郭 松
范澤源
何家琪
李在留*
城市公園承擔(dān)著極其重要的公共服務(wù)職能,如生態(tài)價(jià)值、防災(zāi)減災(zāi)、旅游休閑和教育科普等,是城市人居宜居環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容[1]。隨著社會(huì)公共意識(shí)的增強(qiáng)和戶外游憩活動(dòng)的增加,人們不僅關(guān)注城市公園的數(shù)量和規(guī)模,更關(guān)注能否方便快捷地進(jìn)入公園[2],傳統(tǒng)的城市規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)如人均公園綠地面積、城市綠化覆蓋率和城市綠地率等不能從居民的使用角度和空間層面來(lái)評(píng)價(jià)公園布局的合理性和公園服務(wù)的公平性[3]。因此,從公園的空間可達(dá)層面和服務(wù)半徑覆蓋效率來(lái)科學(xué)評(píng)價(jià)公園的規(guī)劃建設(shè)水平顯得更為重要[4]。
可達(dá)性概念首先提出于國(guó)外20世紀(jì)50年代[5],通常是指從某一給定區(qū)位到達(dá)活動(dòng)地點(diǎn)所克服空間阻隔的相對(duì)難易程度,其相關(guān)指標(biāo)有距離、時(shí)間、費(fèi)用等[6],廣泛應(yīng)用于交通、公共服務(wù)設(shè)施、弱勢(shì)人群及社會(huì)服務(wù)等領(lǐng)域[7]。國(guó)外公園可達(dá)性研究主要涉及空間格局及評(píng)估[8]、服務(wù)公平性[9]、使用效益分析[10]等內(nèi)容;國(guó)內(nèi)相關(guān)研究仍處于起步階段[11],研究地點(diǎn)多集中于國(guó)內(nèi)中心城市[12-15],這些研究重視數(shù)據(jù)分析和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,但針對(duì)問(wèn)題提出建議較少或沒(méi)有數(shù)據(jù)支撐。目前公園可達(dá)性研究方法有網(wǎng)絡(luò)分析法[16-17]、引力模型法[18-19]、緩沖區(qū)分析法[20-21]、費(fèi)用加權(quán)距離法[22-23]等,不同研究方法的測(cè)算結(jié)果有很大差異[24],其中網(wǎng)絡(luò)分析法是通過(guò)對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字模型化,研究網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)以及模擬和分析資源在網(wǎng)絡(luò)上的流動(dòng)與分配情況,對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其資源等的優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行研究的一種空間分析方法。一些學(xué)者研究認(rèn)為基于道路的網(wǎng)絡(luò)分析法較真實(shí)地反映了居民進(jìn)入公園的過(guò)程,對(duì)于公園可達(dá)性的分析較為準(zhǔn)確客觀[21,25]。作為榮獲“聯(lián)合國(guó)人居獎(jiǎng)”“全國(guó)文明城市”和“國(guó)家生態(tài)園林城市”稱號(hào)的南寧市,各項(xiàng)城市建設(shè)如火如荼,現(xiàn)以南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)6個(gè)城市公園為研究對(duì)象,運(yùn)用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析法,利用城區(qū)現(xiàn)有道路網(wǎng)絡(luò),對(duì)不同交通方式下的公園可達(dá)面積進(jìn)行定量分析,建立時(shí)間與可達(dá)面積比之間的回歸模型,發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題并提出優(yōu)化建議,為城市公園及相關(guān)建設(shè)布局提供參考。
西鄉(xiāng)塘區(qū)地處南寧市西北部,是南寧市人口最多、建成區(qū)面積最大的城區(qū),區(qū)內(nèi)城市公園占南寧市建成區(qū)總數(shù)的25%,公園建設(shè)相對(duì)滯后于城市發(fā)展,相關(guān)建設(shè)與發(fā)展?jié)摿薮蟆1敬窝芯糠秶?、北以繞城高速為界,南以邕江為界,東至西鄉(xiāng)塘區(qū)行政邊界,面積約112.38km2。研究對(duì)象包括新秀公園(12.64hm2)、花卉公園(29.49hm2)、相思湖公園(162.25hm2)、明月湖公園(232.67hm2)、金沙湖風(fēng)景區(qū)(171.41hm2)和動(dòng)物園(39.93hm2)6個(gè)城市公園,合計(jì)648.39hm2,約占區(qū)域總面積的5.77%。
首先,選擇2016年5月拍攝的西鄉(xiāng)塘區(qū)高分二號(hào)衛(wèi)星影像,采用ENVI 5.2進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、正射校正、融合等預(yù)處理,得到分辨率為1m的衛(wèi)星圖像(圖1)。其次,參考《南寧市中心城區(qū)綠線控制規(guī)劃》《南寧市城市總體規(guī)劃(2011—2020)》《南寧市綜合交通規(guī)劃(2007—2020)》,利用ArcGIS 10.0對(duì)處理后的衛(wèi)星圖像進(jìn)行人工目譯解譯,獲取公園和道路等數(shù)據(jù)信息。最后,運(yùn)用手持GPS進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,對(duì)目譯后的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充和修正。
根據(jù)ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析(network analyst)模塊的要求建立公園和道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù),網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)中心(centers)、鏈(links)、節(jié)點(diǎn)(nodes)和阻力(impedance)等數(shù)據(jù)信息的處理可反映城市綠地(中心)沿交通網(wǎng)絡(luò)在某一阻力值下(時(shí)間、路程、費(fèi)用等)的影響范圍。利用ArcGIS中“新建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集”功能構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)分析的空間阻力模型,然后建立服務(wù)區(qū)分析層,通過(guò)設(shè)置道路時(shí)間阻力值(道路長(zhǎng)度/通行速度),生成源點(diǎn)沿道路網(wǎng)絡(luò)行進(jìn)所圍合形成的可達(dá)區(qū)域,得出公園的服務(wù)面積[13]。
公園數(shù)據(jù)庫(kù)包括公園名稱、面積、類型、入口等要素,公園入口點(diǎn)文件信息以公園的實(shí)際出入口為準(zhǔn)(即到達(dá)出入口為進(jìn)入公園),構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的中心元素,每個(gè)公園為多個(gè)中心的集合,將多個(gè)中心的服務(wù)區(qū)合并作為該公園的服務(wù)區(qū)。
道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)包括地鐵線、地鐵站點(diǎn)、道路線、道路名稱、道路等級(jí)、通行速度和通行時(shí)間等要素。以道路中心線為基準(zhǔn)建立道路網(wǎng)絡(luò)線,以打斷線的交叉點(diǎn)建立路口結(jié)點(diǎn),模擬城市道路、十字路口、地鐵、地鐵站點(diǎn)出入口和立交等,阻力為通過(guò)道路網(wǎng)絡(luò)所花費(fèi)的時(shí)間。對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)交通方式,參考《城市道路工程設(shè)計(jì)》(CJJ 37—2012)和《南寧市綜合交通規(guī)劃(2007—2020)》,結(jié)合實(shí)際情況,將道路等級(jí)和通行速度劃分為快速路(80km/h)、一級(jí)主干路(60km/h)、二級(jí)主干路(50km/h)、次干路(40km/h)、主要支路(30km/h)和次要支路(20km/h)6種類型;對(duì)于非機(jī)動(dòng)車(chē)交通方式,設(shè)定速度為15km/h[26];對(duì)于步行交通方式,設(shè)定速度為1m/s[13]。在道路結(jié)點(diǎn)處設(shè)置0.5min的等待時(shí)間[27],另將地鐵納入步行交通方式中,依據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定速度為38km/h,每站等候48s。
根據(jù)相關(guān)研究[2,25-26],結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H確定5、10、15、20、25、30和55min共7個(gè)時(shí)間等級(jí),利用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析工具,分別生成步行、非機(jī)動(dòng)車(chē)、機(jī)動(dòng)車(chē)交通方式下沿道路網(wǎng)絡(luò)在不同時(shí)間等級(jí)圍合形成的可達(dá)面域,得到公園可達(dá)等級(jí)分布圖,計(jì)算公園可達(dá)面積比(公園可達(dá)面積比=可達(dá)面積/研究區(qū)域總面積),以此作為評(píng)價(jià)公園可達(dá)性的量化指標(biāo)。由于公共交通與非機(jī)動(dòng)車(chē)效率接近[26],且南寧市部分交通路線在改造升級(jí)中,故公共交通方式?jīng)]有納入研究范疇。
由于研究時(shí)間等級(jí)的固定,無(wú)法實(shí)現(xiàn)區(qū)間內(nèi)任意時(shí)間點(diǎn)公園可達(dá)面積比的測(cè)算,因此以時(shí)間為自變量,公園可達(dá)面積為因變量,利用SPSS 22.0軟件進(jìn)行回歸分析獲得回歸模型,供3種交通方式下城市公園可達(dá)面積比預(yù)測(cè)使用。
從圖2可知區(qū)域西南部和東北部沒(méi)有公園分布,因此公園地理分布不均衡。從公園類型來(lái)看,6個(gè)公園中有5個(gè)專類公園,僅有1個(gè)綜合性公園(新秀公園),由于綜合性公園有著更豐富的活動(dòng)內(nèi)容和更完善的服務(wù)設(shè)施,能更好地滿足居民的休閑娛樂(lè)需求,因此建議將現(xiàn)有專類公園升級(jí)改造為綜合性公園。實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn),明月湖公園、相思湖公園、花卉公園和金沙湖風(fēng)景區(qū)還處于建設(shè)階段,約占現(xiàn)有城市公園總面積的91.89%,西鄉(xiāng)塘區(qū)城市公園建設(shè)整體滯后于城市發(fā)展。
對(duì)西鄉(xiāng)塘區(qū)路網(wǎng)進(jìn)行梳理,發(fā)現(xiàn)道路網(wǎng)絡(luò)分布不均,存在大量斷頭路,東中部和東南部路網(wǎng)完善程度優(yōu)于東北部和西部地區(qū),在西部與中、東部區(qū)域僅有3條路相連接,存在嚴(yán)重的交通瓶頸,西南部和北部邊緣存在空白區(qū),區(qū)域路網(wǎng)急待建設(shè)完善。
在生成的公園可達(dá)等級(jí)分布圖(圖3~5)中可知,地塊顏色越深表示到達(dá)公園所需時(shí)間等級(jí)越短,反之亦然,因此,3種交通方式下區(qū)域中部的可達(dá)性較好。在步行55min北部邊緣和西南部出現(xiàn)了大面積服務(wù)盲區(qū),占總面積的41.33%,這些區(qū)域需要增設(shè)公園。機(jī)動(dòng)車(chē)可達(dá)面域大小在20min后變化不明顯,最終形成的公園服務(wù)盲區(qū)與道路網(wǎng)絡(luò)空白區(qū)一致,據(jù)此應(yīng)加強(qiáng)空白和邊緣區(qū)路網(wǎng)建設(shè)。
公園出入口分布及周邊路網(wǎng)特征決定了不同時(shí)間等級(jí)可達(dá)面域擴(kuò)展形態(tài),如相思湖公園出入口多分布于西側(cè),導(dǎo)致西側(cè)外圍同色地塊面積遠(yuǎn)大于東側(cè),北面路網(wǎng)缺失,雖有出入口仍導(dǎo)致北部外圍為服務(wù)盲區(qū);而新秀公園周邊均有出入口分布,外圍路網(wǎng)完善,可達(dá)面大致向四周均勻展開(kāi);再有,金沙湖風(fēng)景區(qū)位于研究區(qū)西北邊緣,可達(dá)面域受研究范圍限定無(wú)法向四周擴(kuò)展,導(dǎo)致可達(dá)面域擴(kuò)展弱于研究區(qū)中部公園。
圖1 研究區(qū)的衛(wèi)星影像
對(duì)3種交通方式下公園可達(dá)面積比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表1),結(jié)果表明不同時(shí)間等級(jí)下機(jī)動(dòng)車(chē)公園可達(dá)性最好,其次是非機(jī)動(dòng)車(chē),最后是步行;當(dāng)時(shí)間等級(jí)到55min時(shí),機(jī)動(dòng)車(chē)可達(dá)面積比最高為80.67%,其次是非機(jī)動(dòng)車(chē)79.59%,最低是步行58.67%,無(wú)論哪種交通方式,仍有近20%地區(qū)未能覆蓋,說(shuō)明西鄉(xiāng)塘區(qū)城市公園整體可達(dá)性較差,不能滿足區(qū)內(nèi)居民方便快捷地到達(dá)公園。
從公園可達(dá)面積比增長(zhǎng)量來(lái)看,隨著時(shí)間等級(jí)的增大,步行方式增加緩慢,在30min僅為35.94%,為非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)的一半左右;非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)公園可達(dá)面積比增長(zhǎng)趨勢(shì)相同,但機(jī)動(dòng)車(chē)5~10min增長(zhǎng)量遠(yuǎn)大于非機(jī)動(dòng)車(chē),在10min就達(dá)50%,而非機(jī)動(dòng)車(chē)到20min才過(guò)50%;在30~55min區(qū)間,步行從35.94%增長(zhǎng)到58.67%,增長(zhǎng)量遠(yuǎn)大于非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)。可見(jiàn)步行呈均速緩慢增長(zhǎng),而非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)呈先快速后緩慢的增長(zhǎng)。
值得注意的是,非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)55min公園可達(dá)面積比非常接近,且機(jī)動(dòng)車(chē)在55.23min公園可達(dá)面積比已達(dá)最大值81.08%,并不再隨時(shí)間增加而增加,說(shuō)明西鄉(xiāng)塘區(qū)公園服務(wù)盲區(qū)的形成與交通方式和時(shí)間等級(jí)無(wú)關(guān),與路網(wǎng)不完善密切相關(guān)。
以時(shí)間為自變量,公園可達(dá)面積比為因變量,計(jì)算3種交通方式下的回歸模型(圖6),可知步行方式適合一元線性回歸模型,非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)適合對(duì)數(shù)回歸模型。步行與非機(jī)動(dòng)車(chē)回歸模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際值差異較小,二者的回歸模型可作為5~55min區(qū)間預(yù)測(cè)使用,但機(jī)動(dòng)車(chē)回歸曲線在5和55min明顯偏離實(shí)際值,回歸模型預(yù)測(cè)值存在較大誤差。另外,3條回歸線具有起始開(kāi)口化、中部擴(kuò)大化、端部匯聚化的特點(diǎn),推測(cè)隨著交通速度從慢到快,可達(dá)面積比值隨時(shí)間增加依次為先慢后快、近似均速和先快后慢。
1)增設(shè)公園,實(shí)現(xiàn)步行可達(dá)性的全覆蓋。
以步行方式公園可達(dá)等級(jí)分布圖為依據(jù),首先,在公園服務(wù)相對(duì)薄弱區(qū)如北湖街道中部、安寧街道中部、安吉街道西北部、石埠街道東部和西南部等區(qū)域規(guī)劃建設(shè)公園,滿足公園服務(wù)的公平性,并消除服務(wù)盲區(qū)。其次,增加區(qū)域邊緣的公園服務(wù)覆蓋,如在西、北部繞城高速外圍依托羅文水庫(kù)、天雹水庫(kù)、邕江支流和山林地建設(shè)郊野公園,沿邕江兩岸建設(shè)帶狀濱水公園,滿足居民對(duì)不同類型公園的游憩需求。最后,根據(jù)區(qū)域中部公園可達(dá)性較好的特點(diǎn),明月湖公園可作為今后西鄉(xiāng)塘區(qū)重點(diǎn)公園進(jìn)行建設(shè),滿足居民對(duì)高品質(zhì)公園的游憩需求。
2)均衡公園出入口,提高公園可達(dá)性。
公園出入口相對(duì)集中于一側(cè)會(huì)使其他側(cè)居民花費(fèi)更多時(shí)間到達(dá),不利于公園可達(dá)面的均勻擴(kuò)展,如相思湖公園東側(cè)出入口較少,導(dǎo)致東部毗鄰區(qū)可達(dá)性較差,參考公園林蔭帶和道路綠化帶設(shè)計(jì)中為方便有人穿行的分段距離為75~100m的指標(biāo)要求[28],在現(xiàn)有基礎(chǔ)上每80m增設(shè)出入口,對(duì)步行方式可達(dá)性進(jìn)行分析(表2),可知均衡公園出入口后同等時(shí)間下該公園可達(dá)性幾乎提高了一倍多,因此公園建設(shè)應(yīng)考慮均衡設(shè)置出入口。鑒于居民會(huì)采用步行以外的方式到達(dá)大型綜合性公園[26],對(duì)區(qū)域內(nèi)公園配建停車(chē)位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表3),結(jié)果表明:金沙湖風(fēng)景區(qū)、明月湖公園和相思湖公園的停車(chē)位指標(biāo)均低于《城市停車(chē)規(guī)劃規(guī)范》(GB/T 51149—2016)中游覽場(chǎng)所類2車(chē)位/hm2的要求。隨著居民機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量持續(xù)增加,現(xiàn)有公園和新建公園應(yīng)提高停車(chē)場(chǎng)建設(shè)面積和數(shù)量,為節(jié)約用地,可結(jié)合公園出入口廣場(chǎng)或商業(yè)服務(wù)設(shè)施建設(shè)地下、半地下機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)場(chǎng)。
1)完善道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
首先,完善空白路網(wǎng),加強(qiáng)西南部和北部邊緣區(qū)路網(wǎng)建設(shè)。其次,減少斷頭路,打通城內(nèi)的斷頭路以減少死角;依托現(xiàn)有繞城高速建設(shè)繞城高架高速,把底層道路納入市政管理,開(kāi)放道路、減少斷頭并形成環(huán)路。再次,提高道路等級(jí),選擇通行量大、公園與主要居住區(qū)之間的城市一、二級(jí)主干路和主要支路進(jìn)行擴(kuò)建,提高通行速度。再有是細(xì)分道路,對(duì)現(xiàn)有大塊和長(zhǎng)條狀街區(qū)進(jìn)行細(xì)分,通過(guò)新建道路細(xì)分街塊;對(duì)一些長(zhǎng)帶狀公園在合適地點(diǎn)修建道路進(jìn)行分割或空中跨過(guò)或地下穿過(guò),形成更多公園出入口并解決道路繞行問(wèn)題;針對(duì)現(xiàn)有公園在非臨街道側(cè)修建城市道路以便增設(shè)出入口。最后,解決交通瓶頸,在石埠街道東部西明江附近僅有3條道路連接?xùn)|西部,此區(qū)域北部應(yīng)建設(shè)多條道路加強(qiáng)東西部之間的聯(lián)系。如依據(jù)《南寧市綜合交通規(guī)劃(2007—2020)》,將研究區(qū)內(nèi)空白路網(wǎng)補(bǔ)充完善,連通斷頭路,對(duì)步行可達(dá)性進(jìn)行分析(表4),結(jié)果表明不同時(shí)間等級(jí)下公園步行可達(dá)性均有較大提升。
圖3 公園的步行可達(dá)等級(jí)分布
圖4 公園的非機(jī)動(dòng)車(chē)可達(dá)等級(jí)分布
圖5 公園的機(jī)動(dòng)車(chē)可達(dá)等級(jí)分布
2)優(yōu)化交通線路。
網(wǎng)絡(luò)化道路系統(tǒng)存在較多十字路口,增加了紅綠燈等待時(shí)間,因此需要優(yōu)化交通線路以減少等待時(shí)間。相關(guān)建議有:在主干道十字路口興建立交橋;建立道路交通實(shí)時(shí)預(yù)警信息系統(tǒng)供居民選擇道路出行;在主要道路設(shè)定通行速度,通過(guò)交通信號(hào)控制機(jī)計(jì)算形成“綠波帶”;建立空中非機(jī)動(dòng)車(chē)道或升級(jí)主干道綠化,沿路增設(shè)慢行道、驛站和休憩設(shè)施形成城市綠道以聯(lián)系各大公園和其他主要公共設(shè)施,為居民提供更多綠色出行空間,提高步行和非機(jī)動(dòng)車(chē)通行效率等。如理論上將路口等待時(shí)間設(shè)定為0,對(duì)步行可達(dá)性進(jìn)行分析(表5),得出不同時(shí)間等級(jí)下公園步行可達(dá)性均有較大提升。
表1 3種交通方式下的公園可達(dá)面積比
表2 均衡出入口前后的步行可達(dá)面積比較——以相思湖公園為例
表3 西鄉(xiāng)塘區(qū)城市公園配建停車(chē)位統(tǒng)計(jì)
表4 完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)前后的步行可達(dá)面積比較
表5 減少路口等待時(shí)間前后的步行可達(dá)面積比較
本文基于網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)西鄉(xiāng)塘區(qū)城市公園可達(dá)性進(jìn)行研究,結(jié)果表明:區(qū)內(nèi)公園分布不均衡,整體可達(dá)性較差。由于路網(wǎng)不完善,導(dǎo)致近20%的區(qū)域3種交通方式均無(wú)法覆蓋,不能滿足區(qū)內(nèi)居民方便快捷地到達(dá)公園。不同交通方式下,時(shí)間與可達(dá)面積比之間存在相關(guān)性,其中,步行方式適合一元線性回歸模型,非機(jī)動(dòng)車(chē)和機(jī)動(dòng)車(chē)適合對(duì)數(shù)回歸模型。公園地理分布及數(shù)量、公園出入口分布、路網(wǎng)完善程度和交通方式影響公園可達(dá)性。針對(duì)存在的問(wèn)題,提出了增設(shè)公園、均衡公園出入口分布和優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等建議,其中均衡出入口分布能更有效地提高可達(dá)性,應(yīng)成為今后公園優(yōu)化建設(shè)的首選。
研究發(fā)現(xiàn)均勻的方形路網(wǎng)更容易形成均勻擴(kuò)展的可達(dá)面域,從而減少可達(dá)面域邊界的鋸齒交錯(cuò)形態(tài),因此在城市路網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)盡量多建方形路網(wǎng),少建條帶狀、不規(guī)則路網(wǎng),但是方形路網(wǎng)密度過(guò)疏會(huì)增加繞行時(shí)間,過(guò)密會(huì)增加路口等待時(shí)間,在盡量提高公園可達(dá)性前提下,最適路網(wǎng)密度還有待進(jìn)一步研究。最后,現(xiàn)有研究結(jié)果是基于道路通暢條件下的理想分析,實(shí)際還應(yīng)考慮道路擁堵、人口分布、城市地形等因素,綜合各種條件下的研究還有待深入。
圖6 3種交通方式下的公園可達(dá)面積比擬合模型
注:文中圖片均由作者繪制。