城市公园绿地空间的品质量化研究

李春涛, 张义辰, 章功玉, 李若男, 张 浪

(1.安徽农业大学 林学与园林学院， 合肥 230036； 2.上海市园林科学规划研究院， 上海 200232)

经研究证明城市公园空间是公园城市体系中物质空间生产效率的推动者[1]，也是修复城市生态环境、修补城市功能、创造宜居城市的自然生态体系[2]。城市公园绿地品质作为城市邻里满意度的保证之一，其自身空间更是落实与实践建设公园城市的空间载体，成为高品质城市空间的重要组成部分。其中，城市滨水公园作为满足人们生活需求和城市生态质量需求的主要物质空间之一，是城市居民的主要交流场所，对市民的行为、认知与精神面貌产生根本的影响[3-4]。可见城市滨水公园作为重要的物质公共空间和场所感知空间，是城市品质量化分析的主要研究议题之一。研究中将选择合肥市滨湖科技城的许小河公园为研究对象，以各类城市空间品质量化的评估方法为基础，形成许小河公园绿地空间品质量化物质空间与场所感知的评估体系。通过分析确定评估结果，给城市公园绿地空间品质优化建设提出切实建议，同时也为建设高品质的城市公园绿地空间提供借鉴。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象

许小河公园位于包河区与滨湖科学城交接区域，是城市综合性公园，总面积约为1.19 km2，其中流经的雨源型内河许小河为合肥市十五里河支流，河流长约5.30 km(图1)。公园基地位置属亚热带季风气候，四季分明，气候温和，年均气温15.7 ℃，雨量适中，年均降水量约1 000 mm。

1.2 品质量化研究指标与方法

城市公园空间品质是由城市公共空间在物质空间、场所感知2个方面的综合质量组成的，体现在构成城市公园空间的各类具体要素上[5]。目前，国内外学者针对城市绿地格局的景观结构、功能及其变化，逐步深入了对城市景观总体结构、城市环境以及经济文化等产生影响的研究。国内研究证实公园绿地空间结构是公园景观生态格局中一个较为基础的限制决定要素[6]。同时对森林景观、流域景观以及城市整体景观也有相应研究[7]。有学者以遥感图像、Google地图辅以ArcGIS 软件等工具，将城市绿地格局的景观生态研究方法由定性向定量分析和模型预测转变，指导了城市绿地格局规划建设[8-12]；还有学者运用标准差椭圆法对聚集性指标进行分析，评价了绿地景观类型、城市公园绿地空间与经济空间等相关特征[13-18]；一些学者以空间句法中城市绿地空间布局网络和可达性方法分析了公园绿地服务能力和公平性[19-24]。在此次研究中，比较了一些学者进行的城市设计评估研究、可持续社区评估体系以及对景观风貌规划中的空间质量要素满意度研究[25-28]，同时对比了2013 年测量城市设计中由哥伦比亚大学、华盛顿大学等共同研制的城市环境品质评估方法[29]。综上对比研究，本文以许小河公园为空间研究对象，通过景观生态学方法将立体形态还原为平面基质要素，选择以公园的林带、草坪、水体和硬质4种基质为物质空间与景观空间结构的场所空间，对其感知进行综合比较，制定公共空间品质量化的6个维度，分别为生态环境、意向性、围合度、人尺度、透明度和丰富性，给城市公园绿地空间的品质量化提供依据。以指标体系框架中6个维度对城市公园绿地空间的物质空间与场所感知进行主客观评估，邀请相关专家对已选择的要素打分，根据维度和指标定义进行客观赋值，运用SPSS软件确定各类指标的权重，建立城市公园绿地空间品质量化矩阵[30-33]。

表1 城市公园绿地空间品质量化矩阵

1.2.1 绿地空间结构

选取绿地空间结构要素中6个可控生态效益的影响指标，采用多元线性回归和对应分析方法可以得到各指标对城市公园绿地空间生态效益的贡献度排序依次为：复层结构绿化比例、软硬比、绿地率、容积率、绿地面积、建筑密度[34]。从品质量化维度来看，绿地空间结构与生态环境、意向性、围合度和丰富性4个维度相对应。以城市绿地乔木、灌木、草坪配植的适宜比例为1∶6∶20∶29 (即在29 m2的绿地上应设计1株乔木、6株灌木、20 m2草坪)的建议为基础，结合GB 51192—2016《公园设计规范》规定，据此将绿地率和复层结构绿化比例确定为绿地空间结构品质量化的2个指标。

复层结构绿化比例计算方法是将绿化的垂直结构分成乔木、灌木和草坪3层，将现状调研的每棵乔木平均冠幅定为5.0 m2，灌木平均冠幅定为1.5 m2，适宜比例定为5∶9∶20∶29(即在29 m2的绿地上应有5 m2乔木、9 m2灌木、20 m2草坪)。

乔木比例Qb为该城市公园每29 m2绿地所具有的乔木类面积：

Qb=(Qi/Si)×29∶29

(1)

式中：Qi为乔木面积，指城市公园内归入乔木类的植物占地面积，单位为m2；Si为总面积，指城市公园的总面积，单位为m2。

灌木比例Gb为该城市公园每29 m2绿地所具有的灌木类面积：

Gb=(Gi/Si)×29∶29

(2)

式中：Gi为灌木面积，指城市公园内归入灌木类的植物占地面积，单位为m2。

草坪比例Cb为该城市公园每29 m2绿地所具有的草坪类面积：

Cb=(Ci/Si)×29∶29

(3)

式中：Ci为草坪类面积，指城市公园内归入草坪类的植物占地面积，单位为m2。

城市公园每29 m2绿地所具有的乔木、灌木和草坪的面积之比QGCb为：

QGCb=Qb∶Gb∶Cb∶29

(4)

式中：QGCb为复层结构绿化比例，指单位面积内绿地所具有的乔木、灌木、草坪面积之比。

据专家研究，分级确定出A(适宜比例)、B(基本适宜比例)、C(不适宜比例)3个评价类型[35]，见表2。

表2 复层结构绿化比例评价类型

1.2.2 节点空间分布特征

公园节点空间分布特征是公园绿地空间品质量化的重要因素。以Google地图、ArcGIS软件和Albers投影坐标系统为工具，结合空间区位和空间结构，用标准差椭圆法定量分析公园节点空间分布的中心性、方向性和空间形态等特征。将指定公园中的每个空间节点抽象为点，采用探究物体空间分布的非参数统计方法，即核密度估计法来分析节点空间集聚区域分布特征与周边区域的相关性，采用最近邻指数(Nearest Neighbor Index，NNI)结合模式报表分析测度节点空间在公园中的相互邻近程度。

城市公园的节点空间分布特征分类为：若NNI≥1.50，则空间点事物呈均匀分布；若1.20≤NNI<1.50，则空间点事物呈随机离散分布；若0.80

表3 城市公园节点空间分布特征分类

1.2.3 空间可达性

基于公园空间、节点空间与整体城市空间的关系，对公园绿地空间品质量化进行空间可达性研究，从人尺度、透明度维度，分析公园绿地的公平性和满意度，以此分析与空间形态之间的关联性。通过Python软件，爬取公园周边500 m缓冲范围内的公交车站个数、地铁站个数、路网密度等。基于空间句法理论，运用AutoCAD绘制轴线模型图，导入Depthmap中得出整合度数据，当整合度值大于1时，节点空间与公园中其他空间集聚程度较高，即可达性高[36]。

1.2.4 空间尺度感知

空间尺度是根据人的视觉、听觉等生理知觉对空间尺寸的感知，衡定人与物体、物体与物体、空间与空间之间的相对量关系，据此通过空间序列感知和路径序列感知得出园林空间尺度的相对度量[37]。

空间序列感知：依据芦原义信的外部空间设计理论，H为建筑高度，D为相邻建筑之间的间距，1.00

路径序列感知：空间路径是对路径空间形态、尺度、舒适性采用对比序列模式，对应的品质量化维度为意向性、围合度、人尺度、透明度、丰富性[39]。扬·盖尔[40]认为室外人们乐于接受的步行距离是220 m，据专家研究行人较轻松的路径距离大约是300 m，在满意度高时可行至400 m不会转折，当路径距离大于500 m时往往转换交通方式。用L表示路径长度，路径序列感知的舒适性可分为：强(L<220 m)、较强(220 m

1.2.5 场所精神空间感知

对场所精神空间感知指标进行KMO检验和Bartlett球形检验，得到KMO值为0.542，Bartlett球形检验的近似卡方为3 532.590，自由度为231.000，显著性概率值为0，表明4项量化指标的可靠性和科学性(表4)。同时对指标进行赋值，根据感知程度按最好、好、一般、差、最差赋值为2、1、0、-1、-2。用问卷调查进行研究，选择不同年龄和学历层次的男性69人和女性79人为调查人群，以空间节点实景和视频建立APP，调查人群对场所精神空间的感知。根据语义差别表格统计的平均分进行数据处理，形成曲线图[41-42]，并进行结果分析。

表4 许小河公园场所精神空间感知要素评价

2 实践案例应用结果分析

2.1 许小河公园绿地空间结构分析

以卫星图和ArcGIS软件为工具，确定了许小河公园的总面积为1.19 km2，水体面积为0.15 km2，草坪类面积Ci为0.76 km2，灌木面积Gi为0.24 km2，乔木面积Qi为0.44 km2。

许小河公园绿地率为72.60%，陆地面积约为1.04 km2，根据GB 51192—2016《公园设计规范》中对公园绿化用地比例的要求，绿地率应大于80%，而实际上许小河公园的绿地率只有72.60%。因此在水平结构上公园绿地率没有达到要求。

根据公式计算出许小河公园复层结构绿化比例的乔木比例Qb为10.53∶29、灌木比例Gb为5.67∶29、草坪比例Cb为18.44∶29。最终得出许小河公园的复层结构绿化比例QGCb为10.53∶5.67∶18.44∶29。结合3个评价类型，许小河公园的乔木比例Qb处于C类，灌木比例Gb处于B类，草坪比例Cb处于A类。所以适宜度最高的是草坪比例, 其次是灌木比例, 最后是乔木比例，乔木比例影响复层结构绿地比例的平衡。

2.2 许小河公园节点空间分布特征分析

运用标准差椭圆法分析出节点分布格局的标准椭圆差长轴与短轴差距明显。借助核密度指数估计和最近邻比率，定量分析许小河公园节点空间的分散性与集聚性，显示节点空间呈东西分布趋势的特征，与该区域的居住区和公共办公区的融合性较好。另外，5 000 m2以上的大面积节点分布在一定程度上影响了其他节点空间的分布特征，基本控制了公园节点空间分布的总体趋势(图2、图3)。

图2 节点空间核密度分布Fig.2 Node space kernel density distribution

图3 标准差椭圆分析Fig.3 Standard deviation ellipse

平均最近邻法分析的Z检验值都小于-2.58或大于2.58，置信度达到99%，其检验结果具有显著性的统计学意义。公园节点空间最近邻比率NNI=0.77<0.80，Z检验值为-3.33，P值为0.000 854，成正态分布，许小河公园节点空间分布呈聚集随机分布状态，聚散性不强，渗透性较弱(图4)。

速生桉树的生长周期短，这在许多生长周期长的林木使用率中得到了优势，我国的林木市场对于木材的需求量大且对木材质量的要求也越来越高，这也就要求木材的品质在木材生长过程中需要得到控制。因此，对于速生桉树的造林技术中，对于保障速生桉树生长的要求需要做到更为细致的处理。同时，在林木市场中，为了满足林木市场需求，也需要速生桉树造林技术的提高，为林业经济获得更大效益。但应该注意到，林木的经济效益在考虑在林木生长条件后，还需要考虑林业种植地区的整体规划、技术规程的完善与制定、混交林的营造与搭配、生态的保护与经济效益提升的有序协调等更进一步的具体要求，以此满足速生桉树在林木市场的经济效益，获得林业效益最大化。

图4 模式报表Fig.4 Pattern report

2.3 许小河公园空间可达性分析

2.3.1 公园在该区域的可达性

通过Python软件爬取许小河公园场地500 m缓冲范围内的公交车站个数、地铁站个数、路网密度等数据，可知公园周边受开发程度以及区域位置的影响，可达性不高。许小河公园附近的公交车站有22个(表5)，主要集中在包河大道，与公园衔接紧密。根据用地规划，许小河公园南部景区属于水源生态保护区，该区域可达性低符合水域生态保护需求。

表5 公园空间可达性分析

2.3.2 许小河公园空间可达性分析

将运用AutoCAD结合卫星图绘制的许小河轴线模型图导入Depthmap，获取许小河公园节点空间的整合度数据(图5)，整体整合度的区间为0.69～1.54。公园北部景区的入口景区(整合度为1.54)、东侧入口主轴线景观(整合度为1.23)、中部景区以及南入口广场(整合度为1.48)的整合度相对较高，结果显示可达性高，表明许小河公园南部景区普遍比北部景区整合度低(整合度低于1.00)，该区域处于水源生态保护区，可达性相对较低。这与节点分布聚散性和渗透性不强的分析结果相对应，与该区域城市空间融合关联性有关。

图5 许小河公园整合度分析Fig.5 Xuxiaohe park integration analysis

2.4 许小河公园空间尺度感知分析

以卫星图、ArcGIS软件和AutoCAD软件为基础工具，分析许小河公园的节点空间和路径序列(图6)。北部区域的空间序列和路径序列为均衡混合模式，南部空间为相对均衡串联模式，与水空间相得益彰。公园被道路和城市功能区分割成南北景区。

图6 许小河公园节点空间分析Fig.6 Layout of Xuxiaohe park

2.4.1 空间序列感知

图7 许小河公园空间序列感知分析Fig.7 Spatial sequence perception analysis map of Xuxiaohe park

2.4.2 路径序列感知

路径序列为混合模式，围合度强的空间占33.33%、开阔度强的空间占20.83%，路径感知中舒适性强的空间占25.00%、舒适性较弱的空间占33.33%。北部区域节律变化较高，南部节律变化相对平缓，总体路径空间的围合度和舒适性数据表明路径序列基本合理。许小河公园北部区域路径序列尺度比南部区域偏小，北部区域路径A-C、D-G、K-M、J-L转折次数为8、7、9、8，相对偏高，景点丰富性较差。南部区域路径距离相对较大，虽然路径Q-R、R-S区域水面较少，转折次数相对偏高，但其他部分因水面景点存在，转折次数较少，显示景观丰富性较好(图8)。

图8 许小河公园绿地路径序列感知分析Fig.8 Path sequence perception analysis map of Xuxiaohe park

2.4.3 水体空间岸线活泼度感知

许小河公园北部景区水体空间分成4个部分，以视域舒适性阈值70～100 m来恒定，北区水体W2、W3都有1项指标符合，W1、W4不符合阈值范围(图9)，由于与周边节点空间L、M、N、P相呼应的岸线活泼度为3～5(图10)，路径序列空间围合度适中、开阔度强，同时舒适性处于较强状态。顺直狭长的南部景区W5是超大空间，其长度符合阈值范围，符合十五里河水源生态保护区要求。

图9 许小河公园水体空间视域舒适性分析Fig.9 Comfort analysis of water space horizon in Xuxiaohe park

图10 许小河公园水体空间岸线活泼度分析Fig.10 Analysis of water space shoreline activity in Xuxiaohe park

2.5 许小河公园场所精神空间感知分析

对所有景点制作APP问卷调查，空间感知平均语义分布值大于0的指标为5个，其中空间节点多样性为0.93，历史文化遗产保护度为0.74，小品的文化特征最低，为-0.70，其他数值基本相近，说明公园的场所精神空间基本满足大部分被调查者的需求(表6)。文化节点较少导致许小河公园的历史元素的丰富度不高，场所精神的物质空间感知平淡。

表6 空间感知平均语义分布曲线

3 建议

本文通过研究建立城市公园绿地空间品质量化的6个维度、5个要素、13个指标，确定了要素指标矩阵，并以合肥市许小河公园为例进行统计和实证验证。采取指标定义和客观赋值的方法建立矩阵，让公园的不同区域有可比性。

对许小河公园绿地空间的绿地空间结构、节点空间分布特征、空间可达性、空间尺度感知和场所精神空间感知进行实践评估并提出具体建议。

3.1 优化许小河公园绿地空间结构，提升生态环境维度质量

在水平结构上，公园的绿地率为72.60%，未达到规范要求，绿地范围的边界意向性缺乏。在垂直结构上，计算出复层结构绿化比例，确认乔木比例Qb处于C类，灌木比例Gb处于B类，草坪比例Cb处于A类，植物群落在丰富性维度方面需要优化乔木比例和灌木比例。因此，绿地率和复层结构绿化比例导致公园绿地空间结构不佳，直接影响公园的生态效益，进而破坏生态环境。建议结合公园现状分析，着重调整乔木层次，实现主导灌木和草坪层次的比例，力求达到高品质的生态环境维度。

3.2 提高公园节点空间分布特征丰富性

节点空间的最近邻比率NNI=0.77<0.80，显示节点空间分布处于聚集随机分布状态，集聚程度不强。各节点Z检验值的绝对值大于2.58，置信度达到99%，核密度指数和聚集性显示与周边公园空间关联较好。生态环境维度显示节点空间对城市空间的渗透性不足，丰富性维度也有待优化。建议结合分析城市周边用地特点以及人群感知和行为，优化大小节点分布。

3.3 提升公园空间可达性，满足生态环境、人尺度、透明度要求

许小河公园北面景观区的可达性量化评价中有5个节点空间的整合度值为1.08～1.48，满足空间的人尺度、透明度要求，人类社会活动与空间形态之间的互动关联性强，符合公园的均衡性和公民的绿地权益。南边景观区所有节点空间整合度值为0.73～0.84，保证了生态环境，利于合肥市对南淝河体系生态保育的要求。建议结合城市道路交通体系优化南部低密度的道路体系，有利于城市整体空间品质的提升。

3.4 增强空间尺度感知的意向性、丰富性，契合围合度、人尺度、透明度要求

公园大于1 000 m2的空间占70.76%，节点间的路径距离普遍大于220 m，舒适步行距离路径占58.33%，意向性维度单一，人尺度符合要求。空间序列和路径序列的大尺度感知缺少景观观赏面和景观观赏点，丰富性维度欠缺。其中水体空间与十五里河衔接较好，空间尺度适中，岸线较活泼，基本满足意向性、丰富性和人尺度维度要求。虽然空间尺度节律性较好，空间形体的透明度较好，但围合度不高，部分节点空间序列和路径序列中景观的丰富性有待改善，需要在节点空间序列和路径序列中丰富植物景观结构的多样性，增加景观小品等。

3.5 优化提升场所精神感知的意向性和丰富性

许小河公园历史元素丰富度(-0.32)和小品的文化特征(-0.70)的空间感知平均语义数值低于平均值，其余均是正值，总体数值相对接近，说明该区域的场所精神处于一般水平，特色不明显，意向性、丰富性的维度欠缺，游人场所精神感知平淡。这就要求结合空间尺度，进一步挖掘能够承载场所精神感知的许小河文化节点，增强空间叙事性和文化小品设计。

4 结论

综上所述，许小河公园品质总体以正趋向发展，与城市区域建设时序融合性较高。研究是以推进城市公园绿地空间品质量化及建设研究为目标，探讨了有利于精准高效配置城市公园绿地空间的具体维度、要素和指标，结合主客观评价方法筛选出城市公园绿地空间品质量化评价指标，建立评价体系，对城市公园空间6个维度、5个要素、13个指标进行分析。同时选择具有代表性的许小河公园作为评价实践对象，提高评价结果代表性。研究结果一方面为城市公园绿地空间规划提供可参考的科学评价手段，指导其合理建设及维护，促进城市公园的可持续发展，另一方面在城市公园绿地空间品质量化建设和研究上进行了有益探索和实践性尝试。