1979-2017年城市公園綠地空間布局的分形演化特征
——以南京為例

邵大偉 吳殿鳴

改革開放政策確立了社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制，自此中國開始引入西方的城市規(guī)劃思想、理論、方法及模式，中國的城市規(guī)劃理論與實(shí)踐發(fā)生重大變化[1-2]。受此影響，40年來中國城市空間經(jīng)歷了劇烈重構(gòu)，空間形態(tài)和結(jié)構(gòu)變化顯著。城市建設(shè)用地大量擴(kuò)張，催化了內(nèi)部各功能空間的快速生長，在其牽引、扯動下，交通、居住等各功能要素均呈現(xiàn)出一定的個性化演變規(guī)律。城市綠地系統(tǒng)在自然環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)、規(guī)劃政策等社會因素共同作用下，表現(xiàn)出較為顯著的有機(jī)進(jìn)化特征[3]。公園綠地是城市綠地的主體和建設(shè)重心，也是承擔(dān)城市居民游憩、生態(tài)維護(hù)、環(huán)境美化、減災(zāi)避難等綜合功能的核心綠色空間。不同類型、不同尺度公園綠地相互關(guān)聯(lián)，其空間格局在城市演進(jìn)過程中的重組織、重構(gòu)成特征尤為突出。城市公園綠地格局研究已形成較為豐富的成果，以景觀格局、服務(wù)水平、可達(dá)性能力的量化研究為主，近年來主要呈現(xiàn)社會化和縱深化的研究轉(zhuǎn)型，社會化重點(diǎn)關(guān)注公平性、公正性方面[4-7]，縱深化則強(qiáng)化復(fù)雜環(huán)境的微氣候、生物多樣性等生態(tài)效應(yīng)研究[8-9]。作為城市的公共性生態(tài)空間，公園綠地發(fā)展受城市規(guī)劃定位、政策導(dǎo)向影響顯著，具有規(guī)模尺度各異、功能定位多樣、布局分布龐雜、發(fā)展演變復(fù)雜的突出特點(diǎn)，在城鎮(zhèn)化起步發(fā)展、快速發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展等不同時期，其空間結(jié)構(gòu)和布局呈現(xiàn)出何種演變規(guī)律，又具有怎樣的微觀特征仍有待揭示?？茖W(xué)研判公園綠地體系的空間特征及演變規(guī)律，有利于豐富公園綠地演化理論，是開展城市公園格局優(yōu)化和高效配置的基礎(chǔ)。

分形（fractal）是用于研究不規(guī)則自相似體系的理論，由法國學(xué)者曼德爾布羅特（B. B.Mandelbrot）1967年在《科學(xué)》（Science）雜志提出，指復(fù)雜系統(tǒng)局部結(jié)構(gòu)放大后以某種方式與整體相似的形體，用來描述無規(guī)則的復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)，是現(xiàn)代非線性科學(xué)的一個重要分支，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛[10-13]，其對于復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)知具有重要意義，得到高度的學(xué)術(shù)認(rèn)同。城市分形研究經(jīng)歷了區(qū)域城鎮(zhèn)體系到個體城市的轉(zhuǎn)換，近年來又逐漸呈現(xiàn)出不同功能用地類型的微觀化、多尺度化的研究趨勢。

分形理論和方法為公園綠地復(fù)雜體系研究提供了解析思路和有力的工具，既可對整體格局、結(jié)構(gòu)、發(fā)育程度形成有效認(rèn)知，也可揭示微觀形態(tài)特征。綠地分形研究已有相關(guān)探索，但仍以個體城市或城市間類比的靜態(tài)研究為主，重點(diǎn)關(guān)注綠地的等級規(guī)模結(jié)構(gòu)[14-15]。針對分形演化研究，劉杰等[16]采用聚集維數(shù)和形態(tài)維數(shù)對上海市中心城區(qū)綠地系統(tǒng)1983、1994、2002年的時空進(jìn)化進(jìn)行了系統(tǒng)深入的分析，揭示了“量到質(zhì)”、系統(tǒng)性、網(wǎng)絡(luò)性等特征；金云峰等[17]利用聚集維數(shù)和形態(tài)維數(shù)量化模型對2008、2015年上海游憩綠地系統(tǒng)演化特征進(jìn)行研究，并提出優(yōu)化方案，以期促成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)的分類分級演化、增強(qiáng)系統(tǒng)形態(tài)穩(wěn)定性能、普遍提升服務(wù)水平并縮小空間差異。相關(guān)研究為分形理論在綠地研究中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，但以往研究多是圍繞整體綠地系統(tǒng)，公園綠地演化的針對性研究相對較少；所用分形方法主要為規(guī)模結(jié)構(gòu)分維數(shù)、聚集維數(shù)和形態(tài)維數(shù)，對于公園綠地面積分布的容量維數(shù)和信息維數(shù)普遍缺少關(guān)注，不利于對整體空間布局和填充發(fā)育狀態(tài)的認(rèn)知。

公園綠地已成為城市生態(tài)戰(zhàn)略實(shí)施的焦點(diǎn)和重要支撐，為深入、有效地揭示其結(jié)構(gòu)格局和構(gòu)成形態(tài)的演進(jìn)規(guī)律，需要拓展時間序列、細(xì)化微觀用地變動等特征研究。為此，筆者借助分形理論的網(wǎng)格維數(shù)、聚集維數(shù)和形態(tài)維數(shù)，系統(tǒng)探究改革開放40年來城市公園綠地的空間演化與構(gòu)成規(guī)律，以期豐富公園綠地演化理論，為公園綠地規(guī)劃優(yōu)化、更好地適應(yīng)新時代城市和人的需求提供依據(jù)和借鑒，促進(jìn)“人與自然和諧共生”的城市人居環(huán)境建設(shè)。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)選取

南京是中國東部重要的中心城市，市區(qū)中心地理坐標(biāo)為北緯32°02′38″、東經(jīng)118°46′43″，屬北亞熱帶濕潤氣候，四季分明，雨水充沛，物種資源豐富。1978年南京公園共18個、公園總面積為305 hm2、人均公園（公共）綠地面積為2.5 m2，截至2018年相應(yīng)指標(biāo)分別為140個、7 243 hm2、15.47 m2，分別增長了 6.78、22.75、5.19倍，增速極為顯著，絕對規(guī)模和相對數(shù)量均處于全國較高水平①。南京是“一帶一路”倡議與長江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略交匯的節(jié)點(diǎn)城市，獲得生態(tài)城市、森林城市、宜居城市、最具幸福感城市等稱號，在公園綠地、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等方面均具有較好的典型性和代表性，對其開展相應(yīng)研究具有較高的參考價值。進(jìn)一步將研究范圍明確為公園綠地類型較為豐富且集中分布的南京主城區(qū)，該范圍為南京長江岸線和繞城高速圍合的區(qū)域，共約243 km2。

1.2 數(shù)據(jù)來源及研究時段選取

城市用地研究多借助高精度遙感影像開展，但在公園綠地類型細(xì)分、早期較低分辨率數(shù)據(jù)辨識方面均會受到一定制約。在保證可獲取性、可比性的基礎(chǔ)上，最大程度延展時間序列、揭示最新動態(tài)。為此，筆者選用城市總體規(guī)劃的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)和城市用地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行公園綠地研究。南京城市總體規(guī)劃基本保持了10年一輪的時間周期，改革開放以來共有《南京市城市總體規(guī)劃（1981—2000年）》《南京市城市總體規(guī)劃（1991—2010年）》《南京城市近期規(guī)劃建設(shè)（1999—2001年）》《南京市城市總體規(guī)劃（2000—2010）》《南京市城市總體規(guī)劃（2008—2020）》5輪，鑒于所獲取2000—2010年城市總體規(guī)劃數(shù)據(jù)精度較低，遂選取1979、1989、2006、2017年4個主要規(guī)劃基期年份作為時間節(jié)點(diǎn)，利用其城市總體規(guī)劃的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?？紤]到時間跨度的均衡性，增加了2001年和2012年2個年份，借助南京市城市用地現(xiàn)狀數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源。以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合城市規(guī)劃的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、歷年規(guī)劃修編數(shù)據(jù)、歷年用地年報數(shù)據(jù)，進(jìn)行整合和統(tǒng)一，該數(shù)據(jù)具有較高的權(quán)威性、規(guī)范性和適用性。本研究利用ArcGIS 10.2軟件，在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)平臺中將各年份圖件導(dǎo)入，進(jìn)行配準(zhǔn)矢量化及校對統(tǒng)一，比例精度為1 ∶10 000。根據(jù)《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ 137—90）、《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50137—2011）、《南京市城市用地分類和代碼標(biāo)準(zhǔn)》（NJGBBC 02—2005），提取對應(yīng)年份的G1公共綠地或公園綠地進(jìn)行分析（圖1）。

1.3 研究方法

規(guī)模和形狀是公園綠地的空間形態(tài)特征，二者相互作用，分別對公園綠地的發(fā)展起到宏觀調(diào)控與微觀控制的作用。城市公園綠地受自然地形、歷史遺跡、規(guī)劃政策等影響，具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征。良好的空間布局，應(yīng)遵從自然地形變化規(guī)律，且需與居住、交通、人口分布具有適度的配比關(guān)系，分布有序；公園體系自身具有點(diǎn)、線、面不同的景觀類型或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，綜合型、社區(qū)型、專類型等不同服務(wù)定位，以及大、中、小等不同尺度層級，在城市地域空間呈現(xiàn)出集聚、離散等不同狀態(tài)。

分形維數(shù)是表征自相似結(jié)構(gòu)的指標(biāo)之一，是定量描述分形特征的重要參數(shù)[18]?；诠珗@綠地的復(fù)雜系統(tǒng)特征，選取了分形的網(wǎng)格維數(shù)、聚集維數(shù)刻畫公園綠地空間格局的均勻性質(zhì)和填充度、向心性。公園綠地空間形態(tài)主要表征其個體的形態(tài)復(fù)雜性，可利用分形線的曲折程度進(jìn)行測度，選擇形態(tài)維數(shù)進(jìn)行測算[10]。其中，網(wǎng)格維數(shù)、聚集維數(shù)、形態(tài)維數(shù)作為因變量，其信息提取量隨網(wǎng)格、半徑、斑塊尺度而變化，表現(xiàn)出非線性特征。

1）網(wǎng)格維數(shù)。網(wǎng)格維數(shù)包括容量維數(shù)和信息維數(shù)2個測算指數(shù)，可反映地物分布的均勻性質(zhì)與填充度，是在城市領(lǐng)域中引入較早、應(yīng)用得最為廣泛的一種維數(shù)，主要應(yīng)用于城市形態(tài)研究[10-12,18-20]。若城市公園綠地形態(tài)具有無尺度性，那么有如下關(guān)系：

轉(zhuǎn)化為雙對數(shù)形式為：

式中，D0為容量維數(shù)，ε為網(wǎng)格尺寸，N(ε)是尺寸為ε的非空網(wǎng)格數(shù)，N0為比例系數(shù)。形式上，地理空間分析可以采用網(wǎng)格法處理，網(wǎng)格劃分主要借助ArcGIS的Fishnet工具，相應(yīng)面積的統(tǒng)計(jì)則使用ArcGIS的Intersect工具處理分析。設(shè)行號為i、列號為j的網(wǎng)格中公園綠地面積為Sij，研究區(qū)域的公園綠地總面積為S，則該網(wǎng)格中公園綠地的分布概率pij為Sij/S。根據(jù)如下公式可以計(jì)算信息量I(ε)：

式中n代表矩形的邊被分割的段數(shù)（本研究分為1、1/2、1/4……1/128共9個梯度），若公園綠地形態(tài)具有標(biāo)度性，即有如下關(guān)系：

式中，D1是信息維數(shù)；I0為常數(shù)。在正常情況下，容量維數(shù)（D0）高于信息維數(shù)（D1）。容量維數(shù)描述整體格局，信息維數(shù)則關(guān)注細(xì)節(jié)差異，更精細(xì)地刻畫公園綠地的空間特征。

容量維數(shù)、信息維數(shù)與網(wǎng)格維數(shù)（D）取值范圍相同，一般介于0～2之間。當(dāng)D=0時，所有公園綠地集中于一點(diǎn)，研究區(qū)域內(nèi)僅有1塊公園綠地；當(dāng)D=2時，研究區(qū)域內(nèi)公園綠地均勻分布；當(dāng)D趨向于1，公園綠地均勻分布于一條線上如道路、河流等；D常見情況下多介于1～2之間，D越大表明公園綠地空間分布越均衡。一般情況下，信息維數(shù)小于容量維數(shù)，當(dāng)對象簡單分形時，兩者相等。

2）聚集維數(shù)。聚集維數(shù)可以描述公園綠地空間分布的自相似性。假定公園綠地體系按某種自相似規(guī)則圍繞中心公園綠地（區(qū)域重心位置的公園綠地）或最大公園綠地（不在幾何重心位置）呈凝聚態(tài)分布，且公園體系的分形體向各個方向均勻變化，則可借助幾何測度關(guān)系確定半徑r的圓周內(nèi)公園綠地?cái)?shù)目N(r)與半徑的關(guān)系。本研究以位于城市中心區(qū)域的鼓樓公園作為中心進(jìn)行量測、計(jì)算?？紤]到r取值影響聚集分維的數(shù)值，可將其轉(zhuǎn)化為平均半徑，定義平均半徑為[12-13,21]：

若公園綠地有空間集聚性的分形特征，則滿足：

式中，Rs為平均半徑；ri為第i個公園綠地到城市中心的距離；S為公園綠地個數(shù)；〈〉表示平均；T為聚集維數(shù)。

如果T＞2，則公園綠地空間分布從中心向四周呈密度遞增，公園綠地空間分布呈漏斗離散態(tài)分布，且T值越大其公園綠地空間分布的離散程度越大；如果T=2，公園綠地空間分布在半徑方向上是均勻變化的；如果T＜2，公園綠地空間分布從中心向四周密度遞減，公園綠地空間分布呈聚集態(tài)分布，且T值越小，公園綠地空間分布的聚集程度越大[22]。

3）形態(tài)維數(shù)。研究公園綠地景觀空間形態(tài)的分形特征，主要是定量分析其面積的大小及其邊界線的曲折程度[9]。公式如下：

式中，M為形態(tài)維數(shù)；A(γ)是量測尺度為γ時某一公園綠地的面積；P(γ)為同一公園綠地的周長；C為截距。M值大小表示公園綠地形態(tài)的復(fù)雜性與穩(wěn)定性，M值在1～2之間，其值越大，表明公園綠地形態(tài)越復(fù)雜，反之亦然[23-24]。形態(tài)維數(shù)越大，公園綠地景觀空間形態(tài)越復(fù)雜，形態(tài)的非線性程度越強(qiáng)，越低則表明形態(tài)越規(guī)整、線性越突出。

2 公園綠地空間布局演化的整體分維特征

1979—2017年，研究范圍內(nèi)公園綠地面積由17.63 km2增加到34.34 km2，增長了0.95倍，年均增長0.44 km2，快速增長。然而，增長過程存在較強(qiáng)的時間階段性和空間差異性，5個時段分別增長18.81%、12.98%、9.14%、9.07%、21.88%，在城市不同區(qū)域的增置方式也有其各自特點(diǎn)。為此，借助網(wǎng)格維數(shù)、聚集維數(shù)、形態(tài)維數(shù)進(jìn)行深入刻畫分析。

2.1 網(wǎng)格維數(shù)日趨穩(wěn)定、均衡

網(wǎng)格維數(shù)可以有效反映城市公園綠地填充度、均衡度和復(fù)雜度，通過觀測標(biāo)度區(qū)發(fā)現(xiàn)，1979、1989、2001、2006、2012和2017年容量維數(shù)整體呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢（圖2），容量維數(shù)分別為1.358 9、1.432 2、1.493 6、1.567 7、1.573 1和1.713 2。容量維數(shù)增大表明城市公園綠地分布概率和比例增加，其均衡度提升，分布復(fù)雜度更高。

2 1979—2017年公園綠地容量維數(shù)演化分析圖Evolutionary diagram of park green space capacity dimension (1979—2017)

網(wǎng)絡(luò)維數(shù)的容量維數(shù)未考慮公園綠地面積分布等細(xì)節(jié)信息，重點(diǎn)揭示分布的空間單元占據(jù)情況，在進(jìn)一步將面積數(shù)量計(jì)算在內(nèi)后發(fā)現(xiàn)，其信息維數(shù)與容量維數(shù)的變化趨勢相似，均逐漸增大（圖3），6個年份依次為1.063 2、1.388 0、1.429 0、1.461 5、1.487 6和1.561 8，但各年份均比容量維數(shù)要小，可更加細(xì)致地揭示城市公園綠地空間分布特征。信息維數(shù)在前5個年份均表現(xiàn)出雙分形特征，即標(biāo)度區(qū)間斷，可擬合為2條回歸曲線。這一顯性自仿射分形特征表明，在1979—2012年公園綠地分布是極不均衡的。老城區(qū)內(nèi)外的公園綠地?cái)?shù)量、尺度差異較大，老城區(qū)是“硬質(zhì)不透水基質(zhì)+小型點(diǎn)狀綠地斑塊”布局模式，外部則為“非建設(shè)用地基質(zhì)+大型斑塊或廊道”模式，具有鮮明的各向異性和非自相似關(guān)系。在2017年之前，雖然在配置有和無的問題上得到較大改進(jìn)，但公園綠地?cái)?shù)量分布的不均衡性仍然較為突出。2017年容量維雙分形結(jié)構(gòu)消失，整體演化為自相似特征，公園綠地分布日趨協(xié)調(diào)，均衡化趨勢明顯。

3 1979—2017年公園綠地信息維數(shù)演化分析圖Evolutionary diagram of park green space information dimension (1979—2017)

2.2 聚集維數(shù)由離散態(tài)勢轉(zhuǎn)變?yōu)橹行募?/h3>

根據(jù)聚集維數(shù)模型，以鼓樓公園幾何中心為圓點(diǎn)，分別按照鼓樓公園中心到公園綠地幾何中心和最近邊緣的歐式距離進(jìn)行排序，并計(jì)算平均半徑，再將點(diǎn)（s，Rs）繪成雙對數(shù)坐標(biāo)圖，觀測無標(biāo)度區(qū)可以求出各年份聚集維數(shù)。1979—2017年，由城市中心到公園綠地邊緣的聚集維數(shù)依次為2.202 6、2.067 0、2.123 1、2.070 8、1.950 5、1.798 6，到公園綠地中心點(diǎn)的聚集維數(shù)依次為2.391 8、2.256 8、2.288 3、2.239 0、2.058 0、1.850 8。聚集維數(shù)整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，到公園綠地中心點(diǎn)的聚集維數(shù)均大于到公園綠地邊緣的聚集維數(shù)，但兩者偏差不斷收窄，表明中小型公園建設(shè)強(qiáng)度在逐漸增大，能在更大范圍內(nèi)靈活滿足更廣泛的居民的休閑游憩需要，服務(wù)覆蓋面更廣。聚集維數(shù)分布于2的兩側(cè)，1979—2006年聚集維數(shù)＞2，表明公園綠地空間分布從中心向四周呈密度遞增，為漏斗型離散態(tài)分布；其后，聚集維數(shù)逐漸＜2，體現(xiàn)出公園綠地體系圍繞鼓樓城市中心區(qū)域呈聚集態(tài)分布，中心區(qū)公園綠地建設(shè)強(qiáng)化，且公園綠地由中心向外圍遞減趨勢有一定程度的增強(qiáng)。

2.3 形態(tài)由規(guī)則式轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀蝗诤鲜?/h3>

利用空間形態(tài)維數(shù)測算模型，將公園綠地斑塊的周長－面積系列點(diǎn)列，依次對應(yīng)標(biāo)繪在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上，結(jié)果表明公園綠地空間形態(tài)亦存在分形特征。6個時間節(jié)點(diǎn)公園綠地形態(tài)維數(shù)分別為1.119 3、1.135 9、1.260 0、1.265 0、1.361 4、1.482 5，形態(tài)維數(shù)逐漸增大，其空間形態(tài)日趨復(fù)雜。形態(tài)維數(shù)仍不足1.5，也表現(xiàn)出公園綠地尚處于優(yōu)化階段，還存在不穩(wěn)定性，需要持續(xù)開展建設(shè)和優(yōu)化。形態(tài)維數(shù)、容量維數(shù)、信息維數(shù)變化趨勢相似，說明公園綠地形態(tài)更加復(fù)雜和多樣，邊界曲折度更高，與南京公園綠地結(jié)合廊道、城墻等建設(shè)要求相對應(yīng)。公園綠地的生態(tài)化建設(shè)水平、城市的“山水城林”空間特色和特質(zhì)日益突出，亦能更好地發(fā)揮生態(tài)效益。

3 公園綠地空間布局演化的階段性分維特征

受城市發(fā)展進(jìn)程和規(guī)劃影響，公園綠地演化呈現(xiàn)出較強(qiáng)的階段性特征，為更為深入、精細(xì)地揭示規(guī)律，結(jié)合城市總體規(guī)劃周期和相關(guān)政策（表1），進(jìn)行分時段分析。

3.1 規(guī)則式快速填充階段（1979—1989年）

1979—1989年容量維數(shù)、信息維數(shù)快速增長，是公園綠地提升幅度最大的時段，突出表現(xiàn)為“范圍集中、填充快速”的特點(diǎn)。公園綠地分布均衡性差是1979年城市綠地中的突出問題，《南京市城市總體規(guī)劃（1981—2000年）》確定了建成區(qū)面積適度增擴(kuò)的思路，計(jì)劃由116.18 km2增加到122 km2，同時希望將人均公園綠地面積由7.1 m2提升到11.6 m2。規(guī)劃期末，研究范圍內(nèi)公園綠地面積實(shí)際增加3.32 km2，增長了18.81%，增長幅度較大，到1989年均衡性雖然已經(jīng)有了較大幅度的提升，但依然較低。城市中心到公園綠地最近邊緣的聚集維數(shù)下降，公園綠地在主城區(qū)中心的分布比例和密度不斷提升，主要受到主城建成區(qū)和人口集聚范圍較小的影響。形態(tài)維數(shù)在此期間略有增長，可發(fā)現(xiàn)該時段綠量增加較多，但多為規(guī)則式街頭游園或直接開辟建設(shè)，與城市地形、環(huán)境要素的融入度相對較低，雖然一定程度增強(qiáng)了居民訪問的便捷程度，但生態(tài)效益考慮較少。

3.2 提質(zhì)增效轉(zhuǎn)型階段（1989—2001年）

1989—2001年公園綠地面積增加2.72 km2，增長了12.98%，表現(xiàn)出“穩(wěn)定提質(zhì)”特點(diǎn)。公園綠地容量維數(shù)、信息維數(shù)小幅增長，空間關(guān)聯(lián)性、均衡性提升強(qiáng)度不大；城市中心到公園綠地最近邊緣的聚集維數(shù)略有增加，主要緣于明城墻內(nèi)外先后建成了臺城、月牙湖、漢中門、水西門等公園綠地，公園綠地的中心性、向心性分布趨弱，邊緣性增強(qiáng)；公園綠地與山水空間關(guān)聯(lián)度增加，形態(tài)維數(shù)明顯增長，自然化、生態(tài)化質(zhì)量水平得到提升。

《南京市城市總體規(guī)劃（1911—2010年）》著重強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境和歷史文化名城的保護(hù)，目標(biāo)是建設(shè)高水平的點(diǎn)、線、面相結(jié)合的綠地系統(tǒng)，形成主城內(nèi)外交融的綠化空間。針對公園綠地，提出了依托主城內(nèi)的6個環(huán)境風(fēng)貌保護(hù)區(qū)②，增加方便居民使用的公園綠地，并將明城墻風(fēng)光帶內(nèi)的工業(yè)用地均轉(zhuǎn)化為綠地。為迎接第三屆城市運(yùn)動會在南京市舉辦，期間南京市出臺了《南京城市近期規(guī)劃建設(shè)（1999—2001年）》，對公園綠地又做了進(jìn)一步的提升規(guī)劃，強(qiáng)化新區(qū)綠地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，新增公園綠地面積2.50 km2，人均公園綠地面積達(dá)到10 m2，建設(shè)棲霞山風(fēng)景區(qū)、幕府山－燕子磯風(fēng)景區(qū)、獅子山風(fēng)景區(qū)3個濱江風(fēng)景區(qū)。受規(guī)劃滯后影響，寶船遺址公園等較多公園綠地規(guī)劃建設(shè)在此期間未完成投入使用，便民型公園綠地存在較嚴(yán)重的分布不均問題，生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的骨架構(gòu)建也有待加強(qiáng)。

3.3 量質(zhì)穩(wěn)定過渡階段（2001—2006年）

2001—2006年公園綠地面積增加2.16 km2，增長了9.14%。容量維數(shù)、信息維數(shù)增長，均衡性在加強(qiáng)，公園綠地表現(xiàn)為“穩(wěn)定增長”特點(diǎn)?！赌暇┦谐鞘锌傮w規(guī)劃（2000—2010）》強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)型綠地和便民型綠地建設(shè)，結(jié)構(gòu)性突出沿山沿水進(jìn)行綠地建設(shè)（表1），提出了10 min內(nèi)80%以上的居民能夠便捷到訪一處公園綠地。容量維數(shù)和信息維數(shù)增長幅度基本相同，表明公園綠地的空間布局優(yōu)化和面積增長較為同步；城市中心到公園綠地最近邊緣的聚集維數(shù)較為穩(wěn)定，集聚程度繼續(xù)強(qiáng)化；形態(tài)維數(shù)稍有增加，得益于明城墻周邊尤其是其內(nèi)部公園綠地建設(shè)的加強(qiáng)，自然化趨勢明顯。公園綠地的形態(tài)、結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，增強(qiáng)了公園綠地的生態(tài)效能，方便居民享用，休憩的服務(wù)水平也得到了進(jìn)一步提升。

3.4 深度優(yōu)化調(diào)整階段（2006—2012年）

2006—2012年公園綠地面積增加2.34 km2，增長了9.07%。容量維數(shù)、信息維數(shù)基本持平，信息維數(shù)增量明顯大于容量維數(shù)，公園綠地建設(shè)具有一定的提升，表現(xiàn)為“穩(wěn)定增長”特點(diǎn)。在主城區(qū)建設(shè)空間穩(wěn)定的約束下，內(nèi)部深度優(yōu)化調(diào)整趨勢明顯增強(qiáng)。在集聚水平趨緩的同時，形態(tài)維數(shù)較上個規(guī)劃期有所增強(qiáng)。

《南京市城市總體規(guī)劃（2008—2020）》要求綠地系統(tǒng)建設(shè)“結(jié)合地形地貌、依托自然山水”，強(qiáng)化了鐘山、雨花臺等風(fēng)景名勝區(qū)和紫金山等森林公園的保護(hù)，促進(jìn)斑塊和廊道建設(shè)（表1）。主城區(qū)“兩環(huán)四片”格局日益清晰，即沿外環(huán)線（沿江、秦淮河、快速路）綠帶建設(shè)和明城墻風(fēng)光帶的“兩環(huán)”，鐘山、雨花臺、幕府山—燕子磯風(fēng)景名勝區(qū)和夾江風(fēng)光帶構(gòu)成“四片”的整體格局。進(jìn)一步對服務(wù)質(zhì)量明確要求，即居民出行5 min可以到達(dá)一處公園綠地。

表1 1979—2017年南京歷輪城市總體規(guī)劃中的公園綠地規(guī)劃內(nèi)容Tab. 1 Contents of park green space planning in various Nanjing city master plan (1979-2017)

3.5 量效齊增加速階段（2012—2017年）

2012—2017年主城區(qū)公園綠地面積增加6.16 km2，增長21.88%，公園綠地建設(shè)較前幾個階段有較大幅度提升。容量維數(shù)增長顯著大于信息維數(shù)，聚集維數(shù)大幅減少。表明微型點(diǎn)狀綠地快速增置，在“兩環(huán)四片”、大型斑塊、廊道等宏觀格局、方向確立的格局下，見縫插綠、點(diǎn)穴式植綠成為常態(tài)化優(yōu)化手段，且形態(tài)維數(shù)增加顯著，綠化質(zhì)量較高，公園綠地建設(shè)模式更加傾向于“量效齊增”。

在本階段規(guī)劃期內(nèi)，“老城區(qū)綠地存量不足，新城區(qū)綠地分布不均”等問題持續(xù)存在。為此，南京市又相繼制定了《南京市生態(tài)文明建設(shè)規(guī)劃（2013—2020）》《南京市綠道總體規(guī)劃（2019—2035年）》，以彰顯沿明城墻、秦淮河、長江、歷史街巷的生態(tài)人文空間特色，游園綠地建設(shè)有效填補(bǔ)公園綠地服務(wù)半徑覆蓋盲區(qū)，構(gòu)建城市綠地10 min服務(wù)圈，加強(qiáng)城墻綠道、濱江綠道、明外郭—秦淮新河綠道等濱水游憩綠道、人文景觀綠道建設(shè)，串聯(lián)各類公園、街頭綠地，與外圍區(qū)域綠地相連接，形成楔形的綠地系統(tǒng)。

4 結(jié)論與討論

4.1 主要結(jié)論

本研究借助對復(fù)雜破碎要素具有較強(qiáng)認(rèn)知和揭示能力的分形理論，利用網(wǎng)格維數(shù)、聚集維數(shù)、形態(tài)維數(shù)3個模型，系統(tǒng)揭示了公園綠地的階段性空間演化規(guī)律。1979—2017年在城市內(nèi)部空間經(jīng)歷轉(zhuǎn)型的同時，公園綠地的建設(shè)模式、理念也在不斷進(jìn)化，其空間形態(tài)表現(xiàn)出明顯重構(gòu)特征，呈現(xiàn)為規(guī)則式快速填充、提質(zhì)增效轉(zhuǎn)型、量質(zhì)穩(wěn)定過渡、深度優(yōu)化調(diào)整、量效齊增加速的演進(jìn)過程。

1）填充度、均衡度發(fā)育日趨成熟。公園綠地分布密度持續(xù)提升，填充程度愈加成熟，尤其是1979—2000年和2012年后增長幅度較大，自仿射和各向異性逐漸減弱并消失，但后期增置公園綠地面積較小，服務(wù)、生態(tài)效能仍有一定的提升和挖潛空間。

2）漏斗離散態(tài)勢轉(zhuǎn)變?yōu)橹行募邸?979—2012年，公園綠地呈現(xiàn)出發(fā)散擴(kuò)張、離散布局的漏斗狀格局，2012年逐漸進(jìn)入到回頭挖潛、內(nèi)部優(yōu)化提升的階段，數(shù)量、規(guī)模在明城墻風(fēng)光帶及其內(nèi)部快速增加，整體集聚趨勢日漸突出。

3）“同質(zhì)被構(gòu)—異質(zhì)自構(gòu)—異質(zhì)被構(gòu)”演化特征突出。早期公園綠地建設(shè)會結(jié)合山水地形，但其形態(tài)多較為簡單、規(guī)則，部分為人工化硬性開辟建設(shè)，表現(xiàn)為同質(zhì)化、被動式構(gòu)建；生態(tài)化理念強(qiáng)化后，公園綠地生長更加注重結(jié)合地形地勢要素，城市快速擴(kuò)張也提供了更多營建空間，2000年后公園綠地的復(fù)雜性、邊界曲折度持續(xù)大幅增強(qiáng)，更多與山水城林融合，逐漸顯現(xiàn)出異質(zhì)化、自然融合式構(gòu)成特征；2012年以來主城區(qū)開發(fā)日趨成熟，公園綠地配置的公平性、公正性要求提升，在充分考慮自然基底的前提下，為達(dá)到與居住、道路、商業(yè)等功能空間的高效銜接，人為規(guī)劃加強(qiáng)，中小型公園綠地快速增加，整體呈現(xiàn)出異質(zhì)化、被動化的構(gòu)建特征。

4.2 討論

對北京、上海等城市的相關(guān)研究[15-17]均已證明，綠地存在較為顯著的空間分形特征，本研究借助3個分形維數(shù)量化模型，進(jìn)行了公園綠地分形規(guī)律的驗(yàn)證。本研究拓展了網(wǎng)格維數(shù)的信息維數(shù)測算，深化了公園綠地布局的時空規(guī)律，尤其是結(jié)合城市規(guī)劃時段揭示了公園綠地的重組織和重構(gòu)成特征，以及規(guī)模分布的自仿射和各向異性。公園綠地在解決了有和無的“兜底”配置問題后，需要持續(xù)優(yōu)化公園綠地規(guī)模體系、服務(wù)效能、生態(tài)結(jié)構(gòu)。

本研究發(fā)現(xiàn)公園綠地的聚集維數(shù)不斷減小，與上海游憩綠地的研究結(jié)論一致[17]，但受到城市外圍生態(tài)防護(hù)綠地、附屬綠地等建設(shè)強(qiáng)度增大的影響，與上海綠地系統(tǒng)聚集維數(shù)的先增大后減小有一定差別[16]。南京公園綠地形態(tài)維數(shù)持續(xù)增加，與自然山水地形的結(jié)合趨勢愈發(fā)突出，相比上海綠地系統(tǒng)和游憩綠地差別較大[16-17]。該差別與南京存在紫金山、玄武湖、秦淮河等大型山水空間關(guān)系密切，也是其“山水城林”城市基因的具體彰顯。

本研究雖然在時間序列、用地規(guī)模細(xì)節(jié)刻畫等方面有所發(fā)展，但針對的只是南京城市個體，且僅為主城區(qū)范圍。南京城市發(fā)展已經(jīng)形成了“一主三副”的格局，公園綠地的用地結(jié)構(gòu)、功能組織方面也應(yīng)具有其整體規(guī)律。未來應(yīng)進(jìn)行更大范圍的綜合考慮，并進(jìn)一步擴(kuò)充案例城市，挖掘更為全面的普適性一般規(guī)律。

5 發(fā)展對策

南京公園綠地建設(shè)具有較高的水平和質(zhì)量，結(jié)合其空間發(fā)育的階段性、均衡性、集聚性和形態(tài)特征，可著力從以下方面進(jìn)一步提升、優(yōu)化。

1）優(yōu)先綠地規(guī)劃，構(gòu)建宏觀格局。公園綠地的發(fā)展理念、布局模式和供給質(zhì)量，受規(guī)劃驅(qū)動影響顯著。針對公園綠地建設(shè)質(zhì)量和速度的不穩(wěn)定性、階段性演化規(guī)律，亟須進(jìn)一步強(qiáng)化規(guī)劃的科學(xué)性和前瞻性。公園綠地規(guī)劃應(yīng)面向國土空間更大尺度范圍，充分發(fā)揮其在綠地系統(tǒng)規(guī)劃中的核心引領(lǐng)作用，主動整合不同類型、不同區(qū)域公園綠地，協(xié)同其他綠地類型，超前謀劃生態(tài)大格局，塑造城市與山水林田湖草相互交融的新空間。同時，借助生態(tài)文明、公園城市等有利政策，積極爭取公園體系前置于道路、居住、商業(yè)等功能空間規(guī)劃，先夯實(shí)綠色基底、布局游憩空間，后植入灰色基礎(chǔ)設(shè)施，落實(shí)生態(tài)優(yōu)先理念，充分提升生態(tài)功能。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)有公園綠地“綠線”的保護(hù)和管理，嚴(yán)令禁止隨意侵占和損毀，強(qiáng)化政策化、制度化、法規(guī)化，確保其權(quán)威性和嚴(yán)肅性。

2）強(qiáng)化底線思維，協(xié)調(diào)區(qū)域差異。公園綠地的均衡性、中心性特征均持續(xù)優(yōu)化，但信息維數(shù)與容量維數(shù)、公園中心與邊緣的聚集維數(shù)仍差異較大，面積分布的均衡性依然存在較大改善空間。要強(qiáng)化底線思維，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)供給，不斷協(xié)調(diào)區(qū)域差異。明城墻內(nèi)古城區(qū)面臨公園綠地絕對數(shù)量低與人口密度高之間的矛盾，應(yīng)切實(shí)滿足公園綠地10 min服務(wù)圈全覆蓋，保障“兜底”供應(yīng)；同時不斷優(yōu)化公園綠地形態(tài)及其空間關(guān)聯(lián)，促進(jìn)生態(tài)效益和服務(wù)功能提升。在“兩環(huán)四片”等局部公園綠地綠量豐富、空間充足區(qū)域，結(jié)合其承載歷史、文化的平臺價值，注重內(nèi)涵、品質(zhì)建設(shè)，使公園綠地成為帶動城市空間優(yōu)化、激發(fā)城市空間活力的生長點(diǎn)、催化劑。

3）優(yōu)化兩環(huán)四片，筑牢生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。公園綠地形態(tài)維數(shù)不斷增長，但仍不足1.5，穩(wěn)定和持續(xù)向好的局面尚未完全形成。應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合歷史地圖等史籍資料、激光探測和掃描（Light Detection and Ranging, LiDAR）技術(shù)，對城市山體地形的走勢、河流水系的路線、歷史文化遺跡或建筑物的分布等進(jìn)行深入的梳理，重點(diǎn)在古城區(qū)、城南老舊居住區(qū)、低效工業(yè)用地等區(qū)域，深度探尋公園建設(shè)的挖潛區(qū)、增效區(qū)。根據(jù)“兩環(huán)四片”的公園綠地網(wǎng)絡(luò)框架，增置、擴(kuò)容公園綠地，讓城市公園綠地空間自然延伸、有機(jī)生長，塑造游憩環(huán)帶，筑牢生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。

注釋(Notes)：

① 相關(guān)數(shù)據(jù)來自《南京統(tǒng)計(jì)年鑒1978》《南京統(tǒng)計(jì)年鑒2019》。

② 6個環(huán)境風(fēng)貌保護(hù)區(qū)分別為：以第三產(chǎn)業(yè)用地為主的中片區(qū)，以河西生活居住區(qū)為主體的西片區(qū)，以中央門外工業(yè)區(qū)為主體的北片區(qū)，以鐘山風(fēng)景區(qū)為主體的東片區(qū)，以紀(jì)念風(fēng)景區(qū)、對外交通設(shè)施為主體的南片區(qū)東進(jìn)南延。

圖表來源(Sources of Figures and Table)：

圖1由作者根據(jù)南京公園綠地地理信息數(shù)據(jù)繪制；圖2、3由作者根據(jù)網(wǎng)格維數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)繪制；表1由作者根據(jù)《南京市城市總體規(guī)劃（1981—2000年）》《南京市城市總體規(guī)劃（1991—2010年）》《南京城市近期規(guī)劃建設(shè)（1999—2001年）》《南京市城市總體規(guī)劃（2000—2010）》《南京市城市總體規(guī)劃（2008—2020）》歸納分析繪制。