吳健生,沈 楠

1 北京大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院,城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,深圳 518055 2 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,地表過程與模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100871

基于步行指數(shù)的深圳市福田區(qū)公園綠地社會服務(wù)功能研究

吳健生1,2,*,沈 楠1

1 北京大學(xué)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院,城市人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,深圳 518055 2 北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,地表過程與模擬教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100871

城市公園綠地是當(dāng)代城市的重要組成部分,居民能否方便地享用公園綠地所提供的各項(xiàng)服務(wù)與功能,是衡量一個(gè)城市人地關(guān)系和諧狀況、現(xiàn)代化發(fā)展水平和居民生活質(zhì)量的重要指標(biāo),也是城市公園綠地社會服務(wù)功能的體現(xiàn)。選取深圳市福田區(qū)為研究對象,計(jì)算單點(diǎn)綠地步行指數(shù),衡量均質(zhì)區(qū)域的公園綠地步行可達(dá)性；基于土地利用類型法實(shí)現(xiàn)人口數(shù)據(jù)空間化；基于面域綠地步行指數(shù)耦合綠地空間分布與人口格局,評估深圳市福田區(qū)居民通過步行方式到達(dá)城市公園綠地的便利程度,即城市公園綠地的社會服務(wù)功能水平。結(jié)果表明：深圳市福田區(qū)在區(qū)域均質(zhì)假設(shè)下,公園綠地步行可達(dá)性整體較好,區(qū)域差異較大,呈現(xiàn)出東優(yōu)西劣的趨勢,梅林公園周邊、蓮花山公園南部、荔枝公園周邊及皇崗公園周邊是四個(gè)公園綠地步行可達(dá)性最好的區(qū)域,福田區(qū)西北部和西南部公園綠地步行可達(dá)性差；供需平衡視角下,70%街道的居民可以便捷、公平地享用城市公園綠地所提供的服務(wù),華強(qiáng)北街道、蓮花街道、園嶺街道和華富街道公園綠地設(shè)施建設(shè)非常完善,且綠地格局與人口格局配置合理,香蜜湖街道與沙頭街道開放性公園綠地建設(shè)狀況有待改進(jìn)。將步行指數(shù)應(yīng)用于公園綠地建設(shè)狀況評估,為步行城市建設(shè)、公園綠地空間布局優(yōu)化提供參考依據(jù)。

步行指數(shù)；城市公園綠地；社會服務(wù)功能；深圳市福田區(qū)

通常來說,公園綠地、街頭綠地、道路綠地、庭院綠地、河湖綠地等都屬于城市綠地的范疇[1],其中,公園綠地是在原有自然斑塊的基礎(chǔ)上,經(jīng)過長時(shí)間人為干擾形成的人工與自然耦合景觀,在維護(hù)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)公共健康、增強(qiáng)城市宜居性等方面發(fā)揮著重要作用[2- 4]。

城市公園綠地具有生態(tài)服務(wù)和社會服務(wù)兩種功能[5- 6],在生態(tài)服務(wù)方面,公園綠地可以凈化空氣、消除噪音、降低污染、緩解城市熱島效應(yīng)[7- 9]等。除此之外,居民能否方便地(特別是步行)就近到達(dá)公園綠地、公平平等地享用公園綠地為居民提供的休閑娛樂環(huán)境[5,10- 11],是城市公園綠地社會服務(wù)功能的體現(xiàn)。

當(dāng)前各城市爭相建設(shè)“園林城市”、“山水城市”,過分強(qiáng)調(diào)城市綠化覆蓋率、城市綠地率與人均公園綠地面積等傳統(tǒng)城市綠地指[12],一方面只重公園綠地?cái)?shù)量而忽略公園綠地空間分布的合理性,另一方面,只重公園綠地的供給水平而忽略綠地供給空間分布與需求空間分布是否匹配。故傳統(tǒng)的城市公園綠地指標(biāo)和公園綠地可達(dá)性水平均不能真實(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)城市公園綠地的社會服務(wù)功能。

步行性是指出發(fā)地和目的地之間的空間鄰近性及兩點(diǎn)間步行的便捷性和舒適性[13]。步行指數(shù)是美國研究人員2007年提出的一種基于日常設(shè)施種類和空間布局的國際性量化測度步行性的方法,已在美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、英國等國家廣泛應(yīng)用[13]。2010年鄧肯等(Dustin T. Duncan)[14]及2011年卡爾等(Lucas J. Carr)[15]都證明了步行指數(shù)用于量化測度步行性是科學(xué)合理的。國內(nèi)對步行性和步行指數(shù)的研究剛剛起步,吳健生等[16]借鑒國外步行指數(shù)的計(jì)算方法,基于步行指數(shù)提出了城市日常生活設(shè)施配置合理性的評估方法；劉迎賓[17]基于步行指數(shù)測度了深圳市桃源街區(qū)的可步行性,并對測度結(jié)果進(jìn)行了校核。目前將步行指數(shù)應(yīng)用于其他科學(xué)領(lǐng)域的研究尚有不足。

本文選取深圳市福田區(qū)為研究對象,基于步行指數(shù)計(jì)算原理,構(gòu)建綠地步行指數(shù),并通過建模獲得高精度人口空間分布數(shù)據(jù),將人口空間分布狀況納入評估過程,以期為城市公園綠地的共享性與空間布局優(yōu)化研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本文研究區(qū)為廣東省深圳市福田區(qū)(圖1)。研究所采用的公園綠地?cái)?shù)據(jù)來自2010年底深圳市福田區(qū)公園匯總表[18]和2011年深圳市規(guī)劃和國土資源委員會公示的深圳市福田區(qū)規(guī)劃綠地分布圖[19],篩選面積超過0.5 hm2的公園綠地,結(jié)合高分辨率遙感影像和百度地圖進(jìn)行人工識別補(bǔ)充,采集市級公園出入口點(diǎn)49個(gè),社區(qū)公園等小型公園出入口點(diǎn)49個(gè),如圖2所示。對于社區(qū)公園等沒有明確出入口位置的開敞公園,盧寧等[20]2014年提出,若公園邊界PQ沒有明確出入口,但從邊界PQ上任何點(diǎn)進(jìn)入公園都會經(jīng)過端點(diǎn)P和Q,則選取P點(diǎn)和Q點(diǎn)為此邊界出入口的代表。由于社區(qū)公園一般面積較小,為避免重復(fù)計(jì)算,本文每個(gè)社區(qū)公園的出入口點(diǎn)計(jì)數(shù)不超過2。高爾夫球場地、生產(chǎn)用地、學(xué)校運(yùn)動場地等屬于非公益性、非開放性的綠地空間,因此,香蜜湖娛樂城、深圳農(nóng)科太空果樹實(shí)驗(yàn)基地、深圳高爾夫俱樂部等綠地區(qū)域不納入本文研究范疇。

圖2 公園出入口位置Fig.2 Location of urban park entrances

研究用到的數(shù)據(jù)還包括福田區(qū)道路網(wǎng),根據(jù)遙感影像結(jié)合Google Earth矢量化得到,并提取了道路網(wǎng)的交叉口密度和街區(qū)長度。深圳市2013年土地利用數(shù)據(jù)來源于深圳市國土資源局,依據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類GB/T 21010—2007,將原始數(shù)據(jù)整理為12個(gè)一級地類。人口數(shù)據(jù)來源于深圳市2010年第六次人口普查結(jié)果。

1.2 綠地步行指數(shù)計(jì)算

綠地步行指數(shù)考慮了城市公園綠地的吸引力、距離出發(fā)點(diǎn)的遠(yuǎn)近、步行環(huán)境、城市居民分布等因素,綜合評估區(qū)域公園綠地的社會服務(wù)功能。計(jì)算過程主要包括單點(diǎn)指數(shù)計(jì)算、人口數(shù)據(jù)空間化和面域指數(shù)計(jì)算3部分。為計(jì)算方便,本文單點(diǎn)指數(shù)的計(jì)算過程以區(qū)域均質(zhì)假設(shè)為前提,簡化了除道路網(wǎng)外的其他城市異質(zhì)景觀。除此之外,城市公園綠地系統(tǒng)由市政府統(tǒng)一規(guī)劃,某一城區(qū)的公園綠地主要為本區(qū)域內(nèi)居民提供社會服務(wù),故本文基于面域指數(shù)衡量區(qū)域城市公園綠地社會服務(wù)功能時(shí),僅考慮本區(qū)域內(nèi)的人口分布狀況。

1.2.1單點(diǎn)綠地步行指數(shù)

單點(diǎn)綠地步行指數(shù)計(jì)算對象為某個(gè)具體樣本點(diǎn),衡量區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)到周邊公園綠地的步行可達(dá)性。其計(jì)算過程基于兩大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：研究區(qū)道路網(wǎng)與城市公園綠地出入口分布圖。計(jì)算過程包括以下3個(gè)步驟：構(gòu)造公園綠地出入口分類權(quán)重表、基于公園綠地類別和步行距離計(jì)算基礎(chǔ)指數(shù)、考慮步行環(huán)境修正指數(shù)。

(1)不同級別城市公園綠地的出入口權(quán)重表

深圳市城市管理局2011年發(fā)布的全市公園匯總數(shù)據(jù)[18]將深圳市公園劃分為市級公園、區(qū)級公園、社區(qū)公園和主題公園四大類,本文研究區(qū)福田區(qū)僅涵蓋市級公園和社區(qū)公園兩類?；趯＜掖蚍址?依據(jù)公園類型的相對重要性賦予每類公園權(quán)重,見表1。通常來說,市級公園面積較大,服務(wù)設(shè)施較完善,對居民的吸引力和服務(wù)效能均大于社區(qū)公園等小型公園,故市級公園總體權(quán)重高于社區(qū)公園,權(quán)重總和為15；每類公園的出入口點(diǎn)依據(jù)距離出發(fā)點(diǎn)的遠(yuǎn)近,依次賦予遞減權(quán)重。例如某一樣本點(diǎn)按照由近自遠(yuǎn)的順序,在步行范圍內(nèi),有市級公園出入口點(diǎn)3個(gè),社區(qū)公園出入口點(diǎn)2個(gè),則該樣本點(diǎn)得到的權(quán)重值為7(2.5+1.5+1.5+0.75+0.75)。此外,不同類型公園出入口的可替代性不同,其權(quán)重的衰減速度也不同。例如市級公園,往往多個(gè)出入口點(diǎn)對應(yīng)于同一個(gè)公園,公園出入口權(quán)重衰減較快；而每個(gè)社區(qū)公園對應(yīng)的出入口點(diǎn)不超過兩個(gè),出入口可替代性差,權(quán)重衰減平緩。

表1 不同級別城市公園綠地出入口權(quán)重

(2)基礎(chǔ)綠地步行指數(shù)

在上述不同級別城市公園綠地出入口權(quán)重表的基礎(chǔ)上,計(jì)算得每個(gè)樣本點(diǎn)的權(quán)重值,進(jìn)一步考慮基于距離的衰減規(guī)律,可得某個(gè)樣本點(diǎn)的基礎(chǔ)綠地步行指數(shù)。

圖3 公園出入口權(quán)重距離衰減曲線Fig.3 Distance decay curve of park entrance weights

基于距離的衰減規(guī)律是指城市公園出入口的權(quán)重將隨其與出發(fā)點(diǎn)距離的增加而有規(guī)律的衰減[13],本文采用分段線性變化規(guī)律,如圖3所示。研究表明,通常人的步行速度為4.8 km/h,即80 m/min,5 min步行可達(dá)400 m,20 min可達(dá)1600 m,30 min可達(dá)的范圍是2400 m[13]。與此相對應(yīng),當(dāng)步行5min內(nèi)可達(dá)目標(biāo)點(diǎn),即距離小于400 m時(shí),距離因素不足以引起原指數(shù)值衰減；當(dāng)步行時(shí)間大于5 min后,快速衰減；步行時(shí)間為20 min時(shí),原指數(shù)值衰減為原值的12%；步行時(shí)間大于20 min后,衰減減慢,直到步行時(shí)間為30 min,原值全部被衰減,即認(rèn)為30 min步行范圍以外的目標(biāo)點(diǎn)不再對出發(fā)點(diǎn)的指數(shù)值產(chǎn)生影響[13]。

尋找樣本點(diǎn)周圍2400 m范圍內(nèi)的城市公園出入口點(diǎn)并計(jì)算距離；依據(jù)距離的遠(yuǎn)近參照表1(不同級別城市公園綠地出入口權(quán)重)為所有公園出入口點(diǎn)依次賦予權(quán)重,并依據(jù)距離衰減函數(shù)對權(quán)重進(jìn)行衰減；最后累加各個(gè)城市公園出入口點(diǎn)的權(quán)重,得到樣本點(diǎn)的基礎(chǔ)綠地步行指數(shù)。

(3)指數(shù)修正

基礎(chǔ)綠地步行指數(shù)的計(jì)算過程只考慮了目標(biāo)點(diǎn)與出發(fā)點(diǎn)之間直線距離的影響,而現(xiàn)實(shí)生活中的步行體驗(yàn)則是沿著道路出行,一定區(qū)域范圍內(nèi)道路交叉口越多,兩交叉口之間的街區(qū)長度越短,步行出行的路線選擇越自由,步行環(huán)境越優(yōu)越[16]。因此,算得基礎(chǔ)步行指數(shù)后,需要基于步行環(huán)境進(jìn)行修正。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)每平方千米范圍內(nèi)的道路交叉口數(shù)目和街區(qū)長度均值,運(yùn)用數(shù)量等分法將兩者的衰減率各分為五級,最大值為10%,如表2所示。綠地步行指數(shù)修正所依賴的衰減率在一定程度上反映了某一區(qū)域步行環(huán)境的優(yōu)劣。

修正后基礎(chǔ)綠地步行指數(shù)最大值為15,最小值為0,為了方便度量和比較,將其標(biāo)準(zhǔn)化為0—100。指數(shù)值越大,說明該點(diǎn)步行到達(dá)目的地的便捷性越好。

1.2.2人口數(shù)據(jù)空間化

人口數(shù)據(jù)空間化是為了研究并模擬客觀世界的人口地理分布,對人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理,通常采用一定的計(jì)算方法或以某種人口空間分布模型為基礎(chǔ)[21]。本文采用較為成熟和普遍的土地利用類型法,即假設(shè)每種土地利用類型上的人口密度不變,以人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為因變量,各種土地利用類型的面積為自變量,構(gòu)建人口—土地多元線性回歸模型,將模型應(yīng)用于每個(gè)格網(wǎng),實(shí)現(xiàn)人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)空間化[21]。中國科學(xué)院利用該方法生成了1995年、2000年和2003年1km精度的中國人口格網(wǎng)數(shù)據(jù),2010年葉靖等[22]、2012年唐奇等[23]也基于該原理做出了研究成果。

表2 道路交叉口密度與街區(qū)長度衰減率

(1)模型變量與算法設(shè)置

本文以深圳市2013年土地利用類型分布現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),設(shè)定土地利用現(xiàn)狀分類GB/T 21010—2007標(biāo)準(zhǔn)中的12個(gè)一級土地利用現(xiàn)狀類型為自變量,深圳市57個(gè)街道第六次人口普查數(shù)據(jù)為因變量,建立人口—土地多元線性回歸模型,模型的一般形式為：

其中,Pi為深圳市i街道的統(tǒng)計(jì)人口數(shù),βj為j類土地利用類型的人口分布系數(shù)(人/hm2),Xij為i街道j類土地利用類型的面積(hm2),n為模型所選用的土地利用類型數(shù)。無土地必然無人口,故常數(shù)項(xiàng)C設(shè)置為0。由于人口—土地多元線性回歸模型的系數(shù)具有物理意義,因此模型先驗(yàn)假定所有系數(shù)非負(fù)。

模型的建立過程采用如下步驟[24]：①進(jìn)行相關(guān)性分析,選出與因變量相關(guān)程度最高的自變量,記為X0；②去除與X0顯著相關(guān)的自變量(Pearson檢驗(yàn)中r>0.8),消除自變量之間的共線性；③剩余自變量輸入逐步線性回歸的有效性庫中；④剔除如下自變量：在0.05顯著性水平下不滿足T檢驗(yàn)、不滿足模型先驗(yàn)假定或57個(gè)樣本中非零值小于10個(gè)；⑤重復(fù)步驟3和步驟4,使模型收斂,并剔除對最終模型R2貢獻(xiàn)率不足1%的自變量。

依據(jù)上述建模步驟進(jìn)行逐步多元線性回歸,剔除不顯著的自變量和不符合先驗(yàn)假定的回歸方程,對比不同回歸方程的調(diào)整R2與標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)的誤差值,得到最終模型結(jié)果。

(2)模型檢驗(yàn)

為保證模型的合理性和精確性,將研究區(qū)實(shí)際人口數(shù)量與模型反算人口數(shù)量進(jìn)行相關(guān)分析,并采用十折交叉檢驗(yàn)驗(yàn)證模型精度。十折交叉檢驗(yàn)即將全體樣本隨機(jī)分為10組,基于其中9組樣本建立多元線性回歸模型,用模型估算剩余樣本組的數(shù)值,并與剩余樣本組的真實(shí)值進(jìn)行比較。該過程被重復(fù)10次,剩余樣本組的均方根誤差即為描述模型好壞程度的結(jié)果。除此之外,由于多元線性回歸模型以殘差的空間獨(dú)立性為基本假定,本文在ArcGIS 10.2中計(jì)算了多元線性回歸模型殘差的全局Moran′s I指數(shù),判斷殘差是否具有顯著的空間自相關(guān)性。

(3)模型系數(shù)校正

模型以假定研究區(qū)內(nèi)同一土地利用類型上人口密度恒定為前提,且人口數(shù)據(jù)基數(shù)較大,故模型估計(jì)結(jié)果與客觀人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)必然存在一定誤差。

本文以深圳市為樣本建立模型,后估算福田區(qū)格網(wǎng)人口數(shù)量,為提高模型精度,參考2010年葉靖等[22]研究義烏市人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)空間化的校正方法,以研究區(qū)內(nèi)所有格網(wǎng)人口數(shù)之和與客觀人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相等為原則校正初始人口分布系數(shù),校正公式為：

(4)模型應(yīng)用

最后,依據(jù)校正后的人口分布系數(shù),結(jié)合土地利用類型分布狀況,計(jì)算福田區(qū)各街道100 m×100 m格網(wǎng)內(nèi)的人口數(shù)量。

1.2.3基于面域步行指數(shù)的城市公園綠地社會服務(wù)功能評估

單點(diǎn)指數(shù)反映了某點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)城市公園綠地的配置水平與可達(dá)性水平,當(dāng)需要了解一個(gè)區(qū)域(如一個(gè)街道、一個(gè)區(qū)、一個(gè)城市等)的狀況時(shí),則需要計(jì)算面域指數(shù)。一個(gè)面內(nèi)不同的點(diǎn)具有不同的地形地貌、人口經(jīng)濟(jì)等地理屬性,因此,賦予每個(gè)點(diǎn)一定的權(quán)重可以更準(zhǔn)確的衡量一個(gè)面域的狀況。對于城市公園綠地社會服務(wù)功能研究來說,以人口比重作為權(quán)重不僅可以避免水體等人口稀少地區(qū)的影響[13],而且可以衡量一個(gè)區(qū)域城市公園綠地的空間供給密度與居民空間需求密度的匹配狀況。

假設(shè)研究區(qū)均質(zhì),構(gòu)建合適尺寸的均勻分布的正方形格網(wǎng),計(jì)算每個(gè)格網(wǎng)中心點(diǎn)的單點(diǎn)指數(shù),將指數(shù)值賦予對應(yīng)的格網(wǎng)；應(yīng)用上述回歸模型計(jì)算每個(gè)格網(wǎng)的人口數(shù)量,其占區(qū)域總?cè)丝诘谋壤礊樵摳窬W(wǎng)的權(quán)重；最后對區(qū)域內(nèi)的所有格網(wǎng)值基于權(quán)重加權(quán)累加,得到面域綠地步行指數(shù)。單點(diǎn)指數(shù)是在假定研究區(qū)均質(zhì)的條件下,衡量某一點(diǎn)通過步行方式到達(dá)公園綠地的便捷程度,數(shù)值越大說明該點(diǎn)公園綠地可達(dá)性越好。而公園綠地的服務(wù)目標(biāo)是居民,高公園綠地可達(dá)性的區(qū)域有居民才有意義,人口稀少的區(qū)域,城市公園綠地可達(dá)性高反而是綠地資源的浪費(fèi)。故單點(diǎn)指數(shù)值高的區(qū)域人口多,單點(diǎn)指數(shù)值低的區(qū)域人口少,二者呈正相關(guān)關(guān)系是城市公園綠地社會服務(wù)的最優(yōu)供需狀態(tài)。

面域步行指數(shù)在供需平衡的視角下評估了城市公園綠地的社會服務(wù)功能,該值越大,說明該區(qū)域城市公園綠地的社會服務(wù)功能越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 福田區(qū)城市公園綠地步行可達(dá)性總體特征

根據(jù)2010年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示[18],福田區(qū)共有各類公園79個(gè),總面積741.27hm2,其中市級公園10個(gè),社區(qū)公園69個(gè),沒有區(qū)級公園和主題公園。

基于ArcGIS10.2軟件按照上述步驟計(jì)算福田區(qū)100m×100m精度的單點(diǎn)綠地步行指數(shù),見圖4。福田區(qū)單點(diǎn)綠地步行指數(shù)最大值為75.85,最小值為0,平均值為28.39,呈現(xiàn)出東高西低的趨勢,總體來說,福田區(qū)城市公園綠地可達(dá)性較好,但局部略差,各區(qū)之間差異較大。

福田區(qū)明顯的公園綠地步行可達(dá)性高值區(qū)主要包括梅林公園周邊、蓮花山公園南部、荔枝公園周邊以及皇崗公園周邊,形成梅林公園—蓮花山—深圳中心公園—荔枝公園高值條帶區(qū)。這些高值區(qū)臨近大型市級公園,周邊社區(qū)公園建設(shè)較好,公園綠地出入口數(shù)量多,且道路交叉口密集,步行環(huán)境好。雖然公園綠地步行可達(dá)性高值區(qū)均分布在大型市級公園周邊,但并不是所有大型公園周邊都是顯著高值區(qū),如筆架山公園,由于周邊社區(qū)公園建設(shè)略有欠缺,綠地步行指數(shù)值略低于同等級公園周邊區(qū)域。

福田區(qū)西北部為塘郎山郊野公園,該公園大部分區(qū)域位于深圳市南山區(qū)且不適宜步行,故不在本文研究范疇內(nèi)。另一個(gè)顯著低值區(qū)在福田區(qū)西南部,該區(qū)域雖然步行環(huán)境較好,但缺少公園綠地設(shè)施,且深圳高爾夫俱樂部等非開放性綠地區(qū)域占地面積較大,故公園綠地步行可達(dá)性很低。

圖4 單點(diǎn)綠地步行指數(shù)分布Fig.4 Distribution of single point green lands walk score

2.2 人口數(shù)據(jù)空間化結(jié)果

基于SPSS20.0軟件依據(jù)上述步驟建立人口—土地多元線性回歸模型,并通過交叉檢驗(yàn)和殘差空間自相關(guān)檢驗(yàn)驗(yàn)證模型結(jié)果,最終模型參數(shù)如表3所示。

由表3可知,回歸方程F檢驗(yàn)的顯著性水平小于0.000,說明總體回歸方程線性關(guān)系顯著,即進(jìn)入方程的自變量和人口數(shù)量之間的線性關(guān)系非常密切。從判定系數(shù)修正R2可知,模型所能解釋因變量變化的百分比為90.0%,模型擬合效果很好。故可得最終回歸方程為：

POP=197.655·RES+1075.859·BUS+107.655·TRA

模型十折交叉檢驗(yàn)均方根誤差為75416.12。研究區(qū)實(shí)際人口數(shù)量與模擬人口數(shù)量相關(guān)系數(shù)為0.863,P值為0.000,說明模擬效果顯著[25]。回歸模型殘差的全局Moran′s I值為0.172,P值為0.0002,殘差存在很弱的、可以忽略的空間正相關(guān)性。

為降低原始人口-土地多元線性回歸模型的相對誤差,采用上述經(jīng)驗(yàn)算法校正模型參數(shù),后反算出福田區(qū)100 m×100 m精度水平上的人口空間分布圖(圖5)。

圖5 研究區(qū)100m格網(wǎng)人口空間分布圖 Fig.5 Spatial distribution of population by 100 m grid in the study area

2.3 福田區(qū)各街道城市公園綠地社會服務(wù)功能評估

福田區(qū)目前下轄10個(gè)街道,依據(jù)上文得出的單點(diǎn)綠地步行指數(shù)和人口數(shù)據(jù)空間化結(jié)果,分別計(jì)算每個(gè)街道的單點(diǎn)綠地步行指數(shù)均值和面域綠地步行指數(shù),并與人均公園綠地面積和公園綠地覆蓋率兩個(gè)傳統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行對比,如圖6所示。

圖6 福田區(qū)各街道公園綠地指標(biāo)統(tǒng)計(jì)圖Fig.6 Statistics of green lands index of ten sub-districts in Futian

從傳統(tǒng)公園綠地指標(biāo)來看,華富街道人均公園綠地面積和公園綠地覆蓋率最大且遠(yuǎn)大于其他街道,其次是蓮花街道,梅林、香蜜湖和華強(qiáng)北街道再次之,其他街道人均面積和覆蓋率都很低,福保街道由于沒有大面積開放的公園綠地分布,兩個(gè)傳統(tǒng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值為0。傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)一方面會低估人口密度較大區(qū)域的公園綠地建設(shè)情況,如南園、園嶺、福田等街道,另一方面強(qiáng)化了各行政區(qū)的獨(dú)立性,沒有考慮區(qū)域間公園綠地的共享性,對福保街道等特殊街道的評估結(jié)果不夠合理。

從本文的綠地步行指數(shù)指標(biāo)來看,華強(qiáng)北、蓮花、園嶺、華富街道的兩個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)值均大于45,說明此類街道內(nèi)任意一點(diǎn)都可以非常便捷地步行到達(dá)臨近公園綠地,區(qū)域內(nèi)城市公園綠地發(fā)揮了非常好的社會服務(wù)功能。福田、南園街道次之,統(tǒng)計(jì)指標(biāo)值大于30。梅林街道雖然單點(diǎn)指數(shù)均值低于30,但面域指數(shù)值大于40,說明該區(qū)域公園綠地設(shè)施建設(shè)可能略欠完善,但綠地格局與人口格局配置合理,區(qū)域內(nèi)居民仍可較便利地步行到達(dá)公園綠地。福保街道兩個(gè)統(tǒng)計(jì)值均略低于其他地區(qū),說明該區(qū)域內(nèi)居民不能很好地享用城市公園綠地所提供的社會服務(wù)。香蜜湖街道和沙頭街道統(tǒng)計(jì)值小于20,說明該區(qū)域開放性公園綠地設(shè)施建設(shè)不夠完善,不能滿足區(qū)域內(nèi)居民步行到達(dá)公園綠地的需求。

與單點(diǎn)綠地步行指數(shù)均值相比,面域綠地步行指數(shù)疊加了人口空間分布數(shù)據(jù),可以更加合理地評估某些特殊區(qū)域公園綠地的社會服務(wù)功能,如梅林街道,雖然單點(diǎn)指數(shù)均值不高,但疊加人口數(shù)據(jù)后可以排除塘郎山郊野公園、梅林水庫等人口稀少地區(qū)的影響,表明該區(qū)域內(nèi)公園綠地的建設(shè)狀況可以滿足居民步行到達(dá)的需求。

3 結(jié)論

本文以深圳市福田區(qū)為例,將國外步行指數(shù)的計(jì)算原理應(yīng)用到城市公園綠地社會服務(wù)功能評估中,基于人口—土地多元線性回歸模型反算了高精度人口空間分布數(shù)據(jù),耦合公園綠地可達(dá)性與人口空間分布狀況,探索了評估城市公園綠地服務(wù)水平的新思路。得出以下結(jié)論：

(1)深圳市福田區(qū)整體公園綠地步行可達(dá)性較好,但各區(qū)之間差異較大,呈現(xiàn)出東高西低的趨勢。

(2)梅林公園周邊、蓮花山公園南部、荔枝公園周邊以及皇崗公園周邊是福田區(qū)單點(diǎn)綠地步行指數(shù)值的四個(gè)高值區(qū),這些區(qū)域臨近大型公園綠地且小型公園設(shè)施建設(shè)好,公園綠地步行可達(dá)性最好。福田區(qū)西北部和西南部由于開放性的適宜步行的公園綠地設(shè)施建設(shè)欠完善而成為兩個(gè)低值區(qū),公園綠地步行可達(dá)性差。

(3)基于面域綠地步行指數(shù),從街道尺度看,70%的街道公園綠地格局和人口空間分布格局配置較合理,居民可以較為便利地步行到達(dá)城市公園綠地,享受城市公園綠地提供的社會服務(wù)。

(4)華強(qiáng)北街道、蓮花街道、園嶺街道和華富街道的綠地步行指數(shù)值均大于45,區(qū)域內(nèi)城市公園綠地發(fā)揮了非常好的社會服務(wù)功能；香蜜湖街道和沙頭街道綠地步行指數(shù)值低于20,開放性公園綠地設(shè)施建設(shè)狀況有待進(jìn)一步完善。

4 討論

步行城市必然是未來城市發(fā)展的新趨勢。本文借鑒國外步行指數(shù)的理念評估城市公園綠地的社會服務(wù)功能,并對步行指數(shù)原始計(jì)算方法的權(quán)重、參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整,使更符合國內(nèi)城市道路網(wǎng)狀況與居民實(shí)際步行體驗(yàn)?；诰G地步行指數(shù)的評估方法綜合考慮了城市公園綠地的吸引力、城市居民分布、交通成本[26]等影響城市公園綠地服務(wù)水平的主要因素,豐富了公園綠地建設(shè)狀況評估體系。未來福田區(qū)可考慮適當(dāng)增加現(xiàn)有非公益、非開放性綠地的開放性,服務(wù)市民生活。

但本文研究對象僅為面積大于0.5 hm2的公園綠地,排除了面積較小的街頭綠地且未考慮非開放性的綠地區(qū)域,因此計(jì)算結(jié)果可能低估了福田區(qū)綠地的實(shí)際建設(shè)狀況和服務(wù)效果。除此之外,公園綠地的社會服務(wù)功能在評估過程中,除了受綠地面積、綠地類型、行進(jìn)方式、距離和人口分布等客觀因素的影響,也會受居民意愿等主觀因素的影響[27],因此,居民行為偏好等主觀因素如何納入考量在今后的研究中也值得思考。

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Walkscoremethod-basedevaluationofsocialservicefunctionofurbanparkgreenlandsinFutiandistrict,Shenzhen,China

WU Jiansheng1,2,*,SHEN Nan1

1KeyLaboratoryforUrbanHabitatEnvironmentalScienceandTechnology,SchoolofUrbanPlanningandDesign,PekingUniversity,Shenzhen518055,China2LaboratoryofEarthSurfaceProcessesofMinistryofEducation,CollegeofUrbanandEnvironmentScience,PekingUniversity,Beijing100871,China

Green Lands in urban parks are important and indispensable parts of the contemporary cities. Whether citizens can conveniently enjoy facilities and services supplied by the urban parks is regarded as a significant indicator of the harmonious man-land relationship, urban modernization, and inhabitants′ life quality. Furthermore, it embodies the social service function of the green lands in urban parks. This study selected Futian district as the study region. Single-point green land walk score was calculated to determine the walking accessibility of green lands. The population of Futian district was spatialized based on its land-use data. Combining the data of green lands and population distribution, this study evaluated the social service function of urban park green lands by determining the walking convenience of citizens in these green lands. Based on the isotropic area hypothesis, the overall walking accessibility of urban park green lands was found to be good in Futian. However, a huge difference was observed among different regions of Futian. A clear declining trend was observed from the eastern to the western parts of Futian. The green lands in Merlin Park, south Lianhuashan Park, Lychee Park, and Dahuang Park were considered highly accessible, whereas those in the northwestern and southwestern parts of Futian district were not. In addition, citizens could enjoy the services provided by these green lands conveniently and fairly in 70% of sub-districts; Huaqiangbei, Lianhua, Yuanling, and Huafu sub-districts had rather good open park space facility, and they performed a reasonable match between the green lands and population pattern. The status of green lands in the urban parks of Xiangmihu and Shatou sub-districts still needed to be improved. This manuscript presented a case study of the assessment of green land construction in urban parks using the walk score method. It particularly explored a new idea in applying walk score, providing useful reference for the construction of pedestrian city and spatial distribution optimization of green lands in urban parks.

walk score; green lands in urban parks; social service function; Futian district, Shenzhen

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41330747)

2016- 09- 19; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期

日期:2017- 07- 12

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wujs@pkusz.edu.cn

10.5846/stxb201609191882

吳健生,沈楠.基于步行指數(shù)的深圳市福田區(qū)公園綠地社會服務(wù)功能研究.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(22):7483- 7492.

Wu J S,Shen N.Walk score method-based evaluation of social service function of urban park green lands in Futian district, Shenzhen, China.Acta Ecologica Sinica,2017,37(22):7483- 7492.