城市居住區多功能綠地景觀的景感生態學效應

毛齊正,王魯豫,柳 敏,郭青海,胡嬋娟,李元征

1 河南財經政法大學資源與環境學院,鄭州 450003 2 浙江理工大學建筑工程學院,杭州 310018 3 浙江省生態文明研究院,杭州 310018 4 河南省科學院地理研究所,鄭州 450052

城市綠地是一類位于城市范圍內,以植被為主,未開發的并向公眾開放的一類用地類型,為城市環境提供了諸如生物多樣性保護、文化服務、支持服務與調節服務等生態系統功能與服務[1]。其中,文化服務是指提供給居民的美學、教育文化、休閑娛樂以及精神的福祉[2],與居民的個體需求最為緊密,直接或間接影響了居民的生理與心理健康。影響綠地文化服務的因素較為復雜,如綠地的可達性、類型、面積、生物多樣性[3- 7]、管理[5]、基礎設施[8]以及居民的年齡、性別、文化水平、職業等社會經濟特征的主觀差異性[4, 9- 12]。越來越多的研究表明,城市綠地文化服務的供給與居民的需求之間存在較大缺口[13-14],已成為當前城市生態系統服務研究的熱點問題。相比綠地的客觀物理環境,居民對綠地文化服務的需求更加依賴對綠地物理環境的主觀感知。因此,為最大化城市綠地生態系統文化服務,城市綠地景觀的規劃與設計應以綠地自然要素為基礎,探索居民對不同綠地景觀的主觀感知與利用需求,這是以景感生態學為目標的景感生態規劃與設計的核心任務。

景感生態學是指以可持續發展為目標,基于生態學的基本原理,從自然要素(如光、熱、水、土、地磁、放射性和地形地貌)、物理感知(視覺、嗅覺、聽覺、味覺、光覺、觸覺等)、心理感知(宗教、文化、愿景、隱喻、安全、社區關系、福利等)、社會經濟、過程與風險等方面,研究土地利用規劃、建設與管理的一門科學[15]。多功能綠地景觀是指能夠同時提供多種生態系統服務的綠地景觀優化格局[16],越來越多的研究證實多功能綠地景觀能夠有效提高綠地生態系統文化服務,緩解環境的不公平性[17- 20]。盡管如此,對于如何構建多功能綠地景觀的研究尚處于探索階段,而營造迎合居民主觀需求的綠地景觀是當前城市綠地景觀規劃與設計的重要任務,為此,以滿足居民需求為主的景感生態學為多功能綠地景觀規劃與設計提供了直接的手段與理論支持。

居住區綠地是城市綠地系統中人為改造最強、可達性最高、利用率最為頻繁的綠地類型。居住區公共活動空間是指小區提供給居民開展休閑、游憩、文化、體育鍛煉等活動的開放性場所[21],是居住區用地類型中公共綠地的重要組成部分,可顯著提高居民的健康水平[19, 22-23]。當前國際上多個國家均規定了居民區內公共活動空間的配置標準[21, 24]。盡管如此,大多數國家與地區對公共活動空間的具體標準尚無規定[19],特別在發展中國家高密度城市居住區中,公共活動空間的類型、面積、綠化、可達性、文化屬性等景觀特征差異較大,所營造的景感特征明顯不同,直接影響文化服務水平。

綠地的休閑娛樂服務是指綠地為居民休閑娛樂活動提供便利的戶外活動機會,例如散步、休憩、放松、鍛煉身體、攀巖、騎單車、垂釣、打球等[25-26],是居住區綠地文化服務中最強烈的因子[20]。因此,本研究以中國鄭州市高密度居住區為例,選取了26個居民小區,基于居民在公共活動空間的休閑娛樂文化活動與公共活動空間的不同景感屬性特征(類型、面積、植被覆蓋、遮蔭率、管理水平、基礎設施),分析了公共活動空間的景感特征(視感、風感、觸感、心理認同感、風感、方位感)對休閑娛樂文化服務的影響,探討了居住區綠地公共活動空間的景感生態學效應,可進一步揭示多功能綠地景觀對生態系統文化服務和景感營造的影響機制,為多功能綠地景觀的規劃與設計提供直接的參考依據。

1 研究區與方法

1.1 研究區概況

研究區位于中國河南省省會鄭州市東北部的金水區,該區地理位置為東經113°40′—113°47′,北緯30°50′—34°57′。截至2019年,鄭州市金水區轄區總面積136.66km2,轄17個街道,常住人口133.34萬人,城鎮化率91.57%[26],是全省經濟最發達的城區之一。金水區地處北溫帶和亞熱帶氣候的過渡帶,屬半干旱、半濕潤大陸性季風氣候,四季分明,日照時間長,熱量充足,自然降水偏少,年平均氣溫14.8℃,降雨量586.1mm,主要特征是：春旱多風,冷暖無常；夏炎多雨,水熱同期；秋涼清爽,日照充足；冬季干燥,風多雪少。

1.2 居住小區公共活動空間內居民休閑娛樂服務水平

本研究選取鄭州市金水區26個小區,調查了不同類型的公共活動空間極其居民休閑娛樂活動特征,以評價公共活動空間居民的休閑娛樂服務水平。調查內容包括：居民的年齡、性別以及對應的休閑娛樂活動類型。所有數據均在2019.5.17—2019.6.28期間法定節假日的9:00—11:00與16:30—18:30采集,每個公共活動空間的調查時間為20min。最后,結合公共活動空間內上午、下午居民活動量(總人數),居民的年齡,性別以及休閑娛樂活動類型,分析公共活動空間內居民的休閑娛樂文化服務特征

1.3 居住小區公共活動空間的景感特征調查

Zhao等指出,人們通過適當的表現形式將某一或某些愿景賦予或融入某種載體(carrier),使人們能夠從這一載體及其相關的表現形式領悟這一或這些愿景。這些愿景可引導或規范人們的言行,進而促進和保障可持續發展的實現,因此把具有特定屬性的載體稱為景感[27]。城市居住小區綠地中不同類型公共活動空間具有不同的景感屬性特征,直接影響綠地生態系統文化服務。本研究公共活動空間的景感選取了視感、觸感、風感、方位感以及心理感應,相應指標見表1。各指標的內涵[15]及其調查方法如下：

(1)視感：與景觀格局、建筑風格、植物造景、文化遺產、教育宣傳、環衛環保、光環境有關。本文以植被覆蓋度、文化宣傳設施以及衛生條件表征視感。估測公共活動空間內的植被覆蓋度,分為植被覆蓋率<20%, 20%—40%,>40%以及水體4個類別,小區內水體包括噴泉、池塘與人工湖泊。文化宣傳設施的數量指廣告欄、閱報欄的數量。公共活動空間的清潔度劃分為3個等級,整潔、中等、臟亂。

(2)觸感：與景觀的建筑材質與步道設計相關,本文以休憩設施、兒童游樂設施、垃圾桶數量、健身設施進行數量統計。

(3)風感：與降溫增濕效應相關,本文以遮蔭率表征風感效應,分為4個級別,遮蔭率<30%,遮蔭率30%—70%,遮蔭率70%—90%以及遮蔭率>90%。

(4)方位感：與地標建筑與視覺軸線有關,以公共活動空間內部藝術設施的數量來表征。

(5)心理感知：與綠地可達性、透視性、傳統文化、神圣感以及安全感密切相關。公共活動空間的類型與面積使得居民的心理感知最強。根據功能特點,判定公共活動空間的類型,并基于彩途K20H手持GPS定位儀的面積測量模式,圍繞公共活動空間外圍根據軌跡自動記錄公共活動空間的面積。

表1 公共活動空間的景感類型與指標

1.4 數據整理與分析方法

本研究原始數據的整理在EXCEL 2010完成,統計分析采用IBM SPSS Statistics 21軟件。基于ANOVA單因素差異性分析與單因素線性回歸分析,分析了不同景感特征指標對居民社會經濟特征與居民活動量的影響。篩選居民活動量具有顯著影響的單個指標,基于多元線性回歸分析,探討了影響公共活動空間休閑娛樂服務的關鍵景感特征,并應用逐步回歸分析方法,構建了影響小區綠地公共活動空間居民活動量的最優預測模型。

2 結果

2.1 居民休閑娛樂活動對景感特征選擇的個體差異性

基于鄭州市金水區26個小區80個公共活動空間居民的休閑娛樂活動情況,本研究共計調查到2151個居民活動樣本,結果顯示(圖1)：公共活動空間內占比最高的休閑娛樂活動為兒童玩耍/看孩子(61%)、休息(16%)與健身(6%)；占比最少的休閑娛樂活動為下棋、跳舞與喝茶；男性與女性基本持平,分別占49%、51%；低齡兒童與60歲以上的老年人比例最高,占29%、23%,比例最少的為20—30歲以及40—50歲人群。不同性別與年齡居民僅對不同類型公共活動空間的心理感知與觸感存在顯著性差異(表2),主要表現在：男性較女性更偏愛健身區；低齡兒童偏愛健身區、運動場以及兒童游樂場；中年人偏愛運動場；老年人偏愛健身區。盡管如此,居民不同群體對多數景觀感知特點的反應未呈現顯著性差別。

2.2 不同類型公共活動空間的景感特征及其對居民休閑娛樂活動的影響

26個小區共計調查到9類共80個公共活動空間(圖2),數量最多的為廣場、兒童游樂場與健身器材,分別為15、12、10個,數量最少的為涼亭(5)、綜合性廣場(6)與運動場(7)。

表3展示了不同類型公共活動空間的景感特征。不同類型公共活動空間均具有可達性與安全感的心理感知特點。水體的景感特征最豐富,具有植物配置、建筑風格與文化教育的視覺效果,自然流水的聽覺效果,水體的嗅覺感,內部與周圍的建筑材質與個性設計的觸感效果,調節溫濕度的風感效應,可達性、透視性、文化認同、安全的心理感知,地標建筑的方向感。廣場具有大面積人工塑造的建筑材質、步道設計、地標建筑與視覺軸線帶來的觸感,其心理感知與大腦的方向感表現較強。涼亭與長廊具有營造小氣候、降噪與塑造地標建筑的景感特征。兒童游樂場具有可利用的觸感。運動場具有觸感、心理感知以及地標建筑的方向感。此外,具有不同景感特征的公共活動空間的休閑娛樂服務存在顯著性差異,表現在(表2、圖2、圖3)：居民在水體景觀的活動量顯著高于在其他8類公共活動空間(P<0.001)；綜合性廣場、廣場、長廊與健身區的居民活動數量顯著高于涼亭與健身器材區(P<0.001)。

表2 居民在不同景感特征公共活動空間內的個體差異

圖1 居民在公共活動空間內休閑娛樂活動特點Fig.1 Characteristics of residents′ recreational activities in public activity space

圖2 小區不同類型公共活動空間Fig.2 Different types of public activity space in residential area

表3 不同類型公共活動空間的景感體驗特點

休閑娛樂活動在不同類型公共活動空間的分布存在顯著性差異(圖4)：居民在水體景觀的悠閑娛樂活動最為豐富,12類休閑娛樂活動中11類休閑娛樂活動均出現在水體；健身區健身與兒童玩耍的居民活動量顯著高于其他類型的公共活動空間；廣場主要是居民打牌/下棋、看孩子、兒童玩耍的休閑娛樂空間；長廊為居民提供了較好的休憩場所；運動場為體育鍛煉提供了良好的空間；涼亭提供的休閑娛樂活動最為有限,僅支持看孩子與休息兩類休閑娛樂活動。

圖3 居民活動量在不同類型公共活動空間的差異性 Fig.3 Differences of number of residents between different types of public activity space

圖4 休閑娛樂活動在不同類型公共活動空間內的分布頻率Fig.4 Frequency of recreational activities in different types of public activity space

2.3 景感生態的視感與風感效應

公共活動空間具有顯著的風感與視感效應,表現在：遮蔭率在40%—60%的公共活動空間內居民活動量最高(P<0.01),植被覆蓋率>40%的公共活動空間的居民活動量顯著高于覆蓋率在20%—40%與<20%的公共活動空間,而水體的居民活動量顯著高于其他植被覆蓋特征(圖5)。盡管如此,不同整潔度公共活動空間并未展現顯著的視感效應,表現在居民活動量在不同整潔度的公共活動空間并未存在顯著性差異(P=0.433)。

圖5 居民活動量在不同遮蔭率與植被覆蓋公共活動空間的差異性Fig.5 The difference of number of residents in public activity spaces with different shading and vegetation coverage ratio

2.4 景感生態的心理感知效應

居民對不同面積公共活動空間的心理感知存在顯著差異,直接影響其休閑娛樂文化服務水平。居民活動量與公共活動空間面積的回歸分析結果表明：居民在小區綠地公共活動空間的活動量與其面積大小呈現顯著相關(圖6),即隨著公共活動空間面積的增加,居民的活動量顯著增加(R2=0.6073),居民對大面積公共活動空間具有較強的心理認同感。

綜合公共活動空間的景感特征(類型、面積、遮蔭率、植被覆蓋率、內部休憩設施數量、衛生設施數量)以及小區的社會經濟信息(小區房價、占地面積、小區戶數、物業費、建筑面積、容積率、綠化率),采用逐步回歸分析法構建了小區內公共活動空間居民活動量的預測模型(表4),得出最優模型為：居民活動量=22.576+0.044×公共活動空間面積-3.499×公共活動空間類型+0.007×小區戶數(R2=0.678,P<0.001),對公共活動空間內部居民活動量影響最大的為公共活動空間的面積(P<0.001,B=0.044),其次為公共活動空間類型(P<0.001,B=-3.499),最后為小區戶數(P=0.001,B=0.007)。

3 討論

3.1 居民對公共活動空間景感選擇具有個體差異性

城市綠地對居民休閑娛樂活動的吸引力是評價綠地生態系統文化服務最客觀的指標,本研究使用小區綠地公共活動空間內居民的活動量與休閑娛樂活動類型表征公共活動空間的休閑娛樂服務功能,其結果可靠性較強。大量研究指出綠地的文化服務與居民的社會經濟屬性(如收入、職業、家庭、文化背景等)有關,而年齡與性別是研究生態系統文化服務最為普遍采用的兩個社會學人口指標[28],本研究基于不同性別與年齡的居民群體在公共活動空間內的活動量及其休閑娛樂活動類型,具有較強的代表性。

不同群體對不同類型公共活動空間的景感心理認同存在顯著差異,體現了景感生態學的個體差異性原則,主要原因在于不同群體的休閑娛樂活動類型存在差異,表現在：女性偏向“靜”(休息、照看孩子),男性更偏重“動”(健身、運動)的休閑娛樂活動；低齡兒童的主要活動為玩耍,集中在兒童游樂場、健身區與涼亭,且與兒童游樂設施與衛生設施存在顯著的相關性,中老年的主要活動為健身、休息與散步,集中在健身器材區、廣場以及綜合性廣場。此外,青少年更偏愛體育運動,主要集中在運動場。不同居民群體對景感選擇的差異性要求居住區應面向多類群體進行多功能綠地景觀的規劃與設計。

表4 公共活動空間內居民活動量的多元線性回歸分析結果

圖6 公共活動空間面積與居民活動量的線性回歸分析 Fig.6 The linear regression analysis between area of public activity space and the number of residents

3.2 居民對綠地公共活動空間的安全性與可達性具有較強的主觀心理感知效應

居民的休閑娛樂活動對小區綠地公共活動空間的安全性、可達性的心理感知效應具有較強的依賴性,反映了居民對景觀心理認知的整體性特征[15]。研究表明,城市綠地的清潔度與整潔度可顯著提高居民對周圍環境的滿意度[5, 29]。盡管如此,本研究結果顯示公共活動空間的整潔度對居民活動量無顯著影響,居民更為看重公共活動空間提供的功能與服務,主要原因在于：鄭州市早期規劃的小區屬于人車混行的交通管理模式,居民在小區綠地休閑娛樂的安全性較差,公共活動空間成為相對隔離與安全的活動空間；此外,少部分低密度、人車分流的高層住宅小區,盡管植被覆蓋度較高,但可進入性較差,居民在綠地的活動只限于公共活動空間。因此,針對提高居民心理感知效應的綠地可達性與安全性營造是未來多功能綠地景觀規劃的重要方向。

3.3 居民對公共活動空間物理感知的系統性是影響居民休閑娛樂活動的重要因素

居民對景觀的物理感知具有系統性特征,居民的視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺等物理感知功能作為一個系統是無法拆分的[27],公共活動空間提供的居民物理感知越豐富,其景感生態學效應與文化服務水平越高。景感生態學效應可指基于生態學原理而打造的具有不同景感特征的景觀所帶來的生態系統服務效益。居民在小區的休閑娛樂活動更偏愛水體景觀,主要源于其自然屬性給予居民的多重物理感知。Bertram 等通過居民對城市公園的使用情況以及主觀評價,得出居民最看重綠地的自然屬性,而對自然屬性貢獻最大的是水體景觀[5]。水體景觀兼具視覺的美感、聽覺的靈動感、自然水體的臭感、水流動的觸感、降溫增濕的風感以及水體獨特的心理認同感等多種景感效應。大量研究已證實,與其他類型綠地相比,城市水體的美學價值、靈感[30]、存在價值、休閑娛樂價值[31]以及地方性特色的價值更高[32]。此外,綜合性廣場不僅具有較高的植被覆蓋與植物造景,而且具備完善的基礎設施(衛生設施、文化教育設施、休憩設施、健身設施)與獨特的藝術景觀設計(優美的步道、地標建筑、視覺軸線、雕塑),營造了視覺的美感、實用性的觸感、場景覺察的心理感應以及方位感等多重景觀感知特征。本研究調查到的綜合性廣場內小區居民活動量僅次于水體,是未來小區綠地公共活動空間規劃與建設的重要方向。

不同類型公共活動空間具有不同的景觀感知特征,多類型公共活動空間為小區綠地營造了多功能的綠地景觀,提供了豐富的景感效應與生態系統文化服務,已有研究指出小區內部公共活動空間類型越豐富,小區居民對綠地文化服務滿意度越高[33]。居住區應盡可能布局多類型的公共活動空間,以滿足不同群體對景感的需求,增加小區居民對綠地的利用率,提高小區綠地文化服務與人類福祉。此外,本研究發現公共活動空間的風感具有顯著的景感生態學效應,表現在具有中等遮蔭率的公共活動空間的休閑娛樂服務價值更高。鄭州市夏季較為炎熱,本研究原本期望小區綠地公共活動空間的遮蔭率越高,居民活動量越高,但結果顯示中等遮蔭率的公共活動空間對居民休閑娛樂活動的吸引力最強。主要原因有：(1)遮蔭率>90%的公共活動空間主要為涼亭與單一的健身設施,休閑娛樂服務較為有限；(2)遮蔭率<30%的公共活動空間遮蔭效果最差,對居民的吸引力最低；(3)遮蔭率40%—60%的公共活動空間視野更寬闊,更適應多樣化的居民休閑娛樂活動。

3.4 公共活動空間面積對心理感知效應的影響

小區綠地公共活動空間的面積越大,居民的休閑娛樂活動量越多,能夠有效彌補因綠地面積缺乏而降低的生態系統文化服務與功能。大量研究表明城市綠地面積越大,對居民的吸引力越強,其生態系統功能與服務越高[8, 29, 34],越來越多的研究指出居民健康[18, 24, 35]與居住區周圍綠地的數量及距離無關,僅與周圍最近綠地的規模以及質量有關。因此,研究學者與政府規劃決策部門一直在探尋距離居民最近綠地的最小面積,如頻繁提出的最小面積有500、1000m2、2500m2和5000m2[36]。 Ekkel指出居住區周圍小規模與孤立的自然景觀對于居民日常休閑娛樂活動具有較大的吸引力,并無最小面積限制[36]。在土地更昂貴的城市居住區,小區綠地公共活動空間對居民休閑娛樂活動的影響是否存在最小或最大面積規律尚無定論。本研究結果顯示居民活動量隨綠地公共活動空間的面積呈線性增加,不存在最小、最大面積效應。由上可知,公共活動空間面積的景感效應主要體現在：公共活動空間面積越大,其景感營造更為多樣化,居民的景感體驗越豐富,對景觀的心理認同感越強。因此,在小區綠地植被面積較為有限的前提下,可重點營造大面積的公共活動空間,豐富居民的景感體驗,提高生態系統文化服務。

3.5 豐富綠地景感體驗是構建多功能綠地景觀的直接手段

景感生態學理論在城市景觀規劃與設計的核心任務是以自然要素為基礎,從人的物理感知、心理感知以及社會經濟等特點出發[27, 37],構建滿足人類需求的景觀進而提高生態系統文化服務。多功能綠地景觀在應對因城市綠地面積嚴重不足而急劇降低的文化服務占據重要地位。盡管如此,當前多功能綠地的景觀規劃與設計較為抽象,實踐操作具有一定難度,具有景感構建目標的景感營造為多功能綠地景觀建造提供了直接的操作手段,主要原因如下：第一,景感生態學側重居民對景觀直接的主觀感知,針對居民多層次需求進行景觀規劃與設計,有利于生態系統服務最大化,彌補了以往單純基于綠地景觀實體進行生態系統服務的景觀規劃；第二,景感生態學將景觀的生態效應直接賦予不同景感營造上,規劃與設計的內容更直觀可見；第三,豐富居民景感體驗,即是構建多功能綠地最為直接的路徑,如增設水體、大面積的公共活動空間以及多類型的公共活動空間的核心即是豐富居民的景感體驗(視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺、心理效應等),以在有限的空間最大化提高生態系統服務。

景感載體化是將景感愿景直接賦予實體景觀,可為綠地景觀規劃提供更為直接的參考依據。如視覺可以植被覆蓋為載體,聽覺可以水體為載體,臭感可以植物與水體配置為載體,觸感可以各類基礎設施為載體,風感可以遮蔭率為載體,心理感應可以不同場景為載體,方位感可以多樣的藝術軸向設計與地標式建筑為載體。景感載體化有利于將抽象景觀轉化為自然實體并充分考慮居民的主觀感受。因此,未來城市綠地景觀規劃與設計中,運用景感生態學理論和景感營造原則,在有限的空間內通過景觀設計實現景感載體化,改善與增加綠地生態系統服務,以緩解城市綠地的不公平性,這一可操作性較強的景觀規劃理論與方法應得到更為廣泛的關注與實踐應用。

4 結論

隨著城市的快速發展以及城市人口的急劇增長,越來越多的自然植被由密集建筑代替,導致生態系統服務急劇下降。在發展中國家高密度城市居住區,構建多功能綠地景觀是提高綠地生態系統服務,解決有限的綠地面積與環境不公平性的重要手段。本研究基于鄭州市居住小區公共活動中心的景感特征及其休閑娛樂文化服務間的關系研究,探析了公共活動空間的景感生態學效應,為基于景感效應的多功能城市綠地景觀規劃與設計提供了重要的參考依據。主要結果表明：公共活動空間是居住區綠地文化服務的重要景感載體,大面積與綜合性的公共活動空間提供了多種類型的休閑娛樂服務,居民的景感體驗更豐富,心理認同感更強,文化服務價值最高。營造具有多類型景感特征的公共活動空間、構建多功能綠地景觀是提高居住區綠地文化服務的直接手段。未來可進一步結合居民對綠地景感的主觀評價與感知水平,探討公共活動空間的景感特征與服務程度,并通過綠地景感的需求與供給的權衡性研究,針對居民對不同景感的滿意度及其重要性進行評價,以探討直接影響綠地文化服務的景感營造。