绿色空间与城市空间结构耦合研究进展*

曾昭君 叶 强

1 西南民族大学建筑学院 成都 610041 2 湖南大学建筑与规划学院 长沙 410082

具有现代意义的城市绿色空间(Urban green space) 概念源于西方国家的城市开敞空间(Urban open space)， 在我国和“城市绿地” 一词相对应， 普遍认可其植被覆盖的属性[1]， 其结构既包括植被、 动物、 微生物形成的生态系统， 也包括空间布局、 景观结构等表现出的外部形态[2]。城市空间结构多指城市内部空间结构， 包括城市形态、 城市功能要素的空间分布模式， 以及城市各要素(物质及非物质) 的相互作用及内在机制[3]。 绿色空间和城市空间结构不仅在空间形态上相互依存， 反映到社会、 经济的空间结构上也相互影响相互调控。 目前全球的城市地区面临人口增长、 环境污染、 资源紧缺和气候变化等压力，而绿色空间的保护与建设一直被认为是缓解城市环境压力的有效途径。 但是， 越来越多的现象表明， 绿色空间的建设管理如果与城市空间结构存在冲突， 则会降低绿色空间的效益， 甚至会产生如城市“看海”、 社会不公正等消极效应， 可见绿色空间与城市空间结构的协调发展至关重要。因此， 必须加强绿色空间与城市空间结构的耦合研究， 探索二者耦合关系及作用机制， 促进城市健康可持续发展。

绿色空间与城市空间结构的耦合研究随着近现代城市规划及风景园林学科的发展而一直存在[4]。 近20 年来， 自然与城市矛盾的加剧促进了国内外学者对二者关系的研究， 研究成果已在风景园林学、 城乡规划学、 地理学、 景观生态学等学科领域中广泛出现。

本文在梳理国内外绿色空间与城市空间结构的耦合研究现状和存在问题的基础上， 提出二者耦合研究的未来发展趋势， 以期对我国相关领域的研究提供参考。

1 研究现状

1.1 绿色空间与城市空间结构在物质属性的耦合研究

绿色空间与城市空间结构在物质属性上的耦合关系是自然与城市相互作用的直观反映， 研究主要体现在两个重要方向: 一是工业革命以后，面对城市日益恶劣的环境卫生问题， 绿色空间作为城市中的自然空间如何有效改善居民生活环境；二是绿色空间与城市内部要素的相互作用如何通过空间形态、 功能布局等反映出来。

1.1.1 绿色空间的生态效益与城市环境问题

改善城市生态环境是绿色空间的基本功能，学者长期关注绿色空间的结构形态特征与城市生态环境特征的关系。 20 世纪60 年代， 学者开始定量研究绿色空间与城市环境污染的关系， 研究内容主要停留在绿色空间的面积大小、 数量、 占城市总用地的比例等相关指标上[5]； 随着遥感影像技术的出现[6]， 研究更关注绿色空间的内部结构， 如植被类型、 面积高度、 覆盖率等与居民、城市功能的关系[7]。 20 世纪90 年代， 随着雨洪管理理念的提出， 学者开始研究绿色空间和雨水管网、 道路之间的协同关系[8-9]， 以期用更加生态化、 低成本的措施应对城市雨洪灾害； 也包括宏观尺度上的绿色空间规划如何与专项规划、 总体规划等衔接。 研究结果不断证明绿色空间对城市应对气候变化等问题具有重要作用[10]。

1.1.2 绿色空间功能结构与城市蔓延的关系

20 世纪90 年代， 城市蔓延成为全球广泛存在的现象， 绿色空间与城市蔓延的耦合研究逐渐成为热点， 研究多运用土地变更模型(LCM)[11]从宏观尺度认识绿色空间与城市形态的耦合过程。研究观点呈现对立的特点， 许多学者认为是城市的快速增长导致绿色空间的破碎化[12-13]以及绿色空间面积的变化[14-15]， 也有不少学者认为绿色空间的演变促进了城市蔓延， 影响了城市的物质结构形态[16]。 尽管结论和观点不同， 但学者几乎都认可政府管理在其中起到决定性的作用。

1.2 绿色空间与城市空间结构在社会属性的耦合研究

20 世纪70 年代起， 社会文化论在西方城市规划思想中占据主导地位， 空间被视为社会的产物[17]， 绿色空间与城市社会空间结构的耦合研究逐渐兴起。 学者关注绿色空间的数量与人口、 邻里单位的关系， 研究成果直接影响后来绿色空间规划指标体系的形成。 在芝加哥学派的影响下，学者将绿色空间视作社会资本， 将其与土地价值耦合研究； 二战以后， 在全球政治格局重组、 社会阶层矛盾锐化等背景下， 绿色空间与社会公平、社会正义等的关系研究逐渐成为热点； 此外， 绿色空间与居民需求的耦合研究也一直被学者关注。

1.2.1 绿色空间供给与人口数量的关系

为寻找绿色空间供给水平的衡量标准， 多数学者将绿色空间的面积与城市人口进行耦合分析，涉及的耦合要素主要有绿色空间覆盖面积、 城市建设面积、 人口数量等[18-20]， 其中人均拥有公园面积、 公园面积占城市建成区面积比等成为各国比较绿色空间发展水平的重要指标。 尽管研究成果数量较多， 但多数学者对简单的总量研究持怀疑态度， 原因主要是这类研究仅计算总量， 难以反映绿色空间的结构和功能， 也未考虑城市内部不同居民对于绿色空间的不同需求。

1.2.2 绿色空间与土地价值的关系

该领域研究源于20 世纪80 年代出现的新古典城市土地利用理论， 绿色空间被视为舒适资源或当地公共产品[21]， 主要运用距离-价格等相关模型进行定量研究。 中西方学者普遍认为高水平的绿色空间能够刺激商业活动， 对商业、居住地产的价值提升有一定帮助[22-24]， 由于影响地产价格的因素众多， 并没有直接结论证明绿色空间是影响价格的主导因素， 但该领域的研究用数据论证了绿色空间对城市经济发展具有积极作用。

1.2.3 绿色空间与社会公平、 正义的关系

20 世纪90 年代， 在马克思主义思潮影响下，学者开始研究绿色空间与社会公平问题的耦合。绿色空间可达性指标、 绿色空间均匀度指数等被认为是体现社会公平的重要指标[25-26]， 其中可达性指标多选取交通网络、 人口密度等因子， 通过统计指标法、 简单缓冲区法、 网络分析法等多种模型进行评价。 随后， 戴维·哈维[27]提出的空间正义思想将该领域研究引入更深层次， 即绿色空间与社会正义的耦合: 一是对耦合要素的细化研究， 主要通过提取绿色空间的类型等级、 人群收入、 国籍、 种族、 年龄等耦合要素进行差异化分析， 研究结果在一定程度上反映了绿色空间的数量、 面积与社会贫富、 阶层、 种族等分异现象的耦合特征[28-29]， 证实了绿色空间是社会正义问题在空间上的客观映射， 且二者存在相互影响的关系； 二是研究方法更加多元化， 主要是在可达性分析的基础上， 还运用社会调查、 居民访谈等方法， 研究成果推动了许多城市如纽约、 北京等绿色空间规划政策的改进。

1.2.4 居民认知、 偏好对绿色空间的影响

这一领域研究对建设满足居民需求的绿色空间具有重要意义[30]。 学者一方面研究居民对绿色空间的感受， 包括审美偏好[31]、 使用满意度[32]、支付意愿[33]等， 并通过评价打分的方法进行调查； 另一方面研究评价结果对决策的影响[34]， 但由于调查的覆盖面难以扩大， 研究对决策的影响多停留在微观层面。 近些年运用新的手段如热力地图[35]、 社交网络数据[36]能够将调查范围扩大到城市尺度， 这使绿色空间与居民认知的耦合研究将对宏观决策起到重要参考作用。

1.3 绿色空间与城市空间结构的耦合研究模式

绿色空间与城市空间结构的耦合模式是二者耦合关系的外在表现， 总体来看， 国外对二者耦合模式的研究比较早， 我国起步较晚， 主要是以借鉴和发展国外模式为主， 并形成具有我国特色的多种模式。 耦合模式的研究与实践经历了从关注单一的物质属性向物质-社会多属性耦合过程的转变， 耦合的目标呈多样化特点。 模式的实现技术由定性分析向定量分析转变， 模式的选择由唯一性方案向多情景模拟发展。 结合国内外文献及实践， 可以归纳为8 种代表性的耦合模式， 如表1 所示。

绿色基础设施(Green Infrastructure， GI) 成为当前最为认可的耦合模式， 类似的耦合模式还有生态基础设施[37]。 绿色基础设施可以包含不同的尺度， 其框架可以塑造城市形态[38]、 保护生态环境[39]、 提高城市的生态弹性[40]。 此外， 随着现代雨洪管理理念的发展， 学者们将绿色基础设施的内涵再度扩展， 将其和水系统一起视作城市中的蓝绿基础设施， 认为运用这种模式可以改变城市功能和相互依赖关系[41]， 能够使城市适应多种气候灾害[42-43]。 从研究内容来看， 学者普遍认为在大尺度的规划如区域规划、 城市总体规划中，适合通过绿色空间引导城市空间形态发展， 在研究中绿色空间起主导作用， 但是仅考虑绿色空间的生态效益而忽视社会经济综合效益又会使耦合措施处于架空的尴尬局面。

2 研究存在的问题

根据国内外近年来对绿色空间与城市空间结构耦合关系、 耦合模式的研究成果， 归纳目前研究存在如下问题: 1) 绿色空间与城市空间结构耦合的综合性研究刚起步， 尽管选取的耦合要素多样化， 但易重叠或遗漏， 且对各类要素之间的关系未厘清， 对不同情景下耦合要素的重要程度未区分。 因而， 研究结论容易一刀切， 或者片面化， 研究尚不能全面反映出耦合特征。 2) 已有的耦合研究多为静态的和唯一性的， 研究目标在于追求耦合的绝对协调， 忽略了外部环境和耦合本身的动态变化和不确定性。 因此， 即使已有较多研究运用模拟软件实现了对发展趋势的预测，但研究结论只能是滞后且难以实现的。 3) 目前的耦合研究以单一现象描述为主， 缺少对现象背后作用机理的剖析， 耦合研究无法深入。 因此需要构建不确定环境与耦合过程、 绿色空间与城市空间结构的相互作用关系链， 这对绿色空间的管理十分重要。 4) 城市内部的地域分化已经越来越明显， 但多数研究在分析二者耦合的影响因素时仍然缺少地方视角， 忽略了城市内部社区街道尺度下不同区域经济、 社会的特殊性， 容易造成耦合模式的选择与地方相冲突的问题。

3 研究发展趋势

从研究内容看， 近20 年是国内外研究绿色空间与城市空间结构耦合的重要时期， 一是由于1998 年美国自然基金组织提出城市生态系统的形态和进程研究需要综合自然科学和社会科学两种理论[44]； 二是2005 年联合国在千年生态系统服务评估工作后， 提出自然生态系统的研究需要吸收社会科学研究的内容和方法， 并将生态系统服务的概念运用到城市背景之中， 这就促进了绿色空间与城市空间结构耦合的跨学科研究。 在此背景下， 国内外学者开始思考耦合研究的未来发展方向， 如多维度的研究[45]、 耦合文脉的研究[46]等。 基于学者们的建议， 提出绿色空间与城市空间结构耦合研究的趋势。

3.1 由静态确定性单一属性向动态不确定性多属性的耦合研究转型

从研究内容的发展演变看， 绿色空间与城市空间结构的耦合研究逐渐开始由静态确定下单一属性向动态不确定性多属性的内涵转变， 主要包括以下方面: 1) 绿色空间与城市空间结构耦合要素的综合性研究。 包括从多种属性来综合考虑二者耦合的规律， 将生态物质要素和社会要素有效结合起来并进行量化评估测算， 能够更全面地认识二者耦合的特征。 2) 绿色空间与城市空间结构耦合机理的多尺度模拟研究。既包括长期历史演变下的耦合过程研究， 也包括短期事件影响下的相互作用关系研究； 动态模拟出二者在不同时空尺度下的耦合规律， 可以辩证地判断耦合状态是否协调。 3) 耦合过程机制的不确定性多因素研究。 如何建立确定的研究框架分析多种不确定因素对耦合的影响过程， 对决策者认知和分析不确定性因素有重要意义， 它既有自上而下的宏观政策分析， 也有自下而上的各个空间单元的耦合机理分析。 4)绿色空间与城市空间结构耦合模式情景式决策研究。 在耦合机理和机制分析的支撑下， 用情景分析方式选择适合地方的长-短期发展的耦合模式， 多学科多行业参与决策， 更有利于城市生态-社会系统的可持续发展。

3.2 耦合研究成果的应用范围将进一步扩大

从现有需求来看， 绿色空间的重要性越来越明显， 它和城市空间结构的协调发展是城市健康运行的基础， 对二者的耦合关系研究可以为政府及企业决策、 居民生活提供重要的参考， 尤其是对城镇化水平较低的城市来说可以更高效地管理城市等。 随着研究更加综合性， 研究成果的应用范围也将涉及人居环境的方方面面。