城市人居環(huán)境質(zhì)量的空間關(guān)聯(lián)分析①

顧成林，周 健

(佳木斯大學(xué)a.理學(xué)院資源與環(huán)境科學(xué)系，b.公共衛(wèi)生學(xué)院，黑龍江 佳木斯154007)

0 引 言

20 世紀(jì)90 年代，我國學(xué)者借助于國外有關(guān)理論開始對人居環(huán)境進行評價和分析［1～3］.其中，吳良鏞是國內(nèi)最早進行人居環(huán)境的理論和實證研究的學(xué)者，之后的研究主要集中在城市規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域［4］，部分地理學(xué)者也涉足于人居環(huán)境的研究.但是這些研究都只能從表面上反映社區(qū)人居環(huán)境的現(xiàn)狀，而并沒有對其內(nèi)部空間分布模式、空間關(guān)聯(lián)進行深入挖掘.我們可以嘗試從居住單元的空間關(guān)聯(lián)角度出發(fā)，依據(jù)各單元人居環(huán)境質(zhì)量指數(shù)在空間分布上的集聚特征，對居住區(qū)人居環(huán)境的空間分布模式進行研究.意義在于指導(dǎo)居民居住區(qū)位決策、為社區(qū)在空間上合理規(guī)劃布局及政府部門合理人居環(huán)境改善與城市發(fā)展規(guī)劃等提供參考、同時響著區(qū)域房地產(chǎn)的開發(fā)模式及開發(fā)方向.

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)獲取

1.1 研究區(qū)域界定

以佳木斯市中心城區(qū)即向陽區(qū)、東風(fēng)區(qū)、前進區(qū)、郊區(qū)的一部分約90km2內(nèi)的地域為本次研究范圍.在ARC/INFO 平臺下，將1:50000 的佳木斯市街圖劃分為500m×500m 標(biāo)準(zhǔn)的154 個網(wǎng)格評價單元，即元胞(cell)，并確定好編碼體系.

1.2 人居環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)體系確定

在正式發(fā)放問卷前先對佳木斯市主城區(qū)居民進行了預(yù)問卷調(diào)查，主要包括環(huán)境滿意度、文化環(huán)境滿意度、出行的便捷度、居住的舒適度、生活的方便性、環(huán)境的健康性、安全性、設(shè)施滿意度等地域環(huán)境方面8 大指標(biāo)體系，包括56 小項.依據(jù)評價結(jié)果，選出居民感知較多的評價指標(biāo)，摒棄感知較少的指標(biāo)，共留取19 個小項(表1).

表1 人居環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)體系和權(quán)重

公園、休閑廣場 0.0401金融機構(gòu) 0.0981便利環(huán)境質(zhì)量 醫(yī)療設(shè)施 0.1343 0.4370 體育設(shè)施 0.0569商業(yè)餐飲娛樂設(shè)施 0.1444日常購物場所0.1689

1.3 指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取

于2011 年6 月，對所研究地區(qū)居民進行人居環(huán)境滿意度社會問卷調(diào)查.發(fā)放問卷共計1000 份，收回778 份，回收率77.80%.其中有效的問卷702 份，有效回答率為90.20%.將問卷中的“滿意”、“較滿意”、“一般”、“稍微不滿”、“不滿”5 個評價等級的定性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成1，0.75，0.5，0.25，0屬性數(shù)據(jù)，共得到有效原始屬性數(shù)據(jù)73910 個，在ARC/INFO 平臺下的TABLE 子模塊中建立原始屬性數(shù)據(jù)庫，并與空間數(shù)據(jù)生成空間的拓?fù)潢P(guān)系，生成空間—屬性一體化數(shù)據(jù)庫，作為人居環(huán)境空間關(guān)聯(lián)分析的基礎(chǔ).

1.4 人居環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的計算

人居環(huán)境是一個較為復(fù)雜性系統(tǒng)，對特定時空條件下的各元胞(cell)的人居環(huán)境質(zhì)量指數(shù)進行確定.采用如下的模式:

式(1)中，xk為元胞k 的人居環(huán)境質(zhì)量指數(shù)值.n 為元胞k 中評價因子數(shù)，M 為元胞k 中評價樣本數(shù).為元胞k 中第i 樣本第j 個評價因子的評價分值.為元胞k 第i 個樣本第j 個評價因子的權(quán)重，本文采用AHP(層次分析法)、專家打分法對評價指標(biāo)權(quán)重進行確定(表1).

2 人居環(huán)境質(zhì)量的空間關(guān)聯(lián)分析

人居環(huán)境指數(shù)雖能反映空間差異，但不能對各種空間分布形態(tài)做出合理的解釋，為進一步揭示分布模式形成的機制，以及評價單元人居環(huán)境之間的空間聯(lián)系，下面借助空間聯(lián)系模型進行性分析，并探討對社區(qū)優(yōu)化布局的途徑.

2.1 空間聯(lián)系模型

空間自相關(guān)(spatial autocorrelation)是指同一因子在不同空間位置上的相關(guān)性，是空間單元屬性值集聚程度的一種度量［3］.Moran 全局自相關(guān)模型對不同局部區(qū)域的空間關(guān)聯(lián)模式難以解釋，因此選用局部自相關(guān)G*i(d)統(tǒng)計函數(shù)來進一步探測空間異質(zhì)性，識別空間孤立和空間集聚，亦即探索地理現(xiàn)象在空間分布過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象［4］.定義如下:

2.2 人居環(huán)境質(zhì)量的空間關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)空間自相關(guān)模型(2)探討評價單元空間分布格局形成的內(nèi)在模式，及在空間上的自相關(guān)性.網(wǎng)格尺度上人居環(huán)境指數(shù)的空間局部聯(lián)系模式通過Z(Gi)進行討論(如圖A).每個區(qū)域在發(fā)展的過程中與周邊區(qū)域始終存在著相互作用、甚至在較大范圍內(nèi)也存在著相互作用，是必會導(dǎo)致人居環(huán)境質(zhì)量指數(shù)空間格局的改變.在社區(qū)尺度上，4 個樣本的檢驗值Z(Gi)為正(＞2.58)，大致分布于世水家園、金帝家園、長安社區(qū)、長安新城、長安嘉苑等居住區(qū)，表明這些社區(qū)具有高值與高值集聚的空間模式，且集聚趨勢很強.主要原因是目前這一帶區(qū)域是佳木斯市人口遷移的主要集中地，大部分以新式住宅居多;另外，由于市政府向西部遷移對人居環(huán)境的導(dǎo)向作用.因此，這一帶社區(qū)人居環(huán)境質(zhì)量在空間分布上表現(xiàn)出向較高水平集聚的趨勢.但是，進一步分析可知，主城區(qū)的大部分區(qū)域，檢驗值Z(Gi)均在－1.625 ～1.625 之間，這表明，主城區(qū)本身或其內(nèi)部更小尺度的網(wǎng)格單元人居環(huán)境質(zhì)量均處于高值與低值集聚、低值與高值集聚混合的分布狀況;即大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)單元在空間分布上沒有表現(xiàn)出相同的趨勢，這表明整個市區(qū)的大部分區(qū)域，隨機分布空間上連片出現(xiàn)，沒有形成相互影響，很難形成共同朝向更高水平發(fā)展的趨勢.為進一步深入探討主城區(qū)局部區(qū)域的空間聯(lián)系模式，對對人居環(huán)境的各個主因子進行了分析(如圖B，C，D).

各主因子的局部區(qū)域的空間聯(lián)系模式存在以下規(guī)律:在整個市區(qū)中周邊環(huán)境高值與高值集聚的區(qū)域為世水家園、學(xué)府學(xué)園昌隆世家、翰林苑一區(qū)、翰林苑二區(qū)升華物業(yè)小區(qū)等居住區(qū).在整個研究區(qū)域內(nèi)隨機分布現(xiàn)象十分普遍，即高值與低值、低值與高值集聚，沒有發(fā)現(xiàn)異常分布現(xiàn)象;文化環(huán)境的空間格局表現(xiàn)在:文化環(huán)境指數(shù)較低的集聚區(qū)位于學(xué)府家園附近，另一低值關(guān)聯(lián)性強的區(qū)域集聚在原來的永紅區(qū);高值區(qū)域集中在杏林湖公園周圍附近和愛心家園、我的家，及西部開發(fā)區(qū)的一些社區(qū)，在長安新城，長安嘉苑、長安社區(qū)出現(xiàn)高值與高值集聚的異?，F(xiàn)象，產(chǎn)生異?，F(xiàn)在的主要原因是此區(qū)域是新建小區(qū)、具有較高的城市化水平、基礎(chǔ)配套設(shè)施完善;便利環(huán)境因子的空間發(fā)展模式來看，高值與高值集聚主要分布在市中心附近，此區(qū)域分布著大型市場、超市、家電商場、金融機構(gòu)，片狀分布非常的明顯，表明些區(qū)域向著好的方向發(fā)展，低值與低值主要分布在城市的西部少部分地區(qū)，及西北部、東北部.在低值與低值、高值與高值兩區(qū)域的中間部分為高低集聚、低高集聚的區(qū)域.

圖1 500m×500m 尺度各主因子局部空間統(tǒng)計圖

3 空間聯(lián)系模式的社區(qū)布局優(yōu)化

要使社區(qū)人居環(huán)境真正能夠朝向宜居可持續(xù)的方向發(fā)展，即不能忽視社區(qū)單元空間位置的合理性，也不能忽視人居環(huán)境在不同社區(qū)單元之間的相關(guān)性.因此，我們可以依據(jù)各評價單元人居環(huán)境質(zhì)量指數(shù)在空間分布上的集聚特征，以佳木斯市為例，筆者對社區(qū)的合理優(yōu)化布局提出以下建議:

(1)隨著城市主城區(qū)基礎(chǔ)服務(wù)配套設(shè)施逐步完善，將中心城區(qū)域的人口適度向西部新建小區(qū)遷移，以緩解中心城區(qū)人口過于集中給人居環(huán)境帶來的壓力;同時，從居住區(qū)人居環(huán)境指數(shù)的相似性入手，我們可以嘗試打破目前對街鎮(zhèn)所劃分的行政界線，適當(dāng)?shù)貙|部區(qū)域一些服務(wù)設(shè)施齊全、綠化環(huán)境較好的社區(qū)適當(dāng)?shù)臏p小其內(nèi)部地域規(guī)模.

(2)通過空間關(guān)聯(lián)分析可知，在人居環(huán)境各個方面大部分社區(qū)存在與鄰近社區(qū)具有相近的特點，依此調(diào)整社區(qū)地域規(guī)模，以便找出社區(qū)的薄弱環(huán)節(jié)加以改善.可以對西北角一些人口結(jié)構(gòu)層次類似、地域規(guī)模較小的社區(qū)進行合并，有助于社區(qū)基礎(chǔ)配套設(shè)施的合理布局;中心城區(qū)域可以向西部適當(dāng)?shù)財U大地域規(guī)模，著重改善社區(qū)文化層次結(jié)構(gòu)，加強社區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè).

(3)社區(qū)人居環(huán)境空間模式的形成過程中受到歷史因素的影響，使其在發(fā)展過程中形成了自己的特色與功能.因此對社區(qū)合理的空間布局時，即要考慮人居環(huán)境指數(shù)的相近性，同時盡可能保持社區(qū)功能、原有的性質(zhì)不變.

(4)綜合考慮評價單元的空間關(guān)聯(lián)模式，可以將環(huán)城路以內(nèi)的整個區(qū)域劃分為明顯不同的兩類模塊，分別為:周邊環(huán)境在空間分布上表現(xiàn)出高值集聚區(qū)、低值集聚區(qū).新劃分的各模塊形狀分布并不十分規(guī)則，面積大小也不相同，雖然所劃分的各種模塊在空間分布上都表現(xiàn)出不同的模式，但由于各種影響因子具有較相近的水平，使各模塊內(nèi)部在空間上表現(xiàn)出明顯的集聚狀態(tài).盡而找出目前人居環(huán)境的薄弱環(huán)節(jié)，為社區(qū)合理的布局優(yōu)化提供參考.

4 結(jié) 語

(1)通過調(diào)查問卷獲取分析數(shù)據(jù)，以元胞(cell)為空間單元，有效解決了在同一空間單元不信息如何融合的問題.并且，利用相同大小的元胞，有效避免了在以往研究中以居住片區(qū)為單元的若干不足，更有利于空間差異研究.

(2)社區(qū)的人居環(huán)境的發(fā)展在不同程度上也受到周邊區(qū)域的影響，無論是人居環(huán)境的某一個具體方面還是人居環(huán)境的整體，都會在空間上表現(xiàn)出趨同、相異集聚的分布特征.在研究區(qū)域內(nèi)不僅社區(qū)之間存在這種空間分布格局，而且在社區(qū)內(nèi)部更小區(qū)域單元之間也逐漸呈現(xiàn)這種集聚趨勢.

(3)根據(jù)對社區(qū)人居環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生不同影響的主要因子的空間分布格局，嘗試從空間關(guān)聯(lián)的角度思考對社區(qū)進行合理布局優(yōu)化.通過典型的社區(qū)布局模塊劃分找出社區(qū)的薄弱環(huán)節(jié)共同集中治理.

［1］ 劉旺，張文忠.北京城市內(nèi)部人居環(huán)境評價及對居住建設(shè)的啟示［J］.華中建筑，2004，22(1):2－3.

［2］ 吳良鏞.人居環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.

［3］ Getis A and Ord J K.The analys is of spatial association by use of distance statistics［J］.Geographical Analysis，1992，24:l89－206.

［4］ Ord，J.K and Getis，A.(1995)Local Spatial Autoeorrelation Statistics:Distribution Issues and Application.Geographical Analysis，27(4):286－306.