許 浩 謝 凱
我國正處于經濟轉型升級、城鎮化深入發展的關鍵階段。《國家新型城鎮化發展規劃(2014-2020)》明確提出了優化城鎮內部空間布局、集約高效利用土地的城鎮化發展原則和加快綠色城市建設、促進城鎮可持續發展的基本思路。公園綠地系統的優化與完善對我國新型城鎮化具有重要的意義。我國城市區域人口稠密,城區內公園人工性強,公園功能大多以滿足居民休閑游憩需求和造景美化為主。在新型城鎮化背景下,現代城市公園系統的功能必須具有高度復合性,應綜合發揮生態、休閑游憩和防災避險功能[1-3]。
公園建設不能盲目進行,而應當預先對公園進行科學合理的規劃[4],否則容易導致土地資源浪費和功能結構不合理,而失去最佳的生態效益和社會效益。公園規劃包括現狀調查和對公園的功能、規模、分布進行合理的布局,并且涉及到管理、養護、生態評價等問題。隨著我國城市化進程不斷加深,環境資源矛盾日益突出,很多大中城市的公園生態系統脆弱,公園系統結構不合理的問題已經開始浮現并且引起重視[5、6]。我國現代公園規劃理論研究嚴重不足,無法適應現階段城市化發展要求。近年來可持續發展概念的提出和生態建設的推進,需要進一步加強公園規劃理論研究,這不僅有利于我國城鎮結構合理化,對我國城鎮生態建設和保護以及21世紀我國人居環境建設具有重要的理論和實踐意義[7]。
公園系統布局是西方工業化、城市化浪潮中作為解決城鄉結構矛盾和環境危機的規劃手段提出來的。Loudon(1829)針對城市化過程中的倫敦地區,提出了以雙層環狀綠地圍繞倫敦城區以控制城市膨脹的配置方法[8]。霍華德(1898,1902)的田園城市理論,明確提出在城市中心配置公園,在城市外圍配置永久性的農業地帶,控制城市規模,防止城市之間蔓延成片[9]。1924年阿姆斯特丹國際城市規劃會議專門討論了公園綠地對解決城市化問題的作用,明確提出在城市建成區周圍布局綠帶(greenbelt)控制城市規模的過度膨脹。1943年倫敦區域規劃委員會專門討論了在特大城市和衛星城之間設置公園綠地隔離帶的問題,并進行了倫敦郡綠帶規劃[10]。高原榮重對此方法進行了修正,引入了放射型的公園綠地形態,與城市內部結構優化結合,形成新的公園布局方法[11]。
武居高四郎(1919)根據服務半徑理論進行小公園的規劃研究。隨著公園游憩功能分類的深化,根據規模確定服務半徑成為公園布局中普遍采取的一個標準。1920年代制訂的《東京公園計畫書》綜合了以上的研究成果,將公園按照功能進行分類,并且針對不同功能的公園制定了面積規模標準、服務半徑標準和布局標準,提出了比較系統的公園布局方法。此后,公園布局方法經過不斷的修正和檢驗,成為城市綠地系統規劃中普遍采用的規劃方法。日本1976年《都市公園法》規定城市公園必須根據規模和服務半徑進行布局,促進了公園體系的形成[12]。
對于多地震國家地區,有不少研究注重挖掘公園系統的防災避難功能,并提出相應的布局方法與規劃策略。依托公園形成避難點,以達到防災避難功能。石川幹子、系谷正俊詳細分析了阪神大地震中公園布局的問題,提出了基于防災避險的公園規劃策略[13]。
近年來,基于生態保護需求進行公園綠地布局逐漸成為共識。合理規劃公園綠地規模和位置能夠促進保護、恢復和創造生物和生物種群生存空間。近年來研究表明,公園系統的空間布局與配置方式對生境系統有根本性的影響[14-18]。生境系統包括大規模保護地、保護地之間的生態島和生態回廊3類要素。保護地之間的綠道有助于生物的移動,對生境之間的連接有明顯的作用,能夠促進生境網絡的形成[19]。生態公園配置應該有利于促進區域性生境網絡的形成。保護地之間的綠帶、綠道有助于生物的移動,對生境之間的連接有明顯的作用。Rob H.G. Jongman進一步指出,生態網絡的完善程度可以用連接度(connectivity)、連通性(connectedness)和破碎化(fragmentation)3個指標進行評價[20]。
為了維持植物種群遺傳因子的多樣性,需要為該植物種群確保一定的公園綠地面積,盡量避免將其生存地劃定為建設區[21]。動物多樣性保護也需要為該動物維持一定的棲息地面積,才不會導致遺傳因子種類減少[22、23]。分散孤立的公園綠地不利于生物繁殖,通過河流、林道將生物生存空間連接成有機、開放的綠色網絡,對維護生態系統有重要意義[24]。
功能與布局形態之間具有相關性。Minomo T.(1988)分析了公園系統形成過程中公園綠地規模與布局的階段差異性,提出了與規模相對應的4種公園布局形態。Lyle J.T.與Turner T.從生態保護、居民游憩利用等功能出發,提出了相應的公園綠地空間布局形態[25、26]。田畑貞壽(1999)針對城市高密度居住區,提出通過建立服務圈重疊的小型公園集群有效分擔休閑游憩和生態保護功能,發揮公園系統的復合功能,形成城市開放空間系統的核心,從而達到優化城市空間結構的目的[27]。
新中國成立以來,我國的公園綠地建設受到前蘇聯綠化建設思想的影響,重視植樹造林而輕視系統布局,公園綠地系統規劃長期處于可有可無的狀態[28]。直到1990年頒布的《城市規劃法》規定公園綠地系統規劃納入總體規劃的范圍,公園建設才進入正常發展的軌道。公園規劃研究大多數為單個城市的規劃研究,近年來隨著城市化快速發展和城鄉環境的急劇惡化,公園的生態功能受到重視,生態學理論和電子信息技術越來越多地應用于公園規劃理論和實踐中,環城綠帶對大城市發展的控制作用也受到重視。
公園系統的規劃和建設是我國生物多樣性保護工作的重要組成部分[29]。生物多樣性的基本內涵包括物種多樣性、遺傳多樣性、生態系統多樣性,我國園林植物常用品種約3000~4000種,絕大多數在植物園中栽培,公園中使用較少。城市化對生物原有群落影響大,降低了生物多樣性。引入外來的綠化植物品種能夠豐富生物多樣性,也會引起本地物種退縮。公園規劃應注意選用本地物種[30、31],在配置中把握生態位,模擬自然群落結構[32]。
公園綠地系統的主要生態問題在于城市公園數量少、人均指標低,而且經常被非法侵占,水土污染嚴重超過環境自凈能力。規劃應均衡地配置公園,還應該對公園的規模總量進行控制[33]。黃曉鶯等對原蘇聯、美國、日本的公園量化指標進行了比較分析,將我國的公園綠地量化指標分為基本指標(公園面積、綠化覆蓋率等)、綠化結構指標(喬木量、灌木量、地被草坪面積等)、游憩指標(公園面積、游人量等)、計劃管理指標(植樹成活率)和人均指標共五類[34]。
公園的生態效益主要有氧碳平衡、吸收有害氣體、滯塵降塵、降低噪聲、殺菌、改善城市熱環境和提高氣候適宜度[35]。陳自新等對北京公園綠地的生態效益進行研究,結果表明每公頃綠地日平均吸收二氧化碳1.767t,釋放氧氣1.23t,日平均蒸騰水量為182t,年滯留粉塵量為1.518t。公園面積影響到生態效益。公園綠地的生態效益最高,其次為專有綠地、道路綠地和居住區綠地,片林最低。生態效益的差異取決于兩個因素,公園綠地的規模和綠量[36]。
嚴曉等確立了評價公園綠地生態效益的多級指標體系,包括公園綠地結構指標和功能指標。公園綠地結構指標由城市綠色量、公園綠地類型豐富度、分布均勻度3個二級指標構成,功能指標包含環境效益和區域氣候效益指標。公園綠地指標體系是生態效益模型建立的基礎,有利于公園規劃目標的制定[37]。
景觀生態學也用于我國城市公園結構形態的分析上。高峻等通過景觀格局分析指數對上海公園綠地的分布進行分析,明確了上海的綠地結構特征,提出了公園建設建議[38]。張際等對校園綠地景觀生態異質性進行了分析和評價[39]。李貞等對選用景觀多樣性指數、優勢度指數、均勻度指數、最小距離指數、連接度指數、綠地廊道密度、綠地斑塊密度對廣州公園綠地景觀異質性進行分析,發現新老城區公園綠地分布的不同特征,提出了均衡布局、增加綠色生態廊道的規劃要點[40]。
環城綠帶有助于控制城市格局,改善生活環境。我國城市發展中一度忽視綠帶作用,導致城市發展失控。城市化進程中,人口200萬以上的特大型城市規模迅速擴大,有必要加強環城綠帶建設。環城綠帶結構包括環型、鍥型、廊道型、衛星綠帶、緩沖綠帶、中心綠地6種類型[41]。珠江三角洲環城綠帶的功能定位在抑制城市蔓延擴張、生態環保、休閑游憩和景觀美化。環城綠帶面臨著非農業建設對土地強大需求的壓力,與城區的合理距離難以確定,以及如何進行有效利用和養護管理難的問題[42]。針對養護問題,陳偉提出了統一養護標準,逐步調整綠帶植物的品種、結構,使其向生態林過度,直到形成穩定的群落結構等措施[43]。
公園規劃過程中采用地理信息系統(GIS)技術,能夠極大地提高規劃的精確性、正確性和過程效率。GIS可以對海量信息進行分析,進行公園功能評價、可達性分析等,可以成為城市公園綠地規劃的基礎性手段[44]。基于GIS平臺的公園景觀規劃過程中包含6個模型:表現模型、過程模型、評價模型、變化模型、影響模型、意志決定模型[45]。Fujita H從歷史遺跡公園數據管理和規劃方面探討了GIS系統搭建的方法目的、分析操作過程和效果[46]。
Suzuki M較為系統地探討了公園綠地規劃過程中應用遙感(RS)、全球定位(GPS)、GIS復合技術的概念和方法,包括公園規劃管理和景觀模擬,運用GPS對植被、道路、建筑物進行定位和屬性信息輸入,在GIS平臺上與遙感圖像進行疊加分析,進行生物空間的分布、變化分析,通過定性定量分析對城市化過程中的公園變化特征進行把握。電腦成像技術(Computer Graphics)的發展能夠對植物、地形、建筑物等景觀要素進行精確模擬,有助于規劃意圖的表達和方案的比較[47]。
我國一些地區利用遙感技術對公園綠地現狀進行調查[48]。白林波等在GIS平臺上利用航空照片、地形圖對合肥公園綠地現狀進行分析[49]。在廣州綠地系統規劃編制工作中,利用Landsat衛星的TM數據和Spot衛星的HRV數據,提取了綠地現狀信息,對面積進行分類統計,并且進行了熱場和熱島效應分析,為規劃總體目標和措施提供依據[50]。
生態效益評價是公園規劃的基礎依據之一,我國尚未建立起綜合性的生態效益分析評價技術體系。生態系統分析(UEA)是生態效益評價的GIS技術,能夠對公園規劃和管理提供決策支持。韓紅霞等介紹了UEA的基本步驟,包括確定植被覆蓋和用地狀態、繪制生態結構圖、選擇樣地、野外調查、局地分析、評價樹木經濟價值、熱島效應分析和節能。UEA在國內一些地區有所運用[51]。
可達性是現代公園體系公平性的重要指標。近年來有不少研究利用GIS和遙感技術對公園可達性進行了分析。尹海偉等以濟南市1989、1996和2014年的SPOT遙感衛星影像為基礎,選用費用加權法,對濟南市整體綠地系統和公園與廣場的綠地可達性的時空動態變化及其原因進行了分析[52]。朱勇等通過對昆明市人口數量、公園面積等詳細調查,應用GIS空間插值技術對城市人口統計數據進行了空間分析,闡述了昆明市現狀公園分布存在的問題并提出建議[53]。肖華斌通過結合地理信息系統中的空間分析工具,以廣州市的4個城區為例,對現有的公園綠地進行了空間分布上的評價[54]。俞孔堅等在國內最早將可達性研究應用于城市綠地系統規劃與評價,以廣東省中山市城市公園綠地為例,應用空間阻力模型,建立了阻力矩陣分布模型,對廣州市的公園綠地可達性進行了分析研究[55]。馬林兵也以廣州市為例,利用網絡劃分的方法對城市公園綠地景觀可達性進行計算,利用網格密度來模擬道路密度,從而進一步模擬城市交通的同行成本和阻力,并在計算過程中加入了人口分布特征、公共綠地景觀服務能力、交通成本、區位信息等因素,具有一定的實際參考意義[56]。李師煒以廈口島為研究區域,建立阻力值分布數據庫,并利用ARCGIS軟件的空間分析模塊進行分析,建立現狀和遠景兩種規劃情景,對廈口島的兩種城市公園綠地模式進行的模擬分析[57]。李小馬和劉常富以城市道路為基礎,利用GIS網絡分析模塊,在研究城市公園可達性的同時兼顧考慮了十字路口、人行通道、過街天橋和地下通道等的影響,將其阻力值設置與普通街道的阻力值設置區別開來,提高了可達性計算的精確度[58]。
我國公園規劃與建設近年來取得了豐富的成果,但是與國外相比,相應的理論與實證研究都顯得不足。這主要與我國傳統上重視綠化而輕視公園功能和布局結構,公園綠地規劃研究起步較晚有關。另外在經濟發展優先的思想下,公園被視為美化城市的手段,只有投入沒有產出,公園規劃地位低下,造成相關研究落后的局面。我國現代公園體系規劃理論研究主要有兩方面不足:
一是關于規劃布局結構形態的研究。城鎮公園的規劃布局目前基本沿用國外的居住區規劃模型和點、線、面式的規劃方法,城市公園功能類型缺少深入研究和細分,因此無法找到適合我國城市空間構造發展規律的現代城市公園結構理論模型。目前各地普遍加大公園建設投入量,城鎮公園總量不斷增長,但是功能結構的不優化和相關理論模型的缺失,成為公園系統進一步完善的瓶頸。
二是相關學科滲透不足,嚴重影響了我國公園規劃理論的發展。從公園與生態學的結合方面看,目前我國在公園生態效益量化、綠化樹種搭配、群落結構等研究成果較多,但是缺乏城鎮尺度、區域尺度的生態空間研究以及對生物保護影響方面的實證研究。遙感、GIS的應用促進了規劃手段的更新和規劃效果的改善,但是基本局限于公園現狀的監測,GIS在方案選擇、分析、決策支持方面的研究有待進一步加強。
上述不足是我國公園研究應該重點加強的地方。根據我國城市化發展特點,筆者認為還應當注意以下幾方面的研究:
(1)我國城市發展的地域特征分化嚴重,東部沿海、中部、西部地區的城市化方式各有不同,另外同一地區的城市規模、功能和空間特征也有所不同,應針對不同地域的共性特征和不同性質的城市空間特點進行公園體系研究。
(2)城市化發展的熱點地區,如京津唐、珠江三角洲、長江三角洲地區,城鎮密度大,橫向聯系發達。這就要求打破行政界限,編制區域性的公園規劃。我國除了環城綠帶以外,跨行政區的區域性公園規劃研究幾乎為空白。區域公園規劃理論研究將成為未來研究熱點之一。
(3)我國自然災害多,城市抗災能力差。美、日的公園規劃往往與防災規劃相互結合,公園內部由于建筑物少,在地震、火災來臨時能夠發揮災害救助的作用。我國公園建設相對重視生態和休閑,對公園的防災減災功能認識不足,需要進一步加強防災公園規劃研究和實踐,優化公園避難功能結構。
(4)城市化發展和環境危機對我國生物多樣性保護構成嚴峻挑戰。生物的遷徙、繁殖、生存都具有季節和空間特征。如何從國土地理學的角度,結合生物的空間移動特征與公園布局,對生境空間進行系統的保護,將成為需要研究的課題。
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