城市绿地休闲服务供需失衡关...区识别与规划干预优先级划分_辛儒鸿.pdf

地 理 学 报ACTA GEOGRAPHICA SINICA第78卷 第3期2023年3月Vol.78,No.3March,2023城市绿地休闲服务供需失衡关键区识别与规划干预优先级划分辛儒鸿1，曾 坚2，梁 晨3（1.西南大学园艺园林学院，重庆 400700；2.天津大学建筑学院，天津 300100；3.河北工业大学建筑与艺术设计学院，天津 300130）摘要：城市绿地休闲服务是与城市居民关系最为紧密的城市生态系统服务类型之一。识别城市绿地休闲服务供需失衡关键区并划分规划干预优先级，对于精准提升城市绿地休闲服务供给效率、满足城市居民高品质休闲功能需求具有重要作用。本文以厦门岛为例，利用2019年遥感影像数据、兴趣点数据和统计数据等多源数据，应用InVEST模型、ArcGIS平台和GeoDA等空间分析工具，构建了城市绿地休闲服务供需评价指标体系和研究框架，评价了供需水平及空间聚类特征，并识别划分出供需失衡关键区和规划干预优先级。结果表明：厦门岛生境质量和植被生长状态均呈现“南优北劣”的空间分布特征；城市绿地休闲服务供给能力存在显著的空间集聚特征，高高热点区集中于南部和西部片区。常住人口密度与POI核密度均呈现出“总体均质、片区集中”的空间集聚特征；特殊人群人均绿地资源享有率差异较大；城市绿地休闲服务需求水平与供给能力的空间集聚特征相反，高高热点区分散于西南部及中部片区。识别出387个“低供高需”失衡关键区单元，主要分布于厦门岛中部及北部片区的居住区，该类区域面临城市绿地休闲服务供不应求的严峻挑战，需要重点修复和优化。划分出5个规划干预优先级，有44个单元处于-级优先区，该类区域需要优先干预，以精准缓解城市绿地休闲服务供需矛盾。关键词：城市绿地；休闲服务；供需；优先级；厦门岛DOI:10.11821/dlxb2023030161 引言城市是以人为中心的“社会经济自然”复合生态系统，城市扩张和人口膨胀造成两方面的普遍现象：一是城市绿地系统被不断压缩和碎片化，城市居民与自然环境严重脱离；二是城市居民对城市绿地休闲服务的需求数量、质量和多样性明显增强1。以上现象导致城市绿地休闲服务供给能力与城市居民需求水平之间的供需失配严重。这种供需失配涉及地域平等、社会公平和环境正义等深层社会问题，需要高度重视并进行合理优化2。城市绿地是保障城市生态系统稳定性的关键基底，是城市居民亲近自然、参与户外休闲活动的主要场所。城市绿地所产生的休闲服务功能作为与城市居民关系最为紧密的城市生态系统服务类型之一，被视为自然环境对人类社会享有的各种休闲、娱乐和体验机会的贡献4。大量研究表明，城市绿地休闲服务对改善居民身心健康、促进邻里互收稿日期：2021-07-23;修订日期：2023-02-23基金项目：中央高校基本科研业务费项目(SWU-KQ22030)Foundation:Fundamental Research Funds for the CentralUniversities,No.SWU-KQ22030作者简介：辛儒鸿(1990-),男,甘肃酒泉人,博士,副教授,研究方向为生态系统服务评价与绿色基础设施规划。E-mail:762-774页3期辛儒鸿 等：城市绿地休闲服务供需失衡关键区识别与规划干预优先级划分动、提升幸福感及提高生活品质等方面具有积极作用5-6。因此，评价识别城市绿地休闲服务供需失衡关键区，在矛盾最突出、问题最显著、干预最迫切的区域进行精准规划，对于有效提升城市人居环境品质和可持续发展水平具有重要意义。早在20世纪60年代初，Jacobs7、Seymour8、Wilkinson9等社会活动家和规划师就开始思考城市绿地资源分配对城市可持续发展的重要意义。经过长期的理论和实践积淀，现已形成较为丰富的成果，可总体概括为两个层面：在研究视角层面，大量研究调查了城市绿地的可达性10、服务半径3、内部条件（如面积11、植被质量12、休闲设施13）等方面的内容；也有研究讨论了城市绿地的用户体验14、便捷性、舒适性、满意度15及休闲活力16；在研究方法层面：部分研究基于遥感数据和GIS平台评价绿地休闲服务的空间绩效3，部分学者使用公众参与地理信息系统（PPGIS）绘制城市绿地休闲服务的空间分布，弥补了以主观认知为驱动的休闲服务映射方法的局限17；部分研究使用货币化经济模型18或生物物理指标来衡量城市居民对城市绿地休闲服务的需求期望，尤其在局部空间尺度19。总体而言，既有研究提高了数据获取及评价结果的效率，但尚不能精准反映不同社会群体及社会功能主导的人群分布对城市绿地休闲服务的实际需求20；单方面考虑城市绿地休闲服务的“供给能力”或“需求水平”的研究较多，但对于供需体系间的互动关系论证不足；有限的休闲服务供给能力与日益增长的需求水平之间的矛盾现实尚未得到根本解决。生态文明战略引领下，“以人为本”新型城镇化更加重视人本需求，强调人与自然的互利共生，以及城市绿地休闲服务的质量提升与分配正义。因此，探究城市绿地休闲服务的供需关系，是提升城市休闲服务供给能力、满足城市居民多元需求的重要突破口。厦门岛是闽南金三角经济区的中心城市，城市发展建设成熟，具有高密度城区的典型特征；同时，厦门岛城市绿地资源趋紧，休闲服务供需矛盾典型。鉴于此，本文以厦门岛为例，重点探讨休闲服务供给和人本需求之间的空间匹配关系，旨在精准识别城市绿地休闲服务供需失衡关键区，并明确规划干预优先级，为有效提升城市绿地休闲服务供给效率提供科学依据。研究结果在指导城市绿地系统规划、促进“以人为本”新型城镇化目标方面具有重要实用价值。2 研究方法与数据来源2.1 研究区概况厦门岛位于闽三角城市群的核心地带，是厦门市的政治、经济、文化、商业中心。国土面积157.76 km2，四周环海，是典型的岛屿型城市。同时，厦门岛位于亚热带河口海湾区域，具有丰富的城市绿地资源。近年来，城市发展带来的高密度人口和高强度活动已严重影响到城市绿地休闲服务供给能力，人本需求和生态供给之间的矛盾不断凸显，亟需借助科学方法进行优化调控。2.2 数据来源与处理研究数据主要涵盖栅格数据、普查数据和网络数据3种类型。Landsat8 OLI/TIRS遥感影像数据源自地理空间数据云（https:/)，选取成像时间为2019年9月22日（植被生长季），云量为0.61%，条带号为119/43，空间分辨率为30 m；使用ENVI 5.3平台对遥感影像进行校正、裁剪和目视解译，将研究区用地分为：林地、草地、耕地、水体、裸地和建设用地6大类型。常住人口，青少年（14岁）及老年人口（65岁以上）等特殊人群数据源自第六次人口普查，统计单元为居委会。兴趣点763地 理 学 报78卷（Point of Interest,POI）数据源自百度地图API接口，利用Python获取。为契合研究需要，根据城市用地分类与规划建设用地标准，对既有POI指标进行数据清洗和重分类，最终获得1433个具有代表性的级POI指标（表1）。行政边界、街道办、社区行政归属名称源自厦门市官方网站。城市路网数据（OSM路网）源于Open Street Map官网，利用ArcMap10.8软件对各等级路网进行融合处理和拓扑修正，利用线转面工具，将道路线状矢量转化为街区面状矢量，获得街区地块单元。2.3 指标体系与技术路线城市绿地的丰富水平及空间分布合理性，直接关系到城市休闲服务分配的公平正义问题。本文构建了城市绿地休闲服务供需评价指标体系与研究框架（图1），主要分为4个步骤：从供给韧性维度和供给潜力维度两个层面，构建城市绿地休闲服务的供给能图1城市绿地休闲服务供需评价指标体系与技术路线Fig.1 Supply and demand evaluation index system and technical route of urban green space recreational service表1基于土地利用类型的POI分类及数量特征Tab.1 POI classification and quantitative characteristics based on land use types用地分类公共管理与公共服务设施用地商业服务业设施用地绿地与交通设施用地绿地与广场用地级POI文化设施教育科研医疗卫生商务商业交通枢纽绿地广场级POI博物馆、展览馆、会展中心等高等院校、中学、小学、幼儿园、科研单位等综合医院、专科医院等大型写字楼、办公楼、购物中心等火车站、长途汽车站、港口码头等公园广场、植物园、风景区等POI数(个)3955489155195777643期辛儒鸿 等：城市绿地休闲服务供需失衡关键区识别与规划干预优先级划分力评价指标，具体包括：生境质量指数和归一化植被指数两项指标；从静态需求、动态需求，以及特殊社会群体的需求偏好3个层面，构建城市绿地休闲服务的需求水平评价指标，具体包括：常住人口密度、POI核密度和特殊人群人均绿地区位熵3项关键指标；基于各项指标评价结果及权重，确定供需综合指数；使用象限划分和优先级指数，识别供需失衡关键区，划分规划干预优先级。本文的基本研究单元为城市路网划分而成的街区地块，主要基于两方面的背景支撑。首先，街区是城市形态结构、城市功能、城市管理的基本组织单元，以街区地块为研究单元可与规划体系无缝衔接，是城市规划领域的重要分析尺度。其次，街区地块是重要的人文地理单元，也是地理学空间单元划分的重要类型之一21，从街区尺度探究城市绿地休闲服务供需机理，是对地理学范畴研究尺度的细化和推进落实。综上，基于街区尺度解决城市绿地休闲服务失衡问题具有重要的理论基础和现实意义。2.4 城市绿地休闲服务供给能力评估2.4.1 生境质量指数生境质量是表征绿地生态系统健康程度及其生态系统服务供给能力的重要指标之一22。本文使用InVEST 3.7.0模型对城市绿地生境质量进行定量评估。其中，InVEST-Habitat Quality(生境质量)模块基于土地利用数据、胁迫因子及权重、胁迫影响距离等因子，分析生境对外部胁迫因子的敏感程度，人类活动强度越大，生境所承受的威胁越大，城市绿地休闲服务供给能力越弱，反之亦然。计算过程为：首先计算出生境质量的退化度，进而计算出生境质量22。生境退化度指数计算公式如下23：Dxj=r=1Ry=1Yr|Wr/r=1RWr ryirxyxSjr（1）式中：Dxj为土地利用类型j中栅格单元x的生境退化度；R为生境胁迫因子数量，根据厦门岛的实际情况，本文选取机场、港口、铁路、主干道、次干道、城市建设用地作为生境胁迫因子；Yr是生境胁迫因子r栅格单元的总数；Wr为生境胁迫因子r的权重；ry为土地利用类型y栅格中生境胁迫因子的个数；irxy为胁迫因子r的最大影响距离；x为法律准入程度或到达度，反映土地资源或生态系统保护程度，考虑厦门岛的实际情况，本文将该因素视为均等；Sjr为土地利用类型j对于胁迫因子r的敏感程度，取值范围为0,1。生境质量指数计算公式如下23：Qxj=Hj|1-|DzxjDzxj+kz（2）式中：Qxj为土地利用类型j中栅格x的生境质量，Qxj取值范围为0,1，其值越大表明生境质量越好；Hj为土地利用类型j的生境适宜度；k为半饱和系数；z为系统固有换算系数，值为2.5。2.4.2 归一化植被指数城市绿地休闲服务供给能力还与绿地空间自身的植被覆盖度、植被生长状况等密切相关24。归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）与绿叶密度、光合有效辐射、植被生产力以及累积生物量等呈线性或近线性关系，能够有效反映植被覆盖度、植物生物量及叶面积指数等植被生长信息，现已成为监测植被覆盖度和生长状况的常用指标之一25。本文使用NDVI指数评价城市绿地植被生长状况26。2.5 城市绿地休闲服务需求水平评价2.5.1 常住人口密度城市居民对城市绿地休闲服务的需求水平取决于人口数量及其空间集聚特征。城市是一个动态、多样的复杂系统，人口的空间集聚主要包括以居住功能主导的“静态集聚”和