研究區(qū)域內(nèi)綠地系統(tǒng)并不限制其他區(qū)域居民進(jìn)入,也就是說,研究區(qū)域內(nèi)的綠地斑塊相對于研究區(qū)域外是可達(dá)的。為分析其所承受外界壓力的能力,表4統(tǒng)計(jì)了不同可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)不同時(shí)間距離內(nèi)對外住區(qū)提供服務(wù)綠地面積。由表4可以看出,石景山區(qū)和西城區(qū)均有大量城市綠地系統(tǒng)被周邊地區(qū)“共享”。如西城區(qū)總面積86.11 km2,有高達(dá)61.06 km2,約占70.9%可為其他城區(qū)提供服務(wù)。從這個(gè)角度來講,大城市中心城區(qū)的綠地斑塊承受更多的壓力；反之,比較偏遠(yuǎn)的城市,如日照市城市綠地系統(tǒng)被外界共同可達(dá)的可能性就比較小。

在5 min內(nèi)可達(dá)的住區(qū)數(shù)量中紹興市最高,達(dá)到紹興市住宅區(qū)總數(shù)量的47%,而日照市和西城區(qū)相對較低,僅為32%；在5—15 min時(shí)間距離內(nèi),北京的西城區(qū)、石景山區(qū)、日照市均處在50%左右的水平,應(yīng)該說是北方城市的一個(gè)特點(diǎn),表現(xiàn)為街道寬闊,住區(qū)面積大(表5)。

表4 不同時(shí)間距離內(nèi)對外住區(qū)提供服務(wù)綠地面積

表5 不同時(shí)間距離內(nèi)住區(qū)統(tǒng)計(jì)分析

在所研究的4個(gè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū),有95%以上的住區(qū)居民步行30 min即可到達(dá)任意綠地,尤其是石景山區(qū)的住區(qū)居民實(shí)現(xiàn)了30 min內(nèi)到達(dá)綠地的需求的全覆蓋；也可以看到,80%以上的住區(qū)居民可以在15 min內(nèi)到達(dá)周邊任意綠地,這給近年來城市管理部門打造“一刻鐘生活圈”提供了良好的基礎(chǔ)；相比之下,4個(gè)研究的國家級可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)僅有3成左右的住區(qū)居民可以實(shí)現(xiàn)5 min到達(dá)城市各類綠地(表6)。

表6 可達(dá)不同時(shí)間距離內(nèi)的住區(qū)統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論與建議

通過對4個(gè)不同類型國家級可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)所在城市的綠地可達(dá)性指標(biāo)進(jìn)行比較分析表明,這些可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)的綠地系統(tǒng)整體上分布比較均勻,綠地斑塊與住區(qū)匹配度高,滿足了區(qū)域內(nèi)不同空間分布住區(qū)居民的需求。尤其是步行30min即可到達(dá)綠地的比率比較高,能夠覆蓋了95%以上的住區(qū)。這充分體現(xiàn)了我國可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)的建設(shè)工作對城市人居環(huán)境的重視,實(shí)現(xiàn)了綠地布局的合理性,以及對不同街道居民對其利用的公平性要求。但是,也因注意到可達(dá)性高的城市綠地斑塊,其服務(wù)人口多,負(fù)載重,不利于城市綠地系統(tǒng)可持續(xù)建設(shè)；而那些可達(dá)性低的綠地斑塊,服務(wù)效率過低,資源浪費(fèi),建議相關(guān)部門在未來的城市規(guī)劃中適度進(jìn)行均衡。尤其是要在考慮綠地規(guī)劃時(shí),不僅要考慮到綠地的所在位置,還要把綠地的規(guī)模大小,內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施以及娛樂設(shè)施都要考慮在內(nèi),達(dá)到滿足居民需求的目的。同時(shí),在城市規(guī)劃過程中應(yīng)當(dāng)注重一邊新建住區(qū)一邊配置綠地系統(tǒng),做到有住區(qū)就有綠地。

本文創(chuàng)新性地嘗試采用電子導(dǎo)航地圖中的綠地和住宅區(qū)數(shù)據(jù)分析城市綠地系統(tǒng)可達(dá)性,這些數(shù)據(jù)與城市居民的生產(chǎn)生活密切相關(guān),是現(xiàn)代生活中居民越來越普遍使用的手機(jī)用導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果對可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)的未來綠地規(guī)劃布局具有重要的參考意義,對其城市的綠地系統(tǒng)規(guī)劃具有實(shí)際參考價(jià)值。在本研究過程中,雖然采用緩沖區(qū)分析法簡單地分析了可達(dá)性,沒有考慮實(shí)際前往綠地斑塊內(nèi)部的實(shí)際可達(dá)過程路徑,但是從可見性,也就是指視野內(nèi)可見綠色的空間分析來說,也還是有一定的參考意義的。

[1] 黃曦濤. 基于RS和GIS技術(shù)的西安市城市公園綠地可達(dá)性研究與評價(jià)[D]. 西安: 西北大學(xué), 2011.

[2] 蘭思仁. 國家森林公園理論與實(shí)踐. 北京: 中國林業(yè)出版社, 2004: 58- 59.

[3] 肖華斌, 袁奇峰, 徐會軍. 基于可達(dá)性和服務(wù)面積的公園綠地空間分布研究. 規(guī)劃師, 2009, 25(2): 83- 88.

[4] Handy S L, Niemeier D A. Measuring accessibility: an exploration of issues and alternatives. Environment and Planning A, 1997, 29(7): 1175- 1194.

[5] Hansen W G. How accessibility shapes land use. Journal of the American Institute of Planners, 1959, 25(2): 73- 76.

[6] Curl A, Nelson J D, Anable J. Same question, different answer: A comparison of GIS-based journey time accessibility with self-reported measures from the National Travel Survey in England. Computers, Environment and Urban Systems, 2015, 49: 86- 97.

[7] 陳潔, 陸峰, 程昌秀. 可達(dá)性度量方法及應(yīng)用研究進(jìn)展評述. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2007, 26(5): 100- 110.

[8] 劉常富, 李小馬, 韓東. 城市公園可達(dá)性研究——方法與關(guān)鍵問題. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 30(19): 5381- 5390.

[9] 宋秀華, 郎小霞, 樸永吉, 王秀峰. 基于GIS的城市公園綠地可達(dá)性分析. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2012, 43(3): 400- 406.

[10] 鄢進(jìn)軍, 丁真兵, 鄭凌予, 秦華. 基于GIS-Network Analyst的重慶城市公園綠地可達(dá)性分析. 西南大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2013, 35(12): 153- 158.

[11] 李博, 宋云, 俞孔堅(jiān). 城市公園綠地規(guī)劃中的可達(dá)性指標(biāo)評價(jià)方法. 北京大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2008, 44(4): 618- 624.

[12] 尹海偉, 孔繁花, 宗躍光. 城市綠地可達(dá)性與公平性評價(jià). 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(7): 3375- 3383.

[13] Shen Q. Spatial technologies, accessibility, and the social construction of urban space.Computers, Environment and Urban Systems, 1998, 22(5): 447- 464.

[14] Zhang X Y, Lu H, Holt J B. Modeling spatial accessibility to parks: a national study. International Journal of Health Geographics, 2011, 10(1): 31.

[15] 袁麗華, 徐培瑋. 北京市中心城區(qū)公園綠地可達(dá)性分析. 城市環(huán)境與城市生態(tài), 2015, 28(1): 22- 25, 30- 30.

[16] 張棟海, 韓麗華, 肖雄兵, 劉暉, 湯晟佳, 鄭紅艷. 導(dǎo)航地圖發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢分析. 地理信息世界,2013, 20(2): 20- 23, 36- 36.

[17] 趙衛(wèi)鋒, 李清泉, 李必軍. 利用城市POI數(shù)據(jù)提取分層地標(biāo). 遙感學(xué)報(bào), 2011, 15(5): 973- 988.

[18] 呂玉霞, 薛明, 王月莉. 地理信息公共服務(wù)中基于位置的興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化研究. 測繪標(biāo)準(zhǔn)化, 2013, 29(3): 1- 4.

[19] 王結(jié)臣, 陳炎明, 李麗. 緩沖區(qū)生成研究進(jìn)展評述. 測繪科學(xué), 2009, 34(5): 67- 69, 222- 222.

[20] 湯國安, 楊昕. ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程. 2版. 北京: 科學(xué)出版社, 2012.

A comparative study of green system accessibility in four sustainable development experimental zones

DONG Rencai1, ZHANG Nana1,2, LI Siyuan1,2, ZHANG Yonglin1,2, WANG Tao1,2, FU Xiao1,*

1StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China

Cities located in sustainable development experimental districts value the vital supporting role played by their corresponding green space systems. A rational layout of an urban green space system can increase the urban ecological space capacity and meet the various demands of populations in different locations. Citizens are an important indicator for evaluating the success of an urban green space system. This study used residential points and green space systems in electronic navigation maps produced by and the GIS buffer analysis method to analyze the patch characteristics of urban green space systems in the four representative national sustainable development experimental districts. These were-Xicheng district, Shijingshan district, Shaoxing City, and Rizhao City. In addition, a comparative analysis of the amount of people within different time distances from green spaces (<5 min, 5—15 min, and 15—30 min) in urban residential districts was used to assess green space accessibility and service ability. The results showed that the distributions of the green space systems in the four sustainable development experimental districts were reasonable and that they were widely accessible, especially with regards to people who lived within 30 min of green space, which covered 95% of the local residents. More than 80% of the residents could reach any nearby green space within 15 min, which provided a good foundation on which the urban green space management department could build "a quarter of an hour life circle." However, at the same time, we found that the green spaces providing services were dispersed and small and that large green space areas were limited. Most of the green areas within the different time/distance radii were subject to higher population pressures. The results from this investigation suggest that urban planning processes should consider the time/distance factor for residents when planning a green space system. In addition, this study used electronic navigation maps, which are widely available, to analyze urban green space system accessibility. The results of this study are relevant to areas where urban residents were living and working, which will have practical significance when planning an urban green space system.

sustainable development experimental district; accessibility; buffer analysis; green space system

國家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BAJ04B03); 城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主項(xiàng)目(SKLURE2013- 1-05)

2016- 02- 12; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2017- 02- 17

10.5846/stxb201602120271

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xiaofu@rcees.ac.cn

董仁才,張娜娜,李思遠(yuǎn),張永霖,王韜,付曉.四個(gè)可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)綠地系統(tǒng)可達(dá)性比較研究.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(10):3256- 3263.

Dong R C, Zhang N N, Li S Y, Zhang Y L, Wang T, Fu X.A comparative study of green system accessibility in four sustainable development experimental zones.Acta Ecologica Sinica,2017,37(10):3256- 3263.