基于社会网络分析的上海市城市公园体系网络结构评价与优化路径

杨莹 刘颂＊

城市公园体系是由城市各级各类公园合理配置而成，满足市民多层级、多类型休闲游览需求的游憩系统，是公园城市建设的重要物质载体。尽管国内外对公园体系的分类没有统一标准，但通过城市公园分级配置与综合服务功能提升来满足居民对高品质人居环境的需求是普遍的途径[1-2]。由于在城市公园体系建设中，仍存在强调“数量”达标而忽视实际“效益”的发挥[3]，以及城市公园使用强度不均、资源利用不足等诸多问题，城市公园体系未能发挥应有的系统性功能[4]。究其原因，主要有3点：1）城市公园体系的建立重点关注公园类型（功能）及规模（面积），对城市公园体系服务的供给、居民的需求及二者的平衡缺乏充分的认知[5]，造成事实上的供需失衡；2）在建设过程中更关注公园个体而忽视公园体系的空间结构，但相关研究表明，公园个体的优化提升或单一的公园总量扩增在建设公园城市、提高公园体系综合服务水平上贡献有限[6]；3）对城市公园体系复杂的网络结构理解不够深入，对公园整体结构的系统性关联研究较少，从而影响公园体系实际效益的发挥。

当前常见的城市公园体系空间结构的研究方法包括分形理论[7-8]、GIS网络分析法[9-10]、空间句法[11-12]等，但都存在一定的局限性。空间句法关注公园空间物质形态结构，GIS网络分析法关注公园区位、空间分布与形态特征，即当前城市公园体系的研究主要是基于个体公园功能属性叠加而进行的网络构建，在公园之间的相互作用关系方面，尤其缺少居民对城市公园服务能力的需求分析。因此，有学者尝试采用社会网络分析（social network analysis, SNA）方法对公园结构[4]、公园服务效能[13-14]、公园可达性[15]等进行分析。SNA指出社会网络是由社会行动者之间的连接关系形成的集合[16]，连接关系决定着网络的形态和结构[17]，即突破了简单分析独立对象属性的思路和地理空间行政区划的约束，通过个体之间的相互关系来整合空间关系与社会关系，具有独特的“反类属律令”（anti-categorical imperatives）[18]。依据社会网络关系理论，城市公园是以资源和服务为纽带“镶嵌”在公园网络关系中的社会网络，网络关系结构对公园的连接关系起着决定性作用[19]。SNA在分析公园功能与结构的基础上考虑了居民需求，从供需角度揭示了公园和居民之间的社会关系。但当前SNA的研究往往把公园视为具有相同属性的个体，忽视了不同等级的公园在社会网络中的重要程度，影响城市公园体系配置和定位的合理性。

因此，本研究以上海市城市公园为例，统筹供给（城市公园）与需求（居民），构建城市公园社会网络并进行分析，识别城市公园体系中不同等级公园的层级结构，为构建规模层级合理、服务高效的城市公园体系提供建议。

1 城市公园体系社会网络模型构建与评价

1.1 城市公园体系社会网络模型构建方法

社会网络是由节点和节点之间的关系构成的集合[20]，即“节点”和“连线”，本研究中城市公园社会网络的“节点”和“连线”分别为城市公园及其服务半径。首先，若城市公园（P）的服务范围覆盖公园服务对象（在本研究中指居住区，R），则P与R之间存在服务关系（图1-1），进而构建P与R 2类主体的“2-模”服务网络（two-mode network，指2类主体集合之间的关系所构成的网络，图1-2）。当多个公园距离较近或服务范围较大时，共同服务于相同居住区的公园会产生协同关系，此种关系可以提高公园服务的稳定性和可靠性，避免因单体城市公园服务失效而造成居住区服务缺失的情况[13]。其次，基于公园之间的协同关系将公园与居住区的“2-模”服务网络转换为城市公园之间的“1-模”协同网络（one-mode network，指一个主体集合内部各节点之间的关系所构成的网络，图1-3），以简化网络关系。这实际上是一个降维的过程，即将公园与居住区之间的关系转化为公园间的关系表述，如居住区R2、R3同时被公园P1、P2覆盖，则公园P1、P2产生协同关系，该关系记为2，同理，若有n个居住区同时被公园P1、P2覆盖，则公园P1、P2之间的关系相应地记为n。社会网络构建可在UCINET软件中完成。

1 城市公园（P）和居住区（R）网络关系表达Network relationship between urban parks (P) and residential areas (R)1-1 城市公园与居住区的关系Relationship between urban parks and residential areas1-2 “2-模”服务网络“Two-mode” service network1-3 “1-模”协同网络“One-mode” synergetic network

1.2 数据来源与处理

本研究以上海市城市公园（共304个）体系为研究对象（图2），其中综合公园41个，专类公园18个，社区公园221个，游园24个。

2 上海市城市公园分布Distribution of urban parks in Shanghai

依据《城市居住区规划设计标准》GB50180—2018中对5分钟生活圈居住区的界定[21]，面积＞4 hm2的集中连片的居住地块可作为网络结构中的居住区节点（图3）。据此将上海市城市公园概化为网络节点，并依据不同类型和规模的城市公园的服务半径确定公园与居住区之间的服务关系（图4）。其中，公园与居住区数据来源于2019年Landsat 8遥感卫星影像解译所获取的城市用地数据，以及上海市土地利用变更调查数据；上海市城市边界与行政区划数据来源于国家地理信息公共服务平台（天地图）。

3 上海市居住区地块信息Information about residential blocks in Shanghai

4 上海市城市公园服务范围内居住地块信息Information about residential blocks within the service area of urban parks in Shanghai

1.3 城市公园体系社会网络模型构建

在UCINET软件中构建上海市城市公园社会网络模型，可以发现上海市城市公园社会网络由1个大型网络组团、若干小型组团以及少量孤点构成，整体网络连接较为紧密，集中程度较高（图5-1）。随后在ArcGIS软件中添加公园的地理位置信息，获得上海市城市公园的社会网络关系（图5-2）。

5 上海市城市公园体系社会网络模型Social network model for the urban park system in Shanghai5-1 上海市城市公园网络拓扑结构Network topology structure of urban parks in Shanghai5-2 上海市城市公园社会网络Social network of urban parks in Shanghai

1.4 城市公园体系社会网络结构评价

城市公园体系社会网络由节点及节点之间的协同关系构成，因此对公园体系网络结构的评价需要关注公园的个体特征及服务能力。分析个体在网络中的重要性，实质是赋予重要节点更多的资源，促进城市公园体系节点间的联系，完善公园体系的层级结构与功能稳定，提高服务效率。本研究选取最能反映城市公园重要性及连通度的中心度指标（度数中心度和介数中心度）进行评价。

1）度数中心度（degree centrality）指网络结构中与单个公园节点相连的连接线的数量[22]，反映公园节点的地位和吸引力。中心度值越高说明该节点竞争力越强，对整个公园体系网络的控制性越强，核心地位越突出。度数中心度的计算式为

式中，CD（ni）为网络节点的绝对度数中心度，g为网络节点数量， ∑xji为网络结构中节点i与其他g-1个 节点（i/=j，排除i与自身的联系）之间连接线的数量。

2）介数中心度（betweenness centrality）又称关联度，指单个公园处于网络中其他任意2个公园最短路径之间的频度，使用通过该点的最短路径与所有节点（不包括该点）间最短路径的数量之比进行测算[23]。介数中心度反映网络中特定公园节点在服务流传递过程中的重要程度。较高的介数中心度表示该公园在网络中起到连通其他公园的重要的桥梁作用，发挥着绝对的连通性功能。占据控制性地位的公园越多，整个公园体系网络的介数中心性就越高。介数中心度的计算式为

式中，CB（ni）为网络节点的绝对介数中心度，gjk指 网络中点j和k之间最短距离的数量，gjk（ni）指 连接点j和k最 短路径中所包含的点i的数量。

3）用z-score函数对各指标结果进行标准化处理，通过度数中心度CD（ni）与介数中心度CB（ni）的平均值计算各节点的综合重要性指数（Fi），并利用自然断点法进行节点重要性等级划分。

2 研究结果

2.1 重要网络节点的空间分布情况

本研究分析发现占据网络核心地位（具有高值度数中心度）的公园有40个（图6），平均面积为14.74 hm2，主要位于人口密集的中心城区，尤其是黄浦江以西，如人民公园、静安公园、鲁迅公园等。由于该区域居住区密集、人口密度高，对公园的服务需求水平较高，该类公园一般具备较高的承载能力，核心作用突出。

6 上海市城市公园度数中心度拓扑网络结构（6-1）及重要性评价（6-2）Topological network structure of degree centrality (6-1)and importance evaluation (6-2) of urban parks in Shanghai

城市公园网络应该有效串联不同公园之间的活动，提升居民“从公园到公园”的过程体验[24]。从空间分布（图7）来看，上海城市公园网络中高介数中心度的公园节点有20个，多为大型公园，如顾村公园、世纪公园、上海动物园等，平均面积为48.28 hm2，主要位于中心城区以外的外环区域和近郊区域，在联系周边不同区域的公园方面功能突出。

7 上海市城市公园介数中心度拓扑网络结构（7-1）及重要性评价（7-2）Topological network structure of betweenness centrality(7-1) and importance evaluation (7-2) of urban parks in Shanghai

综合度数中心度和介数中心度可获得城市公园节点的综合重要性结果（图8，表1）。从空间分布来看，节点重要性较高的公园节点有42个，主要位于人口稠密的中心城区、黄浦江以西及外环附近区域；重要性中等的公园有49个，主要位于中心城区以及外环以西和以南的近郊区域，如青浦区、松江区和闵行区；重要性较低的公园有213个，散布在上海市各区域。

8 上海市城市公园节点综合重要性拓扑网络结构（8-1）及表现（8-2）Topological network structure of comprehensive node importance (8-1) and performance (8-2) of urban parks in Shanghai

运用SPSS软件进行Pearson双变量相关性检验，发现公园节点重要性和公园面积存在显著的正相关关系（r=0.218，n=304，p＜0.01），表现为：节点重要性较高的公园面积（25.26 hm2）＞节点重要性中等的公园面积（14.70 hm2）＞节点重要性较低的公园面积（7.31 hm2），即面积越大的公园在公园网络中的地位越高，在为居民提供服务方面具有不容忽视的优势。

2.2 基于节点重要性的城市公园网络层级划分

采用自然断点法将节点综合重要性划分为3个层级，基于公园的网络连接关系获得3个层级的城市公园网络。

根据城市公园网络层级划分结果和分布情况（表2）发现：1级网络包含整体网络中最重要的42个节点，公园平均面积为22.38 hm2，包括22个综合公园、8个专类公园和12个社区公园；2级网络有49个公园，其中社区公园占比67.35%，处于主导地位，但网络中还包括8个综合公园、2个专类公园和6个游园，公园平均面积（47.19 hm2）相较于1级网络更大；3级网络中的公园广泛分布在上海市各区域，由213个公园组成，公园平均面积最小（21.25 hm2），其中社区公园是主要组成部分，占比82.16%。相较于1级网络和2级网络，3级网络中的公园重要性较低，但公园数量最多，分布最广，说明3级网络公园虽然提供的综合服务有限，但其均匀分布为当地居民提供了稳定的服务。

表2 上海市城市公园节点重要性层级结构构成Tab.2 Composition of hierarchical structure of node importance of urban parks in Shanghai

3 讨论

3.1 重要公园节点在中心城区呈现集聚效应

居住区密集、人口密度较高的区域对公园承载能力要求较高，会进一步强化城市公园的核心作用，因此老城区、高密度城区以及中心城区的公园往往成为公园网络中的关键节点，如位于发展较早的浦西老城区的公园。随着城市发展和用地规模的不断扩张，外环西部与南部近郊区域的公园依附于中心城区获得迅速发展，相较于中心城区，通常有着更充足的用地和更优越的资源环境条件，能够吸引市域范围内的居民前往，成为公园网络的中间枢纽。远郊区域受各类自然因素和政策因素影响较大，城市开发强度普遍较低，人口密度低，因此居民对公园服务的需求不高，公园节点的重要性较低。

尽管重要的公园节点呈中心集聚分布，但空间位置并不是决定性的影响因素，如上海市中心城区亦分布有大量重要性较低的公园，如蓬莱公园、彭浦公园、民星公园等。本研究发现，影响其重要性的因素有2点。1）公园吸引力。品质较高的公园能够促使居民克服一定的出行阻力，吸引远距离居民到访，提高公园的影响力和重要性。2）公园与居住区的空间联系。公园服务范围越大，能够保障居民使用需求的城市公园协同作用越突出，公园的不可替代程度越高。

3.2 公园网络层级与公园等级存在错配

根据《城市绿地分类标准》CJJ/T85—2017，综合公园、社区公园、游园的规模和服务范围存在差异，游憩和服务设施的配置也不相同，具有等级性，本研究将其划分为高、中、低3个等级，专类公园根据规模和配置归入不同等级中[25]。

一般认为公园等级与网络结构层级越一致，则公园体系越稳定、健全[26]。将公园等级和公园网络层级进行匹配，出现3种情况（表3）。1）匹配型：网络结构层级与城市公园等级较一致，即高层级对应高等级。2）提升型（高层级低等级错配）：如在公园层级最高的1级网络中出现的社区公园，承担了高于自身服务能力的公园职能，难以满足居民需求，需要进行全方位的提升。3）优化型（低层级高等级错配）：表现为被列入2级网络的综合公园、3级网络的综合公园和游园，意味着当前网络中城市公园的供给能力没有承担起相应的服务水平，或者供给大于需求，需要进一步根据需求进行合理定位与基础设施配置。

表3 上海市城市公园等级与层级的匹配类型Tab.3 Matching types between urban park levels and hierarchies in Shanghai

3.3 城市公园体系优化策略

公园层级结构反映了公园在城市公园体系中提供服务的能力和使用程度，公园等级（类型）基本决定了公园服务水平、服务范围和资金投入等，因此在合理的公园体系中，需要明确公园的自身定位，使公园等级与结构层级相互匹配。

3.3.1 关注特定群体需求、提高服务效率

网络层级与公园等级相匹配，反映了城市公园服务在当前阶段的供需适配状态，应结合城市的发展变化和优化目标进行提升，以应对未来因城市人口结构数量变化可能出现的供需关系失衡风险。如在人口老龄化及三胎开放的社会背景下，重点考虑老年人、青少年和儿童群体，提供面向不同使用需求的公园空间和设施；考虑公园的使用时段与使用时长，结合不同年龄群体及社会群体公园使用时间的规律，实行错峰管理和分时、分段活动引导，提高服务效率。

3.3.2 增加公园密度、提升服务水平

高层级低等级错配的公园包括1级网络中的社区公园和2级网络中的游园。该类型公园周边的居住用地较多，部分居住用地开发强度较高，对公园服务的需求度较高，迫使低等级公园（社区公园、游园）承担综合公园的服务能力。为满足居民获得高品质公园服务的需求：一方面应该控制公园周边居住用地的规模和开发强度，在公园特色、文化活动、景观美学、活动设施等方面提升公园品质和资源配置；另一方面应尽可能增加公园数量，降低原有公园的中心度，如在用地紧张、公园增量困难的中心城区，结合城市更新和旧城改造，“见缝插绿”，布置游园、口袋公园等；在市域范围内，将城市开发边界内的大型生态斑块等纳入城市公园体系，扩展城市公园服务圈层，实现公园增量。

3.3.3 合理定位功能、优化公园配置

对于低层级高等级错配的公园，如2级网络中的综合公园、3级网络中的综合公园和社区公园。该类型公园通常远离居住组团，或周边有一定规模的居住用地，但开发强度较低。首先应以生态保护为主要目标，减少或控制公园建设投入，并为后续周边开发强度的提升预留服务供给能力；其次应注重对城市公共开放空间的综合统筹，加强绿道建设，提高公园的可达性，从而提升其服务层级，优化城市公园网络结构。

4 结论

城市公园体系的建设不仅要考虑公园的规模、区位和类型的全面性，还应统筹考虑城市公园服务的供需关系和网络结构的合理性。本研究引入社会网络理论和方法，结合供给和需求构建了基于人文生态关系的城市公园体系社会网络，量化评估了城市公园体系结构，并按照重要性提取了城市公园体系的网络层级，发现在当前城市公园体系网络结构中，存在重要公园节点在中心城区集聚、公园等级与网络层级错配的现象。需要通过关注特定群体需求、提高服务效率；增加公园密度、提升服务水平；合理定位功能、优化公园配置等措施优化整体公园体系网络结构，实现资源的精准配置。

本研究存在一定的局限，如获取的上海市公园数据中游园的数量明显较少，可能会影响公园网络结构分析结果。另外本研究在确定公园的服务范围时，根据公园类型和规模确定服务半径，有一定主观性，可能影响对其服务的居住区的数量的统计，从而影响了网络层级的判断。因此，进一步提高公园数据的完整性和服务范围的准确性，有利于提升城市公园体系网络结构评价的精准性。

图表来源(Sources of Figures and Tables)：

文中图表均由作者绘制，其中图2～4、6～8底图来自上海市地理信息公共服务平台，审图号：沪S（2023）062号；图5-2、表2中图片所使用的底图来自国家地理信息公共服务平台，审图号：GS（2023）336号。