基于2SFCA模型的嘉定區(qū)開放型公益林選址研究

薛春燕

摘要 [目的]研究兩步移動搜索法（2SFCA）用于開放型公益林選址的可行性。[方法]以嘉定區(qū)為研究對象，基于2SFCA分析嘉定區(qū)現(xiàn)狀公園綠地的可達性水平，并利用ArcGIS的空間疊加分析法，從實現(xiàn)嘉定區(qū)休閑游憩綠地資源公平分布出發(fā)，研究開放型公益林的選址方法。[結果]目前嘉定區(qū)現(xiàn)狀公園綠地可達性不平均，40%的居住區(qū)仍不能通過步行15 min到達周邊公園；通過2SFCA模型分析獲得的可達性指數(shù)<8.5的區(qū)域，是開放型公益林選址的重點考慮區(qū)域?；诳蛇_性分析結果，結合公園綠地建設規(guī)劃、城鎮(zhèn)建設區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)，通過空間疊加分析，最終可獲得滿足嘉定區(qū)開放型公益林建設基本條件的合理選址地4個。[結論]基于2SFCA模型進行開放型公益林的選址具有一定科學合理性，可為今后開放型公益林建設選址提供參考。

關鍵詞 開放型公益林；兩步移動搜索法（2SFCA）；空間疊加分析；選址

Study on Location of Jiading District Open Public Welfare Forest Based on 2SFCA Model

XUE Chun-yan （Shanghai Forestry Station， Shanghai 200072）

Abstract [Objective]To study the feasibility of applying two step floating catchment area method （2SFCA） to the selection of open public forest sites. [Method]Take Jiading District as the object of study， based on two step floating catchment area method （2SFCA）， the accessibility level of Jiading District green space was analyzed， and used ArcGIS spatial overlay analysis method to study the location of open non-commercial forest from realizing the equitable distribution of recreational green land resources in Jiading District. [Result]The results showed that the accessibility of the green space in Jiading District was not even， and 40% of the residential area was still unable to reach the surrounding park by 15 minutes on foot. The area with accessibility index less than 8.5 obtained by 2SFCA was the key consideration area for the selection of open non-commercial forest. Based on the results of accessibility analysis， and combined with Jiading District Park green space construction planning and urban construction area planning， it could obtain four reasonable places to meet the basic conditions of open non-commercial forest construction in Jiading District by using spatial overlay analysis method. [Conclusion]The selection of open public forest based on 2SFCA model has certain scientific rationality， and provided reference for the construction and utilization of a non-commercial forest in the future.

Key words Open non-commercial forest；2SFCA；Spatial overlay analysis；Location selection

目前，上海市林業(yè)正面臨如何促進林地綜合利用、提升林地功能，以滿足市民日益增長的回歸自然的需求及提升市民參與度、認可度等現(xiàn)實問題。城市公園、森林公園、郊野公園等是上海林地休閑利用的主要形式。生態(tài)公益林經(jīng)一定改造后向市民開放，讓市民能感受更原始的森林氣息，這類林地為開放型公益林。與一般城市公園綠地相同，開放型公益林主要供市民免費進行森林休閑游憩，不用長途跋涉即可接近大自然，從事戶外活動，它是公園綠地的補充，主要位于城市外圍，是介于城市公園和森林公園中間狀態(tài)，規(guī)模和設施類別均小于郊野公園的新型城市綠色空間類型。目前，對開放型公益林的改造利用尚處于探索研究階段，關于如何選擇合適地塊開展開放型公益林改造尚鮮見報道。

在開放型公益林選址時，需考慮現(xiàn)有公園綠地能否滿足周邊居民需要，其空間分布能否平等地為居民提供休閑游憩的機會[1]。結合現(xiàn)有林地考慮是否需要新建開放型公益林，建在何處才能更好地服務周邊居民以及如何實現(xiàn)休閑林地合理公平分布?？蛇_性概念的提出和發(fā)展可為解決這些問題提供定量方法。

公園綠地的可達性是指從空間中任意一點到該公園綠地的相對難易程度，其相關指標有距離、時間、費用等，能反映居民到達附近公園綠地的便利程度，評價居民能否可以方便公平地享用公園綠地帶來的服務[2]。目前針對公園綠地可達性的研究較多，計算方法也多種多樣，常用的有統(tǒng)計指標法、簡單緩沖區(qū)法、費用加權距離法、網(wǎng)絡分析法、最小距離法、引力模型法等[1-4]。不同方法的數(shù)據(jù)要求不同，各有優(yōu)缺點，目前能涵蓋公園綠地可達性全部信息的方法較少[5-11]，可達性評價分析法在綠地規(guī)劃中的應用也未得到廣泛推廣[3]。周愛華等[12]在研究北京應急避難場所布局的合理性及公平性時，指出常用的可達性計算方法未充分考慮設施供應與人口需求之間的關系，并提出使用兩步移動搜尋法（2SFCA）開展可達性研究，可綜合考慮資源供應與周邊需求之間的關系。而黎世兵等[13]使用引力模型與改進后的引力模型分析佛山市大瀝鎮(zhèn)公園可達性，通過GIS空間分析解決了新建公園選址問題，說明可達性分析在選址問題上的可行性。筆者基于上海嘉定區(qū)公園綠地和公益林資源分布現(xiàn)狀，嘗試基于2SFCA模型的可達性分析，通過評價現(xiàn)有公園綠地可達性水平，開展開放型公益林的選址研究，以期為嘉定區(qū)開放型公益林建設選址及上海今后開展開放型公益林建設利用研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

嘉定區(qū)位于上海西北部，是建設中的上海國際汽車城所在地，其中心位置在121°26′ E，31°39′ N，總面積463.55 km2，全境地勢平坦，東北略高，西南稍低，地處北亞熱帶北緣，東南季風盛行地區(qū)。嘉定區(qū)下轄3個街道7個鎮(zhèn)1個新區(qū)1個市級工業(yè)區(qū)，根據(jù)第六次全國人口普查資料顯示全區(qū)常住人口為1 471 231人，其中外省市來滬常住人口828 199人，占總人口的56.29%。

2011年嘉定區(qū)政府提出了“百個公園、千塊綠地、萬畝林地”的綠化工作目標，規(guī)劃公園總數(shù)達到103個，截至2015年已建成及開工建設的公園數(shù)量已達76個?！笆濉蹦?，嘉定區(qū)森林覆蓋率達到13.31%，公益林面積6 637 hm2，森林面積逐年上升，作為上海市“十三五”期間重點打造的長三角城市群綜合性節(jié)點城市之一，正用“以人為本、集約高效、綠色低碳、傳承文脈”的理念全方位地融入城市發(fā)展中。

1.2 數(shù)據(jù)源與預處理

數(shù)據(jù)源包括2015年嘉定區(qū)國土屬性數(shù)據(jù)、現(xiàn)有公園綠地名錄、第六次全國人口普查主要數(shù)據(jù)公報、森林資源現(xiàn)狀分布數(shù)據(jù)、高分辨率航片等。預處理主要利用國土屬性數(shù)據(jù)獲得城鎮(zhèn)村居民區(qū)矢量數(shù)據(jù)，推算獲得各個居民區(qū)常住人口數(shù)；根據(jù)嘉定區(qū)已建成及開工在建的公園綠地名錄，矢量化獲得嘉定區(qū)76個公園分布和面積。

根據(jù)前期探索實踐經(jīng)驗，開放型公益林建設選址需滿足：①面積宜在5 hm2以上[14]；②宜為林業(yè)部門管理的集體公益林，便于管理；③林地周圍有居民區(qū)分布，以有效發(fā)揮林地服務功能。據(jù)此，根據(jù)嘉定區(qū)森林資源現(xiàn)狀分布，獲得集中連片面積大于5 hm2的林業(yè)部門管理公益林65片，作為嘉定區(qū)開放型公益林建設選址范圍。

1.3 研究方法

1.3.1 兩步移動搜索法（2SFCA）。

2SFCA是一種基于機會累積思想的可達性研究方法，分別以供給地和需求地為基礎，以設定的出行極限距離或時間的臨界值為搜索半徑（即距離閾值），移動搜尋2次，對臨界值內居民可以接近的資源或設施數(shù)量進行比較，數(shù)值越高，可達性越好，因此稱為兩步移動搜尋法。第1次移動搜尋確定每個公園綠地距離閾值內的供需比；第2次搜尋計算每個居民區(qū)的可達性，檢索所有能為該居民區(qū)提供服務的公園綠地，并將第1次搜尋得到的供需比相加求和。該方法計算得到的每個居民區(qū)的可達性均不同，突破了行政界線的限制，考慮了一個范圍內供需之間的相互關系，更符合實際[15-16]：①對每個現(xiàn)有公園綠地j，搜索距離閾值（d0，服務半徑）范圍內的居民區(qū)質心（k），計算供需比Rj。

Rj=Sjk∈{dkj≤d0}Pk（1）

式（1）中，Pk為搜尋區(qū)域內居民區(qū)k（即dkj≤d0）的人口數(shù)；Sj為j點的總供給；dkj 為位置k和j的距離。②對每個居民區(qū)質心i，搜索所有距離閾值（d0，服務半徑）范圍內的公園綠地 （j），將所有的供需比Rj求和即得到居民區(qū)（i）的可達性AFi。

AFi=j∈{dij≤d0}Rj=j∈{dij≤d0}Sj k∈{dkj≤d0}Pk（2）

式（2）中，AFi為居民區(qū)i對公園綠地的空間可達性， 值越大，表明居民區(qū)的可達性越好；Rj 為居民區(qū)i搜尋區(qū)（dkj≤d0）內公園綠地j的供需比。

1.3.2 距離閾值確定。

為確定距離閾值，筆者通過向嘉定10個居民小區(qū)發(fā)出200份調查問卷，收回196份有用調查問卷。經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，通過步行出行的居民達66.3%；期望15 min內通過步行到達周邊公園綠地的占71.4%。而上海市“十三五”城市公園體系強化構建目標也將步行15 min作為公園可達性的標準。據(jù)此，根據(jù)正常人步行平均速度約為5 km/h，15 min步行距離約為1 250 m，確定2SFCA法的距離閾值為1 250 m。

1.3.3 技術路線。

以嘉定區(qū)為研究區(qū)域，利用ArcGIS軟件，將公園與居民區(qū)的多邊形矢量文件轉換為質心點矢量文件，計算公園點與居民點的歐式距離，并提取1 250 m閾值內數(shù)據(jù)，從公園綠地供應、居民綠地需求2個方面，分別統(tǒng)計每個公園閾值范圍內的人口數(shù)、人均可達綠地面積，以人均可達綠地面積作為可達性指數(shù)，獲得各個居民區(qū)的可達性指數(shù)分布，并以每個居民點的可達性指數(shù)進行克里金插值，形成嘉定區(qū)可達性指數(shù)空間分布圖，并分析嘉定區(qū)公園綠地的可達性水平。從實現(xiàn)嘉定區(qū)公園綠地分布及服務水平的公平性出發(fā)，結合嘉定區(qū)公園綠地的建設規(guī)劃、城鎮(zhèn)建設區(qū)規(guī)劃，按照開放型公益林選址的基本條件，利用ArcGIS的空間疊加分析法，提出滿足嘉定區(qū)開放型公益林建設的合理選址地。