趙 林，林 菁，毛國(guó)柱，王 喆

(天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津300072)

公園所提供的環(huán)境服務(wù)和社會(huì)功能是保障城市居民生活質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[1]，其服務(wù)效率與市民尤其是老齡居民的健康狀況密切相關(guān)[2-3]。在城市規(guī)劃過程中，科學(xué)定量地評(píng)價(jià)公園的服務(wù)效率有助于城市公共綠地的優(yōu)化布局，實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)均等化[4]。

近年來，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在公共服務(wù)設(shè)施的布局優(yōu)化和服務(wù)評(píng)價(jià)中運(yùn)用可達(dá)性概念[5]，是指從空間中任意一點(diǎn)到源(公共服務(wù)設(shè)施)的相對(duì)難易程度[6]。自1959年Hansen嘗試定義可達(dá)性在大都市區(qū)域中的表達(dá)方法[7]，這一概念即成為城市規(guī)劃領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。一方面，可達(dá)性概念被運(yùn)用到大尺度區(qū)域的規(guī)劃布局研究中，例如東南亞城市在國(guó)際航線中的可達(dá)水平[8]、高速鐵路網(wǎng)絡(luò)中省際范圍內(nèi)各城市的通達(dá)程度[9]等。另一方面，可達(dá)性分析作為地理學(xué)的分析方法，也被運(yùn)用到小尺度區(qū)域內(nèi)關(guān)于公共服務(wù)設(shè)施的研究中，相關(guān)研究已涉及商業(yè)金融設(shè)施[10]、醫(yī)療設(shè)施[11]、學(xué)校[12-14]、公園[15]等的布局合理性及服務(wù)效率評(píng)價(jià)。然而，在可達(dá)性計(jì)算方面，現(xiàn)有研究常采用統(tǒng)計(jì)指標(biāo)法、緩沖區(qū)法、最小距離法等方法，這些方法都在不同程度上存在精度不高的問題，即無法體現(xiàn)小尺度區(qū)域間的可達(dá)性差異，在模擬可達(dá)性變化表面時(shí)存在一定偏差。另一方面，國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究在將可達(dá)性作為評(píng)價(jià)公共設(shè)施服務(wù)效率的指標(biāo)時(shí)，多忽略了區(qū)域內(nèi)人口分布密度變化造成的服務(wù)效率差異，且將基于可達(dá)性的服務(wù)效率評(píng)價(jià)用于公園規(guī)劃方案的決策和調(diào)整還未見報(bào)道。

本文以《滄州市城市總體規(guī)劃》中構(gòu)建的主城區(qū)公園體系為研究對(duì)象，利用GIS，采用費(fèi)用距離法模擬到達(dá)公園的真實(shí)路徑和阻力，計(jì)算規(guī)劃方案中城市公園系統(tǒng)的空間可達(dá)性，表達(dá)小至10米×10米尺度上的可達(dá)性變化。本文在可達(dá)性模擬基礎(chǔ)上，考慮了城市區(qū)域中的規(guī)劃人口分布變化，對(duì)城市公園服務(wù)效率和服務(wù)公平性進(jìn)行量化，為滄州市城市公園規(guī)劃方案的決策和調(diào)整提供依據(jù)。

一、評(píng)價(jià)范圍界定

滄州市的主城區(qū)由京滬高速公路、石黃高速公路以及規(guī)劃中的京濟(jì)高速公路圍合而成，選取其中的規(guī)劃居住片區(qū)為研究區(qū)域。當(dāng)前滄州市公共綠地存在總量少、布局不成系統(tǒng)的問題，其公共綠地總面積僅為2.03平方千米，為城市建設(shè)用地的3.43%。2006年末，滄州市城區(qū)居住人口約為61.3萬人，2020年規(guī)劃人口為100萬。

為創(chuàng)造清晰、系統(tǒng)的城市綠地景觀格局，提供便利、高效的公共服務(wù)，滄州市城市總體規(guī)劃在現(xiàn)有人民公園、南湖公園等城市公園的基礎(chǔ)上，規(guī)劃建設(shè)7處市級(jí)、13處組團(tuán)級(jí)公園，其規(guī)劃方案實(shí)現(xiàn)后可使人均公共綠地面積達(dá)到國(guó)家園林城市標(biāo)準(zhǔn)，但該方案未對(duì)其公共服務(wù)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

二、研究方法

本文研究所需數(shù)據(jù)源自《滄州市城市總體規(guī)劃(2008—2020年)》主城區(qū)用地規(guī)劃DWG矢量文件;道路交通系統(tǒng)規(guī)劃、人口容量與居住區(qū)規(guī)劃和主城區(qū)綠地系統(tǒng)規(guī)劃JPEG柵格圖像;滄州市城鄉(xiāng)規(guī)劃局公布的城市規(guī)劃及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.可達(dá)性表達(dá)方法

通過最小活動(dòng)量獲取最大的接觸機(jī)會(huì)是人類活動(dòng)的基本規(guī)律[16]，本文以出發(fā)點(diǎn)到達(dá)城市公園的最短旅行時(shí)間來表達(dá)研究區(qū)域內(nèi)公園的可達(dá)性水平。居民從出發(fā)點(diǎn)到達(dá)城市公園的最短旅行時(shí)間，并非簡(jiǎn)單的沿著兩點(diǎn)間的直線距離即可實(shí)現(xiàn)，而是應(yīng)沿著真實(shí)路徑，即城市道路交通網(wǎng)絡(luò)行進(jìn)。由此可知，城市公園的可達(dá)性取決于城市道路交通系統(tǒng)、土地利用類型以及城市公園布局的共同作用，采用費(fèi)用距離法進(jìn)行可達(dá)性分析，可將以上因素通過柵格屬性值的形式納入考量，具體方法如下。

利用ArcGIS 9.3軟件平臺(tái)提取主城區(qū)道路交通網(wǎng)絡(luò)以及居住區(qū)矢量數(shù)據(jù)，將行車速度作為屬性值賦予不同等級(jí)的道路。滄州市總體規(guī)劃中將道路系統(tǒng)劃分為結(jié)構(gòu)性主干路、一般主干路、次干路及支路4個(gè)等級(jí)，并規(guī)定結(jié)構(gòu)性主干路和一般主干路的行車速度分別為60千米/時(shí)和50千米/時(shí)，次干路及支路的行車速度則根據(jù)《中華人民共和國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB-2003)》中的規(guī)定設(shè)定為30千米/時(shí)和20千米/時(shí)。為保證可達(dá)性計(jì)算精度，設(shè)定柵格大小為10米×10米，參考現(xiàn)有研究算法[17]，得到通過結(jié)構(gòu)性主干路柵格、一般主干路柵格、次干路柵格和支路柵格的時(shí)間成本分別為0.01分、0.012分、0.02分和0.03分，道路柵格以外的居住區(qū)柵格，使用重分類工具，對(duì)其賦值0.04分，居住區(qū)范圍內(nèi)存在現(xiàn)實(shí)中無法穿越的水域、綠地面積，將其時(shí)間成本設(shè)置為1000分，將交通網(wǎng)絡(luò)矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)，即得到時(shí)間成本柵格圖。

將主城區(qū)綠地系統(tǒng)規(guī)劃圖與道路交通系統(tǒng)矢量圖進(jìn)行匹配，建立城市公園矢量圖層，即得到可達(dá)性分析的目標(biāo)源，通過ArcGIS空間分析模塊中的成本距離命令進(jìn)行可達(dá)性分析，選取10分、20分、30分和40分作為臨界值，將所得結(jié)果劃分為5個(gè)時(shí)間成本區(qū)間，分別對(duì)應(yīng)5個(gè)可達(dá)性等級(jí)，至此可計(jì)算出不同可達(dá)性等級(jí)下的服務(wù)區(qū)域面積。

2.服務(wù)人口計(jì)算

由于存在可達(dá)性較好的區(qū)域人口密度小，可達(dá)性較差的區(qū)域人口密度大的可能性，因此需要將人口分布與可達(dá)性結(jié)合考慮，才能真實(shí)反映城市公園的服務(wù)效率。

以人口容量與居住區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過以下公式計(jì)算各居住片區(qū)的規(guī)劃人口密度，模擬研究區(qū)域的人口密度變化表面，得到人口分布柵格圖，即

式中:P為居住片區(qū)人口密度;N為居住片區(qū)范圍內(nèi)規(guī)劃總?cè)丝跀?shù);S為居住片區(qū)范圍內(nèi)總面積。

以ArcGIS分析所得可達(dá)性等級(jí)圖對(duì)人口分布柵格圖進(jìn)行剪裁，統(tǒng)計(jì)不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的服務(wù)人口，從而得到城市公園服務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算的依據(jù)。

3.服務(wù)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)

通過費(fèi)用距離法得到各個(gè)等級(jí)的服務(wù)面積和服務(wù)人口數(shù)，繼而統(tǒng)計(jì)以下兩個(gè)指標(biāo)作為定量評(píng)價(jià)研究區(qū)域中公園服務(wù)效率的依據(jù)，即

三、滄州市公園可達(dá)性與服務(wù)效率分析

1.滄州市城市公園和人口分布特征

(一)規(guī)劃城市公園總體特征

滄州市現(xiàn)已有人民公園、南湖公園、蓮花池公園和勝利公園，這些公園是居民進(jìn)行公共活動(dòng)的重要場(chǎng)所。滄州市建成區(qū)范圍自南運(yùn)河沿岸逐漸向東西兩側(cè)擴(kuò)展，形成現(xiàn)在的主城區(qū)范圍，目前建成的城市公園均位于主城區(qū)中心地段，且緊密分布在南運(yùn)河?xùn)|西兩側(cè)，相對(duì)集中的布局使得現(xiàn)狀公園的可達(dá)性不佳，服務(wù)公平性差，與主城區(qū)逐漸向外擴(kuò)張的發(fā)展趨勢(shì)相矛盾，亦不能滿足人口規(guī)模擴(kuò)大帶來的新需求。

為改變綠地建設(shè)滯后的現(xiàn)狀，滄州市進(jìn)行了系統(tǒng)的城市公園規(guī)劃。對(duì)滄州市規(guī)劃道路系統(tǒng)、居住區(qū)和綠地進(jìn)行矢量化的結(jié)果如圖1所示。規(guī)劃對(duì)現(xiàn)有人民公園、南湖公園進(jìn)行擴(kuò)建，保持蓮花池公園現(xiàn)狀，并新建永濟(jì)公園、體育公園等5處市級(jí)公園以及東運(yùn)河公園、新華公園等12處組團(tuán)級(jí)公園，其中工業(yè)區(qū)公園距離規(guī)劃居住片區(qū)較遠(yuǎn)，不作為研究對(duì)象，該規(guī)劃可使主城區(qū)的人均公共綠地面積達(dá)到10.35平方米。

圖1 滄州市主城區(qū)公園規(guī)劃分布

規(guī)劃城市公園仍相對(duì)集中地分布在舊城區(qū)，即運(yùn)西北二、運(yùn)西中、運(yùn)東北、運(yùn)東中、運(yùn)東南、道東北和道東南居住區(qū)，以消除公園服務(wù)與中心城區(qū)的高人口密度之間的矛盾。對(duì)規(guī)劃新開發(fā)的城西北、城西中、城西南、運(yùn)西南、運(yùn)西北一和開發(fā)區(qū)居住區(qū)，亦同步規(guī)劃配套公園服務(wù)設(shè)施。此外，主城區(qū)公園對(duì)自然地貌存在較大依賴，如南湖公園、小流津河公園、蓮花池公園和高教公園都依附水體修建。

就總體而言，規(guī)劃中城市公園數(shù)量和面積較之現(xiàn)狀都有極大增加，整體分布為均衡中有所集中，既重視各居住片區(qū)市民對(duì)公園的需求，力求將服務(wù)半徑覆蓋整個(gè)主城區(qū)，又考慮人口密度造成的需求差異，公園體系相對(duì)完整，但實(shí)際服務(wù)效率尚未可知。

(二)人口分布特征

主城區(qū)人口擴(kuò)張趨勢(shì)與城市公園體系規(guī)劃相協(xié)調(diào)，都是由圍繞南運(yùn)河的舊城區(qū)向東西兩側(cè)擴(kuò)張。主城區(qū)人口分布普遍十分密集，人口最密集處為運(yùn)東南部居住區(qū)，人口密度達(dá)29 381人/平方千米，開發(fā)區(qū)居住區(qū)的人口密度最小，為12 961人/平方千米。舊城區(qū)人口較新規(guī)劃居住片區(qū)密集，除道東北部居住區(qū)的人口密度為14 186人/平方千米外，其余舊城區(qū)中居住片區(qū)的人口密度均高于18 000人/平方千米，新規(guī)劃居住片區(qū)中除城西北部居住區(qū)的人口密度為18 666人/平方千米外，其余人口密度均低于18 000人/平方千米。

2.規(guī)劃方案的公園服務(wù)效率評(píng)價(jià)

通過前述方法，分析所得主城區(qū)關(guān)于規(guī)劃公園的可達(dá)性分布如圖2所示。從總體上看，規(guī)劃后主城區(qū)的公園可達(dá)性狀況優(yōu)良，到達(dá)公園最短旅行時(shí)間在30分鐘以內(nèi)的區(qū)域?yàn)閮?yōu)勢(shì)區(qū)域，但顯然規(guī)劃居住區(qū)內(nèi)的可達(dá)性存在不均衡性，可達(dá)性最差處需60.6分鐘車程才能到達(dá)公園。

圖2 主城區(qū)規(guī)劃公園可達(dá)性

由圖2可見，舊城區(qū)可達(dá)性普遍較好，多為30分鐘以內(nèi)可達(dá)區(qū)，僅在運(yùn)西中部居住區(qū)的東部、道東北部居住區(qū)的東北部以及運(yùn)東南部居住區(qū)存在服務(wù)盲區(qū)，可達(dá)性較差，需駕車30分鐘以上才可到達(dá)，甚至存在可達(dá)性極差區(qū)域，居民需花費(fèi)40至60分鐘行車時(shí)間才可到達(dá)城市公園。相比之下，新規(guī)劃居住片區(qū)的可達(dá)性存在較大不均衡性，各新規(guī)劃居住片區(qū)均存在不同程度的服務(wù)盲區(qū)，其中城西北部居住區(qū)和運(yùn)西南部居住區(qū)存在大面積的可達(dá)性極差區(qū)域。進(jìn)一步計(jì)算主城區(qū)的服務(wù)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)(見表1)。

表1 滄州市主城區(qū)城市公園服務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)

整體而言，主城區(qū)的公園服務(wù)效率優(yōu)良，30分鐘內(nèi)可達(dá)的服務(wù)面積比達(dá)到76.86%，服務(wù)人口比達(dá)77.21%，說明主城區(qū)中絕大部分區(qū)域及居民可以較便捷地獲得城市公園服務(wù)，30分鐘內(nèi)不可達(dá)的區(qū)域相對(duì)較少。各等級(jí)時(shí)間成本所輻射的服務(wù)區(qū)域面積差異較大，其中10～20分鐘、20～30分鐘兩個(gè)時(shí)間段的服務(wù)面積和人口比例最高，但僅有不足10%的居民位于10分鐘內(nèi)可達(dá)的服務(wù)極佳區(qū)域，且時(shí)間成本大于40分鐘的服務(wù)極差區(qū)域仍占5.57%，可見規(guī)劃后的城市公園系統(tǒng)仍存在小部分服務(wù)盲區(qū)。

服務(wù)面積比例和服務(wù)人口比例的變化趨勢(shì)一致，且同一服務(wù)等級(jí)下的兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值較接近，可見城市公園公共服務(wù)與人口分布之間不存在突出矛盾，其主要原因是公園規(guī)劃與人口擴(kuò)張的戰(zhàn)略統(tǒng)一，可達(dá)性較好區(qū)域集中的舊城區(qū)正是人口密度較大區(qū)域。

進(jìn)一步比較各個(gè)居住片區(qū)的公園服務(wù)面積比例分布差異(見表2)。其中以舊城區(qū)中運(yùn)西北二、運(yùn)東北部、運(yùn)東中部和道東南部居住區(qū)的服務(wù)效率最高，位于第一階梯，其30分鐘內(nèi)可達(dá)的服務(wù)面積比均高于95%，且不存在服務(wù)極差區(qū)域，主要原因是這些居住區(qū)中的城市公園分布密集且均勻，僅運(yùn)西北二、運(yùn)東北部、運(yùn)東中部3個(gè)居住區(qū)中就分布有新民公園、人民公園、蓮花池公園和東運(yùn)河公園，且臨近永濟(jì)公園、迎賓公園和南湖公園。另外，舊城區(qū)較長(zhǎng)的發(fā)展歷史使得該區(qū)域道路網(wǎng)絡(luò)完善，不僅有較高等級(jí)道路貫穿其中，且次干道分布相當(dāng)密集。服務(wù)效率位列第二階梯的有運(yùn)西中部、道東北部、城西南部、城西中部、運(yùn)西北一和開發(fā)區(qū)居住區(qū)，其30分鐘內(nèi)可達(dá)的服務(wù)面積比為70% ～90%，存在小部分服務(wù)盲區(qū)，原因?yàn)檫@些區(qū)域中城市公園分布密度相對(duì)較小且不均勻，例如城西南部居住區(qū)中僅在西北角布置一處高教公園，造成東南部可達(dá)性不佳的狀況。另外，這些居住區(qū)中雖有較高等級(jí)的一般主干道通過，但路網(wǎng)密度低于第一階梯區(qū)域，次干道數(shù)量較少。第三階梯包括舊城區(qū)的運(yùn)東南部居住區(qū)，30分鐘內(nèi)可達(dá)的服務(wù)面積比僅為41.37%，第三階梯還包括新規(guī)劃的城西北部和運(yùn)西南部居住區(qū)，30分鐘內(nèi)可達(dá)服務(wù)面積比分別為37.78%和59.72%，存在大面積服務(wù)盲區(qū)，最主要原因在于區(qū)域內(nèi)城市公園分布密度小，城西北部和運(yùn)東南部居住區(qū)內(nèi)都未規(guī)劃城市公園。

表2 各居住片區(qū)城市公園服務(wù)面積比例

四、結(jié) 語(yǔ)

為消除滄州市公共綠地的供需矛盾，城市公園系統(tǒng)的合理規(guī)劃布局至關(guān)重要?！稖嬷菔谐鞘锌傮w規(guī)劃》中提供的城市公園規(guī)劃方案可使人均公園綠地面積、綠地率、建成區(qū)綠化覆蓋率等傳統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家園林城市水平，但忽略了對(duì)市民到達(dá)公園的便利程度以及公園公共服務(wù)效率的考慮。本文綜合規(guī)劃人口、交通、土地利用和城市公園數(shù)據(jù)分析了主城區(qū)公園的真實(shí)可達(dá)性，在此基礎(chǔ)上計(jì)算服務(wù)面積比和服務(wù)人口比，其相較于傳統(tǒng)指標(biāo)更能反映城市公園的真實(shí)服務(wù)效率。

研究結(jié)果表明:規(guī)劃后主城區(qū)的公園服務(wù)輻射范圍較之現(xiàn)狀有極大改善，城市公園的公共服務(wù)水平總體優(yōu)良，30分鐘內(nèi)可達(dá)的服務(wù)面積比和服務(wù)人口比均超過75%，服務(wù)面積比和服務(wù)人口比呈現(xiàn)同增同減趨勢(shì)。然而，主城區(qū)范圍內(nèi)的公園公共服務(wù)存在不均衡性，具體表現(xiàn)在舊城區(qū)整體服務(wù)水平優(yōu)于新規(guī)劃片區(qū)，其中運(yùn)西北二、運(yùn)東北部、運(yùn)東中部和道東南部居住區(qū)的規(guī)劃合理完善，享有最佳的公園公共服務(wù)。而規(guī)劃后的城市公園服務(wù)仍無法輻射主城區(qū)全部范圍，40分鐘內(nèi)不可達(dá)的服務(wù)面積比和服務(wù)人口比約為5%，存在小部分服務(wù)盲區(qū)，主要集中在運(yùn)東南部居住區(qū)、城西北部居住區(qū)和運(yùn)西南部居住區(qū)，可見此規(guī)劃方案還可進(jìn)一步完善。研究中總結(jié)出各居住片區(qū)對(duì)于城市公園的可達(dá)性主要受3方面的影響:一是居住區(qū)中及其附近區(qū)域的城市公園數(shù)量及其分布，這是影響可達(dá)性的最主要因素;二是區(qū)域內(nèi)的路網(wǎng)密度及連通程度;三是區(qū)域內(nèi)交通道路的等級(jí)高低。從這3個(gè)因素出發(fā)，對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行完善，可以有效地改善可達(dá)性，優(yōu)化主城區(qū)公園的服務(wù)效率。

本文采用費(fèi)用距離法計(jì)算滄州市主城區(qū)公園的可達(dá)性，基于柵格大小為10米×10米的可達(dá)性變化表面劃分服務(wù)等級(jí)。除可達(dá)性外，還考慮了人口密度變化影響下的城市公園服務(wù)效率，并統(tǒng)計(jì)兩個(gè)服務(wù)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)，其相較于傳統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)能較真實(shí)地反映城市公園信息，相關(guān)結(jié)果可為滄州市城市公園的后續(xù)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。本文所進(jìn)行的可達(dá)性研究采用城市公園的幾何中心代表其入口，且未考慮不同公園的“吸引力”差異，這對(duì)本文的結(jié)果可能產(chǎn)生一定影響，對(duì)于出行方式的細(xì)化以及服務(wù)人口年齡層等的更詳細(xì)考慮，也有待在今后的工作中做進(jìn)一步的研究。

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