城市綠色空間研究進展與展望

劉 暢，張曉瑞，b

合肥工業大學 a.建筑與藝術學院，b.數字人居環境研究實驗室，安徽 合肥 230009

0 引言

城市綠色空間的概念最早起源于《大倫敦開發空間法》中“城市開放空間”。19世紀后半葉，霍華德提出的田園城市中將綠色空間納入城市規劃的有機組成。隨著1843年第一個城市公園——伯肯海德公園建立，以公園為主的綠色空間逐漸發展成為改善城市環境的一項基礎設施。在之后倫敦城市規劃和莫斯科綠地系統規劃中，綠色空間逐漸開始引導城市空間結構的產生。現階段健康城市建設中，不僅保證居民健康生活的需要，而且體現了“環境—行為—健康”協調可持續發展理念。當今隨著新時代社會矛盾的轉變，城市中“人與空間”的矛盾日漸凸顯，灰色空間占城市空間的比例上升，從而一定程度上導致了城市承載力下降、生態環境惡化等問題，影響居住者的公共健康。為了更好地推進城市綠色空間理論及實踐研究，文章系統梳理了國內研究的主要內容和技術方法，以此發現研究的關鍵問題和存在的不足。

1 理論概述

1.1 基本概念

在城市綠色空間的理論體系中，國內外對其有不同的見解[1]。國外學者認為城市綠色空間能改善城市生態環境，范圍包括城市綠地、運動場、私人花園、正式和非正式的綠色森林、道路邊緣、廢棄土地和園藝。國內相關學者對其概念理解也有所不同，李鋒、王如松認為城市綠色空間是由園林綠地、城市森林、立體空間綠化、城市農田和綠化廊道等構成的綠色網絡體系[2]。邢忠認為城市綠色空間是指城市規劃區范圍內自然與半人工的綠地空間，分為建設區外圍林地、農田、水域等與城市建設區內公園綠地、防護綠地等公共性質的綠化用地[3]。王思元[4]認為綠色空間是以自然植被和人工植被為主要存在形態，能發揮生態平衡功能并且對生態環境、景觀空間和居民休閑生活有積極作用、綠化環境較好的用地，包括城市用地及其他非建設性的綠色開放空間，比如河流水岸、耕地、綠地以及其他非建設用地。綜合來說，城市綠色空間是指在城市內部空間為居民提供生態、教育、休閑等服務價值的開放或半開放的空間，是由綠地空間、濕地和水域共同組成的空間系統。

與綠色空間不同的是，城市綠地主要包括城市中主要有植被覆蓋的用地空間。范圍包含了城市建設中用于綠化空間的土地，以及包含非城市建設用地，如城市綠化隔離帶等對城市生態景觀具有積極作用的其他區域。而城市綠色空間是從兩方面對傳統的綠地概念進行了拓展：一是描述了與由城市建筑、廣場等構成的“灰色空間”對應的一種空間關系；二是涵蓋了國土空間中所有人工參與或自然主導的開放空間，并參與構成“藍綠空間”[5]是國土空間生態安全格局的基礎。

1.2 關鍵問題

通過中國知網資源檢索，以“城市綠色空間”作為主題詞，共檢索到316篇期刊文章，其中有107篇來自核心期刊。國內最早對于城市綠色空間研究的文章來自于1985年，淺談居住區綠色空間的不同營造形式對人心理、身體健康的影響。目前關于城市綠色空間的研究有街區級、組團級及市域級3個不同尺度的綠色空間體系[6]。不同尺度及語境下綠色空間也發揮不同作用以創建居民健康生活。作為宏觀尺度下的城市綠色空間系統，比較側重于整體景觀格局構造以及基于遙感等技術下的某個城市空間布局模式、城市綠道及可達性、數量規模等理論實踐研究。微觀視角下的社區街道綠色空間則是側重于植物對環境的影響作用，進而探索分析了植物康養、體力活動對聚居環境的作用機制。基于上述基本理論，可以歸納出城市綠色空間理論的關鍵問題，即景觀生態空間格局和公共健康問題。

1.2.1 景觀空間格局

景觀空間格局是由不同大小、形狀的景觀要素經過排列組合，組成的景觀單元空間分布類型。城市綠色空間格局對于城市生態環境的發展有長期性、結構性的作用，對于構建綠色、集約、低碳的國家級新區的建設同樣具有重要的意義，是提高城市綠色空間生態環境效率的重要方式。在城市日益趨于存量發展的今天，完善城市綠色空間格局并探索其模式已成為當務之急。現多數學者采用將土地利用類型進行遞進分析的方法來預測城市綠色景觀格局[7]。

1.2.2 公共健康

世界衛生組織(WTO)在1984年提出構建“健康城市”的概念，2016年聯合國大會《人居Ⅲ議程》強調提出，構建城市綠色空間生態網絡對21世紀公共健康發展具有重要作用。2018年習近平總書記考察時提出建設“公園城市”。從歷史上看，城市公園和綠色空間的出現是由于城市中傳染病的肆掠所致，公共衛生的發展促進了以健康為導向的景觀設計進一步發展。在城市空間生命共同體中，實現經濟綠色低碳、文化繁榮創新是未來城市的發展目標。

2 應用研究

整體來看，目前地理學、生態學、醫學、林學以及社會學等國內外對城市綠色空間研究均有涉及但略有不同，但對于城市綠色空間概念界定大體一致。現國內研究側重于景觀格局、風景園林規劃以及宏觀層面的城市生態，而國外過多注重環境、公共健康領域研究。通過CiteSpace軟件對中國知網302篇“城市綠色空間”為主題的期刊文獻進行分析，得到其最大的聚類關鍵詞(圖1)分別為“綠色空間”“風景園林”“心理健康”“園林城市”“城市規劃”以及“遙感”，可以發現目前國內城市綠色空間研究專業受限，主要以風景園林及城市規劃專業，未出現具體的跨學科研究，研究單一化。同時對關鍵詞進行突現分析(圖2)，得出“屋頂花園”曾在1996—2014年研究較多，近些年未有更深研究。近些年，研究者更多的將目光重點放在“公眾參與”“城市更新”“公園城市”以及“體力活動”中。以此得出，未來研究將注重在公眾參與下可進行體力活動的城市更新設計。文章通過城市規劃、公共健康以及城市綠色空間定量研究進行概括論述。

圖1 關鍵詞聚類及時空分布圖Fig.1 Keyword clustering and spatiotemporal distribution map

圖2 關鍵詞突現圖Fig.2 Keywords emergent graph

2.1 城市空間格局規劃和城市生態

通過知網期刊檢索發現，1985—2022年，中國關于城市綠色空間研究主要集中在空間規劃與生態保護。在景觀生態學、城市規劃等相關理論的支持下，國內關于城市空間格局與生態規劃研究主要涉及城市邊緣區、城市規劃區兩個方面。

2.1.1 城市邊緣區綠色空間規劃保護

城市邊緣區是指城市發展到一定階段之后，以城市建成區的基本界限為內邊界，以城市物質要素如工業、居住、交通、綠地等的擴散范圍為外邊界，延伸至城市周邊廣大農業用地的區域，是鄉村向城市過渡地帶，是土地開發最活躍的地帶[8]。城市邊緣區的綠色空間則是指位于城市邊緣的自然或近自然區域，其主要功能是維護生態，保護土地和服務城市，如農田、森林等[9]。

周婕等人[10]在對城市邊緣區綠色空間體系架構中提出主要組成要素為農業綠地、林業綠地、休憩綠地、環保綠地及水域濕地，并在開發過程中注重合理開發利用土地資源、堅持完善城市邊緣區生態支持系統，并結合有效控制城市過度膨脹擴張以增強城市邊緣區綠色空間構建。基于城市邊緣區綠色空間的基本特征，汪淳等人[11]提出參考生態景觀、社會經濟發展、居民行為認知、現狀威脅綜合評價因子，進行城市邊緣區綠色空間范圍界定，從而考慮綠色空間中人地關系的影響。孟婕認為以景觀生態規劃與涉及理念推進城市邊緣區鄉村景觀規劃，注重地方特色景觀保護，促進城鄉協調發展。王思元等人[12]提出針對不同城市綠色空間格局的規劃優化策略，認為城市邊緣區綠色空間格局分為“綠環/綠楔”“鑲嵌式綠塊”“綠色補丁”3種類型，未來規劃發展注重塑造復合生境、增加功能內容及形式，塑造彈性空間，建立生態補償機制等。城市邊緣區綠色空間作為城市外圍的綠色走廊，擁有大量優質的生態資源，對生物的繁衍和城市生態系統穩定具有重要作用。邢忠等人[13]借鑒美國“綠圖”的規劃設計方法，提出城鄉結合部空間的生態網絡構建。馮一凡等人[14]以北京市豐臺區南宮郊野公園為例，將城市邊緣區構建成適宜的生態棲息地，融入環境教育，營造更加豐富的生態景觀。城市邊緣區綠色空間規劃體系是城市綠地系統規劃一部分，也是促進區域協調、過渡銜接及有機融合的紐帶。同時，楊亦松[15]從郊野公園視角下，總結出二道綠隔空間結構及未來建設思路。

2.1.2 城市規劃區綠色空間更新保護

城市規劃區綠色空間的營造是國內城市綠色空間的研究重點。隨著城市體量的不斷擴大，面臨實現綠化生態、改善人居環境品質的發展有限等問題。董璐[16]認為應加強城市規劃區綠色空間規劃，采取建設屋頂花園、治理河流等措施豐富綠色空間生態效益。目前，屋頂花園已經成為一種廣泛應用的集約型城市公共空間[17]。胡蘭[17]提出在把握本體建筑與屋頂花園的整體關系，深入其生態功能設計，以此補償地面綠化面積不足，起到改善生態質量的作用。基于城市規劃及相關理論，剖析城市公共空間與城市肌理的關系，結合復合化的交通體系，使得城市綠色空間形成可持續的網格化生態格局。

近幾年來，國內關于城市綠色空間景觀格局的成果被引用頻次最高的文獻與城市內澇相關。唐鈺嫣等人[18]利用景觀格局指數來進行建模等水文分析，主要通過探究景觀格局對城市暴雨產匯量的影響來判斷綠地的連通性對城市生態及內澇風險的作用。研究表明綠地景觀格局對雨水徑流量具有較顯著的影響，建設用地斑塊的聚集度越高、破碎程度越低，其優勢度越高，內澇災害風險就越高，而城市景觀空間對城市內澇的影響剛好相反。同時研究表明城市綠色空間格局對于改善人居環境和城市空間結構具有重要價值。張彪[19]等通過北京10年內土地覆蓋變化信息，評估綠色空間滯留雨水的能力，并認識城市綠色空間對雨水徑流的控制作用。城市綠色空間格局對城市生態具有舉足輕重的作用，城市綠色空間體系由具有健康效用的斑塊、廊道、場地以及腳踏石構成，實質就是通過廊道將城市中不同大小的斑塊連結，構成城市生態網絡，是減少城市熱島效應的合適途徑，普遍研究反映城市綠地降溫效應具有重要生態價值[20]。此外，劉濱誼[21]認為熱舒適度是評價城市綠色空間的重要途徑，通過熱舒適度評價方法，結合平均投票 (PMV)、標準有效溫度 (SET*)、生理等效溫度 (PET)和通用熱氣候指數 (UTCI)評價指標進行空間回歸分析，再通過從空間、個人、氣候構成的三元框架總結熱舒適度的影響因素。

2.2 公共衛生與健康問題

在城市更新進程中，城市綠色空間改善是將健康理念融入城市建設過程的重要切入點。作為人工干預的“第二自然”，綠地對城市居民健康的影響主要體現在：一是促進居民室外運動及體力活動；與室內活動場所相比，綠色環境活動可以引導居民健康運動，提升居民身體素質，改善公共健康。二是對居民心理疏導；根據卡普蘭的注意力恢復理論以及烏爾里希壓力釋放理論來看，城市綠色開放空間作為調節人情緒的積極緩解要素，能夠提供娛樂休閑空間，緩解快節奏生活產生的壓力，并降低患有精神疾病的風險。

以公共衛生為基礎的城市綠色空間早在19世紀就受到西方學者的關注，如園林城市、有機疏散、鄰里單元等。工業化和城鎮化的快速發展，導致城市公共設施落后，人們缺乏活動空間，空氣污染日益嚴重，一些西方國家也爆發了大規模的傳染病，逐漸意識到景觀空間的重要地位，進而引入了城市綠色空間。如今，隨著2019-nCoV急性呼吸道疾病在全球蔓延，公共衛生、康復景觀和園藝療法引起了公眾對公共健康的思考和關注。通過利用空間回歸分析法，探究了病例分布與綠色開放空間的可達性，以此判斷傳染病與城市環境的關系，并對未來健康城市規劃提供借鑒。王蘭[22]利用文獻分析軟件對國外綠色空間和呼吸健康關系進行分析，發現不同區域屬性、人群及空間尺度存在差異原因，并提出未來完善不同尺度下綠色暴露測度方法。目前國內外通過關注PM2.5等污染物實測的研究以進一步緩解空氣污染。在研究尺度上，主要集中在園林植物通過吸附污染物能力以及不同群落結構對城市生態的作用。在宏觀尺度上也有基于遙感分析植被覆蓋度和空氣污染物的大氣氣溶膠光學厚度，以此來探討二者之間的相關性，從而減緩空間污染物。孫佩錦[23]通過回歸模型和曲線擬合探索城市綠色空間與人群體力活動的關系，認為與人群體力活動有關的是城市公園內部的公共服務設施。

在涉及綠色空間與居民心理健康關系的研究中，國內研究主要在于城鄉規劃、城市經濟、林業和環境科學，國外文獻側重于生態環境、公共空間與職業健康學、城市研究、地理學等。結合醫學、生態學、心理學等學科的指標和方法，形成科學研究體系，深入探討綠地生態效益與人類健康(包括心理健康)之間的直接因果關系，是未來研究的重點方向[24]。在公共空間健康環境中，應盡可能采用縱向和實驗研究設計，探索綠色空間在各種環境下的暴露值；通過關注公共綠色空間周圍環境的影響，了解不同用戶群體如何參與綠地活動，進一步研究綠色空間體力活動的量化方法，利用行人網絡和空間句法，了解綠色空間的具體定量價值；并且通過了解不同用戶群體如何參與綠色空間活動，更好地了解綠色空間的屬性與體育活動的關系。國內研究表明，城市綠地與居民心理健康存在相關性，多數實證研究證實了正相關性。

2.3 城市綠色空間定量研究

在國土空間背景之下，從全局觀的角度來健全生態斑點—廊道機制網絡，此外空間格局的定量研究(表1)也能助力于規劃及政策的生態效益評價，通過識別生態斑塊分布的空間互補結構以及構建立體空間綠化體系，從而對城市生物多樣性提供保護。目前國內關于空間格局多是依托于遙感等技術平臺的支持，綠色空間格局的定量化研究不僅要揭示城市化進程中產生的生態環境效益，更應當與整體規劃或者相關宏觀政策結合[25]。在部署城市綠化干預措施時，應對多元社會環境挑戰，保護城市生態系統，改善已經建成的環境和氣候恢復能力，都會需要大量的學術理論支持。

表1 城市綠色空間定量研究方法[28]Table 1 Quantitative research method of urban green space

目前基于ArcGIS的最小累計阻力模型是構建生境網絡廊道的普遍方法，借助于InVEST-MCR復合型模型來思考城市綠色空間的生境網絡格局構建和如何維護生物多樣性。城市綠色斑塊具有降低空氣污染物的生態功能，從而改善城市風、熱環境，加速有害顆粒物擴散，減少循環污染。成超男[26]采用遙感影像與大數據結合的形式研究城市綠色空間時空變化，探析了其對城市熱環境的改善作用。在未來應更加擴大基于人的需求的環境定量研究，并且細分城市環境空間，以此獲得關于城市綠色空間服務水平與服務壓力更加準確的影響因素。如今北京、武漢、南京、廣州等城市已經考慮規劃城市綠色通風景觀廊道，以緩解城市空氣污染。研究多以ENVI-met 分析模擬為主，以植物及其群落為主要研究對象，結合綠化覆蓋率、綠地格局，對城市顆粒物和AOD(城市尺度)進行探索。在城市維度的語境下，綠色空間合理引導城市規劃發展方向，保護生態環境。

3 存在問題

整體來說，城市綠地空間在調節城市小氣候、緩解空氣污染和促進公共健康等功能受到廣泛關注。這反映了當前城市綠色空間跨學科研究的趨勢。城市綠色空間作為各個城市空間規劃涉及的有效決策支持方法和工具[27]，相比城市綠地，這形成了整體的生態網絡結構，功能更加全面。盡管現從各個方面進行了有效探究，但仍存在許多問題很不足，綜合來看主要表現在以下幾個方面。

(1)在現有的理論體系構架下，未突破學科壁壘，未來城市的可持續發展需要多學科融合。城市綠色空間的研究范圍在建筑學、城鄉規劃學以及風景園林學中有界限，未來城市的可持續發展需要多學科融合。風景園林學科中長期關注“綠地”“景觀營造”，對于“景觀空間”“綠色空間”研究欠缺，對于整體城市空間的整體性和系統性價值認識不清[29]。總體研究方向集中在景觀格局變化及環境效益的方面，對于城市綠色空間演變及生態效益等方面研究文獻有限，缺乏更深層次及系統性的研究成果。

(2)關于數據的可視化表示，對數據分析和人工智能算法等前沿技術領域關注不夠。當前數字公共空間方向的研究主要集中在如何利用大數據和空間位置信息進行視覺呈現和分析，這對于空間學科來說無疑是非常重要的。然而，與量化數據的空間分析方法相比，目前城市綠色空間研究的體系結構未得到新的突破，也沒有取得更多創新性、實質性進展。基于人的需求的城市綠色空間評價研究有限，研究獲取數據較少仍有待提高，以人為本的人居環境發展仍是主要方向[26]。雖然數據量化挖掘分析和人工智能算法等前沿數字技術在相關研究中顯示出強大前景空間，但至今在綠色空間領域這方面研究較少并且不夠深入。

4 研究展望

根據城市綠色空間理論研究的關鍵問題和存在不足，綜合研究現狀和未來發展需要，未來應從研究方法、評價體系、空間規劃三方面進行深入研究。

4.1 方法改進

多學科視角下，基于定量和定性研究方法，判定城市綠色空間的生態價值及其社會價值。隨著大數據時代的發展，數字技術的飛快發展給城市綠色空間研究提供新的思路。景觀數字技術手段呈現出多元化、技術化的特點，各學科普遍呈現“以計算機技術為依托，論證(實測或訪談)與模擬、預測或模型評價相結合”的研究趨勢。未來城市綠色空間格局與定量研究在豐富和發展上，更加注重格局研究與空間規劃的結合，并可以運用到生態系統服務評價中。

4.2 評價體系完善

目前關于城市綠色空間建成環境服務水平的量化評估與提升研究尤為不足，并且分類評價范圍較小且模糊。未來可通過利用數字結構模型，結合定量研究，提出一個系統性、標準化的評價體系，更準確、詳細的衡量該地區城市綠色空間的生態價值和社會價值，以理解和實測綠色空間對環境的貢獻與作用。

4.3 空間規劃格局優化

目前正處于國土空間規劃背景下，為了不斷推進實施生態文明建設，作為影響城市生態系統、社會發展以及經濟增長的重要因素，空間規劃不斷強化生態空間開發保護格局的構建策略。一是嚴格保護山水林田湖草等重要生態要素基礎上，強化生態要素之間聯通，增加系統穩定性。二是聚焦城市水災防控和城市韌性，提高其公共服務能力，保障城市綠地服務的公平性。在智慧生態城市建設的背景下，目前對于城市綠地格局評價與優化的研究主要以遙感衛星影像、GIS以及大數據為支撐，利用多源數據進行空間信息提取、動態監測、情景模擬、了解用戶群需求等綜合方法，對城市綠色空間格局進行定量和定性分析。

5 結語

今后風景園林專業發展不能局限于傳統的綠地系統，而應向多元化、復雜的城市綠色公共空間系統擴展。城市綠地是城市生態系統的主要載體，更是推動建設“公園城市”的重要抓手。依托城市街區綠地，根據生態墊腳石原則，識別和組織斑塊生境和廊道生境，形成斑塊連接的生境網絡，提高城市綠色空間生態效益。以綠色空間發展格局引導未來城市空間規劃發展和生態文明需求，來推動城市生態可持續發展。在當今中國城市建設從增量開放走向存量更新的過程中，風景園林學科的研究對象從單一城市綠地拓展為公共空間，城市綠色空間不僅屬于公共空間的一部分，更是城市生態可持續發展的重要載體，于此認為公共綠色空間應成為未來風景園林學科關注和進步的方向。