中國城市建成區綠化覆蓋率變化特征及影響因素分析

崔佳奇 ，劉宏濤, ，陳媛媛*

1. 西藏大學，西藏 拉薩 850000；2. 中國科學院武漢植物園/中國科學院水生植物與流域生態重點實驗室，湖北 武漢 430074；3. 中國科學院大學，北京 100049

城市建成區綠化覆蓋率是指建成區綠化覆蓋面積（即建成區內綠化種植垂直投影面積）占建成區面積的比重（李金路，1997）。城市建成區綠化覆蓋率是城市綠化規劃建設指標之一，在一定程度上反映了城市建成區綠化空間規模與建成區空間規模的比例，是中國城市園林綠地建設和生態環境質量評價中的重要考核指標，在行業標準《城市綠地分類標準》（CJJ/T 85—2002）中也要求“城市綠化覆蓋率應作為綠地建設的考核指標”。城市綠地是指具有大量植被的戶外場所（Jim et al.，2003），它不僅具有娛樂價值、自然資源保護價值、歷史文化價值及風景價值，而且與城市的生態環境、經濟效益息息相關（Jo，2002；Chen et al.，2008；陳寶明等，2016）。有研究發現隨著城市的擴張和城區人口的持續增長，城市綠地逐漸被侵占或破碎化（孔繁花等，2008），生物多樣性降低（毛齊正等，2013）、城市植被生產力低（王靜等，2017；趙安周等，2020）、城市熱島效應加劇（陳穎鋒等，2015；葛榮鳳等，2016；王曉俊等，2020）等許多城市生態環境問題顯現。這些由城市擴張帶來的不利影響可通過增加綠化面積來緩解（De Ridder et al.，2004）。

目前國內外針對城市綠地建設開展了大量研究，從內容來看，主要集中于綠地建設結構差異（汪洋等，2018；吳雙品等，2019）、時空演變特征（劉曄，2017；李彤杉等，2019）以及形成差異的驅動機制等方面（James et al.，2009；Zhou et al.，2011；Kabisch et al.，2014；劉志強等，2015；Richards et al.，2017）。從研究區域來看，國外已覆蓋國家、省域、市域、社區等多個尺度（Kühn，2003；Richards et al.，2017；王俊帝等，2019）；而國內則主要集中在市域尺度（如城市化程度較高的京津冀、上海、廣州等地）（蔡彥庭等，2011；李瑩瑩等，2016；胡云鋒等，2018），近年來針對國家和區域尺度也逐步開展了相關探索（Zhao et al.，2013；王靜等，2017；趙安周等，2020）。城市建成區綠化建設是由特定的自然環境條件和一定的人類活動共同作用的結果。溫度、光照、降水、地形等自然環境因子為城市綠地建設提供基礎保障，而城市規模、建成區面積、經濟發展水平、人口分布特征、綠地建設政策等社會經濟因子影響城市綠地建設水平差異。社會經濟因素（城市建設資金投入、人均GDP）與自然環境因素（地形地貌）對城市建成區綠化覆蓋率均存在一定的驅動作用（韓旭等，2008），在很大程度上決定了建成區綠化覆蓋率增長的快慢（Zhao et al.，2013），綠化覆蓋面積的改變是由多個因子共同作用的結果，但目前針對我國城市綠化覆蓋改變的影響因素研究多集中在以社會經濟因素為導向的分析（伍伯妍等，2012；葉駿驊，2013），結合自然與社會因素綜合反映城市綠化覆蓋率變化的研究較少。

本研究對 2002—2018年城市建成區綠化覆蓋率變化特征以及各地區的城市建成區綠化覆蓋率差異進行了分析，并從城市化指標和氣候指標兩個方面分析了影響建成區綠化覆蓋率的主要因素，以期為我國未來城市綠地建設、規劃以及均衡發展提供重要的理論支撐。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

（1）指標確定：為分析中國城市建成區綠化覆蓋率變化的影響因素，本文在綜合考慮數據的科學性、連續性和可獲得性的基礎上，共選取了包括自然環境因素與社會經濟因素在內的 19個指標，其中建成區綠化覆蓋率為因變量，其他為自變量，詳見表1。

表1 指標體系及數據來源Table 1 Indicator system and data sources

（2）建成區綠化覆蓋率時間變化特征：以時間為自變量，城市建成區綠化覆蓋率為因變量，采用最小二乘法回歸分析各城市建成區綠化覆蓋率的時間變化特征。同時，參考《城市園林綠化評價標準》（GB/T 50563—2010）和《國家環境保護模范城市考核指標及其實施細則》等有關城市綠地水平的標準以及國家環境保護模范城市環境建設考核指標（建成區綠化覆蓋率≥35.0%），考慮我國城市綠地建設水平的實際情況，將城市建成區綠化覆蓋率劃分為5組（＜15.0%、15.0%—25.0%、25.0%—35.0%、35.0%—45.0%、≥45.0%）（Zhao et al.，2013；劉志強等，2016），統計達到每組綠化覆蓋率的城市占比情況，分析其時間變化特征。

（3）建成區綠化覆蓋率區域差異。采用區域劃分標準將中國31個省（市、自治區）共621個地級市（因港澳臺統計數據缺失未對其進行分析）劃分為華北、東北、華東、中南、西南和西北等6個不同的區域（Zhao et al.，2013），分析不同區域建成區綠化覆蓋率差異及不同區域建成區綠化覆蓋率隨時間顯著變化的城市占比情況。

（4）影響因素分析：對分析指標進行偏態分布檢驗，對呈高度偏態分布的變量進行對數轉換。采用相關分析篩選出與綠化覆蓋率具有顯著或極顯著相關的城市化和氣候指標，采用多元逐步回歸分析影響城市建成區綠化覆蓋率的主要因素。因西藏自治區地域的特殊性，其綠化覆蓋率的發展趨勢較為復雜，影響因素分析中未將其納入。本文采用SPSS16.0（SPSS for Windows，Chicago，Illinois，USA）和Sigmaplot10.0軟件（Systat Software Inc.，San Jose，California）進行數據分析和作圖。

1.2 數據來源

本研究所采用的分析指標的數據主要來源于《中國統計年鑒》、《中國城市建設統計年鑒》、《中國資源和環境統計年鑒》和國家統計局網站，具體指標及數據來源見表1。

2 結果與分析

2.1 建成區綠化覆蓋率時間變化特征

2002—2018年，我國建成區面積及綠化覆蓋面積均呈逐年增加的趨勢，2018年建成區面積和建成區綠化覆蓋面積分別達到了 5.85×104km2和2.4×104km2，相比 2002 年（2.6×104km2和 7.7×103km2）分別增加了125.1%和213.2%。中國城市建成區綠化覆蓋率隨時間呈極顯著增長趨勢（R2=0.8927，P＜0.01），2018年建成區綠化覆蓋率（41.11%）相比于2002年（29.75%）增加了11.36%，其中，2006年和2008年建成區綠化覆蓋率年增長最為明顯，相比于上一年分別增加了 2.57%和2.08%（圖1）。

圖1 中國城市建成區綠化覆蓋變化趨勢（2002—2018年）Fig. 1 Change trend of green coverage in built-up areas in China from 2002 to 2018

2002—2018年間，建成區綠化覆蓋率達到模范城市基本要求（建成區綠化覆蓋率≥35.0%）的城市總體上表現為逐年增長的趨勢（圖2）。2002年，僅有6.45%的城市綠化覆蓋率達到模范城市的基本要求，到2018年約有93.55%的城市綠化覆蓋率達到模范城市基本要求。

圖2 中國建成區綠化覆蓋率分組城市占比分布（2002—2018）Fig. 2 The distribution of urban rate in group of built-up areas green coverage in China from 2002 to 2008

2.2 建成區綠化覆蓋率區域差異

2002—2018年城市建成區綠化覆蓋率均值表現為華東地區＞中南地區＞華北地區＞東北地區＞西北地區＞西南地區（圖3）。各地區建成區綠化覆蓋率隨時間均發生顯著變化（P＜0.05），變化顯著的城市占比情況表現為：華北地區 (94.60%)＞華東地區 (88.89%)＞西北地區 (84.21%)＞西南地區(80.95%)＞東北地區 (70.93%)＞中南地區 (65.88%)。

圖3 不同地區城市建成區綠化覆蓋率變化趨勢Fig. 3 Change trend of built-up area green coverage rate in different regions of China

2.3 建成區綠化覆蓋率影響因素分析

社會經濟指標中，除TUA和UA外，其他12個城市化指標（GDP、PGDP、LI、BUAP、BUA、BUP、UP、UPD、UAP、BUPP、TP、UPP）與建成區綠化覆蓋率具有極顯著相關性（P＜0.01）（圖4）。氣候因子指標中，年平均氣溫YT、年平均相對濕度YH和年降水量YW與建成區綠化覆蓋率有極顯著相關性（P＜0.01），年日照時數YS與建成區綠化覆蓋率無顯著相關性（P＞0.05）（圖5）。

圖4 我國建成區綠化覆蓋率與城市化指標的關系Fig. 4 The relationship between green coverage rate and urbanization indexes in built-up areas of cities in China

圖5 我國建成區綠化覆蓋率與氣候因子的關系Fig. 5 The relationship between green coverage rate and climate factors in built-up areas of cities in China

篩選與城市建成區綠化覆蓋率有顯著或極顯著相關性的城市化指標（GDP、PGDP、LI、BUA、UAP、BUAP、TP、UPD、UP、BUP、UPP和BUPP）和氣候因子指標（YT、YH和YW），分析其對綠化覆蓋率的影響。結果表明，城市化指標PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和氣候指標YT、YW、YH是影響城市綠化覆蓋率的主要因素，結果見表2。

表2 城市建成區綠化覆蓋率與城市化和氣候指標間的多元逐步回歸分析Table 2 Multiple stepwise regression analysis of green coverage rate and urbanization and climate factors in built-up areas of cities in China

其中，y表示建成區綠化覆蓋率，b1—b9依次表示 PGDP、YT、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP、YW、YH。該模型的擬合度達73.4%，說明該回歸方程數據擬合程度較好，其中的自變量能夠較好地解釋建成區綠化覆蓋率的變化。9個自變量都通過了t檢驗（表2），說明該回歸模型的樣本數據具有顯著的統計差異，該模型具有統計意義。

3 討論

隨著中國城市化建設的加速發展，人們對綠地的需求也越來越迫切，建成區綠化面積擴大是必然趨勢。從2002—2018年，我國建成區綠化面積擴增了1.65×104km2，增加了2倍多；綠化覆蓋率也從29.75%提高到41.11%，增長了 11.36%；綠化覆蓋率大于35%的城市占比從6.45%上升為93.55%，增長了14.5倍以上。這與中國城市綠地建設水平的提高，國家對城市生態環境的保護和改善越來越重視有關（汪菊淵，1992；Zhouet al.，2011）。其中 2005—2008年建成區綠化覆蓋率增長最為明顯，這一現象與中國十六屆五中全會提出促進城鎮化健康發展，加快環境友好型城市建設以及 2008年綠色奧運的舉辦有較大關聯。

2002—2018年我國城市建成區綠化覆蓋率整體呈穩步上升趨勢，但由于我國疆域遼闊，不同地區建成區綠化覆蓋率隨時間發生顯著變化（P＜0.05）的城市數量占比存在一定差異，其中華北地區最高，中南地區最低。不同地區建成區綠化覆蓋率也具有差異性，總體呈現東高西低，由東南至西北逐漸降低的趨勢和格局，即華東地區＞中南地區＞華北地區＞東北地區＞西北地區＞西南地區。這與伍伯妍等（2012）和邢琳琳（2015）的研究結果一致。但與Zhao et al.（2013）的研究結果（華東地區＞中南地區＞東北地區＞華北地區＞西南地區＞西北地區）有所不同。本研究相比 Zhao et al.（2013）的研究結果，主要表現為西南地區和西北地區及華北地區和東北地區的差異。西藏自治區整體綠化覆蓋率低，Zhao et al.（2013）研究中未將西藏自治區綠化覆蓋情況納入分析，而本研究在各地區建成區覆蓋率的差異分析中考慮了西藏自治區綠化覆蓋率，這可能是引起兩個研究西南和西北地區差異的主要原因。此外，隨著奧運會的舉辦華北地區大幅度增加了城市綠化投資，2010—2018年華北地區平均綠化投入是東北地區的2.8倍，是導致本研究中華北地區綠化覆蓋率高于東北地區的主要原因。城市綠化建設具有動態變化特征，社會經濟因子及不同階段的政策也存在一定差異，因此可能造成不同研究時段分析結果的差異性。但我國綠地建設的整體趨勢在不同研究之間是相對比較一致的，各個地區城市綠地建設水平發展不均衡是導致不同地區之間空間分異的主要原因，這與氣候、經濟及政策可能都存在一定的關系（劉志強等，2016）。氣候條件較好、經濟發達的沿海城市通常城市綠地建設水平較高，如華東地區和中南地區。與其相比，西部地區氣候干燥，植物生長環境惡劣，植物生產力低（Sun et al.，2011），地理位置不利于經濟發展，城市綠地建設水平低，如西北地區和西南地區。另外，東部沿海開放、振興東北老工業區、中部崛起等發展政策都推動著城市的綠地建設，西部是在國家強調區域經濟發展平衡政策實施后才開始加速發展的（周一星等，1999），西部大開發戰略進一步加快了其城市的發展。中南地區是綠地建設水平較好的區域，但近年來綠地面積增幅最小，原因在于綠地已達到了一定規模，該地區用地有限，綠化覆蓋面積增加受到較大限制，其綠地發展更注重于提高綠地質量（葉駿驊，2013）。

中國建成區綠化覆蓋率受城市化進程和氣候的雙重影響。本研究選取的14個城市化指標中，對建成區綠化覆蓋率有顯著影響的指標為PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP。這表明城市經濟發展水平及綠化投資力度是影響城市綠化覆蓋率的主要因素，在促進城市綠地擴大中起著至關重要的作用。加大城市綠地建設的經費支撐和投入力度有助于促進城市綠地建設的發展（韓旭等，2008）。這一研究結果也與伍伯妍等（2012）、葉駿驊（2013）及Zhao et al.（2013）等的研究結論相符。通常在一些經濟發展水平較高的城市，其綠化水平也相對較高（沈建法，2005）。有研究表明，1988—2011年中國城市綠地建設水平主要依托于建成區的規模，政策、經濟發展水平、人口密度對其也有較大影響作用（劉志強等，2015），其中政策導向是2003—2011年我國城市綠地建設的主要動力（吳嘯慧，2019）。李方正等（2017）研究結果也表明，2014年城市綠地率與城市化率、人均GDP、建成區面積和人口密度呈正相關，受人均GDP影響最大。區域經濟發展水平是城市綠地建設的主要影響因素和有力保障，提高城市綠地建設水平，進而吸引更多優秀人才，提高當地社會經濟實力，形成經濟與城市綠化的良性循環（葉駿驊，2013）。

氣候指標中，對城市建成區綠化覆蓋率有顯著影響的指標為溫度、濕度及降雨量。適宜的溫度和降水有利于植物的生長，進而有益于綠化覆蓋面積的增大和綠化覆蓋率的提高。有研究表明溫濕度是影響中國城市建成區綠化覆蓋率區域差異的主導因素（李彤杉等，2019），氣候優勢區位的城市綠地建設水平高于氣候劣勢區位。因此，在城市綠地建設規劃中應當尊重氣候規律，進行合理規劃建設。

4 結論

2002—2018年，中國城市建成區綠化覆蓋率持續并且快速增長。2002年中國城市建成區綠化覆蓋水平整體較低，93.55%的城市建成區綠化覆蓋率為35%以下。至2018年，中國城市建成區綠化整體水平較高，93.55%的城市建成區綠化覆蓋率達到了35%。2002—2018年，中國建成區綠化覆蓋率存在明顯的區域差異，表現為華東地區＞中南地區＞華北地區＞東北地區＞西北地區＞西南地區。各地區建成區綠化覆蓋率隨時間均發生顯著變化（P＜0.05），變化顯著的城市占比情況表現為華北地區(94.60%)＞華東地區(88.89%)＞西北地區(84.21%) ＞西南地區(80.95%)＞東北地區(70.93%)＞中南地區 (65.88%)。城市綠化覆蓋水平的空間分布整體呈現出由東部（華東、中南）—北部（華北、東北）—西部（西北、西南）逐漸降低的分布格局。影響建成區綠化覆蓋率變化的主要因子包括城市化指標 PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和氣候指標YT、YW、YH。分析中國城市建成區綠化覆蓋率時間變化特征和地區差異，對中國城市綠地建設、規劃和管理具有重要意義，能更好地發揮和實現城市生態價值。