中國城市建成區(qū)綠化覆蓋率變化特征及影響因素分析

崔佳奇 ，劉宏濤, ，陳媛媛*

1. 西藏大學(xué)，西藏 拉薩 850000；2. 中國科學(xué)院武漢植物園/中國科學(xué)院水生植物與流域生態(tài)重點實驗室，湖北 武漢 430074；3. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

城市建成區(qū)綠化覆蓋率是指建成區(qū)綠化覆蓋面積（即建成區(qū)內(nèi)綠化種植垂直投影面積）占建成區(qū)面積的比重（李金路，1997）。城市建成區(qū)綠化覆蓋率是城市綠化規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)之一，在一定程度上反映了城市建成區(qū)綠化空間規(guī)模與建成區(qū)空間規(guī)模的比例，是中國城市園林綠地建設(shè)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中的重要考核指標(biāo)，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T 85—2002）中也要求“城市綠化覆蓋率應(yīng)作為綠地建設(shè)的考核指標(biāo)”。城市綠地是指具有大量植被的戶外場所（Jim et al.，2003），它不僅具有娛樂價值、自然資源保護價值、歷史文化價值及風(fēng)景價值，而且與城市的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟效益息息相關(guān)（Jo，2002；Chen et al.，2008；陳寶明等，2016）。有研究發(fā)現(xiàn)隨著城市的擴張和城區(qū)人口的持續(xù)增長，城市綠地逐漸被侵占或破碎化（孔繁花等，2008），生物多樣性降低（毛齊正等，2013）、城市植被生產(chǎn)力低（王靜等，2017；趙安周等，2020）、城市熱島效應(yīng)加?。惙f鋒等，2015；葛榮鳳等，2016；王曉俊等，2020）等許多城市生態(tài)環(huán)境問題顯現(xiàn)。這些由城市擴張帶來的不利影響可通過增加綠化面積來緩解（De Ridder et al.，2004）。

目前國內(nèi)外針對城市綠地建設(shè)開展了大量研究，從內(nèi)容來看，主要集中于綠地建設(shè)結(jié)構(gòu)差異（汪洋等，2018；吳雙品等，2019）、時空演變特征（劉曄，2017；李彤杉等，2019）以及形成差異的驅(qū)動機制等方面（James et al.，2009；Zhou et al.，2011；Kabisch et al.，2014；劉志強等，2015；Richards et al.，2017）。從研究區(qū)域來看，國外已覆蓋國家、省域、市域、社區(qū)等多個尺度（Kühn，2003；Richards et al.，2017；王俊帝等，2019）；而國內(nèi)則主要集中在市域尺度（如城市化程度較高的京津冀、上海、廣州等地）（蔡彥庭等，2011；李瑩瑩等，2016；胡云鋒等，2018），近年來針對國家和區(qū)域尺度也逐步開展了相關(guān)探索（Zhao et al.，2013；王靜等，2017；趙安周等，2020）。城市建成區(qū)綠化建設(shè)是由特定的自然環(huán)境條件和一定的人類活動共同作用的結(jié)果。溫度、光照、降水、地形等自然環(huán)境因子為城市綠地建設(shè)提供基礎(chǔ)保障，而城市規(guī)模、建成區(qū)面積、經(jīng)濟發(fā)展水平、人口分布特征、綠地建設(shè)政策等社會經(jīng)濟因子影響城市綠地建設(shè)水平差異。社會經(jīng)濟因素（城市建設(shè)資金投入、人均GDP）與自然環(huán)境因素（地形地貌）對城市建成區(qū)綠化覆蓋率均存在一定的驅(qū)動作用（韓旭等，2008），在很大程度上決定了建成區(qū)綠化覆蓋率增長的快慢（Zhao et al.，2013），綠化覆蓋面積的改變是由多個因子共同作用的結(jié)果，但目前針對我國城市綠化覆蓋改變的影響因素研究多集中在以社會經(jīng)濟因素為導(dǎo)向的分析（伍伯妍等，2012；葉駿驊，2013），結(jié)合自然與社會因素綜合反映城市綠化覆蓋率變化的研究較少。

本研究對 2002—2018年城市建成區(qū)綠化覆蓋率變化特征以及各地區(qū)的城市建成區(qū)綠化覆蓋率差異進行了分析，并從城市化指標(biāo)和氣候指標(biāo)兩個方面分析了影響建成區(qū)綠化覆蓋率的主要因素，以期為我國未來城市綠地建設(shè)、規(guī)劃以及均衡發(fā)展提供重要的理論支撐。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

（1）指標(biāo)確定：為分析中國城市建成區(qū)綠化覆蓋率變化的影響因素，本文在綜合考慮數(shù)據(jù)的科學(xué)性、連續(xù)性和可獲得性的基礎(chǔ)上，共選取了包括自然環(huán)境因素與社會經(jīng)濟因素在內(nèi)的 19個指標(biāo)，其中建成區(qū)綠化覆蓋率為因變量，其他為自變量，詳見表1。

表1 指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)來源Table 1 Indicator system and data sources

（2）建成區(qū)綠化覆蓋率時間變化特征：以時間為自變量，城市建成區(qū)綠化覆蓋率為因變量，采用最小二乘法回歸分析各城市建成區(qū)綠化覆蓋率的時間變化特征。同時，參考《城市園林綠化評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50563—2010）和《國家環(huán)境保護模范城市考核指標(biāo)及其實施細(xì)則》等有關(guān)城市綠地水平的標(biāo)準(zhǔn)以及國家環(huán)境保護模范城市環(huán)境建設(shè)考核指標(biāo)（建成區(qū)綠化覆蓋率≥35.0%），考慮我國城市綠地建設(shè)水平的實際情況，將城市建成區(qū)綠化覆蓋率劃分為5組（＜15.0%、15.0%—25.0%、25.0%—35.0%、35.0%—45.0%、≥45.0%）（Zhao et al.，2013；劉志強等，2016），統(tǒng)計達(dá)到每組綠化覆蓋率的城市占比情況，分析其時間變化特征。

（3）建成區(qū)綠化覆蓋率區(qū)域差異。采用區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)將中國31個?。ㄊ?、自治區(qū)）共621個地級市（因港澳臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)缺失未對其進行分析）劃分為華北、東北、華東、中南、西南和西北等6個不同的區(qū)域（Zhao et al.，2013），分析不同區(qū)域建成區(qū)綠化覆蓋率差異及不同區(qū)域建成區(qū)綠化覆蓋率隨時間顯著變化的城市占比情況。

（4）影響因素分析：對分析指標(biāo)進行偏態(tài)分布檢驗，對呈高度偏態(tài)分布的變量進行對數(shù)轉(zhuǎn)換。采用相關(guān)分析篩選出與綠化覆蓋率具有顯著或極顯著相關(guān)的城市化和氣候指標(biāo)，采用多元逐步回歸分析影響城市建成區(qū)綠化覆蓋率的主要因素。因西藏自治區(qū)地域的特殊性，其綠化覆蓋率的發(fā)展趨勢較為復(fù)雜，影響因素分析中未將其納入。本文采用SPSS16.0（SPSS for Windows，Chicago，Illinois，USA）和Sigmaplot10.0軟件（Systat Software Inc.，San Jose，California）進行數(shù)據(jù)分析和作圖。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所采用的分析指標(biāo)的數(shù)據(jù)主要來源于《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》、《中國資源和環(huán)境統(tǒng)計年鑒》和國家統(tǒng)計局網(wǎng)站，具體指標(biāo)及數(shù)據(jù)來源見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 建成區(qū)綠化覆蓋率時間變化特征

2002—2018年，我國建成區(qū)面積及綠化覆蓋面積均呈逐年增加的趨勢，2018年建成區(qū)面積和建成區(qū)綠化覆蓋面積分別達(dá)到了 5.85×104km2和2.4×104km2，相比 2002 年（2.6×104km2和 7.7×103km2）分別增加了125.1%和213.2%。中國城市建成區(qū)綠化覆蓋率隨時間呈極顯著增長趨勢（R2=0.8927，P＜0.01），2018年建成區(qū)綠化覆蓋率（41.11%）相比于2002年（29.75%）增加了11.36%，其中，2006年和2008年建成區(qū)綠化覆蓋率年增長最為明顯，相比于上一年分別增加了 2.57%和2.08%（圖1）。

圖1 中國城市建成區(qū)綠化覆蓋變化趨勢（2002—2018年）Fig. 1 Change trend of green coverage in built-up areas in China from 2002 to 2018

2002—2018年間，建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到模范城市基本要求（建成區(qū)綠化覆蓋率≥35.0%）的城市總體上表現(xiàn)為逐年增長的趨勢（圖2）。2002年，僅有6.45%的城市綠化覆蓋率達(dá)到模范城市的基本要求，到2018年約有93.55%的城市綠化覆蓋率達(dá)到模范城市基本要求。

圖2 中國建成區(qū)綠化覆蓋率分組城市占比分布（2002—2018）Fig. 2 The distribution of urban rate in group of built-up areas green coverage in China from 2002 to 2008

2.2 建成區(qū)綠化覆蓋率區(qū)域差異

2002—2018年城市建成區(qū)綠化覆蓋率均值表現(xiàn)為華東地區(qū)＞中南地區(qū)＞華北地區(qū)＞東北地區(qū)＞西北地區(qū)＞西南地區(qū)（圖3）。各地區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率隨時間均發(fā)生顯著變化（P＜0.05），變化顯著的城市占比情況表現(xiàn)為：華北地區(qū) (94.60%)＞華東地區(qū) (88.89%)＞西北地區(qū) (84.21%)＞西南地區(qū)(80.95%)＞東北地區(qū) (70.93%)＞中南地區(qū) (65.88%)。

圖3 不同地區(qū)城市建成區(qū)綠化覆蓋率變化趨勢Fig. 3 Change trend of built-up area green coverage rate in different regions of China

2.3 建成區(qū)綠化覆蓋率影響因素分析

社會經(jīng)濟指標(biāo)中，除TUA和UA外，其他12個城市化指標(biāo)（GDP、PGDP、LI、BUAP、BUA、BUP、UP、UPD、UAP、BUPP、TP、UPP）與建成區(qū)綠化覆蓋率具有極顯著相關(guān)性（P＜0.01）（圖4）。氣候因子指標(biāo)中，年平均氣溫YT、年平均相對濕度YH和年降水量YW與建成區(qū)綠化覆蓋率有極顯著相關(guān)性（P＜0.01），年日照時數(shù)YS與建成區(qū)綠化覆蓋率無顯著相關(guān)性（P＞0.05）（圖5）。

圖4 我國建成區(qū)綠化覆蓋率與城市化指標(biāo)的關(guān)系Fig. 4 The relationship between green coverage rate and urbanization indexes in built-up areas of cities in China

圖5 我國建成區(qū)綠化覆蓋率與氣候因子的關(guān)系Fig. 5 The relationship between green coverage rate and climate factors in built-up areas of cities in China

篩選與城市建成區(qū)綠化覆蓋率有顯著或極顯著相關(guān)性的城市化指標(biāo)（GDP、PGDP、LI、BUA、UAP、BUAP、TP、UPD、UP、BUP、UPP和BUPP）和氣候因子指標(biāo)（YT、YH和YW），分析其對綠化覆蓋率的影響。結(jié)果表明，城市化指標(biāo)PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和氣候指標(biāo)YT、YW、YH是影響城市綠化覆蓋率的主要因素，結(jié)果見表2。

表2 城市建成區(qū)綠化覆蓋率與城市化和氣候指標(biāo)間的多元逐步回歸分析Table 2 Multiple stepwise regression analysis of green coverage rate and urbanization and climate factors in built-up areas of cities in China

其中，y表示建成區(qū)綠化覆蓋率，b1—b9依次表示 PGDP、YT、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP、YW、YH。該模型的擬合度達(dá)73.4%，說明該回歸方程數(shù)據(jù)擬合程度較好，其中的自變量能夠較好地解釋建成區(qū)綠化覆蓋率的變化。9個自變量都通過了t檢驗（表2），說明該回歸模型的樣本數(shù)據(jù)具有顯著的統(tǒng)計差異，該模型具有統(tǒng)計意義。

3 討論

隨著中國城市化建設(shè)的加速發(fā)展，人們對綠地的需求也越來越迫切，建成區(qū)綠化面積擴大是必然趨勢。從2002—2018年，我國建成區(qū)綠化面積擴增了1.65×104km2，增加了2倍多；綠化覆蓋率也從29.75%提高到41.11%，增長了 11.36%；綠化覆蓋率大于35%的城市占比從6.45%上升為93.55%，增長了14.5倍以上。這與中國城市綠地建設(shè)水平的提高，國家對城市生態(tài)環(huán)境的保護和改善越來越重視有關(guān)（汪菊淵，1992；Zhouet al.，2011）。其中 2005—2008年建成區(qū)綠化覆蓋率增長最為明顯，這一現(xiàn)象與中國十六屆五中全會提出促進城鎮(zhèn)化健康發(fā)展，加快環(huán)境友好型城市建設(shè)以及 2008年綠色奧運的舉辦有較大關(guān)聯(lián)。

2002—2018年我國城市建成區(qū)綠化覆蓋率整體呈穩(wěn)步上升趨勢，但由于我國疆域遼闊，不同地區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率隨時間發(fā)生顯著變化（P＜0.05）的城市數(shù)量占比存在一定差異，其中華北地區(qū)最高，中南地區(qū)最低。不同地區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率也具有差異性，總體呈現(xiàn)東高西低，由東南至西北逐漸降低的趨勢和格局，即華東地區(qū)＞中南地區(qū)＞華北地區(qū)＞東北地區(qū)＞西北地區(qū)＞西南地區(qū)。這與伍伯妍等（2012）和邢琳琳（2015）的研究結(jié)果一致。但與Zhao et al.（2013）的研究結(jié)果（華東地區(qū)＞中南地區(qū)＞東北地區(qū)＞華北地區(qū)＞西南地區(qū)＞西北地區(qū)）有所不同。本研究相比 Zhao et al.（2013）的研究結(jié)果，主要表現(xiàn)為西南地區(qū)和西北地區(qū)及華北地區(qū)和東北地區(qū)的差異。西藏自治區(qū)整體綠化覆蓋率低，Zhao et al.（2013）研究中未將西藏自治區(qū)綠化覆蓋情況納入分析，而本研究在各地區(qū)建成區(qū)覆蓋率的差異分析中考慮了西藏自治區(qū)綠化覆蓋率，這可能是引起兩個研究西南和西北地區(qū)差異的主要原因。此外，隨著奧運會的舉辦華北地區(qū)大幅度增加了城市綠化投資，2010—2018年華北地區(qū)平均綠化投入是東北地區(qū)的2.8倍，是導(dǎo)致本研究中華北地區(qū)綠化覆蓋率高于東北地區(qū)的主要原因。城市綠化建設(shè)具有動態(tài)變化特征，社會經(jīng)濟因子及不同階段的政策也存在一定差異，因此可能造成不同研究時段分析結(jié)果的差異性。但我國綠地建設(shè)的整體趨勢在不同研究之間是相對比較一致的，各個地區(qū)城市綠地建設(shè)水平發(fā)展不均衡是導(dǎo)致不同地區(qū)之間空間分異的主要原因，這與氣候、經(jīng)濟及政策可能都存在一定的關(guān)系（劉志強等，2016）。氣候條件較好、經(jīng)濟發(fā)達(dá)的沿海城市通常城市綠地建設(shè)水平較高，如華東地區(qū)和中南地區(qū)。與其相比，西部地區(qū)氣候干燥，植物生長環(huán)境惡劣，植物生產(chǎn)力低（Sun et al.，2011），地理位置不利于經(jīng)濟發(fā)展，城市綠地建設(shè)水平低，如西北地區(qū)和西南地區(qū)。另外，東部沿海開放、振興東北老工業(yè)區(qū)、中部崛起等發(fā)展政策都推動著城市的綠地建設(shè)，西部是在國家強調(diào)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展平衡政策實施后才開始加速發(fā)展的（周一星等，1999），西部大開發(fā)戰(zhàn)略進一步加快了其城市的發(fā)展。中南地區(qū)是綠地建設(shè)水平較好的區(qū)域，但近年來綠地面積增幅最小，原因在于綠地已達(dá)到了一定規(guī)模，該地區(qū)用地有限，綠化覆蓋面積增加受到較大限制，其綠地發(fā)展更注重于提高綠地質(zhì)量（葉駿驊，2013）。

中國建成區(qū)綠化覆蓋率受城市化進程和氣候的雙重影響。本研究選取的14個城市化指標(biāo)中，對建成區(qū)綠化覆蓋率有顯著影響的指標(biāo)為PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP。這表明城市經(jīng)濟發(fā)展水平及綠化投資力度是影響城市綠化覆蓋率的主要因素，在促進城市綠地擴大中起著至關(guān)重要的作用。加大城市綠地建設(shè)的經(jīng)費支撐和投入力度有助于促進城市綠地建設(shè)的發(fā)展（韓旭等，2008）。這一研究結(jié)果也與伍伯妍等（2012）、葉駿驊（2013）及Zhao et al.（2013）等的研究結(jié)論相符。通常在一些經(jīng)濟發(fā)展水平較高的城市，其綠化水平也相對較高（沈建法，2005）。有研究表明，1988—2011年中國城市綠地建設(shè)水平主要依托于建成區(qū)的規(guī)模，政策、經(jīng)濟發(fā)展水平、人口密度對其也有較大影響作用（劉志強等，2015），其中政策導(dǎo)向是2003—2011年我國城市綠地建設(shè)的主要動力（吳嘯慧，2019）。李方正等（2017）研究結(jié)果也表明，2014年城市綠地率與城市化率、人均GDP、建成區(qū)面積和人口密度呈正相關(guān)，受人均GDP影響最大。區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平是城市綠地建設(shè)的主要影響因素和有力保障，提高城市綠地建設(shè)水平，進而吸引更多優(yōu)秀人才，提高當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟實力，形成經(jīng)濟與城市綠化的良性循環(huán)（葉駿驊，2013）。

氣候指標(biāo)中，對城市建成區(qū)綠化覆蓋率有顯著影響的指標(biāo)為溫度、濕度及降雨量。適宜的溫度和降水有利于植物的生長，進而有益于綠化覆蓋面積的增大和綠化覆蓋率的提高。有研究表明溫濕度是影響中國城市建成區(qū)綠化覆蓋率區(qū)域差異的主導(dǎo)因素（李彤杉等，2019），氣候優(yōu)勢區(qū)位的城市綠地建設(shè)水平高于氣候劣勢區(qū)位。因此，在城市綠地建設(shè)規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)尊重氣候規(guī)律，進行合理規(guī)劃建設(shè)。

4 結(jié)論

2002—2018年，中國城市建成區(qū)綠化覆蓋率持續(xù)并且快速增長。2002年中國城市建成區(qū)綠化覆蓋水平整體較低，93.55%的城市建成區(qū)綠化覆蓋率為35%以下。至2018年，中國城市建成區(qū)綠化整體水平較高，93.55%的城市建成區(qū)綠化覆蓋率達(dá)到了35%。2002—2018年，中國建成區(qū)綠化覆蓋率存在明顯的區(qū)域差異，表現(xiàn)為華東地區(qū)＞中南地區(qū)＞華北地區(qū)＞東北地區(qū)＞西北地區(qū)＞西南地區(qū)。各地區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率隨時間均發(fā)生顯著變化（P＜0.05），變化顯著的城市占比情況表現(xiàn)為華北地區(qū)(94.60%)＞華東地區(qū)(88.89%)＞西北地區(qū)(84.21%) ＞西南地區(qū)(80.95%)＞東北地區(qū)(70.93%)＞中南地區(qū) (65.88%)。城市綠化覆蓋水平的空間分布整體呈現(xiàn)出由東部（華東、中南）—北部（華北、東北）—西部（西北、西南）逐漸降低的分布格局。影響建成區(qū)綠化覆蓋率變化的主要因子包括城市化指標(biāo) PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和氣候指標(biāo)YT、YW、YH。分析中國城市建成區(qū)綠化覆蓋率時間變化特征和地區(qū)差異，對中國城市綠地建設(shè)、規(guī)劃和管理具有重要意義，能更好地發(fā)揮和實現(xiàn)城市生態(tài)價值。