城市綠色空間生境樣方構成與形態要素：以西安為例

劉暉 曹朔 陳宇

不同于“城市綠地”[1]關注城市建設用地性質與類型，城市綠色空間（urban green space）更注重于城市環境中植物生命系統賴以生存的所有綠化場地所構成的空間格局，是構成城市生態系統的主體。城市綠色空間體系具有空間層級性和系統性[2]93，且影響著城市生態系統的品質。

圖2 老城區公共綠地布局理論模型The theoretical model of public green space layout in the old town

在中國城市建設模式的影響下，城市綠色空間呈現分散、獨立、重復的特征，形成尺度、要素、形態、結構豐富的城市生境，城市生境多樣性及連通性是城市生物多樣性的必要條件。其中，城市街區尺度的綠色空間系統是聯系城市整體區域和場地綠化之間的重要層級，保證其完整性與連通性是街區尺度下綠地系統規劃的重要內容。研究城市街區綠色空間、場地生境類型及其植物群落的空間匹配性問題，具有重要的理論和實踐意義。

1 中國城市街區尺度綠色空間及其分布影響因素

1.1 城市綠色空間與城市綠地

城市綠色空間的概念是伴隨城市綠地系統、開放空間、綠色基礎設施等相關概念逐步完善起來的，由于國內外城市建設發展的背景不同，學者對城市綠色空間關注的側重點也有所不同。在國外，城市綠色空間從城市開敞空間演變而來，被廣義理解為城市環境中植被覆蓋的空間，強調植被要素與空間要素的自然屬性和生態屬性[3-4]；在國內，起初通常將城市綠色空間與“城市綠地”概念對等，但隨著研究的不斷深入與拓展，其內涵不再局限于《城市綠地分類標準》（CJJ/T 85—2017）中所涵蓋的5類綠地范疇，還包括各種被綠化覆蓋的城市空間，以及不斷趨于網絡化的城市綠地系統[5-7]。

在本研究中，城市街區綠色空間主要針對的是中微觀尺度中公園綠地、防護綠地、廣場綠地、附屬綠地四大類城市綠地，以及各類立體綠化等其他綠化空間，更加關注綠色空間中場地生境及其植物群落的空間匹配性及連通性所形成的生態系統。

1.2 人的行為導向下城市綠地空間分布與格局

城市街區綠地量主要受用地類型及綠地率等城市建設規范的影響，其尺度、類型、分布依據城市綠地系統規劃形成。在街區尺度，城市綠色空間布局以人的社會功能需求為主導，規劃依據主要源于社區生活圈和城市綠道的控制性指標體系。2018年7月，住房和城鄉建設部在批準發布的《城市居住區規劃設計標準》（GB 50180—2018）中提出：居住區按照居民在合理的步行距離內可以滿足基本生活需求的原則，分為十五分鐘、十分鐘和五分鐘生活圈及居住街坊4級居住區。同時，標準明確了步行距離、居住人口、住宅數量、人均居住區用地面積等居住區分級控制規模和人均公共綠地面積、居住區公園規模等公共綠地控制指標，以總量控制及服務距離的調控機制影響著街區綠色空間的格局特征。

依據城市路網密度、居住區規劃及社區生活圈等建設規范，可以建立街區尺度下的綠色空間基本單元和理論模型。研究首先以十五分鐘社區生活圈的指標要求，對研究樣本的公共綠地量進行計算，確定十五分鐘社區生活圈內公共綠地應不小于20 hm2；其次，依據《城市綜合交通體系規劃標準》（GB/T 51328—2018）中對居住區街區尺度的指標要求，選定以200 m×200 m作為新規劃城區基本街區單元，舊城區由于規劃時間較早，路網密度不均，街區單元存在多種尺度；最后，依據居住區公共綠地分級控制指標和最小成本路徑法構建出研究樣本的綠色空間布局結構（圖1、2）。

圖1 新規劃地區公共綠地布局理論模型The theoretical model of public green space layout in new planning areas

2 綠色空間基本研究樣方與典型布局模式

2.1“樣方法”作為城市綠色空間的基本研究方法

景觀生態學研究中提出：各種景觀斑塊交錯分布，有機地結合在一起形成具有嵌套層次結構特征的“景觀鑲嵌體”[8]2。景觀生態學中采用空間幅度與粒度來表達景觀鑲嵌體不同嵌套層次的分析尺度，空間粒度指景觀中最小可辨識單元所代表的特征長度、面積或體積（如樣方、像元）[9]。在野外調查中常用“樣方法”進行觀測分析[8]164，如對不同類型植物群落的要素構成與空間結構特征采用相應尺度的研究樣方進行觀測分析。城市作為一種景觀鑲嵌體類型，其構成要素同樣具有多尺度嵌套層次結構關系，因此，本研究嘗試采用樣方法對城市景觀鑲嵌體的空間構成要素進行分析，探究城市綠色空間要素及其空間結構特征。

2.2 2 km×2 km研究樣方尺度的確定

景觀鑲嵌體具有尺度與等級特性，樣方法研究中的樣方尺度通常依據景觀鑲嵌體中要素斑塊的嵌套層次結構特征來確定，以保證該景觀鑲嵌體的要素完整性。景觀生態學在景觀的定義中提到，從城市建設角度出發，城市景觀既要包含生物的棲息環境，更要包含人類的生存環境[8]2。因此，城市景觀鑲嵌體應包含兼具生態、經濟、文化等具有明顯視覺特征的地理實體，如各類型城市綠色空間、教育、醫療、商業等空間要素。

確定城市景觀鑲嵌體最小可辨識單元（即研究樣方）的尺度是研究城市綠色空間要素及其空間結構特征的首要任務。已有研究證實，人的行為活動尺度影響著城市綠色空間的布局范圍。居民在使用城市綠色空間時存在距離梯度效應，1 km 和 5 km 的距離尺度分別是人在城市綠色空間使用時最舒適的行為尺度以及閾值行為尺度[10-11]。根據社區生活圈的相關規定，15 分鐘步行距離（800～1 000 m）是基本社區生活圈的尺度范圍，涵蓋了多個完整的街區，包含了相對完整的生態、經濟、文化等空間要素。

因此，本研究中選擇半徑1 km 的外切正方形（即2 km×2 km 尺度的正方形研究樣方）作為城市景觀鑲嵌體及城市街區綠色空間的基本研究樣方。該尺度研究樣方可作為分析城市形態結構、城市功能和城市管理等內容的基本單元，也可以體現城市街區綠色空間構成要素的完整性及其嵌套層次結構特征。

2.3 西安城市新舊城區綠色空間的典型模式及要素尺度

以“2 km×2 km”尺度作為研究樣方，對西安城市新舊城區范圍進行覆蓋劃分，通過地理信息系統（Geographic Information System,GIS）技術提取研究樣方的綠色空間結構特征，并通過聚類分析方法對研究樣方的綠色空間結構進行歸類，得出單核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散點分布型4種城市街區綠色空間典型結構模式（圖3）。

圖3 西安城市新舊城區綠色空間典型結構模式提取Extraction of typical green space layout in new urban areas and the old town of Xi'an City

在研究范圍內分別抽取4種典型城市街區綠色空間作為研究對象，通過實地調研的方式進行城市街區綠色空間的細化提取（圖4），并分析不同尺度綠色空間的占比情況（表1）。分析發現，西安市舊城區研究樣方中綠色空間整體占比較低，約9.83%～25.50%；新城區研究樣方中綠色空間整體占比高于舊城區，達到32.19%；點狀、塊狀綠色空間要素相較于線狀、帶狀綠色空間要素在新舊城區均占比更大；在多核心散布型樣方與廊道穿越型樣方中，點狀、塊狀要素與線狀、帶狀要素占比較為均衡。總體上，城市街區綠色空間主要以中小尺度綠地構成，綠色空間要素整體呈現尺度小、分布散的特征。

圖4 西安城市新舊城區綠色空間典型結構模式Typical green space layout in new urban areas and the old town of Xi'an City

表1 城市綠色空間典型結構模式的要素尺度占比分析Tab. 1 Analysis of the scale proportion of elements of typical urban green space layout

3 綠色空間研究樣方中的生境網絡建構探討

3.1 場地生境及其景觀要素的空間尺度與形態特征

量化植物群落與城市街區綠色空間的尺度關系是營建場地生境多樣性的關鍵。不同空間尺度下的植物群落格局和營建機制有所不同，且一個植物群落可能同時受到多個尺度過程的調控[12]。群落生態系統與場地設計相結合，用適生植物群落棲息地構成多樣化的城市街區綠色空間是提升城市生境質量的重要方式[13]。群落生態學領域常用“種–面積曲線”來確定植物群落的“最小面積”（minimal area）[14]，即在該尺度下總能包含一個完整的植物群落單位。場地生境的基本設計尺度需保證植物群落的完整性，還要便于在城市街區綠色空間規劃設計中重復與組合[15]。場地生境尺度與植物群落類型選用有直接關系，本研究認為植物群落作為一種景觀設計要素，其基本尺度能夠很好地介入場地生態設計中。在植物生態學研究中，植物群落研究的樣方大類分為：森林群落100～2 500 m2；灌叢或高草群落25～100 m2；中低草本群落1～25 m2[16]。在城市街區綠色空間場地生境營建中，地被植物群落組構可應用但不局限于花壇、花境、花池、建（構）筑物附屬綠地以及庭院綠地，而森林、灌叢群落的尺度更適用于城市公園、社區公園及游園綠地。

不同形態的場地生境對于匯流過程和營養物質的截留作用影響不同。同時，動物的擴散和覓食與斑塊的形態密切相關[17]。因此，城市街區綠色空間中生境類型及其形態特征對綠色空間的生態效益有著重要的影響。場地生境的形態特征可以與景觀生態學中斑塊、廊道理論進行轉譯，通過人工干預其空間布局，服務于城市街區綠色空間生境網絡構建。

3.2 場地生境類型分析

在城市街區綠色空間中，受人工設計干預以及小氣候分布、水文空間過程、土壤類型分布等因素的綜合影響，場地生境的空間尺度與形態具有多樣性特征[18]，在城市街區綠色空間規劃設計實踐中可以靈活運用場地生境類型多樣性特征結合適宜植物群落進行生境營造[19]，服務于人的功能需求的同時增強生態系統服務功能。

1）斑塊型場地生境。斑塊型場地生境在城市街區綠色空間中不僅規模占比大，而且類型豐富，如：生境花園（人工生境島）、城市林地、人工湖泊濕地、生物滯留設施、屋頂綠化等。斑塊型場地生境在尺度、功能方面也具有多樣性（表2）。

表2 斑塊型場地生境及其特征Tab. 2 Patch type site habitat and its characteristics

2）廊道型場地生境。廊道型場地生境主要指在城市綠色空間中以線狀或帶狀分布的生境綠地類型，如：城市綠道植被帶、林蔭道林帶、濱水界面、間斷性匯水路徑等。廊道型場地生境在城市綠色空間中主要支持物種棲息、遷移功能和景觀要素間的屏障或過濾作用（表3）。

表3 廊道型場地生境及其特征Tab. 3 Corridor type site habitat and its characteristics

3.3 城市場地生境的連通性

綠地生態網絡的相關理論可以用來指導城市街區綠色空間布局，使多種類型場地生境形成穩定運行的整體。城市街區綠色空間生境網絡指由各類型場地生境依照自然規律連接而成的空間組織格局[20]。當生態用地總量有限時，綠色空間的格局成為影響其生態功能的重要因素。

在城市街區綠色空間樣方中，斑塊型場地生境結合廊道型場地生境構成城市街區綠色空間生境網絡，且場地生境往往呈現層層嵌套的特征（圖5）。斑塊型場地生境中，生物滯留設施常嵌套于更大尺度的生境花園或城市林地斑塊中；廊道型場地生境中，間斷性匯水路徑依托于城市綠道植被帶、林蔭道林帶以及濱水界面等帶狀場地生境。

圖5 城市街區場地生境類型及空間分布Habitat types and spatial layout of urban block sites

斑塊型場地生境往往互為“源”“匯”，承載著豐富的物質信息及動植物資源；廊道型場地生境是斑塊型場地生境進行物質信息交流的重要路徑，物質信息依托場地水文過程、風、生物攜帶等媒介進行交換流通（圖6）。廊道型和斑塊型場地生境相互耦合形成生境網絡系統，提升城市生態系統服務功能。城市街區綠色空間格局中，現有的廊道型和斑塊型場地生境輻射范圍之外的區域，可以通過增加或調整點狀生境要素（如城市公園、街頭綠地、屋頂綠化）的空間布局，形成面狀的生態服務覆蓋；或可通過增加和調整城市綠道植被帶、林蔭道林帶和匯水路徑等帶狀生境要素，提升城市街區綠色空間中物質信息流的交換流通。

圖6 城市街區場地生境的連通示意Schematic diagram of connectivity of urban block site habitat

4 討論

在生態學介入城市規劃設計的空間尺度匹配關系中，城市街區綠色空間生境的多樣性與系統性具有不可替代的生態價值。城市街區綠色空間的研究方法與基本研究尺度、城市綠色空間與場地生境類型及植物群落的空間匹配性、場地生境斑塊的連通性是城市街區綠色空間生境網絡構建的三大關鍵問題。

1）通過綜述研究論證了“樣方法”作為城市景觀鑲嵌體及城市街區綠色空間的基本研究方法的可行性。從街區尺度綠色空間布局的影響因素角度，探討了“2 km×2 km”作為城市景觀鑲嵌體與城市街區綠色空間研究的基本樣方尺度。通過樣方法對西安市建成區綠色空間進行觀測分析，得出單核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散點分布型4種綠色空間典型布局模式。由于本研究的方法與內容均以西安市作為研究對象展開，研究得出的樣方尺度、城市街區綠色空間典型模式對于以西安市為代表的平原型城市有一定適用性，而對不同地貌特征的城市的代表性與適用性還需進一步的論證研究。

2）研究中對西安市街區綠色空間4種典型模式樣方的要素進行了細化提取，對比分析了城市街區尺度綠色空間、場地生境類型及其植物群落存在尺度、形態的空間匹配性。城市綠色空間是城市生態系統的主要載體[21]，依托城市街區綠色空間，基于生態踏腳石原理識別與組織斑塊生境和廊道生境，可以形成斑塊串聯的生境網絡，提高城市綠色空間的生態效益。但如何將街區生境網絡構建轉化為規劃設計方法、服務于存量優化的老城更新和增量發展的新城規劃還需進一步探究。

5 結論

樣方法是觀測與分析城市景觀鑲嵌體的有效方法，在以西安為代表的平原型城市，其研究樣方的基本尺度為“2 km×2 km”。采用該尺度樣方可以對城市街區綠色空間的尺度、要素、形態、結構以及生境類型、植物群落進行有效觀測與分析。“2 km×2 km”樣方內西安市街區綠色空間的要素構成和空間特征具有趨同性，呈現單核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散點分布型4種典型布局模式。4種典型模式下的城市街區綠色空間均呈現尺度小、分布散的特征。

生境斑塊類要素和廊道類要素是構成城市街區綠色空間的基本形態要素，其尺度特征證實了城市街區綠色空間與場地生境類型、植物群落存在空間匹配性。同時證實可以通過識別不同場地生境類型，營建相應植物群落，結合尺度、形態等要素特征介入街區綠色空間規劃設計中。城市生態學研究認為城市提供的生態系統服務依賴于城市生境斑塊的空間排列，特別是斑塊的面積、異質性和連通性[2]92。城市街區綠色空間的生境網絡構建的方法還需基于場地生境斑塊連通的生態學原理進行深入探索。

作者所在課題組基于風景園林學科在城市綠色空間規劃設計的實踐優勢以及景觀生態學、城市生態學關于城市生態系統的基礎理論，探索指向風景園林規劃設計的城市街區綠色空間生境網絡構建方法。旨在解決中國城市綠地系統規劃從以人的社會功能需求和空間結構優化為主的單一目標向人與自然共生的生態系統服務提升轉變的現實問題。研究目的在于為城市生境營造和修復提供目標導向，使城市街區綠色空間在滿足人的社會功能需求的同時，提供更廣泛的生態系統服務功能，為人類健康和福祉做出持續貢獻。

圖表來源(Sources of Tables and Figures)：

文中圖表均由作者繪制。