杭州城市公共綠地的可達性和公平性分析

徐慧鋒 徐麗華 吳亞琪 施益軍 陸張維

( 1. 浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室，浙江 杭州 311300；2. 浙江農林大學環境與資源學院，浙江 杭州 311300；3. 浙江農林大學風景園林與建筑學院，浙江 杭州 311300)

隨著社會經濟發展，人們越來越關注自身在空間上享有社會資源權利的平等性，即社會公平性[1-2]。作為城市重要的公共資源，城市公共綠地是指在城市中除封閉式附屬綠地空間以外的具有自然特征的，可以被所有居民享有的綠色空間，其范圍還包括藍色空間在內[3-4]。自俞孔堅等[5]引入景觀可達性以來，可達性在綠地空間分布研究的價值導向備受關注。公共綠地可達性（PGSA）是指城市居民前往公共綠地進行游憩休閑等日常活動的難易程度[6]。公共綠地公平性是可達性的延伸概念，通過加入綠地使用者的需求狀況，表示城市居民對公共綠地空間布局的滿意與否，反映居民平等享有公共綠地資源的差異性。研究公共綠地的可達性對于城市公共綠地的規劃布置的合理性具有重要的意義。

從目前公共綠地可達性的研究來看，常用的指標主要包含了綠地自身因素、交通因素以及社會因素三個方面。首先，從綠地自身因素來說，公共綠地的可達性首先會受到綠地自身因素的影響，具體包括綠地的質量、面積、形狀等要素。大量研究證明，公共綠地質量是吸引居民前往的重要因子，其中形狀、面積和服務設施的完善程度等都直接影響公共綠地的服務效率[7]。其次，從交通因素來看，城市道路的便捷性也是影響公共綠地可達性的重要因素之一[8]，道路便捷性通常可用距離成本[9]以及路網形式[10]和路網密度[11-12]等因子來表示，其中，交通的便利程度取決于道路網的完善程度，路網條件決定了可達性的出行成本的高低，而出行成本則是居民出行選擇的考慮因素之一。從社會因素來看，公共綠地的可達性會受到綠地與人口的空間位置關系的影響[13-14]，人口密度[15]、年齡[16]、職業[17]等因素直接影響公共綠地的可達性[18]。除此之外，不同的土地利用類型[1,19-20]會對可達性產生不同程度的阻力作用，具體可以通過土地利用混合度等測度指標來進行測算。總的來看，已有的可達性的相關研究，更多的注重指標的選取和研究方法的選擇，如網絡分析法[21-22]、引力模型法[23-24]、兩步移動搜索法[25-27]等，但是很少從公平的角度以及現有公共綠地下居民公共綠地資源的享有權利的角度進行研究。同時，對城市綠地的可達性高低值與城市公共綠地的空間布局是否一致、每個城市居民是否都能公平的享受最佳城市綠地服務、最佳質量的城市公共綠地能讓更多的居民能最公平的享受等問題的關注仍相對不足。基于此，本研究從社會公平視角，以3類指標構建城市公共綠地可達性估算體系，對杭州公共綠地及其基礎配套設施空間體系進行評價，為科學規劃公共綠地提供合理建議。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

研究區為杭州市主城區（圖1），包括江干區、上城區、下城區、拱墅區、西湖區以及濱江區，總面積約為680 km2，2017年常住人口約為350萬人。杭州市已形成“一主三副六組團”的城市格局，其中的“一主二副”位于研究區內（一主：以武林廣場、錢江新城為核心的城市主城區；二副：下沙副城、江南副城）。研究區公共綠地總面積約為6 200 hm2（不含轉塘區域的自然山體），形成數量上以小斑塊點狀公共綠地（主要是街頭綠地、河邊綠地公園、居住區公共綠地等）為主體，面積上則以大斑塊公共綠地（西湖風景區、西溪濕地等公共綠地）占主導的空間分布格局。目前研究區內部公共綠地相對偏少，未形成完整的點線面的公共綠地空間格局。

1.2 數據來源及處理

研究數據主要包括公共綠地數據、人口數據、基礎配套設施數據、道路數據、土地利用現狀數據（圖2～4）。公共綠地數據獲取是基于杭州市區范圍內的0.5 m分辨率的衛星影像數據，依據監督分類提取，并參照《城市綠地分類標準》進行綠地分類，分類包括綜合性公共綠地、專類公共綠地、社區公共綠地以及街旁公共綠地4類。人口數據通過杭州市的統計年鑒、2017年各街道政府工作報告得到的各街道常住人口數據。公共綠地配套服務設施數據（包括餐飲點、購物點、停車場點等配套服務設施點）是通過Python語言在百度地圖上進行網絡爬取獲得。土地利用現狀數據的獲取是基于杭州市規劃局提供的2012年土地利用現狀圖，結合2017年0.5 m分辨率的谷歌衛星影像數字化校正獲得。

圖1 杭州市主城區位置Fig. 1 The location map of Hangzhou main city

圖1 杭州市交通網絡Fig. 2 The traffic network of Hangzhou

圖3 土地利用現狀Fig. 3 The land use map of Hangzhou

圖4 人口密度分布Fig. 4 The map of residential density

所有空間數據均經過幾何校正后統一到WGS84投影坐標系下，幾何校正精度控制在0.5個像元內。人口數據通過克里金插值的方式進行處理[28]，得到相應的柵格文件。所有的數據均轉換為柵格文件，將所有柵格數據重采樣至500 m×500 m的分辨率[29]。

2 研究方法

2.1 可達性指標體系的構建

參考相關學者的研究[17-19]，本研究在構建城市公共綠地可達性評價體系時，首先確定了評價的主要方面，將質量因素、交通因素和社會因素確定為一級指標，在3個一級指標下共選取了8個二級指標。具體來說，公共綠地面積、形狀、設施數量作為質量指標的二級指標；距離成本、道路密度、網絡連接度作為交通指標的二級指標；人口密度、土地利用混合度作為二級指標。

一級指標采用問卷調查和專家打分綜合計算。通過權重賦值按問卷調查30%和專家打分70%得到最后權重。二級指標只采用專家打分法進行權重計算。

1）問卷調查法。問卷調查總共收集有效的問卷213份。對問卷調查的結果進行權重賦值和歸一化處理后得到權重值。

2）專家打分法。通過郵件的形式，要求各高校、規劃局等相關部門的專家學者針對各項指標進行打分，最終收到有效回復郵件28份，構造專家打分矩陣對專家打分結果進行統計分析。

根據問卷調查法和專家打分法得到各指標的權重，進行指標評價體系的構建，結果見表1。

2.2 百度熱力數據計算

百度熱力圖數據是一種帶有實時性的人口集聚分布的數據，能反映不同時間人口的空間聚集狀態[32-33]。本研究通過比較百度熱力圖與可達性計算結果，驗證可達性結果的準確性。為盡量減少通勤產生的人口集聚，選擇休息日的百度熱力數據作為驗證數據，獲取時間為2017年5月13—14日。節假日多為外地游客，而本研究主要針對當地居民，因此對于節假日數據不進行研究。

百度熱力圖數據處理過程為：將1 d的熱力值均值作為分子，24點的數據（可認為是城區人口集聚的本底）作為分母進行比值計算，得到周日熱力均值（TM）分布圖（圖5）。當0＜TM＜1時，人口流入小于流出，表示人口向外擴散狀態；TM=1時，人口流入與流出處于動態平衡；TM＞1時，人口流入大于流出，表示人口處于聚集狀態。

表1 公共綠地可達性評價體系Table 1 Evaluation system of public green space accessibility

圖5 周日熱力均值分布Fig. 5 Distribution map of thermal mean on Sunday

3 結果與分析

3.1 杭州市公共綠地可達性分析

公共綠地可達性及各指標空間分布情況見圖6。由圖6可知，公共綠地可達性在空間上的呈現與城市空間格局相一致，高值區域主要以武林廣場為中心，并以圈層遞減的趨勢向外擴展；同時，在下沙副城以及江南副城形成次一級的可達性高值聚集子中心。對比圖1可知，公共綠地可達性高低值分布結果與現有的公共綠地空間布局不一致，可達性值較高區域主要集中在核心區域（環西湖區域）的小斑塊公共綠地，而城郊結合部的大斑塊公共綠地的可達性呈現明顯的低值，顯然斑塊面積大的公共綠地并不等同于高的可達性。

從公共綠地質量指標結果來看，其冷點熱點的布局與圖1中公共綠地格局差異不明顯。在空間上主要以大斑塊公共綠地為中心形成高質量得分區域，主要集中在西湖風景區、半山風景區、靈山風景區等地大斑塊，其質量指標得分分別為0.96、0.56、0.71。這些區域由于自身條件優越，質量指標較高。其次是下沙副城區域（質量指標得分為0.91），盡管下沙副城不存在大斑塊公共綠地，但是中小斑塊較多且分布較為密集，出現僅次于西湖風景區質量得分的聚集點。結果表明盡管不存在大斑塊公共綠地，但是通過多個公共綠地聚集產生的空間疊加效應，也能夠使城市在集聚狀態下的中小斑塊面積的公共綠地質量最終得分提高。

圖6 公共綠地可達性及各指標空間分布Fig. 6 Spatial distribution of public green space accessibility and each indicator

從交通指標得分來看，呈現以杭州東站（0.63）、德勝立交橋（0.76）、留下（0.24）等交通樞紐和濱江社區（0.37）、下沙副城（0.34）、杭州高級中學（0.82）等市區核心區域為中心的熱點位置，以轉塘的自然山體（0.03）、下沙的喬司農場（0.04）等為中心的冷點區域。其原因在于：熱點區域位于城市核心區和交通樞紐地帶，道路密度高，出行成本較低，交通狀況便利；而冷點區域道路密度較低，且一般多為不開放空間（自然山林、農場）。結果表明，在道路密度、網絡連接度以及出行成本的影響下，公共綠地交通指標形成了以交通樞紐為核心的點狀分布，但并未形成明顯的帶狀的交通紐帶；道路建設主要集中在環西湖以及以東區域，西湖區南部等邊緣區域的建設力度不強，造成了交通指標得分較低的情況。

人口密度決定了公共綠地的使用頻率，而人口密度大的區域一般是城市建設用地開發強度最大的區域，土地利用混合度相應也較高。從社會指標得分來看，得分熱點區域為各個區域的核心區塊，如下沙副城的高校集中區域、西湖區的轉塘鎮區、濱江副城等位置。冷點區域則位于轉塘區塊自然山林、城郊結合部等人口密度低、土地利用類型變化不劇烈的位置。

公共綠地可達性結果與現有的公共綠地空間布局明顯不一致，居民在城市公共綠地資源享有權利方面存在不公平的現象。城市居民享有的公共綠地資源主要集中在中小斑塊公共綠地，而更為優質的大斑塊公共綠地卻沒有被充分享受，這主要是由于地處人口密度相對較低區域，或者是沒有形成集中連片區域，或者是交通便利度相對較低。從綜合的生態、社會體驗而言，顯然大斑塊公共綠地的效益更高，但是居民可達性相對較低，優質綠地被享受率相對較低，造成社會公共資源的浪費。交通指標以及社會指標對可達性結果的影響較大。

3.2 百度熱力圖下的城市公共綠地公平性分析

熱力均值結果表明（圖5）：人口的主要活動空間位于在武林廣場—錢江新城CBD區域（熱力均值為2.22）（即環西湖區域），同時在江南副城（熱力均值為1.63）以及下沙副城（熱力均值為1.21）形成了次一級的人口聚集中心，但這些地方多為商務活動集中區，公共綠地斑塊主要以小斑塊為主。西溪濕地、靈山風景區和半山國家森林公園等大斑塊公共綠地的百度熱力均值低，其值在1.0左右，人口集聚程度不高。

創建隨機點，將百度熱力均值與公共綠地可達性值進行相關性分析，結果見圖7。由圖7可知，熱力均值與公共綠地可達性結果呈極顯著相關（P＜0.01），相關系數為0.621，說明熱力均值的結果與公共綠地可達性估算體系得到的結果在空間上具有較高的相關性。表明現有的公共綠地可達性結果與人口活動的分布總體近似，但兩者在局部仍舊存在差異的地方，如濱江高教園區。

圖7 熱力均值與可達性值的相關性分析Fig. 7 Correlation analysis of thermal mean and accessibility

從社會公平性角度分析，現有公共綠地的空間布局存在居民公共綠地資源享受總體公平，局部公平失衡的現象。武林—錢江新城是研究區內部最主要的人口聚集區域，該區域的居民能夠充分的享受公共綠地資源，主要是西湖風景區以及穿插在內部的中小斑塊公共綠地。除此之外，下沙副城以及江南副城也是新的人口聚集區域，其主要的公共綠地類型是以中小斑塊為主。但是在錢江新城、濱江高教園區等區域的居民較難享受公共綠地資源，公共綠地享有的公平性在這些區域存在明顯的缺失，其主要原因在于這些區域還處于發展和改造階段，內部的城市公共綠地設施建設尚未完善。除此之外，公共綠地資源質量的享有也存在明顯區別。居民主要享受的是小斑塊公共綠地帶來的服務，而對于大斑塊公共綠地（西湖風景區以外）的享受不足，其主要原因在于大斑塊位于研究區邊緣地區，多遠離高密度人口聚集區域，出行成本較高。

4 結論與討論

本研究基于最能表達居民公平享受公共綠地的3類指標構建的可達性估算體系，對城市公共綠地的居民享受情況進行定量計算，并進行了百度熱力人口集聚狀態的驗證。結論如下：1）杭州市公共綠地可達性在空間上呈現同心圓向外延展遞減，形成次一級子中心的空間特征。可達性盲區主要集中在西湖區南部以及西部。2）城市公共綠地在空間上分配不均衡，居民享有公共綠地資源存在總體公平，局部不公平現象。城市居民享有的公共綠地更多的是城市核心區集中連片的小斑塊公共綠地，而對于更優質的城郊結合部的大斑塊公共綠地資源普遍存在享有不足的情況。3）影響公共綠地公平性的主要指標是交通指標以及社會指標。

基于本研究結論，提高居民公平享有公共綠地的有效途徑為：1）在城市更新過程中，應在人口密集的核心區塊（錢江新城、濱江區、下沙副城等地區）增加公共綠地面積和數量，可以通過開放單位附屬綠地、居住區公共綠地，增加濱河綠地等措施規劃若干小斑塊公共綠地，提升區域公共綠地質量。2）西湖區南部等區域，居住人口密度相對較低，但綠地面積較大潛力基礎較好，盡管可達性較差，可以通過增加公共綠地設施點或者開發自然山體，提升綠地吸引力，提高整體的可達性。3）積極拓展居民享有綠地的空間維度，完善城郊交通基礎設施的建設，增強與城市中心區域的聯系，引導城市居民前往城郊的公共綠地。