杭州城市公共綠地的可達(dá)性和公平性分析

徐慧鋒 徐麗華 吳亞琪 施益軍 陸張維

( 1. 浙江農(nóng)林大學(xué)亞熱帶森林培育國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 311300；2. 浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 311300；3. 浙江農(nóng)林大學(xué)風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 杭州 311300)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們?cè)絹碓疥P(guān)注自身在空間上享有社會(huì)資源權(quán)利的平等性，即社會(huì)公平性[1-2]。作為城市重要的公共資源，城市公共綠地是指在城市中除封閉式附屬綠地空間以外的具有自然特征的，可以被所有居民享有的綠色空間，其范圍還包括藍(lán)色空間在內(nèi)[3-4]。自俞孔堅(jiān)等[5]引入景觀可達(dá)性以來，可達(dá)性在綠地空間分布研究的價(jià)值導(dǎo)向備受關(guān)注。公共綠地可達(dá)性（PGSA）是指城市居民前往公共綠地進(jìn)行游憩休閑等日常活動(dòng)的難易程度[6]。公共綠地公平性是可達(dá)性的延伸概念，通過加入綠地使用者的需求狀況，表示城市居民對(duì)公共綠地空間布局的滿意與否，反映居民平等享有公共綠地資源的差異性。研究公共綠地的可達(dá)性對(duì)于城市公共綠地的規(guī)劃布置的合理性具有重要的意義。

從目前公共綠地可達(dá)性的研究來看，常用的指標(biāo)主要包含了綠地自身因素、交通因素以及社會(huì)因素三個(gè)方面。首先，從綠地自身因素來說，公共綠地的可達(dá)性首先會(huì)受到綠地自身因素的影響，具體包括綠地的質(zhì)量、面積、形狀等要素。大量研究證明，公共綠地質(zhì)量是吸引居民前往的重要因子，其中形狀、面積和服務(wù)設(shè)施的完善程度等都直接影響公共綠地的服務(wù)效率[7]。其次，從交通因素來看，城市道路的便捷性也是影響公共綠地可達(dá)性的重要因素之一[8]，道路便捷性通?？捎镁嚯x成本[9]以及路網(wǎng)形式[10]和路網(wǎng)密度[11-12]等因子來表示，其中，交通的便利程度取決于道路網(wǎng)的完善程度，路網(wǎng)條件決定了可達(dá)性的出行成本的高低，而出行成本則是居民出行選擇的考慮因素之一。從社會(huì)因素來看，公共綠地的可達(dá)性會(huì)受到綠地與人口的空間位置關(guān)系的影響[13-14]，人口密度[15]、年齡[16]、職業(yè)[17]等因素直接影響公共綠地的可達(dá)性[18]。除此之外，不同的土地利用類型[1,19-20]會(huì)對(duì)可達(dá)性產(chǎn)生不同程度的阻力作用，具體可以通過土地利用混合度等測(cè)度指標(biāo)來進(jìn)行測(cè)算?？偟膩砜?，已有的可達(dá)性的相關(guān)研究，更多的注重指標(biāo)的選取和研究方法的選擇，如網(wǎng)絡(luò)分析法[21-22]、引力模型法[23-24]、兩步移動(dòng)搜索法[25-27]等，但是很少從公平的角度以及現(xiàn)有公共綠地下居民公共綠地資源的享有權(quán)利的角度進(jìn)行研究。同時(shí)，對(duì)城市綠地的可達(dá)性高低值與城市公共綠地的空間布局是否一致、每個(gè)城市居民是否都能公平的享受最佳城市綠地服務(wù)、最佳質(zhì)量的城市公共綠地能讓更多的居民能最公平的享受等問題的關(guān)注仍相對(duì)不足?；诖?，本研究從社會(huì)公平視角，以3類指標(biāo)構(gòu)建城市公共綠地可達(dá)性估算體系，對(duì)杭州公共綠地及其基礎(chǔ)配套設(shè)施空間體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，為科學(xué)規(guī)劃公共綠地提供合理建議。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為杭州市主城區(qū)（圖1），包括江干區(qū)、上城區(qū)、下城區(qū)、拱墅區(qū)、西湖區(qū)以及濱江區(qū)，總面積約為680 km2，2017年常住人口約為350萬人。杭州市已形成“一主三副六組團(tuán)”的城市格局，其中的“一主二副”位于研究區(qū)內(nèi)（一主：以武林廣場(chǎng)、錢江新城為核心的城市主城區(qū)；二副：下沙副城、江南副城）。研究區(qū)公共綠地總面積約為6 200 hm2（不含轉(zhuǎn)塘區(qū)域的自然山體），形成數(shù)量上以小斑塊點(diǎn)狀公共綠地（主要是街頭綠地、河邊綠地公園、居住區(qū)公共綠地等）為主體，面積上則以大斑塊公共綠地（西湖風(fēng)景區(qū)、西溪濕地等公共綠地）占主導(dǎo)的空間分布格局。目前研究區(qū)內(nèi)部公共綠地相對(duì)偏少，未形成完整的點(diǎn)線面的公共綠地空間格局。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

研究數(shù)據(jù)主要包括公共綠地?cái)?shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)配套設(shè)施數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)（圖2～4）。公共綠地?cái)?shù)據(jù)獲取是基于杭州市區(qū)范圍內(nèi)的0.5 m分辨率的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，依據(jù)監(jiān)督分類提取，并參照《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行綠地分類，分類包括綜合性公共綠地、專類公共綠地、社區(qū)公共綠地以及街旁公共綠地4類。人口數(shù)據(jù)通過杭州市的統(tǒng)計(jì)年鑒、2017年各街道政府工作報(bào)告得到的各街道常住人口數(shù)據(jù)。公共綠地配套服務(wù)設(shè)施數(shù)據(jù)（包括餐飲點(diǎn)、購物點(diǎn)、停車場(chǎng)點(diǎn)等配套服務(wù)設(shè)施點(diǎn)）是通過Python語言在百度地圖上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)爬取獲得。土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的獲取是基于杭州市規(guī)劃局提供的2012年土地利用現(xiàn)狀圖，結(jié)合2017年0.5 m分辨率的谷歌衛(wèi)星影像數(shù)字化校正獲得。

圖1 杭州市主城區(qū)位置Fig. 1 The location map of Hangzhou main city

圖1 杭州市交通網(wǎng)絡(luò)Fig. 2 The traffic network of Hangzhou

圖3 土地利用現(xiàn)狀Fig. 3 The land use map of Hangzhou

圖4 人口密度分布Fig. 4 The map of residential density

所有空間數(shù)據(jù)均經(jīng)過幾何校正后統(tǒng)一到WGS84投影坐標(biāo)系下，幾何校正精度控制在0.5個(gè)像元內(nèi)。人口數(shù)據(jù)通過克里金插值的方式進(jìn)行處理[28]，得到相應(yīng)的柵格文件。所有的數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為柵格文件，將所有柵格數(shù)據(jù)重采樣至500 m×500 m的分辨率[29]。

2 研究方法

2.1 可達(dá)性指標(biāo)體系的構(gòu)建

參考相關(guān)學(xué)者的研究[17-19]，本研究在構(gòu)建城市公共綠地可達(dá)性評(píng)價(jià)體系時(shí)，首先確定了評(píng)價(jià)的主要方面，將質(zhì)量因素、交通因素和社會(huì)因素確定為一級(jí)指標(biāo)，在3個(gè)一級(jí)指標(biāo)下共選取了8個(gè)二級(jí)指標(biāo)。具體來說，公共綠地面積、形狀、設(shè)施數(shù)量作為質(zhì)量指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)；距離成本、道路密度、網(wǎng)絡(luò)連接度作為交通指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)；人口密度、土地利用混合度作為二級(jí)指標(biāo)。

一級(jí)指標(biāo)采用問卷調(diào)查和專家打分綜合計(jì)算。通過權(quán)重賦值按問卷調(diào)查30%和專家打分70%得到最后權(quán)重。二級(jí)指標(biāo)只采用專家打分法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算。

1）問卷調(diào)查法。問卷調(diào)查總共收集有效的問卷213份。對(duì)問卷調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行權(quán)重賦值和歸一化處理后得到權(quán)重值。

2）專家打分法。通過郵件的形式，要求各高校、規(guī)劃局等相關(guān)部門的專家學(xué)者針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，最終收到有效回復(fù)郵件28份，構(gòu)造專家打分矩陣對(duì)專家打分結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

根據(jù)問卷調(diào)查法和專家打分法得到各指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)行指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，結(jié)果見表1。

2.2 百度熱力數(shù)據(jù)計(jì)算

百度熱力圖數(shù)據(jù)是一種帶有實(shí)時(shí)性的人口集聚分布的數(shù)據(jù)，能反映不同時(shí)間人口的空間聚集狀態(tài)[32-33]。本研究通過比較百度熱力圖與可達(dá)性計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證可達(dá)性結(jié)果的準(zhǔn)確性。為盡量減少通勤產(chǎn)生的人口集聚，選擇休息日的百度熱力數(shù)據(jù)作為驗(yàn)證數(shù)據(jù)，獲取時(shí)間為2017年5月13—14日。節(jié)假日多為外地游客，而本研究主要針對(duì)當(dāng)?shù)鼐用?，因此?duì)于節(jié)假日數(shù)據(jù)不進(jìn)行研究。

百度熱力圖數(shù)據(jù)處理過程為：將1 d的熱力值均值作為分子，24點(diǎn)的數(shù)據(jù)（可認(rèn)為是城區(qū)人口集聚的本底）作為分母進(jìn)行比值計(jì)算，得到周日熱力均值（TM）分布圖（圖5）。當(dāng)0＜TM＜1時(shí)，人口流入小于流出，表示人口向外擴(kuò)散狀態(tài)；TM=1時(shí)，人口流入與流出處于動(dòng)態(tài)平衡；TM＞1時(shí)，人口流入大于流出，表示人口處于聚集狀態(tài)。

表1 公共綠地可達(dá)性評(píng)價(jià)體系Table 1 Evaluation system of public green space accessibility

圖5 周日熱力均值分布Fig. 5 Distribution map of thermal mean on Sunday

3 結(jié)果與分析

3.1 杭州市公共綠地可達(dá)性分析

公共綠地可達(dá)性及各指標(biāo)空間分布情況見圖6。由圖6可知，公共綠地可達(dá)性在空間上的呈現(xiàn)與城市空間格局相一致，高值區(qū)域主要以武林廣場(chǎng)為中心，并以圈層遞減的趨勢(shì)向外擴(kuò)展；同時(shí)，在下沙副城以及江南副城形成次一級(jí)的可達(dá)性高值聚集子中心。對(duì)比圖1可知，公共綠地可達(dá)性高低值分布結(jié)果與現(xiàn)有的公共綠地空間布局不一致，可達(dá)性值較高區(qū)域主要集中在核心區(qū)域（環(huán)西湖區(qū)域）的小斑塊公共綠地，而城郊結(jié)合部的大斑塊公共綠地的可達(dá)性呈現(xiàn)明顯的低值，顯然斑塊面積大的公共綠地并不等同于高的可達(dá)性。

從公共綠地質(zhì)量指標(biāo)結(jié)果來看，其冷點(diǎn)熱點(diǎn)的布局與圖1中公共綠地格局差異不明顯。在空間上主要以大斑塊公共綠地為中心形成高質(zhì)量得分區(qū)域，主要集中在西湖風(fēng)景區(qū)、半山風(fēng)景區(qū)、靈山風(fēng)景區(qū)等地大斑塊，其質(zhì)量指標(biāo)得分分別為0.96、0.56、0.71。這些區(qū)域由于自身?xiàng)l件優(yōu)越，質(zhì)量指標(biāo)較高。其次是下沙副城區(qū)域（質(zhì)量指標(biāo)得分為0.91），盡管下沙副城不存在大斑塊公共綠地，但是中小斑塊較多且分布較為密集，出現(xiàn)僅次于西湖風(fēng)景區(qū)質(zhì)量得分的聚集點(diǎn)。結(jié)果表明盡管不存在大斑塊公共綠地，但是通過多個(gè)公共綠地聚集產(chǎn)生的空間疊加效應(yīng)，也能夠使城市在集聚狀態(tài)下的中小斑塊面積的公共綠地質(zhì)量最終得分提高。

圖6 公共綠地可達(dá)性及各指標(biāo)空間分布Fig. 6 Spatial distribution of public green space accessibility and each indicator

從交通指標(biāo)得分來看，呈現(xiàn)以杭州東站（0.63）、德勝立交橋（0.76）、留下（0.24）等交通樞紐和濱江社區(qū)（0.37）、下沙副城（0.34）、杭州高級(jí)中學(xué)（0.82）等市區(qū)核心區(qū)域?yàn)橹行牡臒狳c(diǎn)位置，以轉(zhuǎn)塘的自然山體（0.03）、下沙的喬司農(nóng)場(chǎng)（0.04）等為中心的冷點(diǎn)區(qū)域。其原因在于：熱點(diǎn)區(qū)域位于城市核心區(qū)和交通樞紐地帶，道路密度高，出行成本較低，交通狀況便利；而冷點(diǎn)區(qū)域道路密度較低，且一般多為不開放空間（自然山林、農(nóng)場(chǎng)）。結(jié)果表明，在道路密度、網(wǎng)絡(luò)連接度以及出行成本的影響下，公共綠地交通指標(biāo)形成了以交通樞紐為核心的點(diǎn)狀分布，但并未形成明顯的帶狀的交通紐帶；道路建設(shè)主要集中在環(huán)西湖以及以東區(qū)域，西湖區(qū)南部等邊緣區(qū)域的建設(shè)力度不強(qiáng)，造成了交通指標(biāo)得分較低的情況。

人口密度決定了公共綠地的使用頻率，而人口密度大的區(qū)域一般是城市建設(shè)用地開發(fā)強(qiáng)度最大的區(qū)域，土地利用混合度相應(yīng)也較高。從社會(huì)指標(biāo)得分來看，得分熱點(diǎn)區(qū)域?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)域的核心區(qū)塊，如下沙副城的高校集中區(qū)域、西湖區(qū)的轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)區(qū)、濱江副城等位置。冷點(diǎn)區(qū)域則位于轉(zhuǎn)塘區(qū)塊自然山林、城郊結(jié)合部等人口密度低、土地利用類型變化不劇烈的位置。

公共綠地可達(dá)性結(jié)果與現(xiàn)有的公共綠地空間布局明顯不一致，居民在城市公共綠地資源享有權(quán)利方面存在不公平的現(xiàn)象。城市居民享有的公共綠地資源主要集中在中小斑塊公共綠地，而更為優(yōu)質(zhì)的大斑塊公共綠地卻沒有被充分享受，這主要是由于地處人口密度相對(duì)較低區(qū)域，或者是沒有形成集中連片區(qū)域，或者是交通便利度相對(duì)較低。從綜合的生態(tài)、社會(huì)體驗(yàn)而言，顯然大斑塊公共綠地的效益更高，但是居民可達(dá)性相對(duì)較低，優(yōu)質(zhì)綠地被享受率相對(duì)較低，造成社會(huì)公共資源的浪費(fèi)。交通指標(biāo)以及社會(huì)指標(biāo)對(duì)可達(dá)性結(jié)果的影響較大。

3.2 百度熱力圖下的城市公共綠地公平性分析

熱力均值結(jié)果表明（圖5）：人口的主要活動(dòng)空間位于在武林廣場(chǎng)—錢江新城CBD區(qū)域（熱力均值為2.22）（即環(huán)西湖區(qū)域），同時(shí)在江南副城（熱力均值為1.63）以及下沙副城（熱力均值為1.21）形成了次一級(jí)的人口聚集中心，但這些地方多為商務(wù)活動(dòng)集中區(qū)，公共綠地斑塊主要以小斑塊為主。西溪濕地、靈山風(fēng)景區(qū)和半山國家森林公園等大斑塊公共綠地的百度熱力均值低，其值在1.0左右，人口集聚程度不高。

創(chuàng)建隨機(jī)點(diǎn)，將百度熱力均值與公共綠地可達(dá)性值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見圖7。由圖7可知，熱力均值與公共綠地可達(dá)性結(jié)果呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.621，說明熱力均值的結(jié)果與公共綠地可達(dá)性估算體系得到的結(jié)果在空間上具有較高的相關(guān)性。表明現(xiàn)有的公共綠地可達(dá)性結(jié)果與人口活動(dòng)的分布總體近似，但兩者在局部仍舊存在差異的地方，如濱江高教園區(qū)。

圖7 熱力均值與可達(dá)性值的相關(guān)性分析Fig. 7 Correlation analysis of thermal mean and accessibility

從社會(huì)公平性角度分析，現(xiàn)有公共綠地的空間布局存在居民公共綠地資源享受總體公平，局部公平失衡的現(xiàn)象。武林—錢江新城是研究區(qū)內(nèi)部最主要的人口聚集區(qū)域，該區(qū)域的居民能夠充分的享受公共綠地資源，主要是西湖風(fēng)景區(qū)以及穿插在內(nèi)部的中小斑塊公共綠地。除此之外，下沙副城以及江南副城也是新的人口聚集區(qū)域，其主要的公共綠地類型是以中小斑塊為主。但是在錢江新城、濱江高教園區(qū)等區(qū)域的居民較難享受公共綠地資源，公共綠地享有的公平性在這些區(qū)域存在明顯的缺失，其主要原因在于這些區(qū)域還處于發(fā)展和改造階段，內(nèi)部的城市公共綠地設(shè)施建設(shè)尚未完善。除此之外，公共綠地資源質(zhì)量的享有也存在明顯區(qū)別。居民主要享受的是小斑塊公共綠地帶來的服務(wù)，而對(duì)于大斑塊公共綠地（西湖風(fēng)景區(qū)以外）的享受不足，其主要原因在于大斑塊位于研究區(qū)邊緣地區(qū)，多遠(yuǎn)離高密度人口聚集區(qū)域，出行成本較高。

4 結(jié)論與討論

本研究基于最能表達(dá)居民公平享受公共綠地的3類指標(biāo)構(gòu)建的可達(dá)性估算體系，對(duì)城市公共綠地的居民享受情況進(jìn)行定量計(jì)算，并進(jìn)行了百度熱力人口集聚狀態(tài)的驗(yàn)證。結(jié)論如下：1）杭州市公共綠地可達(dá)性在空間上呈現(xiàn)同心圓向外延展遞減，形成次一級(jí)子中心的空間特征?？蛇_(dá)性盲區(qū)主要集中在西湖區(qū)南部以及西部。2）城市公共綠地在空間上分配不均衡，居民享有公共綠地資源存在總體公平，局部不公平現(xiàn)象。城市居民享有的公共綠地更多的是城市核心區(qū)集中連片的小斑塊公共綠地，而對(duì)于更優(yōu)質(zhì)的城郊結(jié)合部的大斑塊公共綠地資源普遍存在享有不足的情況。3）影響公共綠地公平性的主要指標(biāo)是交通指標(biāo)以及社會(huì)指標(biāo)。

基于本研究結(jié)論，提高居民公平享有公共綠地的有效途徑為：1）在城市更新過程中，應(yīng)在人口密集的核心區(qū)塊（錢江新城、濱江區(qū)、下沙副城等地區(qū)）增加公共綠地面積和數(shù)量，可以通過開放單位附屬綠地、居住區(qū)公共綠地，增加濱河綠地等措施規(guī)劃若干小斑塊公共綠地，提升區(qū)域公共綠地質(zhì)量。2）西湖區(qū)南部等區(qū)域，居住人口密度相對(duì)較低，但綠地面積較大潛力基礎(chǔ)較好，盡管可達(dá)性較差，可以通過增加公共綠地設(shè)施點(diǎn)或者開發(fā)自然山體，提升綠地吸引力，提高整體的可達(dá)性。3）積極拓展居民享有綠地的空間維度，完善城郊交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，增強(qiáng)與城市中心區(qū)域的聯(lián)系，引導(dǎo)城市居民前往城郊的公共綠地。