李　志,李　鵬,劉　強(qiáng),2

1 江西師范大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院,南昌　330022 2 江西師大規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,南昌　330022 3 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,上?！?00092

不透水面(Impervious Surface Area,簡(jiǎn)稱(chēng)ISA)因能割斷城市地表與地下水文聯(lián)系,被認(rèn)為是參與城市生態(tài)過(guò)程的重要要素,是衡量城市健康質(zhì)量的重要指標(biāo)。新世紀(jì)以來(lái),國(guó)外以ISA在都市區(qū)健康評(píng)價(jià)[1]、城市地表水、熱、能、植被及生物多樣性變化過(guò)程中的重要作用[2-6]、城市生態(tài)環(huán)境不可逆預(yù)警[7-8]等方面卓有成果。近年來(lái),中國(guó)城市不透水面研究也日益增強(qiáng),可以總結(jié)為3個(gè)方面：一是跟蹤國(guó)外不透水面研究最新技術(shù)、模型和相關(guān)參數(shù)等方面研究[9-12],二是以不透水面為切入點(diǎn)探討本土城市生態(tài)環(huán)境過(guò)程機(jī)理研究[13-15]；三是推進(jìn)展開(kāi)不同層次地域、尺度和精度的不透水面監(jiān)測(cè)及應(yīng)用研究[16]。雖然國(guó)內(nèi)成果不斷深入但其仍有可改進(jìn)之處。一是研究視域較有局限,對(duì)我國(guó)沿海發(fā)達(dá)的重要城市關(guān)注較多,而對(duì)于中、西部等重大城市的研究幾乎為零,這顯然不利于我們形成不透水面影響中國(guó)城市生態(tài)環(huán)境的全面性觀點(diǎn)。二是研究在ISA遙感測(cè)度的技術(shù)和觀測(cè)現(xiàn)象層面較多,而對(duì)我國(guó)不透水面影響因素及其機(jī)理探討較為薄弱,使得以控制不透水面為目的措施乏善可陳。

長(zhǎng)江中游城市群是中國(guó)生態(tài)安全重要區(qū)域,其日益變化的生態(tài)環(huán)境關(guān)乎中國(guó)生態(tài)安的保育和格局的穩(wěn)定。武漢、長(zhǎng)沙、南昌是我國(guó)長(zhǎng)江中游地區(qū)重要的省會(huì)城市,亦是欠發(fā)達(dá)地區(qū)國(guó)家中部3個(gè)首位度較高的大城市,近年來(lái)三城市人口、規(guī)模和形態(tài)呈高速擴(kuò)張態(tài)勢(shì),區(qū)域城市生態(tài)環(huán)境出現(xiàn)了一些問(wèn)題[17]。如三城市不同程度的爆發(fā)城市熱島高溫、內(nèi)湖藍(lán)藻、暴雨“看?！钡仁录?使得城市透水性能成為各界關(guān)注的焦點(diǎn)。為此,以近20年三城市ISA增長(zhǎng)格局演變分析為基礎(chǔ),探討長(zhǎng)江中游大城市不透水面格局增長(zhǎng)規(guī)律、模式、差異和驅(qū)動(dòng)機(jī)制,為控制城市ISA增長(zhǎng)的管理重點(diǎn)及措施提供一些參考,也為引起同行學(xué)者對(duì)我國(guó)中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)城市不透水面研究起到拋磚引玉之用。

1　數(shù)據(jù)來(lái)源

1995與2010遙感影像采用美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat5 TM數(shù)據(jù),2003年為landsat7 ETM,2015年采用Landsat8的OLI數(shù)據(jù)。各數(shù)據(jù)均采用冬季月份遙感影像(12月1日至2月28日),分辨率統(tǒng)一為30 m。通過(guò)ENVI 5.2平臺(tái)對(duì)原始影像進(jìn)行幾何校正、地形校正、輻射校正、大氣校正并最終處理成多光譜反射率集成BIL數(shù)據(jù)庫(kù)。論文涉及的其他經(jīng)濟(jì)、社會(huì)數(shù)據(jù)均來(lái)自當(dāng)年城市統(tǒng)計(jì)年鑒和國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒。另因便于比較,統(tǒng)一設(shè)定以各城市老城區(qū)向外作約2700 km2框定(南北51.9 km ×東西51.9 km)為研究區(qū)。研究區(qū)基本涵括了各城市規(guī)劃設(shè)定的綠地生態(tài)系統(tǒng)所設(shè)定外圍線(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“綠圍”)。一般地“綠圍”可視為各城市近期建設(shè)不應(yīng)突破的擴(kuò)張邊界,也可視為城市人口核心區(qū)水土氣生環(huán)境圍護(hù)區(qū),具有一定流域的意義。

2　關(guān)鍵技術(shù)處理

2.1　線性光譜分解技術(shù)

采用Ridd的Vegetable-Impervious-Soil model(簡(jiǎn)稱(chēng)V-I-S)模型,借助ENVI 5.2軟件對(duì)三城市非水域地面的V-I-S各個(gè)分量進(jìn)行分解。值得說(shuō)明的是,論文采用PPI方法提純了各城市不同時(shí)期各組分的端元特征,并最終綜合確定了高反照端元、低反照端元、類(lèi)土壤端元、類(lèi)植被端元的特征光譜,通過(guò)約束性線性光譜分解法提取了各個(gè)端元在每個(gè)像素單元(30 m分辨率)上的比重含量且保證了每個(gè)像素所有端元比重之和為1。鑒于高反照端元和低反照端元特征光譜都具有不透水面某種特征,因此設(shè)定兩類(lèi)端元比重之和為不透水面比重。另因時(shí)序上存在比較,采用基于典型樣地基準(zhǔn)化進(jìn)行縱向年份ISA格局基準(zhǔn)化法消除影響。具體技術(shù)見(jiàn)文獻(xiàn)[16]。

2.2　冷熱點(diǎn)分析及其改進(jìn)技術(shù)

(1)

其中Wij的設(shè)置是計(jì)算的重要步驟,以往Wij的設(shè)置往往以正方形空間單元進(jìn)行,這無(wú)疑使得空間距離權(quán)重設(shè)置帶來(lái)一定誤差,為了避免這一不精確性,論文使用正六邊作為基本空間分析單元來(lái)減少空間臨近權(quán)重的不合理設(shè)置可能帶來(lái)的不科學(xué)分析結(jié)果。同時(shí)為減少計(jì)算量,在使用計(jì)算過(guò)程中,論文以100 hm2面積為標(biāo)準(zhǔn)單元對(duì)研究區(qū)G*i進(jìn)行測(cè)度。

2.3　ISA增長(zhǎng)模式分類(lèi)及其測(cè)度方法

為了分析需要,論文以不同增長(zhǎng)來(lái)源和空間方位將ISA的增長(zhǎng)模式進(jìn)行了初步劃分,分別是1內(nèi)涵式增長(zhǎng)模式、2道路牽引式增長(zhǎng)模式、3衛(wèi)星式增長(zhǎng)模式、4城外零星式增長(zhǎng)模式。基本內(nèi)涵和特征見(jiàn)下表1。通過(guò)各模式范圍與ISA解譯柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析,可得到各模式范圍內(nèi)ISA之比重和面積總量,同時(shí)結(jié)合多時(shí)段的ISA解譯數(shù)據(jù),還可以測(cè)度不同階段內(nèi)各種模式的增長(zhǎng)規(guī)模和速度。

表1　4種不透水面增長(zhǎng)模式及其定義與特征

3　結(jié)果與分析

3.1　三城市不透水面增長(zhǎng)趨勢(shì)及格局現(xiàn)狀

分析結(jié)果顯示,三城市ISA增長(zhǎng)明顯且分布上從老城區(qū)逐步向周邊地區(qū)擴(kuò)張,見(jiàn)圖1。按100%表示完全不透水面面積,1995年長(zhǎng)沙、南昌、武漢三城市完全不透水面面積分別為4891、5415、7207 hm2,比重分別為1.8%、2.0%、2.7%(與研究區(qū)面積比)。20年來(lái),中長(zhǎng)沙增幅度最大,年增長(zhǎng)254 hm2,共增長(zhǎng)了2538 hm2,其次為武漢和南昌,增幅為221 hm2/a和139 hm2/a,分別增加了2222 hm2和1390 hm2。從增長(zhǎng)階段來(lái)看,近5年增長(zhǎng)量幾乎與過(guò)去15年增長(zhǎng)量相當(dāng),表明三城市ISA呈現(xiàn)快速遞增趨勢(shì)。

圖1　1995、2003、2010、2015年武漢、長(zhǎng)沙、南昌三城市不透水率解譯Fig.1　The interpretation of impervious surface of Wuhan, Changsha & Nanchang in 1995,2003,2010,2015

3.2　三城市不透水面增長(zhǎng)熱點(diǎn)區(qū)的演變

根據(jù)冷熱點(diǎn)分析結(jié)果顯示,三城市不透水面全局性G統(tǒng)計(jì)值均高于各自年份均值期望E,且統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)Z值較為顯著,說(shuō)明三城市不透水面增長(zhǎng)率尤其是熱點(diǎn)區(qū)域集簇明顯,結(jié)果見(jiàn)圖2。20年來(lái)武漢市不透水面增長(zhǎng)熱點(diǎn) “簇團(tuán)”達(dá)到10個(gè),其中近7個(gè)“簇團(tuán)”分布在綠圍區(qū)以外,呈現(xiàn)“數(shù)量多、較發(fā)散”格局。長(zhǎng)沙市增長(zhǎng)的熱點(diǎn)“簇團(tuán)”達(dá)到6個(gè),均在綠圍區(qū)以?xún)?nèi),呈現(xiàn)“數(shù)量少,較集中”的特征；南昌熱點(diǎn)“簇團(tuán)”為8個(gè),特征與長(zhǎng)沙一致。如此表明武漢市ISA增長(zhǎng)格局正逐步從集聚走向分散,貢獻(xiàn)多來(lái)自于郊外地區(qū)。長(zhǎng)沙、南昌兩城市ISA增長(zhǎng)格局相對(duì)集中且主要集中在老城區(qū)外綠圍以?xún)?nèi)的新開(kāi)發(fā)地區(qū)。

圖2　三城市不透水面增長(zhǎng)熱點(diǎn)空間格局及比較Fig.2　Comparison and differentiation of hot spots in extension of impervious surface in three cities

3.3　三城市不透水面增長(zhǎng)的主導(dǎo)模式及其變化

增長(zhǎng)模式分析結(jié)果顯示,各種增長(zhǎng)模式對(duì)南昌、長(zhǎng)沙的貢獻(xiàn)次序?yàn)榈缆窢恳?、衛(wèi)星式、零星式、內(nèi)涵式,對(duì)武漢的次序?yàn)樾l(wèi)星式、零星式、道路牽引式和內(nèi)涵式,詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)表2。

將1995—2003、2003—2010、2010—2015設(shè)為前期、中期、近期3個(gè)階段,對(duì)三城市ISA主導(dǎo)模式演變過(guò)程進(jìn)行分析。南昌的道路牽引式一直是其主導(dǎo)模式,前期對(duì)不透水面貢獻(xiàn)為42%,中期54%,近期42%,而與之密切的衛(wèi)星式處于第二主導(dǎo)地位的模式。從趨勢(shì)來(lái)看雖然南昌道路牽引對(duì)ISA增長(zhǎng)貢獻(xiàn)仍然較大但貢獻(xiàn)度顯示出下降趨勢(shì),衛(wèi)星模式、零星式模式的貢獻(xiàn)呈增加態(tài)勢(shì)。長(zhǎng)沙市與南昌市相似,道路牽引式貢獻(xiàn)性最大但趨勢(shì)下降,而衛(wèi)星式呈上升趨勢(shì),同時(shí)零星式也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。而武漢ISA增長(zhǎng)的主導(dǎo)模及其演變則不同,前期貢獻(xiàn)度為“衛(wèi)星式>道路牽引式>內(nèi)涵式>零星式”,中期為“衛(wèi)星式>零星式>道路牽引式>內(nèi)涵式”,最近階段變化為“零星式>衛(wèi)星式>道路牽引式>內(nèi)涵式”。可見(jiàn)武漢主導(dǎo)模式是衛(wèi)星式且近期讓位于零星式,但同時(shí)道路牽引式的貢獻(xiàn)也不小且較為穩(wěn)定。

表2　三城市不透水面增長(zhǎng)的主導(dǎo)模式比較

綜上,三城市ISA模式演變規(guī)律及差異為：(1)近20年來(lái),內(nèi)涵式的貢獻(xiàn)由過(guò)去約為20%的比重穩(wěn)定下降到10%及10%以下,表明老城區(qū)對(duì)ISA影響不起主導(dǎo)作用,也即老城區(qū)的改造不會(huì)對(duì)ISA增長(zhǎng)貢獻(xiàn)較多。(2) 道路牽引式ISA貢獻(xiàn)在經(jīng)歷一段“峰值”后將趨于下降,并逐步讓位于衛(wèi)星式和零星式,這表明道路設(shè)施建設(shè)ISA貢獻(xiàn)有一個(gè)“上升達(dá)頂再下降”的過(guò)程。(3)未來(lái)ISA控制重點(diǎn)地區(qū)應(yīng)是防范郊區(qū)零星貢獻(xiàn)和新城區(qū)的面域貢獻(xiàn)。

4　不透水面增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素分析

4.1　驅(qū)動(dòng)因素分析框架

為進(jìn)一步提出ISA的管理重點(diǎn)和措施,對(duì)三城市ISA增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素因子進(jìn)行數(shù)學(xué)建模甄選分析。其驅(qū)動(dòng)機(jī)制過(guò)程考慮如下：(1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是推動(dòng)城市建設(shè)的基本經(jīng)濟(jì)因素。經(jīng)濟(jì)水平對(duì)城市ISA增長(zhǎng)的速度及模式差異產(chǎn)生影響,城市經(jīng)濟(jì)水平是促進(jìn)ISA增長(zhǎng)的動(dòng)力之一。(2)城市人口、城市消費(fèi)水平是影響城市增長(zhǎng)另一方面主要?jiǎng)右?。人口的增長(zhǎng),消費(fèi)能力的提升增強(qiáng)了對(duì)居住、商業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施的用地需求,進(jìn)而衍生出對(duì)ISA增長(zhǎng)的影響。(3)從前述三城市ISA格局從期初的“老城區(qū)”逐步向外擴(kuò)張演變來(lái)看,ISA增長(zhǎng)與城市規(guī)劃、區(qū)劃等因素又是高度相關(guān)的,因此城市規(guī)劃政策、新城建設(shè)、道路建設(shè)以及區(qū)位條件等對(duì)不透水面增長(zhǎng)和格局產(chǎn)生作用。(4)綠色建筑工程技術(shù)對(duì)城市不透水面的影響表現(xiàn)為較好的透水工程技術(shù)可以緩解ISA的增長(zhǎng)。因涉及三城市因素因子部分指標(biāo)不能量化且歷史數(shù)據(jù)缺失而難以展開(kāi)長(zhǎng)時(shí)序性分析,因此論文以2003、2015年數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

根據(jù)以上分析框架,采用線性最小二乘回歸法進(jìn)行建模。以ISA作為因變量Y,再以上標(biāo)年份表示當(dāng)年因變量,如Y2003表示為2003年因變量。鑒于論文需要對(duì)比城市綠圍內(nèi)、外區(qū)域?qū)Ω饕蜃酉禂?shù)的差異性,又分別以Y0表示綠圍內(nèi)因變量,Y1表示整個(gè)研究區(qū)因變量。最終以經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密度X1、固定資產(chǎn)投資密度X2、城市人口密度X3、社會(huì)零售銷(xiāo)售額密度X4、房地產(chǎn)投資密度X5、城市規(guī)劃綠地率X6、道路密度X7、新建建筑綠色建筑比重X8和區(qū)域分區(qū)變量X9作為自變量進(jìn)行建模分析,各因素變量來(lái)源及計(jì)算說(shuō)明見(jiàn)表3。

表3　影響因素的描述與說(shuō)明

建模單元為論文中前述采用的1平方公里的六邊形

4.2　驅(qū)動(dòng)因素分析結(jié)果

論文采用自變量遞增法對(duì)回歸模型選優(yōu),入選規(guī)則為自變量與因變量在95%可信度上具有顯著相關(guān)性,且增加自變量對(duì)R2調(diào)整產(chǎn)生作用。因此自變量入選的先后順序代表了與因變量的相關(guān)性程度的高低,模型結(jié)果見(jiàn)表4。

(1)從三城市驅(qū)動(dòng)模型結(jié)果來(lái)看,道路對(duì)城市ISA增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)最大,相關(guān)度最高。無(wú)論是Y1,Y0,城市道路密度始終是模型第一入選解釋變量且系數(shù)為正,即道路對(duì)ISA具有顯著的正向作用。道路是城市的骨架,是城市增長(zhǎng)的前提條件,同時(shí)也是城市天然不透水面組成要素之一,再加上城市居住、商業(yè)、產(chǎn)業(yè)以及新城往往沿著城市道路進(jìn)行沿線拓展或填充,因而由城市道路對(duì)不透水面的直接和間接貢獻(xiàn)都較大。另外從模型系數(shù)來(lái)看,同一時(shí)期道路的正向系數(shù)南昌>長(zhǎng)沙>武漢,同一城市,綠圍區(qū)內(nèi)道路對(duì)不透水面的正向系數(shù)又大于整體區(qū)域模型,新時(shí)期模型的道路正向系數(shù)小于舊時(shí)期。這一現(xiàn)象與前述分析道路牽引模式ISA貢獻(xiàn)在時(shí)序上和空間上由舊向新減弱的規(guī)律相呼應(yīng)。20世紀(jì)90年代南昌、長(zhǎng)沙仍在為建立區(qū)域性中心城市而增長(zhǎng),城市框架一直在 “由線到面”的過(guò)程之中,因此ISA也處于相應(yīng)的“道路牽引式”為主導(dǎo)的模式。得益于京漢粵鐵路開(kāi)通,武漢在20世紀(jì)50年代就具有區(qū)域樞紐的地位,城市得以壯大,到90年代,武漢市就已是兩百萬(wàn)人口的特大城市,2010年后武漢瞄準(zhǔn)建成國(guó)家中心城市的目標(biāo),奠定了大武漢發(fā)展格局,因此武漢市面域性發(fā)展態(tài)勢(shì)顯然高于前面兩市,道路線性驅(qū)動(dòng)ISA強(qiáng)度和貢獻(xiàn)則低于長(zhǎng)沙、南昌。但隨著長(zhǎng)沙、南昌城市發(fā)展進(jìn)一步成熟, 道路作用將會(huì)下降,其他因素貢獻(xiàn)將增強(qiáng)。

表4　各城市不透水面的驅(qū)動(dòng)因素建模

(2)建模結(jié)果顯示,人口增長(zhǎng)、城市固定投資以及房地產(chǎn)投資因素是與ISA因變量相關(guān)性較強(qiáng)的因子。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2015年武漢、長(zhǎng)沙、南昌城市。分階段來(lái)看,武漢市在2010年后迎來(lái)了房地產(chǎn)建設(shè)規(guī)模的爆發(fā)式增長(zhǎng),2010—2015年均增長(zhǎng)40%,顯著高人口分別為1066、734萬(wàn)人和528萬(wàn)人,是期初1995年人口增長(zhǎng)翻番。2015年武漢、長(zhǎng)沙、南昌建成區(qū)分別為535、313、350km2,是期初建成區(qū)的2—3倍；2015年三城市固定資產(chǎn)分別為7725、6363、4001億元,是期初的30—70倍,2015年三城市竣工房屋面積分別11960、2435、1907萬(wàn)m2,是期初的8—15倍。隨著城市人口日益增長(zhǎng),職、住、醫(yī)、教、休、商等基本需求也增大,基礎(chǔ)設(shè)施和房地產(chǎn)投資也必然增加,由此必然貢獻(xiàn)ISA的增長(zhǎng)于1995—2010年均10%；南昌、長(zhǎng)沙市在2003—2010年階段是其高速規(guī)模擴(kuò)張的階段,2003—2010年房地產(chǎn)建設(shè)規(guī)模年均增長(zhǎng)18%,固定資產(chǎn)年增長(zhǎng)超過(guò)30%,亦是城市新區(qū)高速擴(kuò)張的發(fā)展階段。對(duì)比2003與2015年模型方程式,各城市固定資產(chǎn)投資、房地產(chǎn)投資以及人口密度自變量進(jìn)入模型優(yōu)先次序逐漸變強(qiáng),且變量系數(shù)亦有增大趨勢(shì),可見(jiàn)房地產(chǎn)等城市投資因素的驅(qū)動(dòng)影響力將變得更強(qiáng)。綜合來(lái)看,人口的快速增長(zhǎng)進(jìn)而導(dǎo)致的城市投資和房地產(chǎn)規(guī)模的加大,必然促進(jìn)ISA加速增長(zhǎng),因此控制過(guò)快投資、防止貪大、過(guò)度的城市建設(shè)也應(yīng)視為控制不透水面過(guò)快增長(zhǎng)的重要方面。

(3)區(qū)域、城市規(guī)劃等政策性因素是ISA增長(zhǎng)變化的重要誘導(dǎo)力量。從廣義而言,區(qū)劃與城市規(guī)劃都是城市空間政策的一部分。從三城市模型來(lái)看,區(qū)劃因素X2在2015年整體區(qū)域Y1模型中展示出僅次于道路密度因素的影響力,系數(shù)分別為4.11、1.63和2.38(即正向作用),這表明城市ISA格局與區(qū)劃是息息相關(guān)的,其根本原因在于城市規(guī)劃能對(duì)不同區(qū)域ISA格局起到基礎(chǔ)性控制作用。同時(shí)從三城市不同年份對(duì)規(guī)劃因素的敏感性分析來(lái)看(因規(guī)劃綠地率與ISA是反向關(guān)系,因此系數(shù)為負(fù)；系數(shù)絕度值越大表示自變量對(duì)因變量越敏感),其共性是規(guī)劃因素對(duì)ISA的作用,整體模型低于綠圍區(qū)內(nèi)模型,即綠圍內(nèi)的規(guī)劃因素對(duì)ISA具有更大的影響力；其差異是規(guī)劃作用于ISA的影響性長(zhǎng)沙>南昌>武漢。從規(guī)劃史來(lái)看,相比與武漢,長(zhǎng)沙、南昌等城市的發(fā)展起步相對(duì)稍晚,規(guī)劃也相對(duì)滯后,影響了規(guī)劃因素參與ISA變化的進(jìn)程,因而入選規(guī)劃因素的城市模型當(dāng)中,武漢快于其他兩市。但值得一提的是,長(zhǎng)沙南昌兩城市規(guī)劃因素對(duì)ISA影響作用敏感性更強(qiáng),因此后發(fā)城市具有在城市空間政策上的管控優(yōu)勢(shì),運(yùn)用好城市規(guī)劃對(duì)ISA的增長(zhǎng)及其格局引導(dǎo)將更有利,因此如嚴(yán)格綠地率、空地率等城市規(guī)劃指標(biāo)對(duì)控制ISA增長(zhǎng)格局具有重要意義。

(4)當(dāng)代綠色建筑工程技術(shù)及材料也是影響ISA一個(gè)重要因素,擴(kuò)大綠色建筑比重是減緩城市ISA增長(zhǎng)的重要方面。在三城市ISA驅(qū)動(dòng)模型中,新建建筑中綠色建筑占比X8是入選驅(qū)動(dòng)模型中位列前端的重要變量之一。除武漢市Y2015模型外,其他城市模型因變量Y與自變量X8皆為正向系數(shù),即綠色建筑占比越大,不透水率越高。為何如此呢？基于作者多年的實(shí)際走訪和觀察,對(duì)當(dāng)代建筑工程技術(shù)而言,水泥、瀝青、玻璃、鋼板等方便施工的建筑材料能有效的降低成本提高效率,在當(dāng)今長(zhǎng)沙、南昌等城市開(kāi)發(fā)中尤其是一些新區(qū)建設(shè)中,處處可以看到各種工業(yè)區(qū)、道路廣場(chǎng)、商業(yè)大樓、住宅小區(qū)的地下空間甚至花園綠地、公園等空間的下墊面都是水泥、瀝青等高度不透水材料鋪裝而成,城市的“滲、排”渠道大大壓縮,實(shí)則遠(yuǎn)達(dá)不到真實(shí)綠色建筑的要求。同時(shí)限于當(dāng)前我國(guó)規(guī)劃管理技術(shù)的局限性以及法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等的缺失,對(duì)城市綠色建筑難以進(jìn)行有效的認(rèn)定、監(jiān)管和行政上的強(qiáng)制作為,因此在后發(fā)城市,當(dāng)其綠色透水工程技術(shù)和材料還處于技術(shù)遞延的時(shí)滯發(fā)展階段時(shí),這些城市統(tǒng)計(jì)給出的綠色建筑實(shí)則遠(yuǎn)達(dá)不到綠色和透水性要求。因此,在這些城市加快引進(jìn)和推廣先進(jìn)的透水工程技術(shù)也是緩解城市不透水面的一種重要手段。

5　結(jié)論與討論

5.1　結(jié)論

(1)近20年武漢、長(zhǎng)沙、南昌等長(zhǎng)江中游大城市的不透水面增長(zhǎng)趨勢(shì)顯著。三城市ISA增長(zhǎng)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)從原老城區(qū)逐步向周邊新區(qū)擴(kuò)散,其中武漢市ISA已突破綠圍發(fā)展,以“零星”增長(zhǎng)為主；長(zhǎng)沙、南昌則處于從“點(diǎn)+線”到“面+點(diǎn)”的ISA增長(zhǎng)過(guò)渡階段,格局上亦呈現(xiàn)突破綠圍的趨同性規(guī)律。

(2)增長(zhǎng)過(guò)快的不透水面對(duì)城市生態(tài)環(huán)境帶來(lái)壓力,不利于城市的可持續(xù)發(fā)展。從現(xiàn)有階段來(lái)看,武漢、長(zhǎng)沙、南昌的在綠圍區(qū)域中的完全不透水率已分別達(dá)到8.9%、7.9%、7.4%,這一水平接近國(guó)際公認(rèn)的10%—20%的應(yīng)警水平[18]。

(3)對(duì)武漢而言,空間上其重點(diǎn)是要控制好城市規(guī)劃外圍地區(qū)的ISA增長(zhǎng),可從農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃許可制度方面進(jìn)行加強(qiáng)控制,其他措施上要加強(qiáng)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)對(duì)老舊城市綠色改造,減少新區(qū)內(nèi)房地產(chǎn)建設(shè)以及過(guò)密基礎(chǔ)設(shè)施投資,優(yōu)化人口密度布局,建立均衡的城市人口與生態(tài)格局來(lái)緩解增長(zhǎng)ISA趨勢(shì)。

(4)對(duì)長(zhǎng)沙和南昌而言,空間上其重點(diǎn)是管控好現(xiàn)有綠圍內(nèi)未開(kāi)發(fā)區(qū)域,可采取“精控新區(qū)”、“防控郊區(qū)”、“提升老區(qū)”的思路來(lái)避免膨脹的ISA格局。優(yōu)化城鄉(xiāng)規(guī)劃、提高規(guī)劃綠地率、平衡區(qū)劃人口、倡導(dǎo)效益優(yōu)先的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加快引進(jìn)先進(jìn)透水材料和施工工藝等是其重要手段。

5.2　討論

在ISA驅(qū)動(dòng)因素建模過(guò)程中,經(jīng)濟(jì)水平GDP密度自變量X1、社會(huì)因素中社會(huì)零售總額密度X4沒(méi)有較好的解釋力。其可能的原因是GDP密度指標(biāo)與ISA之間確實(shí)存在一定偏差,GDP作為綜合一二三產(chǎn)的復(fù)合性經(jīng)濟(jì)指標(biāo),其與城市ISA確實(shí)存在的復(fù)雜關(guān)系,因此難以呈現(xiàn)較好的線性相關(guān)性檢測(cè)。而對(duì)于社會(huì)消費(fèi)總額密度因素來(lái)說(shuō),其驅(qū)動(dòng)作用不如類(lèi)似固定資產(chǎn)投資、房地產(chǎn)投資等因素那樣直接,其作用過(guò)程是間接的、隱蔽的,因此在相關(guān)性檢測(cè)中容易“脆弱”,難以入選驅(qū)動(dòng)模型當(dāng)中。另外,一些難以量化的變量也未入列建模,基于驅(qū)動(dòng)模型還可以對(duì)未來(lái)城市ISA風(fēng)險(xiǎn)管控進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

致謝：感謝吳志強(qiáng)院士對(duì)本文的指導(dǎo)幫助。