王 璐,游宁龙,颜子淳,蓝承威
(福建农林大学风景园林与艺术学院,福州 350100)
作为城市基础服务设施的重要组成部分,公园绿地在改善生态环境和提升居民福祉等方面具有积极作用[1].研究表明,公园绿地能够有效满足老年人生理、心理和社交等方面的需求[2].当前我国老龄化速度持续加快,但城市空间发展转型相对滞后,针对老年人的绿色基础设施明显不足,尤其体现在公园绿地的供需匹配方面.“十四五”规划提出“要坚持以人民为中心、持续改善人民福祉”,公园绿地资源的空间配置进一步受到重视.老年人口分布不均产生了公园绿地的差异性需求[3],进而导致公园绿地供需的空间分异,直接影响老年人对绿色基础设施资源的享有.
相关学者主要通过耦合公园绿地服务能力与服务范围内的人口数量来衡量公园绿地的供需匹配程度[4].研究人员通常将可达性作为公园绿地供需空间分异的定量评价指标,测量方法主要包括覆盖法[5]、容器法[6]和重力模型[7].两步移动搜索模型作为重力模型的一种特殊形式,不仅具备重力模型的优点,还考虑了供给和需求的相互影响[8],被广泛应用于公园绿地供需空间分异的研究中.为了使测量结果更加准确,学者们不断对两步移动搜索模型进行优化,包括克服距离衰减[9]、扩大搜索半径[10]、多出行模式[11]、供给和需求量化[12-13]等方面.目前,模型的改进主要集中在对供给能力和需求人口的量化方面,不仅增加了可达性结果的真实性,也丰富了供需空间分异的测量体系.研究表明,公园绿地的质量对居民的选择具有显著影响,特殊群体(儿童、孕妇、老年人和残疾人等)在选择公园绿地时有不同的偏好和目的,设施更加完善的公园能够为老年人提供更好的服务[14].因此,基于老年人群特征进行公园绿地供需能力研究,能够更好地识别公园服务盲区,为制定有效的规划政策提供依据.
本研究以福州市为例,基于改进的两步移动搜索模型和空间多准则分析方法,探讨福州市主城区各社区整体和不同类型公园绿地供需的空间分异特征,为城市公园绿地的规划、评价和优化提供科学依据.
本研究以福州市闽江北岸主城区(以下简称“主城区”)为研究对象,包括鼓楼区、台江区和晋安区的部分街道,选取包括高密度城市新区和旧区在内的25 个街道,将其中226 个社区作为研究对象. 根据《福州市城市绿地系统规划》(2016—2020),选取其中49 个公园绿地进行研究.
本研究重点关注公园绿地与老年人的供需匹配情况,提出老龄化视角下城市公园绿地供需的空间分异特征研究框架,如图1 所示.根据老年人的游憩行为习惯与居住环境特征,引入公园绿地质量系数(Qw)和服务人口需求系数(Ps);通过改进的两步移动搜索模型测度公园绿地的空间可达性,以评价其供需匹配程度;利用空间多准则分析方法,分析整体和各类型公园绿地供需的空间分异特征.
图1 技术路线Fig.1 Technical route
1.3.1 数据来源
参考《福州市城市绿地系统规划》(2016—2020),将主城区内的公园绿地分为综合公园绿地、社区公园绿地和专类公园绿地3 类.利用百度地图API获取各公园绿地的边界,缺失部分利用高德地图进行补充;服务效率、场地容量、路网密度等公园绿地内部特征数据提取自Google Earth 遥感影像;根据行政区划网(http://xzqh.org/html/)中各社区的用地范围确定其行政边界.测算社区老年人口数量的数据包括街道人口统计数据、社区住宅建筑特征和环境特征.其中,街道人口统计数据来源于第六次全国人口普查数据;年代、均价和户型面积等住宅建筑特征来源于福州安居客信息网(https://fz.anjuke.com/);绿化覆盖率等环境特征分别提取自Google Earth 遥感影像.通过百度地图提取出研究区道路网络数据,再结合Google Earth卫星地图进行修改;主城区的行政边界数据来源于福州市行政区划图.
1.3.2 改进的两步移动搜索模型
两步移动搜索模型根据极限阈值搜索范围内服务设施的供给能力和需求规模来评估设施的可达性,从而确定服务不足的区域.为了进一步提高结果的真实性,本研究对模型中的供需能力测算过程进行优化,引入公园绿地质量系数和服务人口需求系数,提出改进的两步移动搜索模型,计算公式为
式(1)中:Ai为社区i的公园绿地可达性;Rj为社区i内公园绿地j供给能力与需求人口的比值,m2/人;Sj为公园绿地j的面积,m2;Pi为社区i的人口数量,人;Qwj为公园j的绿地质量系数;Psi为社区i的服务人口需求系数;Ni为i社区最大出行距离范围内的公园绿地个数.
(1)公园绿地质量系数
以往研究中,研究者通常通过公园绿地的服务效率反映其供给水平[15],本研究在此基础上,选取对老年人游憩行为有影响的公园绿地内部特征要素,精细化评价公园绿地的质量.生理上,老年人由于身体状况通常选择在公园广场和步行道进行散步等活动,因此,公园绿地的场地容量和路网密度将影响老年人对公园绿地质量的评价[16-18];心理上,老年人容易产生孤独感和挫败感等负面情绪,绿色植物和空间对于调节老年人负面情绪和保障心理健康具有积极作用,同时,水体景观也是改变消极情绪的有益环境要素[19-20].基于此,本研究选取服务效率(M)、场地容量(V)、路网密度(D)、绿化覆盖率(G)和水体面积(W)5 个要素计算公园绿地质量系数,进而表示公园绿地供给能力.水体面积由Google Earth 遥感影像提取,通过ArcGIS 计算所得,其他要素的计算公式分别为[15,17,21]
式中:Mj为公园绿地j的服务效率;Vj为公园绿地j的场地容量,人;Dj为公园绿地j的路网密度,m/hm2;Gj为公园绿地j的绿化覆盖率;Xj为公园绿地j的有效游览面积,m2;Y为公园绿地内每位老年人平均占有场地的面积,m2/人;Lj为公园绿地j中的道路总长度,m;Sj为公园绿地j的面积,hm2;Aj为公园绿地j的服务面积,m2;Sgj为公园绿地j的绿化垂直投影面积,m2.
在对各个要素进行计算之后,通过线性组合公式计算公园绿地质量系数[22]:
式(6)中:Mj、Vj、Dj、Gj、Wj分别为公园j的服务效率、场地容量、路网密度、绿化覆盖率、水体面积;wM、wV、wD、wG、wW分别为对应权重系数,取值见表1,权重系数是基于各要素与老年人游憩行为的紧密程度,通过实地调研和专家协助,经过层次分析软件(yaaph)分析获得的.
表1 影响质量系数的相关要素、变量和权重系数Tab.1 Relevant elements,variables and weighting coefficients affecting the quality coefficients
(2)服务人口需求系数
相关研究常依据社区住宅建筑面积对街道人口进行分配,本研究在此基础上,通过线性回归方法引入服务人口需求系数,对社区层级公园绿地的服务人口数量进行修正,以进一步确定公园绿地的实际服务人口. 老年人对公园绿地的使用频率比其他人群更高,因此公园绿地可达性评价中服务人口的确定应体现对老年人需求的满足[23-24].研究表明,城市中老年人集中分布在老旧社区,而老旧社区通常具有住宅建设年代久远[25]、以中小户型为主[26]、绿化覆盖率较低[27-28]、配套设施较为落后等特征,从而产生较低的住房价格[25].因此,本研究选取对老年人口分布具有潜在影响的特征要素(住宅年代、房价、户型面积和绿化覆盖率),通过线性组合公式计算公园绿地的服务人口需求系数[23],以修正各社区公园绿地服务人口数量.计算公式为
式(7)中:ni、pi、si、gi分别为社区i的建成年代、住房均价、户型面积、绿化覆盖率;an、ap、as、ag为对应权重系数,取值见表2.权重系数是基于各要素与老年人分布特征的紧密程度,经过yaaph 分析获得的.
表2 影响需求系数的相关要素、变量和权重系数Tab.2 Relevant elements,variables and weighting coefficients affecting the demand coefficient
1.3.3 空间多准则分析
由于不同类型公园绿地的阈值标准不同,同一社区各类型公园绿地供需的空间分异情况也不同,本研究利用空间多准则分析方法探究整体公园绿地供需的空间分异情况.由于各类公园绿地的重要性不同,本研究利用层次分析法,根据老年人对各类公园绿地的需求程度设置相应的权重值(w),再通过空间多准则分析公式计算整体公园绿地供需的空间分异值[29],计算公式为
式(8)中:Ei为社区i的公园绿地供需的空间分异值;l为公园绿地类型,l=1,2,3,分别表示社区公园、专类公园、综合公园;eil为社区i的l类型公园绿地供需平衡标准值.以0.25 为间隔,将Ei分为6 个等级:当Ei=0 时,代表无供给;当0 <Ei≤0.25 时,代表供给缺乏;当0.25 <Ei≤0.5 时,代表供给不足;当0.5 <Ei≤0.75 时,代表供需平衡;当0.75 <Ei≤1 时,代表供给充足;当Ei>1 时,代表供给饱和[30].
根据可达性计算公园绿地的供需平衡标准值eil[30],计算公式为
式(9)中:Ail为社区i的l类型公园的绿地可达性;Ril为社区范围内l类型公园绿地供给能力与需求能力的比值.
利用公园绿地质量系数和服务人口需求系数对主城区公园绿地供需进行评价,评价结果如图2 所示.由图2 可以看出,鼓楼区西部社区的面积较大,老年人口数基本在1 000 人以上,中部社区的面积较小,但人口分布密集,老年人口数在800~1 000 人之间;台江区大部分社区老年人口数在800~1 000 人之间;晋安区的绿地需求水平较低,老年人口数基本在800人以下.供给能力较高的公园绿地分布在鼓楼区和台江区南部;鼓楼区公园绿地供给能力最高,主要因为该处有大型的专类公园绿地或综合公园绿地;台江区公园绿地建设时间较短,供给能力低于鼓楼区,但绿地数量较多,供给能力较为平均.
图2 城市公园绿地供需现状Fig.2 Current supply and demand situation of urban parks green spaces
利用改进的两步移动搜索模型计算公园绿地供需匹配情况,并利用GIS 按照相等间隔法将其分为5个区间,结果如图3 所示.由图3 可以看出,主城区公园绿地供需匹配程度整体较差,呈现高低值聚集分布的特征.研究区公园绿地供需匹配程度在较差及以下水平的社区占比为45.2%,集中分布在鼓楼区北部、台江区北部以及晋安区东部,这些区域公园绿地分布较少,特别是晋安区东部,基本没有公园绿地.供需匹配程度在较好及以上水平的社区有88 个,占社区总数的38.9%,集中分布在鼓楼区中部、台江区东部和晋安区西部.鼓楼区和台江区公园绿地供给能力较高且周边路网密度高,晋安区西部的公园绿地密度较高,供给水平较高.供需匹配程度一般的社区有36 个,占社区总数的15.9%,主要分布在鼓楼区和台江区,这些社区的老年人口普遍较多,公园绿地数量也较多,能够基本满足周边老年人的需求.
图3 城市公园绿地供需匹配评价Fig.3 Evaluation of matching supply and demand for urban parks and green spaces
2.3.1 整体公园绿地供需的空间分异特征
通过空间多准则分析得到主城区整体公园绿地供需的空间分异特征,结果如图4(a)所示,模型改进前的结果如图4(b)所示.由图4(a)可以看出,主城区公园绿地供需的空间分异不显著,但有两极分化趋势. 24 个社区处于供需平衡水平,占社区总数的10.6%,主要分布在鼓东、茶亭和王庄街道;98 个社区处于供给充足及以上水平,集中分布于鼓楼区中部、台江区南部和晋安区西部,鼓楼区中部和晋安区西部在城市发展早期建成了服务设施完善的综合公园绿地,台江区南部在后期建成了大量沿江公园,尽管这些区域的老年人口较多,但公园绿地资源仍未被充分利用;104 个社区处在供给不足及以下水平,占全部社区的46.0%,集中分布于晋安区东部和台江区北部,这是因为晋安区东部是被划分为生态绿地的鼓山,尚未充分开发,而台江区北部受建设用地限制,难以进行公园绿地的开发,公园绿地数量较少,负荷过重.总的来说,主城区公园绿地的数量虽然达到标准,但仍存在一定服务盲区.
图4 整体公园绿地供需的空间分异特征Fig.4 Overall spatial differentation characteristics of supply and demand for urban parks and green spaces
将模型改进前与改进后的结果进行对比,结果如图5 所示.
图5 模型改进前后整体公园绿地供需的空间分异特征对比Fig.5 Comparison of the spatial variation characteristics of overall urban parks and green space supply and demand between the pre-improvement model and the improved model
由图5 可以看出,改进前公园绿地供需空间分异值较高的社区数量普遍高于改进后的值,其中变化最明显的为处于供给饱和水平的社区,主要分布在五凤、鼓东、茶亭街道和洪山镇(图4(b)).以上街道的综合公园和专类公园面积虽然较大,但内部服务设施不够完善,由于改进后的模型一定程度上减少了测算公园绿地供给能力的误差,所以改进前后供给能力差异较大,供需空间分异值变化明显.
2.3.2 各类型公园绿地供需的空间分异特征
基于公园绿地的空间可达性分析,参考公式(9)分别得到社区公园绿地、专类公园绿地、综合公园绿地供需的空间分异特征,结果如图6 所示.
图6 各类型公园绿地供需的空间分异特征Fig.6 Spatially divergent characteristics of supply and demand for green space by type of park
(1)社区公园绿地供需的空间分异特征
社区公园绿地供需的空间分异显著,总体表现为供需的空间分异程度向周边递增.由于社区公园绿地整体供给能力较差,42.9%的社区处于供给缺乏水平,主要分布在鼓楼区中部;105 个社区处于无供给水平,主要分布在晋安区、台江区西部和鼓楼区北部,这些区域没有社区公园绿地分布;处在供需平衡水平的社区有8 个,占社区总数的3.5%,仅分布在安泰和茶亭街道,这些街道的社区公园绿地分布较密集,供给能力相对更高,社区内老年人口并不集中,老年人需求与公园绿地供给相匹配.
(2)专类公园绿地供需的空间分异特征
由于受到自然资源的限制,主城区内专类公园绿地数量较少,只少量分布在鼓楼区,大部分区域的老年人难以享有专类公园的服务.专类公园绿地供需的空间分异显著,呈现高低值聚集分布的特征.处于供给充足及以上水平的社区有29 个,集中分布于南街、安泰街道和鼓山镇,主要由于供给能力较高的专类公园绿地聚集在这些区域,公园资源未被充分利用;146 个处于无供给水平的社区集中分布在台江区和鼓楼区周边,以及晋安区东部,占社区总数的64.6%;处于供需平衡水平的社区有8 个,主要分布在安泰街道.以上结果说明,虽然专类公园绿地的供给能力较高,但是由于其数量有限,大部分老年人并不能享有专类公园绿地资源.
(3)综合公园绿地供需的空间分异特征
由于城市发展核心区域的鼓楼区和台江区较早开展了大量的基础设施建设工作和旧区改造工作,建成了较多服务设施完善的综合公园绿地,所以综合公园绿地分布较为集中,供需的空间分异较不显著,但是呈现两极分化和高低值聚集分布现象.处于供需平衡水平的社区有20 个,占社区总数的8.8%,主要分布在鼓东和瀛洲街道;处于供给充足及以上水平的社区有91 个,集中分布在鼓楼区中部、台江区南部和晋安区西部,这些区域的综合公园绿地供给能力较高、数量较多,服务范围更广;处于供给不足及以下水平的社区有115 个,占社区总数的50.9%,集中分布在鼓楼区西北部和南部、晋安区东部和台江区北部,这些区域综合公园绿地的分布较少,不能满足老年人的需求.
本研究从老龄化角度出发,通过引入公园绿地质量系数和服务人口需求系数,改进传统的两步移动搜索模型,利用空间多准则分析方法,探究福州市主城区整体和不同类型公园绿地供需的空间分异特征,得到如下结论:
(1)主城区的公园绿地供需匹配程度较差,45.2%的社区在较差及以下水平,15.9%的社区供需匹配程度一般,只有38.9%的社区供需匹配程度在较好及以上水平.
(2)福州市各类型公园绿地供需的空间分异较显著.专类公园绿地和社区公园绿地供需的空间分异最为显著,大部分社区供给水平较低;综合公园绿地供需的空间分异较不显著,48.7%的社区在供需平衡及以上水平.
(3)主城区整体公园绿地供需的空间分异不显著,但呈现聚集分布和两极分化趋势,43.4%的社区在供给充足及以上水平,46.0%的社区在供给不足及以下水平,10.6%的社区供需平衡.
为了进一步优化主城区公园绿地的空间分布格局,提高老年人的生活质量,本研究从公园绿地的空间配置、服务能力和道路交通3 方面提出城市公园绿地更新优化的可参考策略:
(1)从公园绿地的空间配置角度考虑,需增加公园绿地面积并优化资源配置.在主城区中部的供给不足区域,利用城市街道、弃置地块等增加微公园;在主城区东部,根据现有的山地等自然资源,实施大型公园为主、小型公园为辅的建设措施,满足周边社区的公园绿地需求;在供给饱和区域,适当提升区域竞争力和人口密度,使公园绿地资源得到合理利用.
(2)从公园绿地的服务能力角度考虑,需提高公园绿地的空间利用率.通过完善社区公园周边的服务设施,建立完善的服务设施体系,有效提高公园绿地的服务能力;专类公园主要依托自然山水,服务人群单一,增加服务设施可以有效提高其使用频率;提高综合公园后期养护管理能力,能够有效减少绿地资源的浪费.
(3)从城市的道路交通角度考虑,应进一步加强城市慢行系统的建设力度.老年人主要选择步行方式前往公园绿地,提高慢行系统的连贯性,增加步行道、人行横道的数量,将慢行系统与公园绿地有效衔接等都能提高公园绿地的可达性.