曹 碩,馮 麗,李世隆,賈博文,馬曉燕*
(1.北京農(nóng)學(xué)院園林學(xué)院,北京102206;2.城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境北京實驗室,北京100083)
“綠道兼具社會效益和生態(tài)效益,是能夠促進(jìn)城鎮(zhèn)生態(tài)有序化發(fā)展、引領(lǐng)居民健康低碳出行的有效途徑。綠道在實現(xiàn)城鎮(zhèn)生態(tài)建設(shè)中有著生態(tài)、文化、游憩、經(jīng)濟(jì)和社會效益等多方面的功能”[1]。中國的綠道研究雖然起步較晚,但是綠道理論的發(fā)展較為迅速,學(xué)者在綠道理論研究和綠道實際建設(shè)過程中,目前主要的研究方向和內(nèi)容依舊是對城市內(nèi)的園林景觀、各類綠地和城市周邊風(fēng)景名勝區(qū)的綠道規(guī)劃建設(shè),對經(jīng)濟(jì)方面的綠道理論尤其是農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道構(gòu)建的研究較少。農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道能夠有效串聯(lián)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶,形成集聚規(guī)模效應(yīng),同時通過綠道的統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。
根據(jù)北京市生態(tài)環(huán)境局2019年9月公布的數(shù)據(jù)顯示,平谷區(qū)全區(qū)森林覆蓋率已達(dá)67.2%,處于生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)前列。其中,果樹占森林覆蓋面積的48%,桃林占森林綠化面積的25%,平谷大桃從20世紀(jì)90年代末就形成規(guī)?;N植,現(xiàn)有桃林14 666.7 hm2,是世界上最大的桃園。桃林面積在全區(qū)生態(tài)發(fā)展綠化面積中占一定比例,大桃產(chǎn)業(yè)在全區(qū)農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起主導(dǎo)作用,因此通過對平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)綠道的構(gòu)建,對平谷區(qū)的生態(tài)起到重要作用,也是平谷區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。
北京市平谷區(qū)北、東、南三面環(huán)山,東北高西南低。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研將平谷區(qū)分為林地、耕地、草地、桃林地、水域、建設(shè)用地和其他用地。通過智能化影像分析軟件對平谷區(qū)進(jìn)行土地分類。結(jié)合地理信息系統(tǒng)軟件對北京市平谷區(qū)進(jìn)行土地類型的統(tǒng)計(表1)。
表1 北京市平谷區(qū)土地利用現(xiàn)狀統(tǒng)計Tab.1 Land use status in Pinggu District of Beijing
綠道的功能是多元復(fù)雜的,根據(jù)劉濱誼和余暢[3]提出按照功能的分類方式可以將綠道分為生態(tài)型、文化型、游憩型和產(chǎn)業(yè)型四類。而產(chǎn)業(yè)型綠道是依據(jù)地區(qū)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)狀況和產(chǎn)業(yè)資源特色建立的產(chǎn)業(yè)廊道,在此基礎(chǔ)上,周琪超和徐文輝[4]提出依據(jù)產(chǎn)業(yè)資源的不同功能類型可以將產(chǎn)業(yè)型綠道分為以農(nóng)林漁牧業(yè)發(fā)展功能為主的農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道以及以休閑服務(wù)功能為主的服務(wù)型產(chǎn)業(yè)綠道。
農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道是指在地區(qū)內(nèi),依托山谷、河流、農(nóng)田與道路等帶狀地形自然分布,主要以綠色產(chǎn)業(yè)為主,以鏈接產(chǎn)業(yè)個體,形成具有產(chǎn)業(yè)集群特征的發(fā)展產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的綜合產(chǎn)業(yè)帶[5]。主要通過地區(qū)內(nèi)具有發(fā)展優(yōu)勢的農(nóng)林資源基礎(chǔ),打造綠色生態(tài)農(nóng)林標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地、為需求者提供高品質(zhì)綠色生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品,促進(jìn)綠色生態(tài)產(chǎn)品的品牌效應(yīng)。
研究重點在于探索大桃為北京市平谷區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的背景下,以北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向的農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道構(gòu)建機(jī)制,在最小累計阻力模型技術(shù)的輔助下,依據(jù)資源空間布局特征,以產(chǎn)業(yè)融合為導(dǎo)向,依附生態(tài)基層與設(shè)施基礎(chǔ),通過線性空間對產(chǎn)業(yè)資源供需端進(jìn)行有機(jī)連接,促進(jìn)資源在空間上的協(xié)同作用,從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。通過對產(chǎn)業(yè)型綠道構(gòu)建方法的研究,完善中國實際的綠道規(guī)劃理論研究體系。
1.2.1 農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道評價指標(biāo)體系的構(gòu)建 基于資源要素評價確定農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道選線的主要影響因子,結(jié)合綠道功能,篩選綠道選線評價指標(biāo),確定評價指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn),建立各因子指標(biāo)權(quán)重并量化各評價因子的權(quán)重值。
通過德爾菲法構(gòu)建產(chǎn)業(yè)資源評價體系,主要有資源因子、環(huán)境因子、體驗因子、市場因子、規(guī)模因子、科技因子、競爭因子。采用層次分析法確定各評價因子的權(quán)重值,得出影響農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道建設(shè)的主要影響因子。
1.2.2 農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道資源節(jié)點選取 根據(jù)產(chǎn)業(yè)型綠道要素評價方法,結(jié)合北京市平谷區(qū)大桃標(biāo)準(zhǔn)化種植協(xié)會給定的標(biāo)準(zhǔn)“桃產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)”選取符合條件的大桃標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地,以村為單位分別從0~50 hm2、50~100 hm2、100~150 hm2、150~200 hm2以上4種大桃產(chǎn)業(yè)規(guī)模選擇和規(guī)劃資源節(jié)點(表2)。
表2 北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)資源節(jié)點選擇結(jié)果Tab.2 Selection results of peach industry resource nodes in Pinggu District of Beijing
1.2.3 阻力面的構(gòu)建 北京市平谷區(qū)農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道可以通過土地利用現(xiàn)狀、高程、坡度三個方面作為阻力因子,結(jié)合最小累積阻力模型進(jìn)行研究區(qū)域阻力面的構(gòu)建,進(jìn)而通過對研究區(qū)域景觀格局指數(shù)計算確定農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道的初始選線與潛在廊道斑塊的選擇[6]。
坡度反映地形要素對綠道建設(shè)的影響,坡度越緩的地方越有利于綠道的建設(shè),坡度越陡峭造成的阻力越大。根據(jù)坡度一般分類標(biāo)準(zhǔn)和《北京市級綠道系統(tǒng)規(guī)劃》關(guān)于坡度的說明,以15°為坡度分級標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)坡度小于15°時適宜進(jìn)行建設(shè);坡度超過35°時土壤的穩(wěn)定性會降低,隨之建造難度也會增大。結(jié)合北京市平谷區(qū)的地形地貌,將坡度分為<6°、6°~15°、15°~25°、25°~35°、>35°并進(jìn)行賦值(表3)。
表3 阻力因子賦值得分Tab.3 Resistance factor assignment subtable
根據(jù)建立的數(shù)字高程模型,北京市平谷區(qū)范圍內(nèi)最高海拔1 216 m,結(jié)合北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)對地形的要求,根據(jù)研究區(qū)域現(xiàn)場調(diào)查的結(jié)果可知,大桃產(chǎn)業(yè)多集中在半山區(qū)及山區(qū)處。將高程分為<113 m、113~261 m、261~437 m、437~667 m、>667 m并進(jìn)行賦值(表3)。
阻力因子賦值參考謝高地等[7]編制的單位面積生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量表,結(jié)合研究區(qū)域現(xiàn)狀條件選取高程、坡度、土地利用現(xiàn)狀作為阻力因子?;诟鱾€阻力因子對阻力表面建立的影響不同,運(yùn)用層次分析法,確定各個阻力因子在建立阻力面的權(quán)重分別為高程0.14、坡度0.29和土地利用現(xiàn)狀0.57。
1.2.4 農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道空間布局及優(yōu)化 “通過最小累計阻力模型生成產(chǎn)業(yè)資源節(jié)點間的產(chǎn)業(yè)廊道,形成整體產(chǎn)業(yè)綠道,綠道構(gòu)建中生成兩種類型的產(chǎn)業(yè)廊道,分別是已有廊道和潛在廊道”[8]。其中已有廊道是連接當(dāng)前產(chǎn)業(yè)資源節(jié)點之間的現(xiàn)有廊道,通過數(shù)據(jù)計算結(jié)合實地調(diào)研的方式規(guī)劃調(diào)整形成有效的產(chǎn)業(yè)廊道。潛在廊道的生成則需要先確定潛在節(jié)點的位置和形式,通過網(wǎng)絡(luò)分析法進(jìn)行分析后篩選選取,進(jìn)而使用最小累積阻力模型得到潛在的產(chǎn)業(yè)廊道。
通過層次分析法計算得出農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道影響因子及其權(quán)重(表4):資源因子(0.33)、環(huán)境因子(0.21)、科技因子(0.16)、市場因子(0.13)、體驗因子(0.08)、規(guī)模因子(0.06)、競爭因子(0.03)。說明在農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道的構(gòu)建中資源所具有的特色和類型、產(chǎn)業(yè)所處的環(huán)境整體質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)資源所能提供的科技投入以及產(chǎn)業(yè)在市場上的影響力和前景對農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道的規(guī)劃具有更多的指導(dǎo)價值與參考意義。
表4 農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道評價因子及權(quán)重Tab.4 The evaluation factors and weights of greenway resources in agriculture and forestry industries
通過對平谷區(qū)坡度進(jìn)行等級劃分并賦值后,結(jié)合數(shù)字高程模型進(jìn)行計算,得到坡度因子阻力值占比(圖1),其中阻力值為100即坡度<6°的地區(qū),總體占比為45%,接近平谷區(qū)總面積的一半,在產(chǎn)業(yè)廊道的生成中阻力較小,而阻力值為200、300分別占比23%、17%,即坡度為6°~15°和15°~25°的地區(qū)對產(chǎn)業(yè)廊道生成阻力適中,表明平谷區(qū)的坡度對大桃產(chǎn)業(yè)廊道的生成影響較低。
北京市平谷區(qū)高程主要分為<113 m、113~261 m、261~437 m、437~667 m、>667 m這5個等級,賦值并計算高程因子阻力值占比(圖2),可以得出在阻力值為100即高程<113 m的地區(qū)所占比例為49%,對產(chǎn)業(yè)廊道生成的阻力較小,當(dāng)高程113~261 m、261~437 m時,阻力值分別為200、300,阻力值占比為35%,產(chǎn)業(yè)廊道生成阻力適中,當(dāng)高程>437 m時,產(chǎn)業(yè)廊道生成的阻力值較大,不易生成產(chǎn)業(yè)廊道。
基于阻力面的建立,通過最小累計阻力模型生成平谷區(qū)的初始農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道,進(jìn)而使用網(wǎng)絡(luò)分析法計算相關(guān)的α、β、γ指數(shù)對其進(jìn)行優(yōu)化,形成優(yōu)化后的產(chǎn)業(yè)綠道。
α指數(shù)衡量網(wǎng)絡(luò)閉合度,表示網(wǎng)絡(luò)中回路出現(xiàn)的程度,其計算公式:α=L-V+1/2V-5[9]。
β指數(shù)代表線點率,計算公式:β=L/V。
γ指數(shù)表示網(wǎng)絡(luò)連接度,用于度量網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點之間連接的程度,計算公式:γ=L/3(V-2)。
計算公式中L表示廊道數(shù),V表示節(jié)點數(shù)。
通過最小累計阻力模型計算所得,北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)廊道主要以帶狀形式分布,見圖3。圖3審圖號:京S(2021)022號。分別為西部-西北部產(chǎn)業(yè)帶、中部產(chǎn)業(yè)帶以及西部-東部產(chǎn)業(yè)帶,其中西北部及東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)資源節(jié)點分布密集,成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。西北部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)閉合度α=0.56、線點率β=1.57,網(wǎng)絡(luò)連接度γ=0.73;東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)閉合度α=0.82、線點率β=1.60、網(wǎng)絡(luò)連接度γ=0.89,西北部與東部大桃產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成較為完善的綠道系統(tǒng),而西部及中部地區(qū)綠道結(jié)構(gòu)較為簡單,還未形成完善的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),需要進(jìn)行一定的優(yōu)化。
通過計算得出綠道優(yōu)化前的α、β、γ指數(shù)分別為0.38、1.59、0.60,優(yōu)化后為0.48、1.82、0.67,見圖4。圖4審圖號:京S(2021)022號。α指數(shù)增加了0.1,表明優(yōu)化后產(chǎn)業(yè)資源節(jié)點之間可供選擇的路徑更多;β指數(shù)表明綠道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,β指數(shù)>1時,表示綠道結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,已經(jīng)形成完善的綠道結(jié)構(gòu);γ指數(shù)增加了0.07,表示優(yōu)化后的綠道連接程度比初始結(jié)構(gòu)更高。
在產(chǎn)業(yè)資源分析的基礎(chǔ)上,按照挖掘生產(chǎn)潛力、突出產(chǎn)業(yè)重點、提高產(chǎn)品質(zhì)量、形成規(guī)模效益的空間布局原則,結(jié)合平谷區(qū)實際地形地貌、城鎮(zhèn)布局等因素,規(guī)劃形成“一核、三軸、四種植區(qū)、多節(jié)點”的空間布局結(jié)構(gòu),見圖5。圖5審圖號:京S(2021)022號。
一核:即北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)綜合中心,構(gòu)建北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)的綠道核心,選取北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)綠道結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的北辛莊村與大官莊村為產(chǎn)業(yè)核心。
三軸:分別為西部以新建隊村、薄各莊村、大官莊村、劉家店村、掛甲峪村和大廟峪村串聯(lián)形成產(chǎn)業(yè)綠道軸線;北側(cè)則是以樂政務(wù)村、大北關(guān)村、峨嵋山村、黃松峪村串聯(lián)形成產(chǎn)業(yè)綠道軸線;南側(cè)是東高村、賢王莊村、滑子村串聯(lián)形成產(chǎn)業(yè)綠道軸線。
四種植區(qū):即西部以北辛莊村為中心作為白-黃桃種植區(qū),西北部以北宮村、劉家店村為中心形成黃-油桃種植區(qū),中部蟠-油桃種植區(qū)則以陳太務(wù)村與大北關(guān)村為中心以及東部以洙水村為中心形成油-黃桃種植區(qū)。
多節(jié)點:分別為現(xiàn)有大桃產(chǎn)業(yè)資源節(jié)點以及具有潛在發(fā)展?jié)摿Φ拇筇耶a(chǎn)業(yè)資源節(jié)點。
采用德爾菲法和層次分析法分析北京市平谷區(qū)農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道對大桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響,確定在構(gòu)建農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道資源評價體系中相關(guān)評價因子的權(quán)重順序:資源因子0.33、環(huán)境因子0.21、科技因子0.16、市場因子0.13、體驗因子0.08、規(guī)模因子0.06、競爭因子0.03,為農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道資源評價體系的構(gòu)建提供一定的依據(jù)。
基于最小累計阻力模型原理通過地理信息系統(tǒng)的成本距離加權(quán)建模技術(shù)對北京市平谷區(qū)大桃產(chǎn)業(yè)進(jìn)行綠道選線規(guī)劃,根據(jù)綠道節(jié)點的分布情況以及土地利用現(xiàn)狀、坡度、高程三項因子的權(quán)重關(guān)系得出北京市平谷區(qū)農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道選線初步結(jié)果,并根據(jù)現(xiàn)場實地考察結(jié)合地圖分析選出資源節(jié)點之間潛在資源節(jié)點與潛在產(chǎn)業(yè)廊道,得出優(yōu)化后的北京市平谷區(qū)農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道。
北京市平谷大桃產(chǎn)業(yè)的綠道空間布局規(guī)劃從產(chǎn)業(yè)要素出發(fā),在科學(xué)研究綠道構(gòu)建因素的基礎(chǔ)上,通過網(wǎng)絡(luò)分析法計算α、β、γ指數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,得到農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道結(jié)構(gòu),即“一核、三軸、四種植區(qū)、多節(jié)點”的空間布局。
通過對北京市平谷區(qū)農(nóng)林型產(chǎn)業(yè)綠道構(gòu)建,集聚分散零碎的大桃產(chǎn)業(yè),將低效率的產(chǎn)業(yè)發(fā)展系統(tǒng)整合成高效有序的大桃產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)產(chǎn)業(yè)廊道的連通功能,促進(jìn)信息技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈中的相互傳播。以北京市平谷區(qū)大桃作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)形成產(chǎn)業(yè)核心,充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)連通效應(yīng),即技術(shù)、資金、企業(yè)、設(shè)備和人才等產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)要素逐漸由核心區(qū)向周邊地區(qū)擴(kuò)散,由此促進(jìn)周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[10]。