楊 杰

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，甘肅 蘭州 730070）

當(dāng)城鎮(zhèn)化處于起步階段時(shí)，城市綠地景觀格局的研究就已出現(xiàn)。隨著全球城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)化正在對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境造成破壞或潛在的威脅，城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的城市綠地景觀格局成為城市生態(tài)學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前城鎮(zhèn)化背景下城市綠地空間格局的研究主要集中在兩個(gè)方面，一是區(qū)域綠地格局分析，二是多時(shí)相格局動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究。在城市綠地空間格局研究中，被廣泛推廣的遙感影像（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）等新技術(shù)，以及現(xiàn)代景觀生態(tài)學(xué)分析新方法，也被應(yīng)用到城鎮(zhèn)化與綠地空間格局的相關(guān)性研究中來(lái)，為快速城鎮(zhèn)化背景下綠地空間格局的定量化研究提供了良好的條件［1］。城市綠地是由城市中不同結(jié)構(gòu)、形狀和類型的各種綠地共同構(gòu)成的一個(gè)穩(wěn)定持久的城市綠色環(huán)境體系，城市綠地空間格局合理與否將直接影響城市的景觀外貌、生態(tài)環(huán)境以及城市的可持續(xù)發(fā)展。因此，城市綠地空間格局與功能間相互關(guān)系研究，有助于城市綠地更好地發(fā)揮其功效，是城市建設(shè)的重要依據(jù)［2］。

1 城市綠地

《辭海》中將“綠地”注釋為“配合環(huán)境，創(chuàng)造自然條件，使之適合于種植喬木、灌木和草本植物而形成的一定范圍的綠化地面或區(qū)域，供公共使用的有公園、街道綠地、林蔭道等公共綠地；供集體使用的有附設(shè)于工廠、學(xué)校、醫(yī)院、幼兒園等內(nèi)部的專用綠地和住宅綠地”?！冻鞘芯G地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T85-2002）指出，城市綠地是指以主要覆蓋自然植被或人工植被的城市用地，包括公園綠地、防護(hù)綠地、生產(chǎn)綠地、附屬綠地和其他綠地五個(gè)大類（室內(nèi)綠化、屋頂綠化和垂直綠化等，以生產(chǎn)為主的果園、耕地、竹園、林地和牧草地等不納入城市規(guī)劃“綠地”的范圍）?！秷@林基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T91-2002）從園林學(xué)角度出發(fā)定義城市綠地，指以植物為主要存在形態(tài)，用于改善城市生態(tài)，保護(hù)環(huán)境，為居民提供游憩場(chǎng)地和美化城市環(huán)境，處于城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)的各種綠地［1］。從城市綠地的不同功能屬性將綠地定義為開敞空間，以各類生態(tài)綠地和自然保護(hù)區(qū)等為主要體現(xiàn)形態(tài)，強(qiáng)調(diào)其用地空間的自然生態(tài)屬性。而以公共綠地為主要形態(tài)的開放空間，強(qiáng)調(diào)用地空間的人為功能屬性。一般說(shuō)來(lái)，開敞空間的概念要更為廣泛些，基本包括開放空間所指的各類用地空間［3］。

2 城市綠地空間格局

城市綠地空間格局是指綠地單元的大小、類型、數(shù)目以及空間分布與配置。通過(guò)研究綠地空間格局的尺度特征和比較不同類型綠地的格局分布及其生態(tài)效應(yīng)，以此判定主導(dǎo)其演變發(fā)展的因子和機(jī)制。城市綠地空間格局對(duì)城市綠地生態(tài)效益的作用發(fā)揮、城市系統(tǒng)的支撐作用以及對(duì)滿足居民需求等方面至關(guān)重要［4］。綠地空間格局是自然、社會(huì)和生物等要素共同作用的結(jié)果，綠地的大小、類型、數(shù)量和空間分布配置，在很大程度上控制著城市綠地的功能及其生態(tài)作用的發(fā)揮，對(duì)城市物質(zhì)流、能量流和信息流的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有極大的影響。在基于景觀生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)上，將綠地景觀區(qū)分為斑塊、廊道、基質(zhì)和邊緣4種空間類型，反映了城市綠地單元細(xì)胞的空間特性。

3 城市綠地的功能

3.1 社會(huì)價(jià)值

游憩休閑功能在城市綠地中的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種功能均可得到體現(xiàn)，這兩種活動(dòng)功能的滿足是早期的城市公園規(guī)劃中制定公園綠地及活動(dòng)設(shè)施的指定依據(jù)，同時(shí)也是城市綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)考慮的必要內(nèi)容，如文娛體育活動(dòng)、安靜休息等。城市文化特色的塑造依托于城市綠地的建設(shè)，同時(shí)也是生命環(huán)境科學(xué)教育的室外課堂。在缺乏與大自然真正接觸的現(xiàn)代城市中，綠地環(huán)境中的生物演變可以開展有效的生態(tài)教育，如舉辦書畫攝影展、科普宣傳等。城市綠地具有直接和間接的經(jīng)濟(jì)效益。直接經(jīng)濟(jì)效益是指生產(chǎn)苗圃等綠地的直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，間接經(jīng)濟(jì)效益一般是指綠地對(duì)遮陽(yáng)防風(fēng)等帶來(lái)的節(jié)能功效、蓄水保土等防止污染功效、安全防護(hù)等減少城市損失而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。城市綠地在各種活動(dòng)中加強(qiáng)了社會(huì)交往的機(jī)會(huì)，對(duì)增進(jìn)理解溝通、消除心理煩憂起到了潛在的作用。

3.2 生態(tài)功能

城市綠地在吸收太陽(yáng)輻射、調(diào)節(jié)溫度和濕度上起到很大的作用，具有改善工作居住環(huán)境的作用。在氣流穿過(guò)綠地時(shí)，樹木通過(guò)阻截、摩擦和過(guò)篩作用消耗了氣流的能量。城市綠地能很好的減弱冬季的寒風(fēng)，而帶狀、楔形綠地通過(guò)形成的線性廊道，將郊區(qū)的新鮮空氣快速引入城市中心，以改善城市中心空氣質(zhì)量。大面積的城市綠地可在突發(fā)性事件發(fā)生時(shí)起到應(yīng)急避災(zāi)、疏散人群的作用，以減少人員傷亡和防控災(zāi)害。城市綠地還起到隔離災(zāi)害、防止火災(zāi)或氣體災(zāi)害蔓延的作用。在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，也可作為緊急救援和儲(chǔ)運(yùn)生活支持物質(zhì)集散點(diǎn)。植物根系吸收大量有害物質(zhì)凈化土壤，水生植物通過(guò)代謝過(guò)濾凈化水質(zhì)，樹葉吸收二氧化碳和有害氣體，過(guò)濾煙塵和粉塵，同時(shí)通過(guò)樹冠、樹葉的作用以及一定寬度的綠化帶減弱噪音。完整的城市綠地不僅保護(hù)了大量的動(dòng)植物種類和基因，并且形成一個(gè)有利于動(dòng)植物生產(chǎn)、繁衍的場(chǎng)所，為野生動(dòng)物提供了必要的生存條件。

3.3 景觀效益

城市中的廣場(chǎng)、公園可以為居民提供休憩休閑場(chǎng)所，綠色地被植物和低灌木修飾了裸露的土地，高大喬灌木可以起到適當(dāng)?shù)恼趽踝饔?，這樣既增加了城市中的變化空間，同時(shí)又起到美化環(huán)境的作用。通過(guò)地被、灌木、喬木等不同樹種以及植物不同色彩、形態(tài)的組合，形成不同的圍合或開敞空間，增加了城市空間的輪廓線；同時(shí)城市公園中的亭臺(tái)雕塑、山石水體又形成不同的空間風(fēng)貌，令人心曠神怡。從城市意象來(lái)說(shuō)，路徑、節(jié)點(diǎn)、邊界、標(biāo)志、區(qū)域這五個(gè)要素分別在城市綠地景觀中有所體現(xiàn)。如景觀園林路等道路景觀、為路人提供休息場(chǎng)所的景觀節(jié)點(diǎn)、河流水系的濱水空間以及多功能的規(guī)模公園等等。所以城市綠地景觀同樣是表現(xiàn)城市地域特色的重要載體。

4 城市綠地空間格局研究方法

快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的城市綠地格局變化，影響到城市生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)，與區(qū)域內(nèi)的綠地生態(tài)過(guò)程息息相關(guān)。綠地空間格局的相關(guān)研究，對(duì)于揭示區(qū)域生態(tài)過(guò)程的機(jī)制與內(nèi)在規(guī)律，探尋人類活動(dòng)與生態(tài)體系之間的關(guān)系具有重要的意義。目前常用的分析方法主要有景觀格局指數(shù)分析法、分類檢測(cè)法、空間分析法和綠地格局模擬等。景觀指數(shù)分析法是伴隨著景觀生態(tài)學(xué)在全世界的蓬勃發(fā)展，逐漸被應(yīng)用到綠地格局分析中來(lái)的。 王永潔［5］、 唐碧云［6］、 安靜等［7］、玉蘇普江·艾買提等［8］通過(guò)在不同時(shí)間維度上分析景觀指數(shù)的轉(zhuǎn)變，以此對(duì)綠地景觀格局的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究利用遙感和GIS方法，選取斑塊面積、斑塊數(shù)量、斑塊密度以及斑塊形狀指數(shù)反映景觀結(jié)構(gòu)基本特征；選取多樣性指數(shù)、均勻度和連通度等指標(biāo)，對(duì)研究區(qū)域內(nèi)不同時(shí)段景觀指數(shù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)區(qū)域綠地景觀格局，對(duì)其演變動(dòng)力機(jī)制進(jìn)行分析，提出綠地景觀格局優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與技術(shù)。除景觀指數(shù)分析法外，Xu X G等［9］、Byomkesh T 等［10］、 Dewan M A 等［11］對(duì)城鎮(zhèn)化地區(qū)綠地空間的動(dòng)態(tài)研究常運(yùn)用分類檢測(cè)法，以分析綠化用地向城市用地的轉(zhuǎn)變過(guò)程。此外，綠色空間格局的時(shí)空變化還可利用空間分析法進(jìn)行變化檢測(cè)。 Williams N S G 等［12］、 Monteiro A T 等［13］通過(guò)對(duì)城市化山區(qū)草甸空間環(huán)境變量的檢測(cè)，利用邏輯斯蒂回歸模型模擬了草甸消逝區(qū)域分異格局和轉(zhuǎn)變機(jī)制，為其保護(hù)規(guī)劃提供了依據(jù)。Clarke K.C等［14］、 White R等［15］運(yùn)用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型模擬城市的發(fā)展過(guò)程。對(duì)綠地景觀格局的模擬有利于及時(shí)把握城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程中綠地格局的演變動(dòng)態(tài)，并且進(jìn)行定量預(yù)測(cè)分析，為城市生態(tài)規(guī)劃、綠地格局調(diào)控等提供科學(xué)指導(dǎo)，其中包括了很多具有啟發(fā)性的嘗試。

5 城市綠地空間格局研究

關(guān)于城市綠地景觀格局，針對(duì)區(qū)域內(nèi)的綠地景觀格局評(píng)價(jià)與特征分析的研究也在不斷開展。袁藝等［16］對(duì)深圳市城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的綠地景觀分布格局的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征及動(dòng)力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了研究。這些研究多數(shù)立足于城鎮(zhèn)化對(duì)區(qū)域綠地景觀格局的影響，且側(cè)重于城鎮(zhèn)化于綠地系統(tǒng)等人工景觀之間關(guān)系的研究。吳麗娟［17］應(yīng)用 GIS技術(shù)對(duì)北京市五環(huán)內(nèi)城市綠地景觀格局進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出北京市內(nèi)生物多樣性保護(hù)與規(guī)劃方案。李團(tuán)勝等［18］、周志翔等［19］對(duì)比分析了城市綠地空間格局指標(biāo)與綜合環(huán)境效應(yīng)之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上提出城市綠地系統(tǒng)合理布局指標(biāo)，為城市綠地結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)。李曉波［20］利用TM遙感影像、精度衛(wèi)星影像，研究了城市公園綠地的可達(dá)性，并結(jié)合景觀指數(shù)對(duì)區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的綠地景觀格局進(jìn)行評(píng)價(jià)。隨著研究的深入，城市綠地空間格局的定量研究也逐步與規(guī)劃政策相結(jié)合。城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃的一項(xiàng)重要依據(jù)就是對(duì)其空間結(jié)構(gòu)和功能的量化分析［21］。 Gul A 等［22］、 Uy P D 等［23］、Mahmoud等［24］研究表明，綠地空間的土地適用性評(píng)價(jià)被廣泛運(yùn)用于城市森林布局規(guī)劃，乃至城市土地利學(xué)的對(duì)其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益進(jìn)行實(shí)施評(píng)價(jià)。 Beardsley K 等［25］、 Xi F M 等［26］研究認(rèn)為，綠色空間的壓縮多由城市的緊湊集約發(fā)展導(dǎo)致，但是城市空間擴(kuò)張范圍和綠地景觀破碎度都相對(duì)較低，在一定程度上肯定了城鎮(zhèn)化區(qū)域的集約發(fā)展模式。也有研究對(duì)此觀點(diǎn)并不認(rèn)同，Yang W R等［27］發(fā)現(xiàn)雖然土地結(jié)構(gòu)的剛性管理方式能夠減少城鎮(zhèn)化過(guò)程中城市對(duì)綠色空間的侵占，但是卻很大程度上限制了城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)福利的發(fā)展，相對(duì)柔和的土地管理模式則使得綜合生態(tài)效應(yīng)最大化。Zhang LQ等［28］在對(duì)廈門和濟(jì)南市區(qū)綠色空間格局的演變比對(duì)中發(fā)現(xiàn)，早期規(guī)劃的廣場(chǎng)和道路綠地雖然在一定程度上提高了城市綠化總量，但并不能對(duì)優(yōu)化綠化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到重要作用，而綠地空間規(guī)劃在滿足網(wǎng)絡(luò)情景分析的條件后，可降低綠地斑塊的破碎度，使得整體綠地網(wǎng)絡(luò)格局的連通性大大提高。

6 城市綠地空間格局與功能的關(guān)系

6.1 城市綠地功能與其空間格局息息相關(guān)

城市綠地系統(tǒng)功能強(qiáng)大，它是城市的有機(jī)組成部分，反映了城市的自然屬性，是體現(xiàn)促進(jìn)城市自然特色的主要成分。人類利用城市綠地改善城市環(huán)境，塑造城市特色，城市綠地具有界定城市空間、生態(tài)、使用、美學(xué)價(jià)值等綜合功能。

6.2 城市綠地空間格局直接反映城市綠地功能

城市綠地空間格局能有效組織城市空間，創(chuàng)建城市特色。這項(xiàng)功能主要通過(guò)城市中的綠色廊道和綠色斑塊的空間布局來(lái)實(shí)現(xiàn)。綠色廊道的整體結(jié)構(gòu)對(duì)塑造城市整體形態(tài)至關(guān)重要，自然廊道可限制城市無(wú)節(jié)制的攤大餅式發(fā)展［29］。

6.3 城市綠地的生態(tài)功能依賴于不同尺度上的空間合理性

城市綠地的生態(tài)功能依賴于植物個(gè)體、群落、生態(tài)系統(tǒng)和景觀等不同尺度上的空間合理性。在植物個(gè)體尺度上，不同樹種的滯塵、分泌殺菌素、吸收有害氣體的能力不同。在群落尺度上，相同種植結(jié)構(gòu)的片狀綠地的生態(tài)效益大于帶狀綠地，無(wú)論是片狀綠地或帶狀綠地，復(fù)層結(jié)構(gòu)的生態(tài)效益大于單層結(jié)構(gòu)［30］。在生態(tài)系統(tǒng)尺度上，城市綠地的空間格局對(duì)城市中動(dòng)物、微生物的生存、保護(hù)至關(guān)重要。在景觀尺度上，綠地景觀格局不同其氣溫、相對(duì)濕度、環(huán)境噪聲、和大氣中SO2、NOx、TSP具有明顯差異；植被豐富度與城市地溫有著顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，城市中植被分布越多樣復(fù)雜其降低地溫的效果越明顯［19］。

6.4 城市綠地功能與其空間格局相互影響

城市綠地對(duì)維護(hù)居民的身心健康有著至關(guān)重要的作用。綠地能提高居民的舒適度，消除疲勞。研究發(fā)現(xiàn)，綠化好的環(huán)境，人耐力持久度為1.05～1.42，綠化差的為1.00，平均提高11%［31］。綠地在空間上的分布和格局也極大影響其使用功能，分布合理，居民可方便平等的享受自然資源。綠地與居民生活息息相關(guān)，格局分布合理的綠地能給人們帶來(lái)身心放松。綠色植物本身具有色彩、質(zhì)感和形態(tài)美，利用植物美的特性進(jìn)行配置，從城市總體水平上合理布置綠地空間格局，能提高城市景觀質(zhì)量，美化城市，給當(dāng)?shù)爻鞘芯用窈屯獾赜慰蛶?lái)美的享受。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，城市綠地的相關(guān)研究日益完善，對(duì)綠地信息的獲取及分析手段隨之更加智能化。遙感技術(shù)、光譜信息處理、相關(guān)數(shù)據(jù)分析軟件基本可以完成對(duì)綠地信息的提取與分析能力，但目前仍需要集合人工目視解譯來(lái)完善綠地信息的精度，并提取相關(guān)信息，針對(duì)不同目標(biāo)使用不同軟件進(jìn)行分析。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展與三維激光技術(shù)的延伸，對(duì)城市綠地的量化信息提取可以由目前大部分的水平層面擴(kuò)展到立體層面，從而更加全面的衡量城市里綠地?cái)?shù)量與質(zhì)量。目前常用的層次分析法等通過(guò)權(quán)重法進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算的評(píng)價(jià)方法具有主觀性、模糊性等難以克服的缺陷。逐步優(yōu)化綠地相關(guān)評(píng)價(jià)方法，建立更為嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的大數(shù)據(jù)綠地評(píng)估模型，是未來(lái)科研進(jìn)一步探索研究的內(nèi)容。城市綠地空間格局尚處于起步階段，研究中采用高分辨率的衛(wèi)星影像提取綠地信息，將是今后綠地信息獲取的主要途徑。多學(xué)科多角度篩選指標(biāo)，建立綜合反映城市綠地景觀質(zhì)量的數(shù)量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，和研究城市綠地空間格局動(dòng)態(tài)變化與功能的關(guān)系，將是今后研究的主要方向。

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