2. 华东师范大学 地理科学学院，上海 200241
2. School of Geographic Sciences, East China Normal University, Shanghai 200241, China
城市公园绿地与居民的日常生活密切相关，为居民提供休息游憩场所的同时能够净化空气、减弱噪声、调节气候、涵养水源，具有重要的生态效益、经济效益、景观效益和社会效益[1-2].针对城市公园绿地的评价指标主要有“人均公园绿地”、“城市绿化覆盖率”和“城市绿地率”等数量指标[3-4]，这些指标主要反映了一个区域总体的绿化水平.近年来，一些学者从空间可达性的角度研究公园绿地的服务范围，采用的方法包括缓冲区分析法[5]、最小邻近距离法[6-7]、网络分析法[8-10]、引力指数法[11]等.有学者结合人口数据进行了进一步研究，如江春燕[12]等利用公园服务人口、服务人口比、服务面积比等指标研究了公园服务在街道尺度上的空间差异；余柏蒗[13]等结合人均享有实际可达公园面积等指标评价了上海市外环以内公园区位分配的公平性；尹海伟[6]等利用总人口、女性人口、60岁以上人口比重、外来人口比重等数据计算街道的公园需求指数，通过与可达性的对比来研究公园布局的合理性.
现有研究中用于公园绿地服务分析的人口数据大都基于行政单元(如居委会、街道)[14-18]，但实际上一个行政单元内部的人口分布经常会有很大差异，而且人到公园绿地的行为不受行政单元的限制，所以以行政单元为单位进行分析不能反映行政单元内部的服务差异.如某区域内公园绿地的服务范围覆盖率是50%，但可能有90%的人口集中在公园绿地的服务范围内；反之，一个区域公园绿地的服务范围覆盖率是90%，但可能只有50%的人口集中在公园绿地的服务范围内.针对公园绿地的规划需要细化到某个具体的位置，因此需要结合更精确的人口分布数据进行进一步评价.
本文利用上海市实有人口数据，基于GIS的栅格分析方法对上海市外环以内的公园绿地服务现状进行分析.按不同等级公园的服务半径对研究区域进行划分，分析了每个公园绿地的服务范围、服务人口及单位面积的服务人口；计算得到整个研究区域内公园绿地的服务盲区，分析了服务盲区的面积和人口特征.
1 研究区域与数据本文的研究区域为上海市外环线以内的区域，如图 1所示.研究区域面积约670 km2.研究数据包括2014年上海市城市公园绿地数据(见图 1)、2013年上海市实有人口数据以及2015年上海市行政区划数据.
|
图 1 研究区域及研究区域内公园绿地分布图 Fig.1 Study area and distribution of urban public green spaces |
上海市城市公园绿地数据由上海市绿化与市容管理信息中心提供，是在解译遥感图像获取公园绿地的基础上，每年通过实测，对有变化的部分进行更新形成.数据为面状数据，包括公园绿地的位置、名称、面积等信息.用于本研究的数据为外环线以内面积大于0.3 hm2的公园绿地，占地面积22.70 km2.需要指出的是，城市公园绿地位于建成区范围内，上海市外环内还存在少量非建成区，主要分布在浦东新区东南部靠近外环线的区域.由于非建成区面积较小，所以本文不做讨论.
上海市实有人口数据来源于上海市公安局实有人口数据库，记录了每个常住人口的居住地址及其他信息，通过与上海市门牌地址空间数据进行地址匹配，把每个实有人口定位到门牌地址点上.以100 m×100 m划分栅格，统计每个栅格内的人口数.本研究所用的数据是2013年数据，研究区域内的实有人口约1 185.89万人，平均人口密度约17 818人/km2，图 2为基于栅格的人口密度图.
|
图 2 上海市外环以内实有人口密度图 Fig.2 Population density within the outer ring of Shanghai |
对公园绿地服务范围的划分以及服务盲区的计算主要采用了基于栅格的配置分析方法.具体来讲就是把研究区域配置到不同的公园绿地中(按照公园绿地的等级和距离)，无法配置到任何一个公园绿地中的区域则为服务盲区.通过配置分析可以得到每个公园绿地的服务范围并据此分析服务人口，衡量每个公园绿地的服务现状；还可以获得研究区域内公园绿地服务盲区的范围，并据此分析服务盲区的面积和人口特征.配置分析利用ArcGIS Desktop中的Cost Allocation功能实现.
进行配置分析时需要考虑到不同等级公园的实际服务半径.根据《城市绿地分类标准(CJJ/T85-2002)》、《城市公园分类(DBJ440100T 1-2007)》和《公园设计规范(CJJ48-92)》，将公园绿地分为三类：①全市性公园.服务半径2 000 m，面积大于25 hm2的全市性综合公园、专类公园和带状公园.②区域性公园.服务半径1 000 m，面积小于25 hm2的区域性综合公园、专类公园和带状公园.③其他公园绿地.服务半径500 m，面积大于0.3 hm2的街旁绿地和居住区公园.配置分析基于以下假设：市民出游时采用就近原则，首先选择500 m范围内最近的公园绿地出游；如果500 m范围内没有公园绿地，则选择1 000 m范围内最近的区域性和全市性公园出游；如果没有，则选择2 000 m范围内的全市性公园出游.
具体分析过程如下：
(1) 以500 m为半径对所有公园绿地进行配置分析.
(2) 以区域性公园和全市性公园为源地，以1 000 m为半径对第(1) 步没有分配的空白区域进行配置分析.
(3) 以全市性公园为源地，以2 000 m对以上两步都没有分配的空白区域进行配置分析.
(4) 将以上三步的结果叠加，合并区域性公园和全市性公园的服务范围，得到公园绿地服务范围划分图.
(5) 从研究区域中减去所有公园绿地的服务范围，得到公园绿地服务盲区.
(6) 将每个公园绿地的服务范围及公园绿地服务盲区与实有人口数据进行叠置分析，获得每个公园绿地的服务人口和服务盲区人口.
计算时考虑了不能直接通过的障碍(设置障碍所在的栅格为空值).一般情况下障碍应包括河流、机场和大型工厂，而在本研究区域内没有机场和大型工厂，因此仅把河流视为不能直接通过的障碍，同时留出桥的位置.
3 公园绿地服务范围分析图 3为上海市外环以内公园绿地服务范围划分图，栅格值和公园绿地的编码相对应，颜色仅为区分不同公园绿地的服务范围，无数量或等级含义.从图中可以直观地看到每个公园绿地的服务范围.
|
图 3 上海市外环以内公园绿地服务范围划分 Fig.3 Service coverage area allocation of urban public green spaces within the outer ring of Shanghai |
表 1为服务人口最多和最少的10个公园，表 2为单位面积服务人口最多和最少的10个公园.从表 1、表 2可知，上海市外环以内不同公园的服务人口和单位面积服务人口都差距悬殊，服务人口从93人到210 575人不等，单位面积服务人口从21人/hm2到67 743人/hm2不等.服务人口多的公园多为服务半径广的全市性公园，如鲁迅公园、黄兴公园、大宁灵石公园等，以及地处人口密集区域的区域性公园，如和平公园、杨浦公园、闸北公园等.漕河泾开发区公园、高东公园和未来岛公园等服务人口均在500人以下，它们的单位面积服务人口也较少，均在200人/hm2以下.这些公园多位于开发区等办公楼聚集但常住人口稀少的地区，它们的功能主要在于调节园区的办公环境，实际服务人口应多于按照常住人口计算的数量.惠民公园、西康公园、波阳公园等公园面积小并且位于人口密集的区域，单位面积服务人口达40 000人/hm2以上，承受了较大的压力.
|
表 1 服务人口最多和最少的公园 Tab.1 Parks with largest and least service population |
|
|
表 2 单位面积服务人口最多和最少的公园 Tab.2 Parks with largest and least service population per unit area |
针对公园服务人口不均衡的状况，应该采取多种措施提高公园的服务和利用水平.服务人口多的公园多为全市性公园或区域性公园，应该重点加以建设，保持和提高公园的品质并完善公园周围的交通设施.对于服务人口少的公园，应该充分挖掘公园的潜力形成特色公园，吸引更多居民前来游玩，分担其他公园的压力.对于单位面积服务人口压力大的公园，可以对公园进行适当的改造和扩建, 以满足更多人的需要.
计算每个公园绿地服务范围内的人均公园绿地面积，可以得到图 4所示的外环范围内的人均公园绿地面积栅格图.从图 4中可以看出，市中心的人均公园绿地面积普遍较小，靠近外环线的区域特别是东北部和东部人均公园绿地面积较大，黄浦江沿岸也有不少区域人均公园绿地面积较大.由于市中心人口密集、土地紧张，新建大型公园绿地不现实.因此, 可以考虑新建或扩建小型的公园绿地, 以提高人均公园绿地面积.
|
图 4 上海市外环以内人均公园绿地面积 Fig.4 Per capita public green space area within the outer ring of Shanghai |
图 5为上海市外环以内公园绿地服务盲区分布图, 表 3为各区公园绿地服务盲区面积与人口数量统计表.
|
图 5 上海市外环以内公园绿地服务盲区图 Fig.5 No service area of urban public green spaces within the outer ring of Shanghai |
|
|
表 3 上海市外环以内公园绿地服务盲区面积与人口数量 Tab.3 Area and population index of urban public green spaces of no service area |
从表 3可知，上海市外环以内公园绿地服务盲区面积为157.64 km2，占外环总面积的23.68%，近四分之一.服务盲区面积比例最高的区为宝山区(32.17%) 和浦东新区(29.42%)，盲区面积比例最低的区为长宁区(6.98%) 和普陀区(11.66%).从公园绿地服务盲区的人口数量来看，服务盲区人口194.26万人，占总人口的16.38%，低于服务盲区的面积比例.服务盲区人口比例最高的区为黄浦区(23.41%) 和静安区(21.54%)，盲区人口比例最低的区为长宁区(5.57%) 和普陀区(9.95%).对比可知，服务盲区面积比例高的区域主要位于中心城区外围靠近外环线的地方，而服务盲区人口比例高的区域主要位于中心城区.这主要是因为中心城区人口密度总体较高.长宁区、普陀区的服务盲区面积和人口比例都较低，公园绿地服务水平总体较好.基于以上分析，各区应根据自身的面积、人口特征以及公园绿地分布现状, 有针对性地改善公园绿地服务水平.如宝山区和浦东新区可以考虑在服务盲区新建规模较大的公园绿地，而黄浦区和静安区可以新建小型公园绿地并改善现有公园绿地的设施.
从服务盲区的人口密度和分布来看，服务盲区平均人口密度12 323人/km2，低于整个外环以内区域的平均人口密度(17 818人/km2)，说明总体上服务盲区内的人口分布相对稀疏. 图 6(a)为服务盲区内的人口密度图，从图中可以直观地看到，服务盲区内的人口分布并不均匀，总体上越靠近市中心人口密度越大.提取服务盲区内高于平均人口密度的栅格并利用Region Group将连续的栅格进行合并，由此获得服务盲区内的高人口密度区域. 图 6(b)为面积大于1 km 2的6个高人口密度区域，主要分布在市中心，包括：①徐汇区东北角的天平路、湖南路、斜土路街道，②黄浦区老西门、小东门街道附近区域，③普陀区与静安区交界处的曹家渡、江宁路和长寿路街道，④静安区与虹口区交界处的临汾路、江湾镇和彭浦新村街道，⑤宝山区与杨浦区交界处的五角场街道附近区域，⑥浦东新区沪东新村街道附近区域.这些高人口密度区域很多都是老城区，房屋密集、人口稠密，但公园绿地分布较少.这些区域很难新建大型的公园绿地，因此应该着重完善现有公园绿地的基本设施，以更好地为居民服务，并视情况新建或扩建小型公园绿地.在旧城改造的过程中也应注意居住区配套公园绿地的建设.
|
图 6 上海市外环以内公园绿地服务盲区的人口密度图(a) 和高人口密度区(b) Fig.6 (a) Population density and (b) high population density area of no service area within the outer ring of Shanghai |
本研究利用精确到门牌号的实有人口数据对公园绿地的服务现状进行分析，打破了行政边界的限制；按不同等级公园的服务半径对整个研究区域进行划分，得到划分图并获得了更加符合实际的每个公园绿地的服务范围和服务人口.总体上，本研究提高了公园绿地服务评价的精确性，可以为上海市公园绿地规划提供科学依据.
本文在划分公园绿地服务盲区和服务范围时均采用的是较为简单的直线距离，未考虑道路对公园绿地实际可达性的影响；另外，本文着重研究与人口相关的评价指标，未涉及公园绿地的设施、景观等因素.在后续研究中将针对以上两点问题做更深入的探索.
| [1] | 张利华, 张京昆, 黄宝荣. 城市绿地生态综合评价研究进展[J]. 中国人口资源与环境, 2011(5): 140-147. |
| [2] | 张利华, 邹波, 黄宝荣. 城市绿地生态功能综合评价体系研究的新视角[J]. 中国人口资源与环境, 2012(4): 67-71. |
| [3] | 李博, 宋云, 俞孔坚. 城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2008(4): 618-624. |
| [4] | 荣冰凌, 陈春娣, 邓红兵. 城市绿色空间综合评价指标体系构建及应用[J]. 城市环境与城市生态, 2009, 22(1): 33-37. |
| [5] | AHN T, CHOI H, KIM I, et al. A study on the method of measuring accessibility to urban open spaces[J]. Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture, 1991, 18(4): 17-28. |
| [6] | 尹海伟, 孔繁花, 宗跃光. 城市绿地可达性与公平性评价[J]. 生态学报, 2008(7): 3375-3383. |
| [7] | 李文, 张林, 李莹. 哈尔滨城市公园可达性和服务效率分析[J]. 中国园林, 2010(8): 59-62. |
| [8] | OH K, JEONG S. Assessing the spatial distribution of urban parks using GIS[J]. Landscape and Urban Planning, 2007, 82(1/2): 25-32. |
| [9] | ROSA D L. Accessibility to greenspaces: GIS based indicators for sustainable planning in a dense urban context[J]. Ecological Indicators, 2014, 42: 122-134. DOI:10.1016/j.ecolind.2013.11.011 |
| [10] | 陈书谦. 基于网络分析法的公园绿地可达性研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2013. |
| [11] | 周廷刚, 郭达志. 基于GIS的城市绿地景观引力场研究:以宁波市为例[J]. 生态学报, 2004(6): 1157-1163. |
| [12] | 江海燕, 周春山, 肖荣波. 广州公园绿地的空间差异及社会公平研究[J]. 城市规划, 2010(4): 43-48. |
| [13] | 余柏蒗, 胡志明, 吴健平, 等. 上海市中心城区公园绿地对居住区的社会服务功能定量分析[J]. 长江流域资源与环境, 2013(7): 871-879. |
| [14] | 马林兵, 曹小曙. 基于GIS的城市公共绿地景观可达性评价方法[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2006(6): 111-115. |
| [15] | 陈雯, 王远飞. 城市公园区位分配公平性评价研究:以上海市外环线以内区域为例[J]. 安徽师范大学学报(自然科学版), 2009(4): 373-377. |
| [16] | 马琳, 陆玉麒. 基于路网结构的城市绿地景观可达性研究:以南京市主城区公园绿地为例[J]. 中国园林, 2011(7): 92-96. |
| [17] | 蔡彦庭, 文雅, 程炯, 等. 广州中心城区公园绿地空间格局及可达性分析[J]. 生态环境学报, 2011(11): 1647-1652. |
| [18] | 卢宁, 李俊英, 闫红伟, 等. 城市公园绿地可达性分析:以沈阳市铁西区为例[J]. 应用生态学报, 2014(10): 2951-2958. |