魏家星,宋 軼, 王云才,象偉寧

1 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,南京 2100952 同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,上海 2000923 美國北卡羅萊納大學(xué)夏洛特分校,夏洛特 NC28223-0001

隨著城市化快速發(fā)展,城市生境斑塊日益破碎化,景觀連通性不斷降低,已嚴(yán)重削弱城市生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)和城市的可持續(xù)發(fā)展能力[1-2],由網(wǎng)絡(luò)中心和連接廊道所組成的城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施(Uraban green infrastructure,UGI)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)也因此備受社會和學(xué)術(shù)界關(guān)注。UGI的概念正式出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代,主要突出自然環(huán)境的“生命支撐”(Life support)功能,建立系統(tǒng)性生態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[3]。相對于生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施、綠色空間、綠道等其他相關(guān)概念,UGI緣起于人居環(huán)境、生態(tài)保護(hù)和綠色技術(shù)三大領(lǐng)域,概念的內(nèi)涵更為綜合,不僅強(qiáng)調(diào)了其在保護(hù)和管理生態(tài)系統(tǒng)方面的重要作用,而且提供了用來引導(dǎo)未來土地保護(hù)與精明增長決策的框架。在快速城市化地區(qū),充分利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃合理引導(dǎo)、管理和調(diào)控城市增長邊界和保護(hù)生態(tài)空間體系,正成為我國城市化過程中面臨的關(guān)鍵宏觀生態(tài)問題。

1 研究問題與區(qū)域

1.1 研究問題

在空間上,UGI是一個跨尺度、多層次,相互連接的綠色網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[4]。不同尺度上的綠色基礎(chǔ)設(shè)施包含的范疇是不一樣的,在國土和區(qū)域尺度上,UGI是國家的自然生命支持系統(tǒng),主要側(cè)重于保護(hù)國土及區(qū)域生態(tài)格局,維護(hù)大尺度生態(tài)過程;在城市尺度上,UGI是基礎(chǔ)設(shè)施化的綠色空間網(wǎng)絡(luò),不同于傳統(tǒng)的城市綠地系統(tǒng),它具有廣泛的緩解城市洪澇災(zāi)害、控制水質(zhì)污染、恢復(fù)城市生境、緩解城市熱島等基礎(chǔ)性生態(tài)服務(wù),同時提供游憩、審美、文化與精神啟發(fā)等層面的人居環(huán)境服務(wù)[5-8];在街區(qū)和場地尺度,UGI是以綠色技術(shù)為手段(如河流生態(tài)恢復(fù)技術(shù)、綠色屋頂技術(shù)等)對場地進(jìn)行可持續(xù)性設(shè)計,以恢復(fù)完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。

圖1 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖Fig.1 Land use of research area

目前,國內(nèi)外學(xué)者對于UGI的研究主要集中在多尺度綠色基礎(chǔ)設(shè)施的概念內(nèi)涵以及功能總結(jié)[9-11],案例剖析[12-16], 構(gòu)建與評價方法[17-19]等幾個方面。本研究擬將形態(tài)學(xué)空間格局分析(Morphological spatial pattern analysis,MSPA)方法和空間句法模型結(jié)合應(yīng)用到UGI網(wǎng)絡(luò)分析中,其中MSPA方法通過一系列圖像運(yùn)算將綠色空間劃分為核心區(qū)、島狀斑塊、環(huán)道、橋接、孔隙、邊緣、支線互不重疊的七種類型,可快速識別出與UGI網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的重要性結(jié)構(gòu)要素[20-21]。同時,相較生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施等概念,綠色基礎(chǔ)設(shè)施更強(qiáng)調(diào)為人居環(huán)境服務(wù)的功能,這些又都與城市居民的可達(dá)性密切相關(guān)。只有可達(dá)性較強(qiáng)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施要素才能充分發(fā)揮其功能,而人類空間、活動及其與周圍環(huán)境的相互作用通常采用空間句法進(jìn)行研究?！翱臻g句法”是人居環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域預(yù)測主體活動與其所處環(huán)境互動的經(jīng)典理論之一[23],其提出了的一系列形態(tài)變量如“連接值”、“深度值”、“集成度”、“可理解度”都是對空間結(jié)構(gòu)的量化描述值[24],兩者結(jié)合或可為UGI的空間形態(tài)結(jié)構(gòu)量化和空間優(yōu)先級識別提供一種新的視角。本研究以快速城市化的南京市浦口區(qū)為研究對象,通過MSPA方法識別出對UGI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建具有關(guān)鍵意義的核心區(qū)和橋接區(qū)；對核心區(qū)斑塊的景觀連通性進(jìn)行評價,遴選出連通性最佳的若干“綠源”；再基于最小路徑分析構(gòu)建出若干“綠徑”,進(jìn)而利用空間句法模型,提出空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的“綠網(wǎng)”,以期為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)要素及其優(yōu)先級的識別提供可能的方法參考。本文嘗試解決以下問題:(1)在快速城市化進(jìn)程中,如何快速識別綠色基礎(chǔ)設(shè)施中的源地和結(jié)構(gòu)性連接廊道？(2)在城市空間極為有限的情況下,如何從空間優(yōu)先級識別的視角科學(xué)構(gòu)建城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施？

1.2 研究區(qū)域概況

浦口區(qū)位于南京市西北部,是南京國家級新區(qū)——江北新區(qū)的核心,118°21′—118°46′E,30°51′—32°15′N,總面積為913 km2；屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),降雨量分布不均。屬寧、鎮(zhèn)、揚(yáng)丘陵山地西北邊緣地帶。水文條件極佳,長江環(huán)繞其前,滁河逶迤其后,農(nóng)田水網(wǎng)密布。浦口區(qū)雖坐擁山水城林,但隨著城鎮(zhèn)建設(shè)用地的快速擴(kuò)張,在較短時間內(nèi)造成城市建設(shè)用地的無序蔓延。具有高效生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的綠色空間一方面在不斷被侵蝕減少,另一方面又存在轉(zhuǎn)化成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值相對較低的綠色空間類型的風(fēng)險。綠色空間總體呈現(xiàn)出“大而孤立,小且分散,連接性不佳”的分布特征(圖1)。在城市土地資源有限和綠色空間稀缺且面臨巨大沖擊的背景下,如何將土地開發(fā)與生態(tài)保護(hù)結(jié)合起來,以高效的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)對生態(tài)保護(hù)的迫切需求和現(xiàn)實(shí)障礙之間的矛盾、有重點(diǎn)地實(shí)施管理,已成為浦口區(qū)快速城市化過程中亟待解決的嚴(yán)峻課題。

2 研究方法

2.1 空間優(yōu)先級及其確定

國內(nèi)外UGI的構(gòu)建過程大體上可分為準(zhǔn)備、搜集數(shù)據(jù)、分析和評價、確定UGI要素與格局、綜合、實(shí)施與管理六步驟[13]。在基本確定UGI要素與格局之后,需要進(jìn)行UGI的綜合,其中確定UGI要素的空間優(yōu)先級是UGI綜合中的一項(xiàng)重要工作,有助于在UGI空間格局和實(shí)施與管理之間建立橋梁。對北京、上海、南京等城市化率較高,用地極為緊張的地區(qū)而言,對UGI的空間保護(hù)優(yōu)先級進(jìn)行評價尤為重要,本研究的空間優(yōu)先級研究涵蓋“綠源”斑塊的優(yōu)先級識別選擇、“綠徑”廊道的優(yōu)先級識別選擇、UGI網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級識別等方面。

2.2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法的邏輯框架

合理構(gòu)建綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)并評價其空間優(yōu)先級是協(xié)調(diào)城市精明增長和精明保護(hù)的有效方法,既要考慮UGI網(wǎng)絡(luò)的有效性和高效性,也需考慮城市現(xiàn)狀特點(diǎn),以確?？刹僮餍?。本研究首先基于MSPA方法提取浦口區(qū)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)要素,結(jié)合景觀連接度指數(shù)確定了“綠源”的空間優(yōu)先級;其次,根據(jù)最小路徑方法識別并選擇“綠徑”;第三,引入可達(dá)性指標(biāo)對整個“綠網(wǎng)”的空間優(yōu)先級進(jìn)行評價,并結(jié)合城市的生態(tài)紅線、綠地系統(tǒng)規(guī)劃對UGI網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控,技術(shù)路線詳見圖2。

圖2 綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的邏輯框架Fig.2 Logical framework of green infrastructure network construction

2.3 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究數(shù)據(jù)源包括：1)浦口區(qū)地形圖；2)南京市浦口區(qū)2015年土地利用現(xiàn)狀圖(圖1)；3)以及從各相關(guān)部門收集的湖泊水系等相關(guān)資料。其中土地利用圖和河湖水系資料主要用于提取綠色基礎(chǔ)設(shè)施的信息。鑒于浦口地區(qū)農(nóng)田耕地呈現(xiàn)出面狀基質(zhì)特征,耕地的基數(shù)較大,考慮到將耕地納入UGI類型不僅會使整個網(wǎng)絡(luò)空間的面積也迅速增大反而不能突出重點(diǎn)；同時,根據(jù)調(diào)研浦口區(qū)近年由于推進(jìn)了土地整治項(xiàng)目,存在將部分生態(tài)服務(wù)價值較高的水面轉(zhuǎn)換成了農(nóng)田空間的現(xiàn)象,但在2015年的土地利用現(xiàn)狀圖中無法體現(xiàn)這些動態(tài)變化,故而沒有把耕地等作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)計。本研究所獲取的浦口區(qū)2015年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中有林地、灌木林、疏林地等土地利用類型中包含了園地、公園與綠地等類型。因此本文章中綠色基礎(chǔ)設(shè)施的土地利用類型采用了傳統(tǒng)的分類,包括河渠湖泊、坑塘水庫、灘地、有林地、灌林地、疏林地。

3 研究分析流程與結(jié)果

3.1 基于形態(tài)學(xué)空間分析的綠色基礎(chǔ)設(shè)施要素提取

MSPA主要利用Guidos Tool Box軟件,通過識別各前景像元(林地、濕地、水體等)的空間位置進(jìn)行景觀格局的分析(像元大小和邊緣寬度均采用90 m),將前景像元分為核心區(qū)、島狀斑塊、環(huán)道、橋接、孔隙、邊緣、支線這七個類型(表1)。其中廊道寬度取決于所用來分析的柵格圖像元大小。在不同像元大小選擇下MSPA的識別結(jié)果中,30、60 m單位的粒度下對河流的識別結(jié)果為核心區(qū)與橋接區(qū)混合,120 m粒度下對于河流的識別結(jié)果為支線與橋接區(qū)混合,90 m粒度下對主要河流識別的較為統(tǒng)一。故本文選用90 m×90 m作為像元基本單位。提取出維持UGI網(wǎng)絡(luò)連通性具有重要意義的核心區(qū)、橋接區(qū)兩類景觀[20]。其中核心區(qū)作為重要的生態(tài)源地,在生物多樣性保護(hù)和緩解熱島效應(yīng)等方面具有重要作用。橋接區(qū)作為既有的連接核心區(qū)的結(jié)構(gòu)性廊道,對生物遷移和景觀連接具有重要的意義,是形成UGI網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)。由表1、圖3可知,核心區(qū)的面積為164.34 km2,由115個生態(tài)基底較好的斑塊構(gòu)成,占UGI總面積的71.62%,對于UGI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建極為重要。作為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施中結(jié)構(gòu)性廊道的橋接區(qū)的面積為4.57 km2,占UGI總面積的2.21%,占比較小。邊緣區(qū)是斑塊的外邊緣,孔隙則是內(nèi)邊緣,它們各占總綠地面積的15.79%和0.31%。在建設(shè)邊緣區(qū)域的UGI網(wǎng)絡(luò)時,要著重考慮其邊緣效應(yīng)。支線是具有一定連通作用而斷裂的廊道,占綠地總面積的5.74%,該區(qū)域的綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要考慮恢復(fù)其連通作用。孤島占UGI總面積的3.73%,面積較小,其中部分孤島可以作為生物遷徙的踏腳石。環(huán)道區(qū)面積為0.91 km2,占總綠地面積的0.61%,環(huán)道區(qū)是物種在斑塊內(nèi)遷徙的廊道,亦需要重點(diǎn)保護(hù)。

表1 MSPA的景觀類型及其生態(tài)學(xué)含義

MSPA：形態(tài)學(xué)空間格局分析 Morphological spatial pattern analysis; UGI：城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施 Uraban green infrastructure

圖3 研究區(qū)MSPA類型圖與研究區(qū)核心、橋接區(qū)Fig.3 MSPA typed image and the core and bridge of research areaMSPA:形態(tài)學(xué)空間格局分析 Morphological spatial pattern analysis

3.2 基于景觀連接度的“綠源”識別

一個完整的“綠源”應(yīng)包括核心區(qū)、邊緣及其內(nèi)部存在的穿孔?！熬G源”為UGI網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)中心,網(wǎng)絡(luò)中心的選擇不但需考量其面積大小,還要衡量網(wǎng)絡(luò)中心對維持景觀連通的重要程度。目前,常用的景觀連接度指數(shù)如整體連通性指數(shù)和可能連通性指數(shù)以及斑塊的重要性指數(shù)[25-28]由于可反應(yīng)景觀的連通性和景觀中各個斑塊對景觀連通性的重要值,已經(jīng)成為衡量景觀格局與功能的重要指標(biāo)[13]。斑塊的重要性(dI)指斑塊對景觀保持連通的重要性,選擇的指數(shù)不同,得到的斑塊重要值也不同．根據(jù)某連接度指數(shù)計算各斑塊的重要性,其算式如下:

式中,Iremove為將斑塊i從該景觀中剔除后,景觀的連接度指數(shù)值。

因此,本研究基于Conefor軟件平臺,參照前人研究[28],以600 m為遷徙閾值,連通概率設(shè)為0.5,選擇景觀相和概率指數(shù)(LCP)、可能連通性指數(shù)(PC)等指數(shù)對篩選出的核心區(qū)進(jìn)行評價,將各核心區(qū)dI值進(jìn)行降序排序(表2)[25-26]將dPC>0.6的核心區(qū)作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的“綠源”(圖4)。得出本研究區(qū)需優(yōu)先保護(hù)的源地分別為老山周邊區(qū)域(Node34、81)、長江沿岸(Node22)和滁河水網(wǎng)區(qū)(Node19)等。相比之下,研究區(qū)西北部(Node24、9),雖然面積比較大,但與其他源地的聯(lián)系被隔斷,景觀連通性不佳,因而未被納入網(wǎng)絡(luò)中心。

表2 核心區(qū)景觀連通性指數(shù)重要值排序結(jié)果

dLCP:景觀相和概率 Landscape coindence probability of each individual element；dIIC:整體連通性 Percentage of importance of each individual element；dPC:可能連通性 Probability of connectivity of each individual element

3.3 基于最小路徑的“綠徑”構(gòu)建

“綠徑”主要由線性廊道組成,最小路徑方法通過不同土地利用類型和對不同生物物種的生境適宜性大小構(gòu)建阻力面,再運(yùn)用GIS模擬潛在的生態(tài)廊道,能夠較為科學(xué)地確定生態(tài)廊道的位置和格局,是目前應(yīng)用最為廣泛的構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的方法[4]。本研究根據(jù)此方法首先確定不同景觀類型的阻力值(表3),基于Conefor篩選出來的10個“綠源”,構(gòu)建了由45條潛在廊道和10條重要橋接區(qū)所組成的“綠徑”。由圖4可見,潛在廊道的總面積約為23.15 km2,占研究區(qū)總面積的2.54%,核心區(qū)在廊道中的面積約為52.85 km2,占UGI網(wǎng)絡(luò)總面積的33.17%,表明核心區(qū)在作為物種生存源地的同時,也是生物的遷移廊道；橋接區(qū)在UGI網(wǎng)絡(luò)中占2.21%,約為4.57 km2,表明橋接區(qū)在UGI網(wǎng)絡(luò)中起著重要的連接作用。除核心區(qū)和橋接區(qū)以外的水域部分,在UGI網(wǎng)絡(luò)的占比為19.86%,占比較大。

表3 不同景觀類型的阻力值

圖4 研究區(qū)主要斑塊示意圖與研究區(qū)潛在UGI網(wǎng)絡(luò)模型Fig.4 Main patches of study area and Potential ecology network model UGI：城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施 Uraban green infrastructure

3.4 基于空間句法的“綠網(wǎng)”優(yōu)化

通過空間句法模型將浦口區(qū)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為一個直觀的關(guān)系圖,從空間可達(dá)性的角度對整個“綠網(wǎng)”進(jìn)行了解釋?？臻g句法中的整合度,表示系統(tǒng)中某一空間與其他空間集聚或離散的程度；選擇度則表示系統(tǒng)中某一空間被其他最短路徑穿行的可能性[22]。本研究首先基于“軸線法”,結(jié)合研究區(qū)篩選出的網(wǎng)絡(luò)中心、現(xiàn)狀橋接區(qū)與生成的潛在廊道,形成研究區(qū)的軸線系統(tǒng)(圖5),共計64條軸線。并計算該軸線系統(tǒng)的整體整合度(圖5,顏色越偏向暖色紅色,整合度越高,顏色越偏向冷色藍(lán)色,整合度越低)與選擇度(圖5,色彩含義同整體整合度),相關(guān)指數(shù)計算公式,參見Depthmath用戶手冊。根據(jù)各軸線的選擇度與整合度值,對研究區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)中心與連接廊道進(jìn)行優(yōu)先級評價。將網(wǎng)絡(luò)中心和連接廊道分別分為一級、二級、三級(表4)。其中Choice>1000,General intergration>0.5的作為一級網(wǎng)絡(luò)中心和廊道,進(jìn)行優(yōu)先保護(hù)和建設(shè)(圖6、圖7)。

表4 綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)要素優(yōu)先級評價

圖5 研究區(qū)軸線系統(tǒng)、全局整合度、選擇度Fig.5 Axial map of research area and the general integration value and choice value of each axis

圖6 研究區(qū)各軸線的全局整合度、選擇度Fig.6 The general integration value, choice of each axis

3.5 綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建對策

基于MSPA的結(jié)構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)提取和空間句法的優(yōu)先級識別,結(jié)合浦口區(qū)生態(tài)紅線保護(hù)規(guī)劃和浦口綠地系統(tǒng)規(guī)劃中的生態(tài)廊道等,對現(xiàn)有UGI網(wǎng)絡(luò)的格局進(jìn)行補(bǔ)充完善(圖8)。由圖可知,浦口的生態(tài)紅線劃定區(qū)雖然有著較大的保育面積,但在空間上存在破碎化、連通性差等缺點(diǎn),使得生態(tài)系統(tǒng)的整體效益難以發(fā)揮。浦口綠地系統(tǒng)規(guī)劃則主要沿道路和水系串聯(lián)整個網(wǎng)絡(luò),忽略了如編號19、68等重要生境斑塊在景觀中的聯(lián)通作用。通過本方法將綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與生態(tài)保護(hù)紅線和綠地系統(tǒng)規(guī)劃進(jìn)行空間疊合,進(jìn)而提出了南京市綠色基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)優(yōu)先建設(shè)的“一核三環(huán)七帶”空間格局(圖9)。既提高了整體網(wǎng)絡(luò)連接水平,又增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)連接的有效性。其中,老山作為綠色基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)中的“核”,規(guī)模最大、連接度最強(qiáng),是保護(hù)的重點(diǎn)；圍繞老山有一系列的核心區(qū)相互連通形成“三環(huán)”,包括長江、九峰山、滁河濕地等,風(fēng)貌各異,在區(qū)域綠色基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮著平衡區(qū)域生態(tài)環(huán)境、緩沖城市擴(kuò)張壓力的作用；而7條帶狀生態(tài)廊道將“一核”“三環(huán)”串聯(lián),形成既具備空間連接屬性又具有景觀生態(tài)功能的區(qū)域綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)體系。

圖7 浦口UGI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級評價Fig.7 Priority evaluation of UGI network in Pukou

圖8 浦口區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃圖Fig.8 Planning of green infrastructure in Pukou

圖9 浦口區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)圖Fig.9 Green infrastructure structure of Pukou

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

從南京市浦口區(qū)快速城市化過程來看,基于空間優(yōu)先級識別的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究得到以下結(jié)論：

(1)浦口區(qū)是南京江北新區(qū)(國家級新區(qū))的核心所在,對這樣城市建設(shè)用地極為緊張的區(qū)域而言,大規(guī)模進(jìn)行城市生態(tài)建設(shè)是不實(shí)際的,因此通過MSPA方法提取出重要的核心區(qū)和橋接區(qū),利用現(xiàn)有資源優(yōu)化城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)是經(jīng)濟(jì)可行的。

(2)基于空間句法理論,將“全局整合度”、“局部整合度”等形態(tài)變量用于對UGI空間結(jié)構(gòu)優(yōu)先級評估的量化描述值?？梢粤炕姆绞浇沂境鞘芯G色基礎(chǔ)設(shè)施的空間特征,為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了一種新的研究思路。

(3)在城市空間極為有限的情況下,如何確定哪些生態(tài)源地與連接廊道應(yīng)優(yōu)先納入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是UGI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的難點(diǎn)。本研究利用空間句法的“軸線法”,從識別“綠源”、構(gòu)建“綠徑”、優(yōu)化“綠網(wǎng)”的角度,實(shí)現(xiàn)了MSPA、最小路徑分析、空間句法模型的有機(jī)統(tǒng)一,是一種識別綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)要素的新思路。研究結(jié)果對快速城市化地區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)要素的識別及構(gòu)建具有一定的指導(dǎo)意義和實(shí)踐價值,同時可為其他地區(qū)UGI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供參考與借鑒。

4.2 討論

4.2.1 MSPA在綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的拓展

MSPA方法從像元層面識別研究區(qū)的生境斑塊和廊道等對景觀連通性起重要作用的區(qū)域[19],在所需數(shù)據(jù)量較少的同時可精確地分辨景觀的類型與結(jié)構(gòu)。近年在四川巴中新城、深圳龍崗區(qū)等地的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中已有較系統(tǒng)的應(yīng)用[23]。由于MSPA對景觀的研究尺度較為敏感,孔繁花等人還研究了不同粒度和邊緣寬度情況下南京市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的尺度效應(yīng)[13],為本研究提供了諸多可資借鑒的方法。但現(xiàn)有研究主要將MSPA方法應(yīng)用在對現(xiàn)有斑塊(核心區(qū))和廊道(橋接區(qū))的提取方面,在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)后對其空間優(yōu)先級進(jìn)行識別和評價,也沒有與現(xiàn)有綠地系統(tǒng)的空間格局進(jìn)行有效結(jié)合,因而也不可能提出在實(shí)踐中行之有效的空間管控策略。本研究基于上述問題,在對空間優(yōu)先級進(jìn)行識別的同時,將綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與生態(tài)保護(hù)紅線和綠地系統(tǒng)規(guī)劃進(jìn)行空間疊合,進(jìn)而提出了南京市綠色基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)優(yōu)先建設(shè)的“一核三環(huán)七帶”空間格局。

4.2.2 MSPA和空間句法模型結(jié)合的應(yīng)用潛力

本研究實(shí)現(xiàn)了MSPA、最小路徑分析、空間句法模型的綜合應(yīng)用,將MSPA方法和空間句法進(jìn)行結(jié)合具有廣闊的應(yīng)用前景,空間句法常運(yùn)用在包括城市、景觀、建筑的空間結(jié)構(gòu)的定量描述上,在城市生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域鮮有應(yīng)用,但空間句法最大的貢獻(xiàn)即是通過研究空間目的地之間的可達(dá)性和關(guān)系,解決了城市空間中形式與功能關(guān)聯(lián)問題[24],兩種方法的結(jié)合有助于研究綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的空間形態(tài)特征和人類活動之間的關(guān)系,并以此為依據(jù)對綠色基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)先級進(jìn)行評價。需要指出的是,MSPA方法和空間句法模型都存在一定局限性,MSPA方法中輸入不同的參數(shù)設(shè)置會導(dǎo)致其輸出結(jié)果的不同[29]。因此,多尺度模擬將成為今后MSPA研究的重要方向。此外,國外學(xué)者通過增加米制分段、角度加權(quán)、搜索半徑等方法對空間句法的改進(jìn)、擴(kuò)展還在持續(xù)之中[30],以便更合理地解釋人類活動在城市空間中的行為規(guī)律。

4.2.3 在城市規(guī)劃和生態(tài)保護(hù)上的應(yīng)用

目前對UGI網(wǎng)絡(luò)的研究仍以景觀指數(shù)和連通性指數(shù)為主[31-34],面對當(dāng)前復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境,僅通過某一種指數(shù)或模型方法已經(jīng)不能滿足于景觀連接度研究的需要。本研究是對城市尺度上UGI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級識別的一種探索,計算出的數(shù)據(jù)反映了綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)空間的狀態(tài)及其與人類活動的關(guān)系,從理論上增加了MSPA和空間句法應(yīng)用的廣度。因此在后續(xù)的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中還可進(jìn)行深入研究。一方面,研究可結(jié)合跨行政區(qū)邊界的土地利用動態(tài)數(shù)據(jù),通過MSPA方法模擬浦口區(qū)及其周邊區(qū)域景觀破碎化的空間形態(tài)變化過程；另一方面還可結(jié)合浦口總體規(guī)劃和浦口區(qū)的土地征收補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn),引入經(jīng)濟(jì)學(xué)方法測算構(gòu)建UGI網(wǎng)絡(luò)的“成本收益比”,從生態(tài)經(jīng)濟(jì)視角對優(yōu)化UGI網(wǎng)絡(luò)。

合理的規(guī)劃布局綠色基礎(chǔ)設(shè)施,最大限度地提高城鄉(xiāng)空間利用的生態(tài)績效對城市科學(xué)建設(shè)尤為重要[38]。通過合理確定需優(yōu)先保護(hù)的地區(qū),有利于構(gòu)建的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)有重點(diǎn)、分階段地實(shí)施,不僅便于實(shí)施和管理,而且有利于充分利用資金, 協(xié)調(diào)保護(hù)與發(fā)展的矛盾,指導(dǎo)城市的精明增長和良性發(fā)展。