人居環境視角下的株洲市中心城區生態空間評價*

宋麗美 趙先超 陳光明

0 引 言

隨著環境保護觀念深入人心，生態環境已經成為城市和區域發展所需要考慮的重要因素。深入分析城市生態環境要素的空間分布有助于優化區域空間結構，促進區域可持續發展。近年來，國內城市規劃的重點也開始轉向生態安全格局的保護，社會、產業、環境與空間規劃的融合，以及以人為中心的活動組織。我國中部地區發展面臨著城市群發展規模與資源環境承載能力、重點區域流域開發與生態安全格局之間的矛盾，因此，研究引導城市生態空間開發與合理布局具有重要意義。

當前，國內學者對于城市生態空間的研究多集中在以下幾個方面：一、從城市各類用地面積的時空變化或城市景觀基質、廊道、板塊的時空變化對區域生態空間結構的演變規律進行總結，提出優化建議[1-3]；二、從生態網絡用地比例、布局、功能和管理四個方面建立城市生態網絡評價指標體系，基于生態服務功能評價城市生態網絡，提出生態網絡優化對策[4]；三、從城市規劃視角分析城市生態空間現狀，以維護城鄉生態安全格局為目標，劃定城市生態保護紅線，提出城市生態空間保護和利用規劃[5-6]。還有學者基于土地利用方式，分析研究生態用地的演變，如陳爽等以南京市為例研究了城市生態空間的演變規律及調控機制，并提出生態空間的保護對策[7]；王如松等提出城市復合生態的概念及生態空間管理的目標手段與技術對策，強調城市生態空間的紅線管理[8]；而國外研究大多強調生態空間對人居環境的重要性，江布爾·安杰爾（Angel M.Dzhambov）和勞倫特（Laurent）等均研究探討了城市生態空間與人的身心健康的關系，證明良好的生態空間有利于緩解壓力以及兒童健康[9-10]；潘杜羅（Panduro）等研究了生態空間對經濟、社會文化的影響及其影響機制[11]，基于公平理念的生態空間治理及空間格局優化[12]。

總的來看，當前對城市生態空間的研究多以城市規劃發展和生態學視角為主，缺少基于人文地理學角度的研究內容。從人居環境角度對城市生態空間的研究有利于“以人為本”，提升生態系統的服務功能，改善人居環境質量。本文即按照這個思路，通過GIS軟件，應用多因子綜合評價法對株洲市主城區的生態空間進行評價，從“以人為本”角度構建評價指標體系，對生態空間進行生態服務價值、空間使用功能、城市特色空間塑造這三方面的評價。

1 基本概念

1.1 城市生態空間界定

國內研究對于城市生態空間概念的界定主要從生態功能著手，是指城市內以提供生態服務功能為主的用地類型所占的空間，具體包括用于自然保護、休閑度假、山林保護、生態防護等功能的地域空間。與城市空間相對應的是城市生態用地，目前，對于生態用地范圍的劃定仍存在分歧。本研究以城市區域為研究對象，主要考慮為人類提供游憩功能的空間，如大面積斑塊的自然公園、大型廣場、水域，小面積的城市綠地，帶狀的河流、沿河風光帶、林蔭道等生態廊道，確定生態空間的范圍為研究區內的耕地、林地、草地、水域、沼澤地和未利用地。生態空間對應城市用地分類如表1所示。

1.2 城市人居環境概念

根據吳良鏞先生構建的人居環境理論體系，城市人居環境是以人與自然的協調為中心，強調自然、人類、社會、建筑、支撐五大系統的整體性、系統性與協調性的居住環境，倡導以人為本[13]。良好的人居環境是現代化進程中區域經濟水平和社會發展水平高度發達的重要標志。人居環境視角下的研究關注城市居民的居住體驗，以居民滿意度為評價基礎，看城市環境是否為城市居民的生活、居住、工作帶來安全、舒適和便利的體驗，是否滿足居民的生理和心理需求[14]。

2 研究區概況與數據來源

2.1 研究區概況

株洲中心城區位于湘江兩岸，西至神農城—蘆山路、南至泰山路—天元橋、北至白石港、東至京廣鐵路線，規劃范圍9.4 km2（圖1）。隨著株洲區域地位的提高，株洲中心城區成為全省城鎮化的核心地區，吸引了大量省內外就業和居住人口，形成了城市空間拓展的強大動力。為滿足兩型社會的建設要求，株洲提出打造生態城市的目標，大幅度提高了綠地面積。2015年，株洲中心城區園林綠地總面積提高至54.13 km2，占建設用地的比重提高至14.9%，人均公園綠地面積達到11.6 m2。水域。

表1 生態空間與土地利用類型對照表Tab.1 the relationship between ecological space and land use type

圖1 研究區范圍Fig.1 the range of study area

表2 株洲市各類土地利用類型單位面積生態價值系數（元/hm2/年）Tab.2 ecosystem service value (ESV) coefficients per unit area of different land-use and land-cover change types in Zhuzhou (yuan/hm2/a)

3.1.2阻力面建立

本文采用最小累積阻力模型（minimum cumulative resistance，MCR），通過計算生態源地到其他景觀單元所耗費的累積距離，以測算其向外擴張過程中各種景觀要素流與生態流擴散的最小阻力值，進而判斷景觀單元與源地之間的連通性和可達性。累積阻力耗費模型如下：

2.2 數據來源

以《株洲市城市總體規劃》（2006—2020）[15]為基礎數據，通過GIS軟件的轉換工具將株洲市主城區土地利用現狀圖的CAD數據轉換為可用于空間分析的矢量數據。株洲市的人口及其他社會分析的基礎數據來自于《株洲市統計年鑒2016》[16]。

3 研究方法

3.1 生態空間識別

3.1.1生態源識別

本文將城市景觀系統按服務半徑劃分為“城市級—片區級—社區級”三個級別的生態源，最終疊加所有生態源確定生態源地。其中城市級生態源包括服務半徑大于10 km的森林公園、市級綜合公園、風景區、水域、林地；片區級生態源包括服務半徑為5 km的公園、綠地、水域；社區級生態源包括服務半徑為2.5 km的公園、綠地、

式中，MCR是最小累積耗費值；Dij是第j個生態源到景觀單元i的實地距離；Ri為空間上某一景觀單元i的阻力系數；(Dij·Ri)表示物種從源到景觀i到源j經過的某一路徑的相對容易程度；n是基本景觀單元總數。

3.1.3生態廊道識別

參考相關研究成果[17]，結合研究區的土地利用類型及生態源分布情況，對不同土地利用景觀類型的生態系統服務功能進行賦值，根據賦值結果確定生態流運行過程中的源與匯，將相鄰兩生態源之間的阻力低谷確定為生態廊道。

3.1.4生態節點識別

生態節點是生態空間中連接兩個相鄰生態源，對景觀生態過程起關鍵作用的地段，一般是生態功能最薄弱處，對控制景觀生態流具有至關重要的意義。本文將阻力面上以相鄰源為中心的等阻力線的相切點作為生態節點。

3.2 生態空間評價方法

3.2.1生態服務價值評價

運用單位面積生態系統服務靜態價值的平均值來核算區域的生態系統服務價值。計算公式如下：

其中，ESVf為單項生態系統服務總價值，Ak為k類用地類型面積，VCfk為單項生態系統服務價值系數，ESV為生態系統服務總價值。

單項生態系統服務價值系數參考謝高地等提出的“中國陸地生態系統單位面積服務價值當量表”[18-19]，再根據研究區域糧食價格的價值當量做修正得到。由株洲市2012—2015年糧食作物總產值（元）和糧食作物種植面積（hm2），計算得到各年糧食作物單位面積產值的平均值（元/hm2）。根據“現有單位農田提供的生產服務經濟價值，是無人力投入的自然生態系統的經濟價值的七倍”的規則[15]，計算得出株洲市單位農田糧食產量的年均經濟價值為369.96 元/hm2，以此為基準，得到株洲市各類土地利用類型單位面積生態價值系數表（表2）。

3.2.2空間使用功能評價

對于城市空間使用的評價，參考淺見泰司[20]在居住環境評價理論中提出的人居環境5項基本理念，將安全性、保健性、便利性、舒適性、可持續性5項指標應用在城市公共空間的服務質量評價中，從以下幾個方面展開評價。

3.2.2.1 生態綠地概況

從游憩需求的角度分析，生態空間概況不僅要考慮總體規模大小，更要考慮城市居民的人均占有量。

3.2.2.2 生態空間功能完整度

城市生態空間功能完整度就是看空間相關配套設施是否完善，是否具有良好的可達性。配套設施的完善度主要從安全性、保健性等方面展開，可通過調查問卷的形式獲得，配套設施越完善說明生態空間的功能越完整；通過空間服務半徑判斷空間的可達性，服務半徑越大說明生態空間服務潛力越大。

3.2.2.3 生態空間服務質量

游客滿意度是衡量生態空間服務質量的直接指標，游客滿意度越高說明空間的使用效率也越高，服務質量發揮得越好。通過調查問卷的形式對市民游客滿意度進行調查，調查內容包括使用的便利性、設施密度、生態空間內部的服務設施使用率、空間結構合理性、綠化率、是否體現人文關懷舒適性、危險辨識性等。

3.2.2.4 生態空間可持續性

從經濟可持續、環境可持續和社會可持續三個方面進行可持續性調查研究。經濟可持續性包括空間的供求平衡、靈活適應城市發展的可能性、維持地區優勢等項目；環境可持續包括空間內資源循環利用率、綠色節能設施配置率等；社會可持續性包括為維持增進地區文化特色而做的努力，如空間對地區特色的體現、社會公平性、營造社會安定的因素豐富度。參考專家意見，根據調查結果對每一項指標賦值，以0～10分劃分等級，各因素權重采用層次分析法（AHP）來確定。

綜上，城市生態空間的使用功能評價指標體系如表3所示。

3.2.3城市特色空間塑造評價

分別從宏觀、中觀、微觀三個層面對城市特色空間塑造進行評價。宏觀層面，看城市形態以及“山—水—城”的整體聯系性，參考景觀指數[21-22]，如用生態源形狀指數來反映區域幾何形狀的簡單與復雜，形狀指數數據通過CAD中的指標計算工具獲得；中觀看城市是否有中山體、山脊線、通風廊道；微觀看城市空間是否給公眾有效的歷史信息和美觀感受，是否營造了城市特色空間，通過實地調查打分賦值。

空間形狀指數指某研究區周長與等面積的圓周長的比值。比值大說明研究區周長大、面積小，形狀復雜，區域內部生境越穩定。比值越接近1說明區域的幾何形狀越簡單，表明該區域受人類干擾的程度越大，生態穩定性越差。公式為：

表3 城市生態空間使用功能評價指標Tab.3 use function evaluation index of urban ecological space

式中 A為研究區總面積，L為平均周長。

4 株洲市中心城區生態空間評價

4.1 生態空間識別

根據上述生態源地識別方法，株洲市中心城區生態空間識別結果圖2所示。生態源主要有四類：森林公園和綜合公園組成的市級生態源、普通公園形成的區級生態源、小型公園綠地形成的區級生態源 與水域生態源。生態源地總面積約4 476.55 hm2，占研究區總面積的20.55%。生態廊道主要包括水系和周邊綠地組成的水系廊道、防護綠地組成的生態防護廊道，以及城市一級道路組成的道路綠道。生態廊道面積約3 189.67 hm2，占研究區總面積的14.65%。生態節點主要包括大型公園和生態水體。

圖2 生態源、生態廊道分布圖Fig.2 distribution of ecological resources and ecological corridor

4.2 生態空間評價及分析

4.2.1生態服務價值評價與分析

由生態空間識別結果來看，生態空間的用地類型主要是林地、草地、濕地、水域四種。經計算，中心城區各類生態空間的單項生態系統服務價值如表4所示。

由結果可知，中心城區生態空間的5類生態服務總價值為21 697.73萬元，單位面積提供的生態服務功能價值平均為5.29萬元。5類服務功能價值比為：凈化空氣0.93%，氣候調節3.64%，涵養水源49.61%，保育土壤1.22%，生物多樣性保護44.61%。5類功能價值總量排序為：涵養水源＞生物多樣性保護＞氣候調節＞保育土壤＞凈化空氣。由排序可知，生態空間的空氣凈化功能應加強，可以從增加林地、草地、濕地面積著手，建設城市天然空氣凈化器。

4.2.2空間使用功能評價與分析

以三個城市綜合公園為代表，通過實地調研和調查問卷的形式，對生態空間的服務功能進行調查，每個公園的綜合得分結果如表5所示。

由以上評價結果可知，株洲市中心城區生態空間總體使用功能良好，以三個市級生態源為代表的空間服務綜合得分為64.94。

空間概況：從2015年城市統計數據來看，中心城區人均綠地達11.6 m2，公園綠地1 249.1 hm2，占城市綠化總面積的1.5%。生態空間配置情況較好，但是游憩空間比例較低。

空間功能完整度得分最高為25.06，因為株洲為濱水城市，所調查公園內均有自然的綠地、水體，發揮了良好的生態涵養功能；應急防災避難場所面積有所欠缺，公園內開敞面積均不足10%；健身設施、健身步道設計基本可以滿足市民需求；公園內危險辨識性較差，所調查公園內除了少數文明游覽的提示，安全警示牌的數量極少。

空間服務質量得分22.0，游客滿意度得分較低。主要因為公園設施陳舊，環境欠佳；濱水空間方面，雖然市民對湘江風光帶的認同逐步上升，但是對其他支流河港如白石港、建寧港等濱水空間的滿意度很低，因其可達性較差，在市民生活中不會經常被使用。

空間可持續性得分10.4，分值較低。主要是因為空間對于地區特色文化體現不足。工業文明、鐵路樞紐的光輝歷史這一特色，除車站、沿江風光帶有所體現，城區其余公園綠地幾乎沒有展示空間；環境可持續性較差，空間節能環保設施缺乏。

4.2.3特色空間塑造評價與分析

宏觀來看，株洲是一個典型的濱江城市，湘江由南向北蜿蜒穿越株洲市區。由研究區范圍邊界周長（88 041.26 m）和面積（21 827.96 hm2）計算得出城市形態指數為1.681。研究區空間形狀指數大于1，形狀復雜，具有獨特的城市形狀；株洲依江而建，白石港、建寧港等多條支流匯入湘江，建成區的西北、西南和東面是山體，其空間環境可總結為“一江十港三面山”“山—水—城”聯系緊密（圖3）。

表4 株洲市中心城區單項生態系統服務價值（萬元/年）Tab.4 ecosystem service values in the downtown area of Zhuzhou (Ten thousand/year)

表5 空間服務質量評價結果Tab.5 spatial service quality evaluation results

中觀來看，中心城區已成型的景觀軸線包括炎帝廣場—天臺山路—新華路的景觀道路軸線和沿湘江的景觀視廊；法華山、五云峰等構成城市山脊線背景，是城市重要的山體標志；湘江作為城市水景的主軸帶也是城市重要的通風廊道。

微觀來看，市民對城市認知感最強的區域主要集中在兩大片區，一個是在河東火車站、蘆淞市場的中心，另一處是天元區政府、炎帝廣場一帶區域。市民對重要的歷史建筑認知度相對較低，對如南湖街的魯班殿、資福寺等了解較少，因為這些建筑衰敗破落，基本已經成為城市的角落地帶。

圖3 “一江十港三面山”的空間環境Fig.3 space environment of “one river-ten harbor-three sides mountain”

5 結論與討論

5.1 結論

從株洲市中心城區的生態空間評價結果可以得出以下結論。

首先，中心城區生態空間的5類生態服務總價值21 697.73萬元，單位面積提供的生態服務功能價值平均為5.29萬元。其中空氣凈化的這一項生態服務價值最低，占比0.93%，需增加生態空間中林地、草地、濕地的面積。

其次，中心城區總體使用功能質量良好，空間服務綜合得分為64.94。主要問題是：生態空間類型單一，游憩空間面積較少，安全性和可持續性較差，應在生態空間建設中增加安全基礎設施和綠色節能設施。

再次，株洲市中心城區的城市空間符合濱江—沿江—跨江的濱江城市空間拓展規律，具有城市山脊線和湘江通風廊道，“山—水—城”整體聯系性較好。主要的問題是城市風貌景觀要素分布不均，歷史文化特色發掘不足。

總體來看，株洲市山水本底條件良好，但是距離山水生態城市建設尚有一定距離，需要重點樹立山水關系，重新認識資源的價值，建立一種生態節約的建設模式。在城市空間塑造中，需要繼續發掘和落實近現代工業遺產在公共空間再生方面的作用，弘揚株洲特有的現代工業文明特色，創造出具有場所感和長久活力的特色城市生態空間。

5.2 討論

本文從人居環境視角對株洲市中心城區生態空間進行了客觀評價，分別從空間的生態服務價值、功能服務質量、特色空間塑造三方面進行了結果分析，研究成果對于指導提升城市空間質量、促進城市可持續發展具有重要意義，但仍存在不足。首先，本文在生態空間識別中未考慮小面積的綠地，與實際情況存在差異；其次，空間服務功能質量的評價指標還應該仔細斟酌、篩選，使指標更合理。在以后的研究中應改善當前研究的不足，提高空間識別的準確性和評價方法的科學性。

[1] 張臻, 楊培峰, 何波, 等. 自然里的都市——重慶大都市區生態空間規劃與管控研究[J]. 西部人居環境學刊, 2015, 30(01):113-117.

[2] 尹海偉, 孔繁花, 祈毅, 等. 湖南省城市群生態網絡構建與優化[J]. 生態學報, 2011,31(10): 2863-2874.

[3] 張遠景, 俞濱洋. 城市生態網絡空間評價及其格局優化[J]. 生態學報, 2016, 36(21):6969-6984.

[4] 劉卉, 趙樹明, 劉穎, 等. 城市發展主要地區生態網絡空間分析與優化——以天津“雙城”地區為例[C]//中國環境科學學會. 2013中國環境科學學會學術年會論文集（第三卷）, 北京: 中國環境科學出版社,2013: 1676-1682.

[5] 呂賢軍, 李鈮, 李志學. 城市群地區城鄉生態空間保護與利用研究——以長株潭生態綠心地區為例[J]. 城市發展研究, 2013,20(12): 82-87.

[6] 王智勇, 李純, 黃亞平, 等. 城市密集區生態空間識別、選擇及結構優化研究[J]. 規劃師, 2017(05): 106-113.

[7] 陳爽, 劉云霞, 彭立華. 城市生態空間演變規律及調控機制——以南京市為例[J]. 生態學報, 2008, 28(05): 2270-2277.

[8] 王如松, 李鋒, 韓寶龍, 等. 城市復合生態及生態空間管理[J]. 生態學報, 2014,34(01): 1-11.

[9] DZHAMBOV A M, DIMITROVA D D.Green spaces and environmental noise perception[J]. Urben Forestry and Urban Greening, 2015, 14(04): 1000-1008.

[10] LAURENT O, WU J, LI L F,et al. Green spaces and pregnancy outcomes in Southen Califonia[J]. Health and Place,2013(24): 190-195.

[11] PA N D U R O T E, V E I E K L.Classification and valuation of urban green apaces: A hedonic house price valuation[J]. Landscape and Urban Planning, 2013 (120): 119-128.

[12] MCCONNACHIE M M, SHACKLETON C M. Public green space inequality in small towns in South Africa[J]. Habitat International, 2010, 34(02): 224-248.

[13] 吳良鏞. 人居環境科學導論[M]. 北京: 中國建筑工業出版社, 2001: 15-20.

[14] 楊波. 大連城市人居環境評價與居住空間分異的初步研究[D]. 沈陽: 遼寧師范大學, 2002: 3-10.

[15] 株洲市規劃局. 株洲市總體規劃（2006—2020）[Z]. 2012修訂版.

[16] 株洲市統計學會.株洲市統計年鑒2016[Z]. 2017.

[17] LINEHNA J, GROSS M, FINN J.Greenway planning: developing a landscape ecological network approach[J]. Landscape and Urban planning, 1995(33): 179-193.

[18] 謝高地, 魯春霞, 冷允法, 等. 青藏高原生態資產的價值評估[J]. 自然資源學報,2003, 18(02): 189-196.

[19] 吳健生, 岳新欣, 秦維. 基于生態系統服務價值重構的生態安全格局構建——以重慶兩江新區為例[J]. 地理研究, 2017,36(03): 429-440.

[20] 淺見泰司. 居住環境評價方法與理論[M]. 高曉路, 張文忠, 李旭, 等, 譯. 北京: 清華大學出版社, 2006: 33-73.

[21] 熊春妮, 魏虹, 蘭明娟. 重慶市主城區城市景觀動態的多尺度分析[J]. 西南大學學報（自然科學版）, 2008, 30(05): 128-134.

[22] 王玉潔, 李俊祥, 吳健平, 等. 上海浦東新區城市化過程景觀格局變化分析[J]. 應用生態學報, 2006, 17(01): 36-40.

圖表來源：

表1-5：作者繪制

圖1：由云龍規劃公司提供的株洲市總體規劃圖整理

圖2：根據GIS空間分析繪制

圖3：株洲市云龍規劃公司提供