基于网络分析法的长春市开放空间非均衡性测度与响应路径

德力格尔，李媛媛

(内蒙古民族大学农学院，内蒙古 通辽 028043)

0 引言

1990年以来伴随着城镇化的快速发展，开发区、产业集中区的建设热潮以及城市核心区“退二进三”政策的制定实施，尤其是过去10年来，我国经历了世界上前所未有的最大规模、最快速度的城镇化进程[1]，推动了我国正式进入了城市经济时代[2]，标志着我国城市发展进入快速扩张时期.但目前我国城市扩张往往主要表现在城市地域面积无序蔓延以及人口迅速增长，忽视了对土地资源内涵立体式综合开发和对产业的培育与合理引导，由此导致了浪费土地资源、侵占耕地以及不断侵蚀大面积开放空间的现象，造成普通民众享受开放空间的权益不断受到剥夺.另外现阶段城市开放空间普遍存在着数量不足、分布不均、功能单一以及不断受到城市扩展蚕食等问题[3]，严重影响社会的公平正义，同时也不利于开放空间以及城市的可持续发展.由此，对开放空间的研究显得尤为必要.

开放空间在改善城市空间结构、优化生态环境方面发挥着重要的作用[4].目前，国外的研究主要集中在价值分析[5-6]、重构机制[7]、案例分析[8]以及管理与保护[9]等方面.总的看来，国外对开放空间的研究领域不断扩宽，研究体系不断完善、对象不断细化、内容不断深化、方法不断更新[10-11].国内的研究始于20世纪80年代，目前已在概念内涵释义[12]、问题探析[13]、功能优化与结构演变[14]、保护措施[15-16]以及国外经验的借鉴[17]等方面展开了广泛的研究.总体而言，虽然国内关于开放空间的研究成果也较为多见，但主要集中于我国东部地区，对于我国老工业基地典型代表城市开放空间的研究仍需加强[18].

长春市作为东北老工业基地的典型代表城市之一，现阶段城市空间表现为外围城市空间的外溢式蔓延和内部城市空间的功能重组，而外围城市空间的外扩发展无疑会对土地、水资源以及区域生态环境等产生重大干扰[19].生态环境无法承受城市用地不断蔓延所带来的外界干扰压力，生态系统的自组织机制发生质变[20]，城市开放空间的面积锐减、质量下降、空间结构失衡、生态效应减退，断绝了城市与区域自然的生态联系通道.为此，本文对长春城市开放空间发展问题进行了研判，在此基础上利用可达性分析测度了其开放空间的可达性情况，提出了相应的对策建议，以为东北地区城市开放空间的可持续发展提供参考借鉴.

1 研究方法与数据来源

1.1 网络分析法

可达性是指空间中任意一点到目的地的难易程度，反映了人们到达目的地所克服的阻力大小，通常以时间、距离以及费用等指标来衡量[21-22].目前对于可达性研究的方法较多，比较常用的主要有缓冲区分析法[23]、最小临近距离法[24]、引力模型分析法[25-26]以及费用加权分析法[27]等.以上方法各有优劣，如缓冲区分析法与最小临近距离分析法忽略了到达目的地的过程性因素，导致分析结果偏高；费用加权分析法、引力模型分析法多以景观的特征赋予不同的权重，但权重的赋权是基于主观经验，这使得分析结果的准确性、科学性降低，另外也未能考虑到达目的地的真实路径.考虑到以上研究方法的不足，本文采用网络分析法，以矢量化的城市道路网为基础，评估开放空间的服务水平[20].

网络分析法主要借用ArcGIS10.1中的Network Analysis模块，确定资源的最佳分配与最短路径，基本的网络包括圆心、通道、节点与阻力因素等.本研究基于城市公园，以真实的公园绿地入口作为圆心，由于城市公园绿地一般有多处入口，包括主入口、次入口以及多个专用入口，所以城市公园绿地可以认为是多个服务区域圆心的集合体，由此可以分别计算每个圆心的服务区域面积，将每个圆心的服务区域面积汇总即为该城市公园绿地的服务区域面积；通道即为城市道路网，节点为城市道路节点，阻力代表到达城市公园绿地入口在道路上所消耗的时间.

1.2 数据来源与处理

本研究涉及的城市公园绿地(面积大于2 hm2)和城市道路基础数据均解译于2013年11月5日的Landsat卫星影像.首先利用ERDAS软件对卫星影像进行几何校正，然后利用ArcGIS10.1软件结合具体实地踏勘情况建立城市公园数据库与交通道路数据库.其中公园绿地数据库主要包括公园绿地名称、入口与面积等信息；城市道路数据库分别记录道路名称与长度，并借鉴相关研究[28]，设定普通道路步行速度为1 m/s，十字路口等待时间为20 s，通过人行横道与过街通道(地下或天桥)步行速度为2 m/s.另外将2013年长春市辖区人口对应到各自区域上，产生人口分布图.本部分主要采用服务区域面积比与服务区域人口比两个指标评价城市公园绿地的可达性，其中：服务区域面积比=服务区域面积/研究区域面积×100%；服务区域人口比=服务区域人口/研究区域人口×100%.

2 测度结果分析

2.1 长春市开放空间可达性测度

通过15 min缓冲区分析(见图1)可知，长春市公园绿地服务区域面积为8 421.71 hm2，占研究区域总面积的23.68%.利用ArcGIS中网络分析方法(见图2)，基于道路网络得出公园绿地服务区域面积为5 873.45 hm2，仅占研究区域总面积的16.51%.二者之间的服务面积相差2 548.26 hm2.这主要是由于二者所采取的距离计算方法以及对公园绿地可达性测度的差异所致.缓冲区分析法基于直线距离衡量市民与城市公园绿地之间的路径，而网络分析法则是基于现实的城市道路网.由于建筑物、河流以及湖泊等自然阻碍因素的影响，现实的城市道路实际路径要大于直线距离，这就导致缓冲区分析法高估了公园的可达性.如伊通河沿岸公园绿地由于河流阻碍，河流对面的市民需要绕行才能到达城市公园，由此导致所需时间成本大于公园服务区半径.另外缓冲区分析法是基于城市公园绿地几何中心向周围缓冲，即认为公园绿地是开放边界，任何公园绿地边界点都可以进入公园，而网络分析法是基于实际的公园绿地出入口，更加贴近于实际情况，由此导致前者可达性增大.

图1 2013年基于缓冲区分析的长春城市公园服务区

图2 2013年基于网络分析的长春城市公园服务区

此外，由于城市居住人口分布具有非均衡性，仅以服务区面积为可达性衡量计算标准，可能会出现误差，导致评价结果的不真实，为此结合网络分析方法计算公园的服务人口，进一步将公园服务区域面积与长春人口分布图进行空间叠加，进行详细的统计分析，结果发现步行15 min内达到公园的人口为78.67万人，占研究区域总人口(363.4万人)的21.65%.

通过以上分析可以看出，基于不同分析方法的开放空间可达性测度结果各异，但利用缓冲区分析与网络分析方法对长春城市开放空间进行的分析均显示，现阶段长春城市开放空间服务人口不均匀，侧面反映出开放空间布局有待进一步优化.

2.2 基于网络分析法的开放空间非均衡性效应及问题

2.2.1 空间布局发展不均衡且扩展速度迟缓

进入21世纪以来长春市城市开放空间发展质量、扩展速度以及整体水平均有大幅度提升，但其分布依然呈现出非均衡发展特征，突出体现在城市北部开放空间分布较为稀疏，而在城市东南部分布较为集中.此外，现阶段开放空间发展速度严重滞后于建设用地的扩展速度，由此表现出在城市快速扩张的社会背景下，城市用地范围内城市开放空间所占比重不断下降.另外，由于城市发展的历史问题，长春市开放空间主要集中在南关区和朝阳区，而二道区、宽城区以及经济技术开发区开放空间分布较为稀疏，开放空间由于其非营利性与公益性，导致分布不均、占地面积极少.同时在城市开发建设过程中，对净月潭、伊通河为代表的滨水空间的保护程度不足，导致其流经城区的水系空间受到了严重破坏，开放空间系统的整体性不断遭到重创.

2.2.2 空间发展不协调且割裂现象严重

长春市开放空间发展具有空间非协调性.形态发展上已经突出表现出了割裂发展的特征，一方面体现在开放空间被现代交通割裂严重，造成道路开放空间的休憩与交通功能的被动分离；另一方面表现在开放空间历史文脉割裂现象尤为突出，体现在历史街区及特色街区地段建筑配套不协调，现代化大尺度建筑形式隔断了开放空间历史风貌的空间延续性.

此外长春市新城区发展与旧城区改造缺乏与开放空间建设之间的有机协调，一方面表现在开放空间扩展严重滞后于新城区建设，由此导致新城区建成之后人们依然依赖于旧城区开放空间的服务功能；二是由于城市化快速发展，城市建设为了追求短期快速效益，对于开放空间建设存在着千城一面的现象，忽略了地方特色文化元素的挖掘与保护.

2.2.3 空间设计主观意愿强烈且缺少公众参与性

城市开放空间的规划建设过程中，由于决策者意志与偏好的不同以及其自身认知上的不足，容易出现政绩主导作用下开放空间规划与建设的千城一面现象，而对提升城市自身地方文化品质与提高公众宜居性的作用不大[20].另外目前的开放空间设计往往追求大尺度、大规模，只注重形式美，忽略实用功能，虽然辐射半径与服务人群较为广泛，但可达性较差，由此在时间距离与地理距离的影响下导致开放空间效用的不断下降.

此外由于开放空间设计存在着诸多缺陷，导致了开放空间在发展演化过程中出现了一系列问题，集会交流功能在长春街道开放空间中基本不能体现，仅成了行车通道，公众被边缘化；公园、广场规划设计以观赏生态型为主，一些大型的公园广场为了创造经济价值而开始收费，从而导致大部分群众不能平等享有、享用开放空间的权利，美观而不实用，服务功能不断减弱.如人民广场主要发挥交通分流作用，由于护栏隔离导致无法发挥游憩服务功能.

3 长春市开放空间优化措施

3.1 生态保护与生态文明建设有机协调

生态保护与生态文明建设是恢复生态系统保育能力与承载能力的常用措施.生态环境相对优良的区域一般会采取生态保护策略，减轻外部干扰，控制该区域发展规模与强度，增强区域生态系统的生态适应能力；而生态环境已经遭受严重破坏的地区，应采用生态文明建设措施，加强生态治理，强化自然生态系统的自净能力，重塑区域生态系统脉络与纹理.针对长春市区域生态环境现状，应根据生态功能区划，采取对应的生态措施：中部的城市生态区要保证城市生态系统的完整性，东部的农林生态区认定生态保护级别和生态系统利用层次，西部的农牧生态区确保城市发展建设与生态保护二者的有机协调.

3.2 开放空间与城市功能空间相互耦合

长春市的城市空间历经北满铁路附属地、南满铁路附属地、商埠地和伪满新京规划等历史建设阶段，形成了目前的城市空间格局基础.长春市环城内的旧城区是道路网结构与城市肌理的典型代表，对该区域内城市开放空间发展与城市空间布局应当遵循城市固有肌理，保持现有的道路网结构和建筑密度与形式，延续城市空间原有格局.长春市中心城区是城市开放空间布局与演化的重要承载区域，对其保护应该注重视觉高差、景观特色风貌、滨水岸线以及天际轮廓的协调与历史延续，保持城市空间开敞、疏朗的风格.

3.3 城市景观与特色文化元素相互融合

“宽马路、四排树、圆广场、小别墅”曾经是长春市典型景观形态特征的外在集中表现，然而随着城市化的快速发展，受到的外在干扰逐步增强，曾经的典型景观随着城市地域的外延扩大已不再显著，小别墅已所剩无几，现存城市中心的“圆广场”功能逐渐退化.因此，对于长春开放空间优化布局需要以发展的视野来理解城市景观特征的构成，从不同层面对其构成元素加以提炼和把握.现阶段长春市城市景观特征元素可以概括为特色街区、景观廊道与绿色空间，其中景观廊道是景观道路与景观节点的复合产物，而绿色空间则是绿色开放空间与滨水开放空间的综合产物[29].长春作为多元文化融合的城市，在不同时期形成了地方文化的特色街区，其中对于长春刻画最为深刻与典型的是“方格网+放射式”的城市格网、小范围的城市街道以及疏落有致的建筑纹理、以圆广场等内容为特征的城市中心区、以街坊式布局为特点的一汽生活区，综合形成各具特色、印象深刻的城市景观区域.

中心城区的街道景观构成城市景观系统的基本框架，长春市的新民大街、解放大路、人民大街、南湖大路等道路，连接景观斑块的各个景观区域，共同构成代表长春典型文化特色的景观廊道系统.其中两条景观廊道曾起到长春市空间轴线的作用，一条是伪满时期的行政中心区(新民大街)轴线，但随着城市不断扩展，其城市中轴线的意义逐渐淡化；另一条则是人民大街主轴线.今天人民大街随着城市的空间拓展与功能作用的强化，逐渐成为城市真正意义上的空间主轴线.

绿色空间作为长春开放空间的重要内容，主要包括了滨水空间以及各类绿地组成的绿色开放空间.其中滨水空间的合理规划利用易于形成人工与自然特色相结合的城市景观的典型区域；而各类绿地则是历史文化的产物，空间形态上多为巴洛克式模式布局，更加突显出城市美学内涵.

总之，对长春城市景观特征要素的保护，即历史文化街区、景观廊道与绿色空间的保护，要维持与保护原有的生态格局，注重传统文化与景观的空间延续以及城市特色风貌的集中展示，坚持城市典型文脉的延续与城市特色景观的塑造，利于城市历史文化元素的保护利用.

3.4 开放空间与环境保护治理有机共生

长春市属于缺水地区，因此一方面不仅要对滨水空间进行统筹规划，另一方面也要注重节水、治水以及可持续用水的原则与方法.可通过节约的生产、生活方式减少资源消耗；重视垃圾分类管理，提高资源回收利用，降低污染，坚持经济、生态环境相协调的发展战略.

同时开放空间也是城市生态系统的生产者，人类干扰超出“生态承载能力”的阈值，生态系统将会产生负反馈作用.因此，对于开放空间应进行资源经济化、资源生态化管理，并建立相匹配的协调机制.具体包括：一是对开放空间资源进行合理分配，明晰责任与产权主体，充分发挥资产效能，提高资产投入产出效率；二是对生态系统组成成分进行归纳分类并对应建立其生态效能账户，将难以评估、定量的成分类别进行量化与价值化；三是推行严格的森林、矿产资源开发政策，施行水污染治理价格补贴政策以及污染物治理与能源效率提高的能源补贴政策.

4 结论与讨论

开放空间发展问题的识别是开放空间优化发展的前提，本文以长春市的开放空间为例分析了其空间格局特征.结果表明，目前长春市开放空间布局不均衡且扩展速度迟缓，开放空间发展不协调且割裂现象严重，空间设计主观意愿强烈且缺少公众参与性.

开放空间可达性测定是衡量开放空间公平正义的重要条件，本文基于网络分析方法对长春市开放空间可达性进行的测度表明，现阶段长春市开放空间分布比较集中，对于城市服务功能作用有待于进一步加强，空间格局有待于进一步优化，开放空间的公平正义作用发挥不强烈.

在问题识别与可达性测定基础上，本文对长春市开放空间提出了具体的优化策略，即生态保护与生态文明建设有机协调、开放空间与城市功能空间相互耦合、城市景观与特色文化元素相互融合、开放空间与环境保护治理有机共生.

对开放空间的研究需要从满足群众休闲功能的角度，构建相对完整、布局合理、景观优美的城市社会空间网络.开放空间网络应该立足于城市开放空间的基本类型，使其服务半径能够基本覆盖整个城市服务范围.同时要补充具有廊道连接功能的游憩路径，提高可达性，形成网络化的开放空间格局，充分体现城市建设“以人为本”的理念.从市民的愿望出发、从时代的要求出发，满足人们的最佳需求，还空间给市民，让人们走出家门就如同走进花园，应该成为未来开放空间研究的迫切需要.