基于空間分析法的喀斯特山體公園空間承載力及提升策略
——以黔靈山公園為例

張瑾琿

王志泰*

邢 龍

國(guó)內(nèi)外關(guān)于游人容量的研究主要集中在風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園等規(guī)模較大的旅游區(qū)，其研究結(jié)果對(duì)于合理確定風(fēng)景名勝區(qū)和森林公園的開發(fā)強(qiáng)度、組織游憩方式等方面發(fā)揮著重要的作用，對(duì)于常規(guī)地貌公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)也具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。中國(guó)2/3的國(guó)土面積為山地，城市建設(shè)用地緊張，城市居民對(duì)公園綠地的需求與日俱增，對(duì)鑲嵌于城市內(nèi)部及建設(shè)用地周邊的自然山體進(jìn)行公園化利用，是當(dāng)下大多數(shù)山地城市解決這一矛盾的主要途徑。游人容量既是決定山體是否適宜公園化利用的關(guān)鍵因素，也是山體公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。黔中喀斯特地區(qū)對(duì)山地城市內(nèi)自然山體公園化利用的游人容量有更多限制因素，現(xiàn)有的相關(guān)研究成果無法具體指導(dǎo)山體公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)，導(dǎo)致山體綠地公園化利用中出現(xiàn)資源浪費(fèi)和破壞且公園游憩功能不足的現(xiàn)象。因此，依托已建成的黔靈山公園，分析山體公園空間和游憩行為特征，研究喀斯特山體公園空間承載力，對(duì)保護(hù)和公園化利用喀斯特山地城市內(nèi)的山體綠地資源具有重要意義。

游人容量研究早先從環(huán)境承載力和生態(tài)承載力著手[1-3]，逐漸向社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、空間和設(shè)施等分容量發(fā)展，再?gòu)撵o態(tài)數(shù)字容量研究向可承受閾值范圍的動(dòng)態(tài)研究轉(zhuǎn)變[4-5]。學(xué)者基于容量測(cè)算對(duì)不同類型研究對(duì)象的空間承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)[6-12]，構(gòu)建環(huán)境承載力預(yù)警系統(tǒng)[13]。當(dāng)前，利用大數(shù)據(jù)從多個(gè)角度精準(zhǔn)分析游人容量成為新的研究趨勢(shì)[14-17]，雖然大數(shù)據(jù)在后期數(shù)據(jù)提取、整理及分析方面存在資源負(fù)擔(dān)，人力觀察視頻處理方法的時(shí)效性、預(yù)警性和可靠性仍需優(yōu)化，但利用大數(shù)據(jù)資源是今后測(cè)算各類公園游人容量的有效手段[18-19]，也是新時(shí)代建設(shè)高品質(zhì)、多功能城市游憩空間的現(xiàn)實(shí)需求。本文以喀斯特山體公園——黔靈山公園為例，基于公園監(jiān)控系統(tǒng)和入園計(jì)數(shù)系統(tǒng)提供的大數(shù)據(jù)，通過對(duì)山體空間類型、特征、不同類群游人的游憩行為及時(shí)空差異進(jìn)行分析，探析喀斯特山體公園游人容量的影響因素，以期為本地山體綠地公園化利用提供參考。

1 研究對(duì)象與研究方法

1.1 研究對(duì)象

黔靈山公園位于貴陽(yáng)市中心城區(qū)，始建于1957年，總面積為337.03hm2，其中山體面積達(dá)284.37hm2，占總面積的84%；水體面積27hm2，占8%。園內(nèi)山體基巖為石灰石巖，是典型的喀斯特山體公園，由白象嶺、八角巖、大羅嶺、象王山、獅子巖、檀山和杖缽山7個(gè)山體組成，海拔在1 100～1 396m之間。公園北部、西南、東北山體綠地為不可進(jìn)入的消極空間，游憩路線及觀賞景點(diǎn)集中在中部、南部及東部部分地區(qū)，由山嶺灣、獼猴觀賞園、弘福寺、麒麟洞、動(dòng)物園、黔靈湖和風(fēng)雨橋等景區(qū)及盤山步道組成(圖1)。主要游覽路線集中于南門到中部區(qū)域，園路呈樹狀布局(圖2)，公園游憩空間類型多樣，涵蓋山地景觀、水文景觀、文化景觀、歷史景觀和生物景觀等多種類型，服務(wù)設(shè)施、公園管理系統(tǒng)完善。

1.2 數(shù)據(jù)來源

以2018年2月的法國(guó)Pleiades衛(wèi)星影像(0.5m空間分辨率)，結(jié)合黔靈公園設(shè)計(jì)圖，運(yùn)用ArcGIS10.0軟件進(jìn)行公園場(chǎng)地與空間分析，采用園內(nèi)27個(gè)高清攝像頭數(shù)據(jù)(圖3)，其中30m攝像視距覆蓋全園面積的8.46%，可清楚觀察游人的游憩方式；50m攝像視距覆蓋全園面積的23.52%，能觀察較大的面狀活動(dòng)空間；80m攝像視距覆蓋全園面積的60.18%。監(jiān)控覆蓋公園所有景點(diǎn)及游人主要游覽路線，其余地區(qū)為不可進(jìn)入或難進(jìn)入的消極空間，故只選擇中部、南部27個(gè)集中反映園內(nèi)游人活動(dòng)的云臺(tái)攝像數(shù)據(jù)。采用2016、2017年的全年入園數(shù)據(jù)，每天從7：00—17：00共計(jì)10h，每小時(shí)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)進(jìn)、出園人數(shù)，分析節(jié)假日、周末、平常日入園人數(shù)的差異。

圖1 黔靈山公園用地類型分布

圖2 黔靈山公園游覽路線

圖3 攝像頭覆蓋面

1.3 研究方法

1)跟蹤及訪談法：在南門入園處每個(gè)小時(shí)段隨機(jī)選取1～2組游人，跟蹤觀察并記錄游人入園后的游覽路線、游憩方式、休息次數(shù)、相關(guān)游覽和停留時(shí)間，結(jié)合深度訪談了解游人對(duì)園內(nèi)游憩空間的需求及游憩特征。

2)人機(jī)交互大數(shù)據(jù)觀察分析法：慢速播放、反復(fù)觀察記錄數(shù)據(jù)視頻中不同時(shí)段各個(gè)攝像頭覆蓋范圍內(nèi)停留人數(shù)、游客群體及游憩行為，分析各區(qū)域游人數(shù)量時(shí)空變化、可進(jìn)入空間游憩條件，確定山體空間承載力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用反距離加權(quán)法：統(tǒng)計(jì)攝像數(shù)據(jù)，推求同一區(qū)域其他未知點(diǎn)數(shù)據(jù)的游人熱度計(jì)算方法[20]。選取27個(gè)攝像頭的經(jīng)緯度坐標(biāo)Pi(Xi，Yi)(i=1，2，…27)，將插值點(diǎn)屬性根據(jù)以下公式加權(quán)，具體公式如下：

式中，Z和Zi分別為待插值點(diǎn)和選取攝像點(diǎn)，di為選取攝像點(diǎn)與待插值點(diǎn)距離。將不同時(shí)段游人在場(chǎng)地內(nèi)的活動(dòng)范圍和頻率以攝像頭所在位置為原點(diǎn)向外輻射，越靠近原點(diǎn)位置，賦予權(quán)重越大，反之權(quán)重越小。根據(jù)公式(1)計(jì)算出各時(shí)段黔靈山公園內(nèi)各景點(diǎn)游人分布空間熱點(diǎn)，根據(jù)公式(2)計(jì)算出選取點(diǎn)游人輻射距離[21-22]。

2 結(jié)果分析

2.1 黔靈山公園空間特征分析

黔靈山公園有山谷、山腰平臺(tái)、山頂平臺(tái)和蜿蜒山路形成開合變化的各種空間形態(tài)，公園的主要6個(gè)功能區(qū)為：宗教活動(dòng)區(qū)、動(dòng)物觀賞區(qū)、歷史文化區(qū)、健身娛樂區(qū)、水上活動(dòng)區(qū)和山體游覽區(qū)，公園大面積自然山水的景觀格局近似于風(fēng)景名勝區(qū)。公園場(chǎng)地空間分析結(jié)果(表1)表明：黔靈山公園可供游人活動(dòng)的區(qū)域有90.00hm2，占公園總面積的26.73%，其中坡度小于10%的平緩場(chǎng)地有10.38hm2，僅占總面積的3%。游憩活動(dòng)空間主要分布于山間谷地、山頂、山腰平臺(tái)和爬山園路的空間形態(tài)，由山頂開敞空間、山腰半開敞空間、山谷圍合空間組成，并在同一游線上呈現(xiàn)出高低起伏和明暗變化。以常規(guī)游覽路線為例，從公園南門進(jìn)入入口廣場(chǎng)，沿主游覽線路行走，坡度逐漸增加，空間類型由平地廣場(chǎng)轉(zhuǎn)為坡道聯(lián)系的臺(tái)地廣場(chǎng)，經(jīng)九曲徑“之”形盤山園路到達(dá)半山弘福寺、動(dòng)物園，最后到山頂瞰筑亭，此段游覽區(qū)域活動(dòng)空間分布廣、游人密度大；從環(huán)山園路下山穿過山嶺灣隧道至公園北部，北部游憩方式是線性動(dòng)態(tài)游覽，活動(dòng)空間少，游人密度低。上述結(jié)果表明：喀斯特山體公園的山體空間資源利用率低、容量低、可達(dá)性差，黔靈山公園山體空間游憩方式以健身、宗教活動(dòng)、觀賞獼猴為主，游人群體以中、青年為主。這正是喀斯特山體公園資源稟賦和公園特征所在之處，但也增加了山體空間利用的難度。

2.2 公園游人數(shù)量時(shí)空分布特征

2.2.1 公園游人數(shù)量時(shí)間特征

圖4 不同時(shí)期出入園人數(shù)日變化

圖5 黔靈山公園工作日游人熱點(diǎn)分布變化

由入園計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果得出：平常日、周末、節(jié)假日平均入園人數(shù)呈階梯狀差異，節(jié)假日日均入園人數(shù)約4.2萬，是周末日均入園總數(shù)的1.5倍、平常日的1.75倍；2016和2017年周末、節(jié)假日日均入園人數(shù)基本持平，而工作日日平均游園人數(shù)明顯增加，增幅達(dá)10%。

公園計(jì)數(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)可直接反映游人使用山體公園的時(shí)間選擇(圖4)，工作日入園高峰在8：00—12：00、14：00—16：00 2個(gè)時(shí)段，出園高峰10：00—12：00、16：00—17：00，平均在園時(shí)長(zhǎng)2～3h，游人主要為周邊市民，中老年群體占游人總量52.81%，園內(nèi)活動(dòng)主要為晨練、廣場(chǎng)舞等文娛活動(dòng)。周末入園高峰集中在8：00—11：00、13：00—15：00，出園高峰為11：00—13：00、15：00—17：00，各個(gè)時(shí)段出入人數(shù)均高于工作日。本地游客與外地游客的占比為8:2，游客組成為老年18.20%、中年32.00%、青年38.60%、兒童11.20%。節(jié)假日8：00—16：00全時(shí)段高流量入園，出園在13：00后出園人流驟增持續(xù)到17：00，從平常日和周末游客出入園時(shí)間分布可以看出，不同時(shí)間段游客組成的差異和互補(bǔ)性，即平常日周邊老年群體經(jīng)常入園，形成規(guī)律的出入園高峰期，周末和節(jié)假日避免擁擠選擇不入園活動(dòng)。

2.2.2 公園游人量的空間分布特征

基于云臺(tái)數(shù)據(jù)通過插值法計(jì)算的游人空間分布熱力圖(圖5)可以看出，黔靈山公園游人空間分布熱力值較高(＞200人/h·hm-2)的面狀分布區(qū)域主要集中于公園南部靠近南門區(qū)域，該區(qū)域地勢(shì)相對(duì)平坦，其中南門廣場(chǎng)游人密度全時(shí)段持續(xù)處于高位，平均密度為579人/h·hm-2；游人空間分布熱力值較高的點(diǎn)狀分布集中于弘福寺和動(dòng)物園，最高游人密度達(dá)550人/h·hm-2，高值均出現(xiàn)在14：00以后，前者持續(xù)到17：00，而動(dòng)物園僅有2h的高峰期。平常日熱力值較高區(qū)域面積變化不大，而較低熱力值日變化明顯，游人大量入園后開始由平地游憩空間向山體游憩空間轉(zhuǎn)移。熱力值較高的區(qū)域隨時(shí)間推移變化，到10：00時(shí)面積最大，從公園南部向北延伸，到12：00時(shí)急劇縮小，再到16：00第2次增長(zhǎng)。由于8：00—9：00入園高峰期累計(jì)在園人數(shù)急速增加并向山體空間擴(kuò)散，各廣場(chǎng)游人密度達(dá)最大值時(shí)，部分游人開始向弘福寺、動(dòng)物園等山體游憩空間轉(zhuǎn)移，12：00上午游憩活動(dòng)結(jié)束，高熱力值分布面積逐漸減小，下午游人游憩范圍分布在全園可進(jìn)入游憩區(qū)域，南門廣場(chǎng)保持最高級(jí)熱力值并持續(xù)至17：00。

從周末空間游人分布熱力圖(圖6)可以看出：游人在公園游憩區(qū)域內(nèi)時(shí)空分布呈一定的規(guī)律性。8：00—11：00游人分布熱力值高的區(qū)域仍是南門入口廣場(chǎng)，游人活動(dòng)主要以拍照、休憩為主，10：00熱力值高的區(qū)域向中部和東部延伸，面積逐漸擴(kuò)大，是平常日容量閾值的4倍，到12：00又急劇回縮與平日常基本持平。周末市區(qū)游客主要集中于上午時(shí)段游憩，南門廣場(chǎng)各個(gè)時(shí)段游人分布熱力值都是最高閾值，中部山嶺灣、小梅灣、紀(jì)念碑等活動(dòng)場(chǎng)地本時(shí)段熱力閾值次之；剩余山體游憩空間游人熱力閾值較低，此時(shí)入園群體主要為中老年，主要進(jìn)行晨練、廣場(chǎng)舞等群體健身活動(dòng)，山體空間的利用率最低。

圖6 黔靈山公園周末游人熱點(diǎn)分布變化

表1 各類用地與空間類型面積

2.3 公園游人游憩行為特征分析

綜合分析監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)、觀察記錄數(shù)據(jù)和訪談數(shù)據(jù)，得出公園游人游憩行為與游人年齡和游人密度之間的關(guān)系(圖7)。黔靈公園常見游憩行為有晨練、文娛活動(dòng)、宗教活動(dòng)、聊天、獼猴觀賞、爬山、觀景和動(dòng)物園動(dòng)物觀賞等。第一象限中老年群體的游憩行為有晨練、文娛活動(dòng)、宗教活動(dòng)和聊天等，這類人群游憩人均占有面積小、活動(dòng)空間內(nèi)游人密度大；第二象限內(nèi)宗教活動(dòng)的游人密度最高，登山活動(dòng)游憩人群的年齡最低；第三象限內(nèi)18歲以下的少年兒童群體主要以觀賞動(dòng)物為主，同時(shí)在家長(zhǎng)陪同下進(jìn)行登山游憩，第三象限內(nèi)游憩活動(dòng)的游人密度不高，主要原因是這一群體在公園日游人組成中占比不大；第四象限中游憩行為主要是60歲以上老年群體的活動(dòng)，除唱歌、廣場(chǎng)舞等群體活動(dòng)游人密度大，位于第一象限外，宗教活動(dòng)、觀景和爬山等活動(dòng)的游人密度較低，與老年群體的身體特征以及游園心理活動(dòng)有關(guān)。宗教活動(dòng)分布于第一、二和四3個(gè)象限，即宗教景觀的游客年齡段分布最廣，這歸因于弘福寺處于黔靈山山腰位置，是黔靈山公園建筑最集中、類型最豐富的主要景區(qū)，寺廟院落劃分出多個(gè)空間，可以滿足不同游客的休憩需求，因此是公園到訪量最高、游客群體最豐富的景區(qū)。

2.4 公園承載力分析

在游人空間熱力分布的基礎(chǔ)上疊加公園自然條件、道路狀況、場(chǎng)地使用率等信息，將公園內(nèi)空間承載力分為5個(gè)等級(jí)(表2)。公園高承載力區(qū)域主要集中于公園南大門入口廣場(chǎng)、山嶺灣廣場(chǎng)和中部動(dòng)物園地帶，游人密度在200人/h·hm-2以上，可供選擇的游憩方式多樣。由于園內(nèi)平緩地段用地緊張，這些區(qū)域?yàn)闈M足活動(dòng)需求，硬化面積大，而綠化面積小，植被覆蓋度低，人群密度大，造成局部區(qū)域空間承載力過大、游客體驗(yàn)感下降。低承載力區(qū)域集中在坡度較大的山體空間，游人密度低于50人/h·hm-2，這部分區(qū)域在園中占比大、植被覆蓋良好、植物景觀豐富、生態(tài)環(huán)境品質(zhì)高，但是可供選擇的游憩方式單一，資源利用率低。

2.5 山體空間承載力提升對(duì)策

根據(jù)游人容量與游憩方式的耦合關(guān)系探究黔靈山公園空間承載力不均衡的原因，采取積極有效措施擴(kuò)充游人容量。

2.5.1 優(yōu)化和開發(fā)山體空間

圖7 游人密度與游憩行為的關(guān)系

表2 黔靈山公園空間承載力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

山體空間是山體公園規(guī)劃建設(shè)矛盾的焦點(diǎn)，既是優(yōu)良環(huán)境和豐富景觀的貢獻(xiàn)者，又是游憩活動(dòng)的主要限制因素。就黔靈山公園而言，需保護(hù)和限制開發(fā)5級(jí)承載力區(qū)域，該區(qū)域是園內(nèi)的生態(tài)保育區(qū)、生態(tài)環(huán)境的屏障；3、4級(jí)承載力空間是優(yōu)化山體游憩服務(wù)功能的主要區(qū)域，利用現(xiàn)代技術(shù)和先進(jìn)的景觀生態(tài)規(guī)劃理念，按低影響開發(fā)原則解決垂直交通的限制，采取架空、透光棧道和觀景平臺(tái)等方式，加密山體園路、集散平臺(tái)等交通設(shè)施，優(yōu)化山體空間的游人容量，以滿足日益增長(zhǎng)的游憩需求。

2.5.2 豐富游憩項(xiàng)目

增加黔靈湖水上娛樂項(xiàng)目，打造黔靈湖沿岸的半私密休憩空間，沿湖以線性游覽和休憩為主，增加游人對(duì)休憩空間的使用率，適當(dāng)開發(fā)部分山體進(jìn)行攀巖、戶外拓展等山體游憩項(xiàng)目。根據(jù)游人的游憩需求賦予各類活動(dòng)空間不同的游憩方式，編制山體公園游憩機(jī)會(huì)清單(ROS)。依托自然山體建園是山地城市居民回歸自然、親近自然的資源優(yōu)勢(shì)，增加自然、環(huán)境、生態(tài)教育等游憩項(xiàng)目與景觀有機(jī)結(jié)合，寓教于樂，提升游憩獲得感，擴(kuò)充山體公園游憩體驗(yàn)的維度。

2.5.3 增加服務(wù)設(shè)施

與常規(guī)地貌公園相比，山地公園的地貌復(fù)雜性增加了游憩趣味，但對(duì)公園服務(wù)設(shè)施的種類及數(shù)量要求都比常規(guī)地貌公園高。在研究山體公園游憩行為的基礎(chǔ)上根據(jù)“三適”原則(適宜、適地、適用)增設(shè)相關(guān)服務(wù)設(shè)施，提升服務(wù)設(shè)施的周轉(zhuǎn)率，增大服務(wù)半徑，改善喀斯特山體公園的服務(wù)水平，創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展山體公園游憩系統(tǒng)。

3 討論

1)山地城市用地緊張，利用城市內(nèi)自然山體資源進(jìn)行公園化利用，是解決城市居民對(duì)美好生活環(huán)境的需求與用地緊張這一矛盾的有效途徑，但利用自然山體建園的關(guān)鍵因素是游人容量，如果自然山體游人容量測(cè)算達(dá)不到一定規(guī)模，則沒有建園的意義；2)山體公園游人容量測(cè)算精準(zhǔn)度要求高但難度大，通過已建成山體公園的游人容量分析可以類比計(jì)算擬建山體公園的游人承載力；3)貴州省是全國(guó)唯一沒有平原支撐的省份，90%的地域?qū)儆谏襟w，黔中地區(qū)屬于典型的錐狀喀斯特山體分布區(qū)域，山體多以孤峰或小峰叢形式存在，依托孤峰山體建園，空間類型單一、游人容量極低，故孤峰山體不適宜建造山體公園；4)喀斯特山體公園游人容量是游憩行為、場(chǎng)地類型和規(guī)劃理念等多種因素共同決定的，關(guān)于喀斯特山體公園游人容量的測(cè)算，目前沒有可供借鑒的文獻(xiàn)和資料，后期需要更多研究充實(shí)驗(yàn)證。

致謝：感謝黔靈山公園管理處提供的幫助，特別感謝黔靈山公園管理處楊賢興主任對(duì)數(shù)據(jù)收集提供的幫助。