陶巍，郭楷，劉路

(1.揚(yáng)州市歷史文化名城研究院，江蘇 揚(yáng)州 225000； 2.揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000；3.揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000)

1 引 言

隨著人們對城市生態(tài)環(huán)境的改善和高質(zhì)量公共服務(wù)設(shè)施的需求不斷提升，公園布局評價和優(yōu)化引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。公園作為城市綠色公共空間，兼具了休閑娛樂、防災(zāi)、改善人居環(huán)境、構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、展示城市文化、開展文教活動等眾多功能，可歸納為景觀生態(tài)功能和公共服務(wù)功能兩個大類，其評價方向也有所差異。景觀生態(tài)功能應(yīng)側(cè)重應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)原理，將公園視作“斑塊”，考慮其布局對構(gòu)建城市綠色廊道、生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的作用；公共服務(wù)功能應(yīng)在“以人為本”前提下，以城市公共服務(wù)設(shè)施公平化角度，側(cè)重評價公園布局對公共服務(wù)均等化的影響。因此，影響功能發(fā)揮的因素和評價方法也會隨之有所不同。

鑒于此，本文系統(tǒng)梳理了不同功能定位下，運(yùn)用GIS等地理信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市公園布局評價的方法。在此基礎(chǔ)上探討如何活用這些評價方法，以更好適用差異化條件，反映研究區(qū)域內(nèi)城市公園各項(xiàng)功能的發(fā)揮情況。

2 評價方法研究現(xiàn)狀

2.1 改善人居環(huán)境功能

城市公園是城市綠化美化、改善人居環(huán)境的重要載體，在改善局部小氣候、減少噪音、凈化水體、涵養(yǎng)水源、保護(hù)生物多樣性等方面有明顯作用。目前單獨(dú)以改善人居環(huán)境作為公園布局評價的研究較少，主要是將公園對局部小氣候改變、噪音削減的功能納入多因子評價模型中，結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)與多目標(biāo)區(qū)位配置模型(LA)進(jìn)行疊加分析[1]。例如張金光等基于GIS技術(shù)，根據(jù)城市地表溫度的空間分布和PM2.5濃度分布，與土地建設(shè)適宜性、人口分布等其他指標(biāo)一同作為評價公園布局的因素，采用AHP與Delphi法確定各因子的權(quán)重，并按照不同權(quán)重加權(quán)疊加，分析公園選址的適宜性[2]。黃巧玲利用氧氣平衡法，即根據(jù)不同綠地覆蓋類型估算出城市公園綠地釋氧量，與該區(qū)域內(nèi)市民總需氧量進(jìn)行對比，得出研究區(qū)內(nèi)各單元公園布局與市民需氧量匹配程度，以此評價公園布局[3]。

2.2 游憩功能

滿足市民游憩需求是城市公園最顯著的社會屬性特征。以人為中心，研究現(xiàn)有的公園是否方便周圍居民進(jìn)入，提供相對平等的服務(wù)成為評價公園布局的重要指標(biāo)。而目前的研究也多以均等可達(dá)性反映公園游憩功能的優(yōu)劣。歸納為以下幾種方法：①緩沖區(qū)分析法。以公園中心或邊緣為起點(diǎn)，不同類型公園最大服務(wù)距離為半徑建立緩沖區(qū)，來表征研究區(qū)域內(nèi)市民能否就近到達(dá)公園[4]。②最小鄰近距離法。將居住區(qū)和城市公園抽象為點(diǎn)，計(jì)算點(diǎn)之間的最短直線距離來表達(dá)市民對城市公園的可達(dá)性的一種方法。③需求度分析法。范香通過研究深圳市綜合公園與建筑物需求密度、POI(興趣點(diǎn))密度在空間分布上的匹配程度來反映公園的服務(wù)水平[5]。尹海偉等結(jié)合研究區(qū)內(nèi)人口普查數(shù)據(jù)資料，提取出人口的性別、年齡、經(jīng)濟(jì)收入等特征，并采用需求指數(shù)，定量分析了研究區(qū)居民對城市公園的個性化需求情況，以評價研究區(qū)公園分布的空間公平程度[6]。④多因素阻力分析法。周亮等以城市土地分類的柵格數(shù)據(jù)、人口密度分布等空間阻力因素分布圖為基礎(chǔ)，賦予相對阻力值和權(quán)重，形成阻力分級圖，并定義穿越每個單元所需的阻力(距離、時間、費(fèi)用等)，再通過最短路徑搜索算法計(jì)算到達(dá)公園的累計(jì)阻力來評價城市公園的可達(dá)性[7]。⑤兩步移動搜索法。以供需地和需求地為基礎(chǔ)，分兩步計(jì)算在研究單元內(nèi)，人均享有公共服務(wù)設(shè)施數(shù)量的方法[8]。⑥網(wǎng)絡(luò)分析法。以研究區(qū)內(nèi)真實(shí)道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為模型基礎(chǔ)，來劃定能夠在指定時間內(nèi)到達(dá)某區(qū)域的服務(wù)范圍，得到公園可達(dá)面積、人口數(shù)量、建筑物數(shù)量，以此來評價公園的服務(wù)均等性[9]。⑦引力勢能分析法?；谌f有引力定律，認(rèn)為公園的服務(wù)水平與到達(dá)公園阻力成反比，與公園吸引力、市民需求成正比。將公園吸引力因素(面積、品質(zhì)等)、市民需求(人口分布)納入可達(dá)性計(jì)算過程，強(qiáng)化了公園提供的休閑游憩差異、市民需求差異對可達(dá)性產(chǎn)生的影響。⑧多主體系統(tǒng)法。徐沙引入城市復(fù)雜性理論，動態(tài)模擬居民、公園、道路之間的動態(tài)關(guān)系。使用多主體系統(tǒng)模擬城市居民一天內(nèi)，從居住區(qū)出發(fā)，沿著道路網(wǎng)去周邊公園綠地，并返回居住區(qū)的動態(tài)過程，獲得該范圍內(nèi)所有居民對公園綠地出行的時空行為特征，對公園綠地的使用情況做出直觀的模擬。從而對現(xiàn)有公園綠地的布局方式作出評價[10]。⑨空間聚類法。張雪萍等在對鄭州市公園進(jìn)行選址評價時，將各社區(qū)看成聚類對象，找到符合條件的聚類中心，作為最佳選址點(diǎn)。按照一定的半徑和服務(wù)人口，結(jié)合障礙約束條件等要求，在GIS中引入基于量子粒子群優(yōu)化的帶障礙約束空間聚類分析模型進(jìn)行聚類分析，考察公園位置是否適宜[11]。

2.3 防災(zāi)功能

城市公園由于具有大面積的公共開放空間，在承擔(dān)防災(zāi)、避難功能上發(fā)揮著特有作用。特別是在地震災(zāi)難多發(fā)地區(qū)，與廣場、學(xué)校操場、體育場館等共同構(gòu)成的應(yīng)急避難場空間布局評價體系得到了學(xué)者們的重視。可歸納為以下幾種方法：①層次分析法。劉強(qiáng)等建立了包括距離、疏散通道通暢程度、場所設(shè)施完善程度等指標(biāo)的應(yīng)急避難場所選址層次評價指標(biāo)體系，并通過專家打分方式，確定權(quán)重值，據(jù)此對應(yīng)急避難場布局進(jìn)行評價分析[12]。陳志芬等根據(jù)群眾在災(zāi)害發(fā)生后一段時間內(nèi)對于避難場所服務(wù)的需求變化，將避難場所劃分為臨時避難場所、短期避難場所和中長期避難場所三個層次，建立了規(guī)劃性選址、老城新選址和補(bǔ)充性選址三種選址模型，納入避難效果(受災(zāi)群眾至各層次的避難場所的總距離、場所最大容納人數(shù))、建設(shè)成本(各層次場所個數(shù))因素，并通過lingo優(yōu)化軟件求解選址變量的結(jié)果，確定出各層次避難場所的數(shù)量和具體位置，供應(yīng)急避難場所的選址和優(yōu)化參考[13]。②緩沖區(qū)分析法。朱佩娟等通過人口密度分布與公共綠地緩沖區(qū)的疊加分析，評價公共綠地應(yīng)急避險功能的人口服務(wù)輻射能力[14]。③網(wǎng)絡(luò)分析法。從可達(dá)性視角出發(fā)，基于GIS的網(wǎng)絡(luò)分析法，構(gòu)建服務(wù)面積比、服務(wù)人口比服務(wù)重疊率、人均可達(dá)避難場所面積、人口配置缺口等指標(biāo)分析城市應(yīng)急避難場所空間布局的合理性。④兩步移動搜尋法。分別以供給地和需求地為基礎(chǔ)，分別搜尋、計(jì)算應(yīng)急避難場所入口的繁忙程度和每個街道的可達(dá)性，相加得到每個區(qū)域在指定服務(wù)半徑享有的在最大容納人數(shù)以下的避難場所，以反映應(yīng)急場所布局對各研究區(qū)域的均衡程度[15]。⑤Voronoi(泰森多邊形)圖法。武文杰等利用應(yīng)急避難場所的空間分布生成Voronoi圖，確定各避難場所就近接納避難人員的“責(zé)任區(qū)域”，再根據(jù)人口密度分布圖，找到配置缺口區(qū)域，作為應(yīng)急避難場所空間優(yōu)化的基礎(chǔ)[16]。

2.4 構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能

作為城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，公園在城市“源-綠色廊道-生態(tài)網(wǎng)絡(luò)”的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建中發(fā)揮重要的作用。評價公園與其他綠地、生態(tài)用地在空間上構(gòu)成的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的完善度，是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，構(gòu)建完善城市生態(tài)格局的基礎(chǔ)。目前主要利用景觀學(xué)方法進(jìn)行評價，可歸納為以下三種：①景觀格局指數(shù)法。即利用Fragstats軟件計(jì)算公園斑塊形狀指數(shù)、類型指數(shù)以及廊道連接度指數(shù)等指標(biāo)，反映整體景觀格局和生態(tài)空間格局特征。②網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)-重力模型法。采用最小費(fèi)用模型，結(jié)合GIS空間分析模擬出研究區(qū)潛在生態(tài)廊道，然后通過重力模型和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指數(shù)，對斑塊間相互作用強(qiáng)度與生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定量分析，評價出最佳網(wǎng)絡(luò)方案[17]。③基于景觀圖論的連接度指數(shù)法。將生境的異質(zhì)性信息(如面積大小，保有物種豐富度等)整合到圖論算法中，更準(zhǔn)確地衡量生態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接性；同時以相對較少的生態(tài)用地土地總量達(dá)到較優(yōu)的景觀生態(tài)功能為目的，計(jì)算景觀要素在網(wǎng)絡(luò)連接中的貢獻(xiàn)值，確定優(yōu)先考慮的關(guān)鍵斑塊和連接。其關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)連接的距離閾值的確定，當(dāng)斑塊間的距離小于或等于閾值，則認(rèn)為連接[18]。

2.5 文化傳承功能

城市公園在滿足人們游憩需求的同時，注入更多的文化元素，可同時滿足人們的精神文化需求。在公園規(guī)劃中，常常與風(fēng)景名勝區(qū)、歷史遺址等歷史文化資源協(xié)同出現(xiàn)，不僅可以避免歷史和文化資源被破壞，還提供了良好教育科普場所，共同促進(jìn)游憩系統(tǒng)的發(fā)展。因此兩者空間上的耦合作用值得深入研究。目前國內(nèi)外將人文環(huán)境納入公園布局評價的研究較少，可歸納為以下幾種：①緩沖區(qū)法。以公園一定緩沖距離內(nèi)包含的文化資源個數(shù)占總資源個數(shù)的比例來評價兩者的匹配度。②密度法。研究公園與建筑遺產(chǎn)、文保單位等文化資源點(diǎn)密度分布的情況，來評價公園與文化資源的匹配度。③耦合協(xié)調(diào)度法。對研究區(qū)域內(nèi)公園與文化資源進(jìn)行全面、系統(tǒng)調(diào)查與評價的基礎(chǔ)上，分別得到各單元內(nèi)公園與文化資源得分總和，再計(jì)算其耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)，確定對二者的耦合協(xié)調(diào)度的高低，以此來評價二者在各單元空間的協(xié)調(diào)程度，兩者得分相差越小，說明其協(xié)調(diào)性越好[19]。④空間耦合度法。劉濱誼等建立了綠地與城市空間耦合的評價體系，將公園與文化用地的伴生關(guān)系納入功能性空間要素的耦合(與居住用地、商業(yè)金融用地以及文化用地的伴生關(guān)系)模式，與結(jié)構(gòu)性空間要素的耦合(適應(yīng)城市空間結(jié)構(gòu)拓展的需要)模式、骨架性空間要素的耦合(與城市的道路骨架、水系骨架的布局關(guān)系)模式，通過計(jì)算聚集度、大斑塊率、服務(wù)覆蓋率、一致度、連接度、環(huán)度指標(biāo)，來評判綠地空間與城市空間是否能夠達(dá)到城市生態(tài)系統(tǒng)的最佳功能，為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃和城市總體規(guī)劃之間的融合提供判別標(biāo)準(zhǔn)。該方法可供公園與其他用地耦合作用評價參考[20]。

3 評價方法適用條件分析

在對研究區(qū)域內(nèi)公園布局進(jìn)行評價時，往往會遇到研究區(qū)域廣、公園類型多、影響因子復(fù)雜的情況。選擇突出的功能定位進(jìn)行分步評價，或是構(gòu)建模型，將影響功能發(fā)揮的多項(xiàng)因素納入其中，轉(zhuǎn)化為模型參數(shù)，進(jìn)行綜合評價是常用的評價方式。而如何有所側(cè)重，進(jìn)行功能的選擇和模型的構(gòu)建是方法選擇時須考慮的問題。鑒于此，本文將以上兩種評價方式的適用條件和構(gòu)建方法進(jìn)行探討，以供參考。

3.1 分步評價

(1)依據(jù)研究尺度

公園布局既要考慮整體性，也要注重層次性。以城市范圍為例，市域尺度、區(qū)域尺度、街道尺度、社區(qū)尺度在公園系統(tǒng)規(guī)劃時應(yīng)遵循自上而下分層級構(gòu)建，不同層級之間互有承接但目標(biāo)和方法具有差異，因此評價重心相應(yīng)也可有所側(cè)重。評價區(qū)域、市域或更大區(qū)域時，城市公園功能主要體現(xiàn)在對生態(tài)系統(tǒng)的整體控制和城市形態(tài)的錨固，因此以評價城市公園構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，組織城市景觀的效用，或是與城市其他用地空間相互作用的耦合作用為主，在游憩功能、防災(zāi)功能上，可以以街道、社區(qū)為單元，宏觀分析公園服務(wù)功能的覆蓋范圍；在評價人口較為密集的街道、社區(qū)時，則側(cè)重以居民日常使用為方向，將游憩、防災(zāi)、優(yōu)化人居環(huán)境作為主要評價功能，研究數(shù)據(jù)應(yīng)具體到社區(qū)、建筑物上的人口分布，以及不同特征人群帶來的差異化需求，以更真實(shí)反映公園的服務(wù)水平。

(2)依據(jù)公園類型

根據(jù)《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ/T 85-2017)，將公園綠地分為綜合公園、社區(qū)公園、專類公園(動物園、植物園、歷史名園、遺址園、游樂公園等)和游園四大類。不同類別公園對面積、配套設(shè)施的要求有所不同，其功能和服務(wù)范圍也存在差異。因此在布局研究時，應(yīng)根據(jù)其特性采用不同指標(biāo)、不同方法進(jìn)行差異化評價。在綜合公園評價時，由于其面積較大，設(shè)施齊全，應(yīng)側(cè)重評價其在防災(zāi)、構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)、以及其他用地空間相互作用的耦合作用等方面的功能；社區(qū)公園、游園更多以滿足周邊市民的游憩需求為主，則應(yīng)該側(cè)重考察游憩、優(yōu)化人居環(huán)境方面的功能；專類公園中，歷史名園、遺址園著重考查文化功能、動植物園著重考察生態(tài)功能，游樂公園著重考察特定人群(兒童)的游憩功能。

3.2 構(gòu)建模型

(1)多因素疊加分析

根據(jù)上文中整理的各種評價方法可以發(fā)現(xiàn)，多種方法在針對不同功能評價時均有涉及，且待評價區(qū)域內(nèi)的公園與居住區(qū)距離、人口密度、土地利用類型等因素對公園多種功能的發(fā)揮均有較大影響。因此可將同時影響多種待評價功能發(fā)揮的因素納入統(tǒng)一模型中，進(jìn)行綜合評價。例如防災(zāi)功能和游憩功能發(fā)揮的效應(yīng)都與公園和居住區(qū)的距離、人口密度密切相關(guān)，因此可運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法，分別分析實(shí)現(xiàn)兩種功能的最大服務(wù)距離，劃定各自的服務(wù)范圍，對比人口分布，評價兩種功能各自覆蓋的人口占比?；蚴沁\(yùn)用需求度法，分別作出各特征人群的人口密度分布圖，比照各類公園的空間分布，評價公園與特定人群在游憩、防災(zāi)需求上的匹配程度。再以空間耦合度法為例，有學(xué)者等將涉及自然生態(tài)、交通可達(dá)、文化傳承的水系分布、歷史文化保護(hù)區(qū)分布、生態(tài)敏感區(qū)分布、城市交通規(guī)劃、市政設(shè)施規(guī)劃、地質(zhì)條件6個因子納入與城市綠地布局耦合作用的評價中，并進(jìn)行單因子和多因子加權(quán)疊加分析，得出游憩功能、文化傳承功能、生態(tài)功能單一和共同發(fā)揮作用時公園最佳布局區(qū)域，以此對現(xiàn)有公園與城市其他空間的耦合作用進(jìn)行評價[21]。

(2)方法聯(lián)用

方法聯(lián)用可以綜合各方法特點(diǎn)，以更好彌補(bǔ)單一方法的局限，在評價中廣泛運(yùn)用。例如利用層次分析法通過計(jì)算各影響因子的權(quán)重，綜合各因素對功能發(fā)揮的作用，可形成方便后續(xù)方法、模型利用的數(shù)據(jù)。此方法在上文中提到的阻力分析法、空間耦合度法中都有運(yùn)用。而構(gòu)建生態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能評價中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)—重力模型法在運(yùn)用時，在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和優(yōu)化中也常常運(yùn)用到景觀圖論法中距離閾值的確定，以及景觀格局指數(shù)中各指數(shù)的計(jì)算，以此科學(xué)模擬、多角度評價生態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型。

4 結(jié)論與展望

城市公園功能定位分為景觀生態(tài)功能和公共服務(wù)功能兩大類，其作用大小與布局有著密切關(guān)系。本文梳理了改善人居環(huán)境功能、游憩功能、防災(zāi)功能、構(gòu)建城市生態(tài)網(wǎng)絡(luò)功能、文化傳承功能定位下，城市公園布局常用的評價方法。并探討了在研究區(qū)域廣、公園類型多、影響因子復(fù)雜的情況，如何選擇評價方法，以更好適用差異化條件，反映研究區(qū)域內(nèi)城市公園多種功能的作用大小。根據(jù)研究尺度和公園類型的不同，指出在評價市域尺度、區(qū)域尺度、街道尺度、社區(qū)尺度等不同尺度研究區(qū)域和不同面積、配套設(shè)施要求的各類別公園時，應(yīng)根據(jù)公園不同的規(guī)劃目標(biāo)和服務(wù)水平，有所側(cè)重地對各功能定位進(jìn)行分步評價?；蚴菢?gòu)建評價模型，將對公園多種功能的發(fā)揮都有較大影響的因素納入同一方法中，進(jìn)行綜合評價。也可綜合各方法特點(diǎn)，進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用。

另外，公園布局在對涵養(yǎng)水源、構(gòu)建城市“海綿”體系，錨固城市形態(tài)，吸引投資、提升經(jīng)濟(jì)等方面的功能還缺少可量化評價方法的研究；在模型構(gòu)建中，由于考慮參數(shù)多，復(fù)雜度大，未來研究應(yīng)致力于將地理信息技術(shù)與算法、計(jì)算機(jī)編程更好地結(jié)合，厘清多因素影響、約束下，公園布局與各功能發(fā)揮效能間的關(guān)系。