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      基于氣候區(qū)劃的中國建成區(qū)綠地率區(qū)域差異研究

      2019-04-16 03:37:46李彤杉
      中國園林 2019年3期
      關(guān)鍵詞:氣候區(qū)劃綠地率干旱區(qū)

      李彤杉

      劉志強*

      王俊帝

      洪亙偉

      城市綠地對改善人居及生態(tài)環(huán)境具有不可替代的作用,其主要受到自然與人為兩大因素影響,其中,氣候作為基礎性自然因素對城市綠地發(fā)展具顯著作用[1]。中國疆域廣闊,不同區(qū)域具明顯的降水與熱量差異,形成復雜多樣的氣候類型,進而在一定程度上造成我國城市建成區(qū)綠地率區(qū)域差異。當前,隨著城市綠地建設的不斷推進,急需探明不同氣候區(qū)間建成區(qū)綠地率差異狀況,為認知城市綠地建設水平區(qū)域差異提供理論支撐,也為國家及不同氣候類型城市制定綠地發(fā)展政策提供科學依據(jù)。

      目前,“城市綠地建設水平區(qū)域差異”“綠地與氣候”的相關(guān)研究愈發(fā)成為熱點。1)在區(qū)域差異方面:區(qū)劃方式多樣,且其主要受自然、人為兩大因素作用已成為共識[2]。Martin D等、Nadja K等分別從國家、大洲探究綠地演變、差異特征等[3-4];韓旭等、伍伯妍等分別從省、市探討城市綠化水平分布特征,并認為其受地形影響最大[5-6];劉志強等以地區(qū)及其所屬省、市等研究建成區(qū)綠地率區(qū)域差異,并定性分析了氣候因素[7]。2)在綠地與氣候方面:學者圍繞兩者關(guān)系、適應性設計等多方面展開探討。Mahmoud AHA、Potchter O等對公園進行氣候舒適度分析[8-9];金荷仙等對小氣候概念、評價指標及研究現(xiàn)狀展開綜述[10];劉濱誼等、彭海峰等對校園小氣候進行探究[11-12];高翅等基于氣候適應性理念探討濱水綠地設計[13]。

      上述均是基于行政區(qū)劃或局地小氣候的考察,未就我國整體氣候背景定量分析其對城市綠地的作用。我國不同氣候區(qū)建成區(qū)綠地率有何區(qū)域差異?何為影響區(qū)域差異的首要氣候因子?不同氣候區(qū)城市又該如何進行綠地建設?針對以上問題,本文以1996—2015年為研究時段,綜合運用絕對差異與相對差異相結(jié)合的研究方法,對我國不同氣候區(qū)劃建成區(qū)綠地率差異進行測算分析,為在順應氣候規(guī)律下合理推進城市綠地建設提供理論依據(jù)。

      1 研究單元、數(shù)據(jù)來源與研究方法

      1.1 研究單元、數(shù)據(jù)來源

      由于我國疆域遼闊、地形多樣及海陸位置特殊,形成了復雜多樣的氣候類型[14](圖1,表1、2)。本文主要從溫度帶、干濕區(qū)兩大區(qū)劃類型,探討不同氣候區(qū)劃下我國建成區(qū)①綠地率區(qū)域差異狀況。

      本文以2015年底中國大陸656個建制市為研究單元,其中,地級市建成區(qū)面積不包括其轄屬的縣級市及縣城建成區(qū)面積,縣級市建成區(qū)面積不包括其轄屬的縣及鎮(zhèn)建成區(qū)面積。參照《中華人民共和國氣候圖集》等區(qū)劃方式,將各建制市對應至所屬的溫度帶(表3)、干濕區(qū)③(表3)。數(shù)據(jù)來源于《中國城市建設統(tǒng)計年鑒(報)》,提取建成區(qū)綠地率、建成區(qū)綠地面積、建成區(qū)面積3個指標,并對數(shù)據(jù)不全的城市進行處理④[15]。

      1.2 研究方法

      1.2.1 平均值、標準差

      平均值、標準差分別反映組內(nèi)個體間的數(shù)據(jù)集中趨勢、離散程度,公式如下。

      式中,AD、S分別表示某氣候區(qū)劃城市組建成區(qū)綠地率的算數(shù)平均值、標準差,Zj是第j個建制市的建成區(qū)綠地率,j代表某氣候區(qū)劃建制市,N為某氣候區(qū)劃研究單元的總個數(shù)。

      1.2.2 變異系數(shù)、錫爾系數(shù)

      變異系數(shù)用于對不同氣候區(qū)城市組內(nèi)部差異分析;錫爾系數(shù)是由Theil H等提出的[16],現(xiàn)廣泛用于區(qū)域差異測算及分解,公式分別如下。

      圖1 中國氣候區(qū)劃簡圖(根據(jù)參考文獻[14]繪制)

      式中,CV、T分別表示某氣候區(qū)劃建成區(qū)綠地率的變異系數(shù)、錫爾系數(shù),Nj是全國建制市數(shù)量,xj是第j城市建成區(qū)綠地面積,X為全國建成區(qū)綠地面積,yj是第j城市建成區(qū)面積,Y為全國建成區(qū)面積。

      根據(jù)錫爾系數(shù)分解原理,將全國總體差異進行2次分解,分別分解為12個溫度帶間差異、溫度帶內(nèi)差異和4個干濕區(qū)間差異、干濕區(qū)內(nèi)差異,公式分別如下。

      式中,TBE1表示溫度帶間“建制市間”差異,TWR1表示溫度帶內(nèi)“建制市間”差異,i=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12分別代表12個溫度帶(公式5);TBE2表示各干濕區(qū)間差異,TWR2表示各干濕區(qū)內(nèi)差異,i=1、2、3、4分別代表4個干濕區(qū)(公式6),xi為第i帶(區(qū))建成區(qū)綠地面積,Ni為第i帶(區(qū))的建制市數(shù),xij為第i帶(區(qū))第j建制市的建成區(qū)綠地面積,yi為第i帶(區(qū))建成區(qū)面積,yij為第i帶(區(qū))第j建制市的建成區(qū)面積。

      表1 溫度帶劃分指標及其標準[14]

      2 不同氣候區(qū)劃建成區(qū)綠地率演變分析⑤⑥

      2.1 溫度帶間水平差異顯著,熱帶高于溫帶

      由圖2可見,近20年來溫帶建成區(qū)綠地率較熱帶增幅顯著;但就發(fā)展水平而言,熱帶常穩(wěn)定高于溫帶,表明城市綠地顯著受溫度條件所制約。

      2.2 干濕區(qū)間水平差距顯著,濕潤、半濕潤區(qū)水平高于干旱、半干旱區(qū)

      由圖3可見,干旱區(qū)、半干旱區(qū)雖增幅顯著,但總體水平卻明顯低于濕潤、半濕潤區(qū),反映出濕潤、半濕潤區(qū)具顯著水分優(yōu)勢,建成區(qū)綠地率水平較高(圖3)。

      3 不同氣候區(qū)劃建成區(qū)綠地率差異分析

      3.1 溫度帶建成區(qū)綠地率差異測算及分析⑦

      3.1.1 不同溫度帶絕對差異差別顯著,熱帶差異度低于溫帶

      由圖4可見,各帶S均呈波動下降態(tài)勢(高原溫帶除外)。從降幅看,熱帶較溫帶明顯下降,反映出熱帶建成區(qū)綠地率發(fā)展更為均衡。

      3.1.2 不同溫度帶相對差異具明顯區(qū)別

      由圖5可見,除高原溫帶CV呈上升外,其余各帶均呈下降態(tài)勢,但降幅差異顯著。中亞熱帶、北亞熱帶降幅最大,說明其內(nèi)溫度條件更均衡,利于區(qū)域差異縮小。

      2)建成區(qū)綠地率總體差異(T)的溫度帶組間及組內(nèi)差異分解。

      (1)溫度帶間差異呈長期存在態(tài)勢。

      TBE1總體呈波動下降態(tài)勢,后期趨于平緩,表明各帶城市組間差異雖不斷減小,但仍長期存在的發(fā)展走勢(圖6)。

      (2)溫度帶內(nèi)差異呈縮小態(tài)勢。

      TWR1總體雖有所縮小,但具低值穩(wěn)定發(fā)展趨勢,表明各帶內(nèi)差異不斷縮小,同時也受限于自身溫度條件,區(qū)域差異將長期存在(圖7)。

      圖2 1996—2015年我國溫度帶建成區(qū)綠地率平均數(shù)

      圖3 1996—2015年我國干濕區(qū)建成區(qū)綠地率平均數(shù)

      圖4 1996—2015年我國溫度帶建成區(qū)綠地率標準差

      圖5 1996—2015年我國溫度帶建成區(qū)綠地率變異系數(shù)

      圖6 1996—2015年我國溫度帶間建成區(qū)綠地率差異演變趨勢

      圖7 1996—2015年我國溫度帶內(nèi)建成區(qū)綠地率差異演變趨勢

      3.2 干濕區(qū)建成區(qū)綠地率差異測算及分析

      3.2.1 不同干濕區(qū)絕對差異呈顯著區(qū)域差異,濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)差異度低于半干旱、干旱區(qū)

      校企合作是現(xiàn)代學徒制的基本要求,校企文化的融通性和契合性是是構(gòu)建校企利益共同體的有效路徑。企業(yè)文化是企業(yè)員工共同信仰和遵守的、具有主導作用的價值觀念以及行為范式、意識形態(tài)和物質(zhì)形態(tài)體系,包括精神文化、物質(zhì)文化和制度文化??缙髽I(yè)培訓中心職業(yè)技能模塊課程是傳承企業(yè)文化和培養(yǎng)學徒職業(yè)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),“師傅型”師資在制定培訓計劃和培訓項目時,應以企業(yè)工作系統(tǒng)為參照,著重將企業(yè)員工的操作規(guī)程、行為規(guī)范和職業(yè)素養(yǎng)等企業(yè)文化融入課程資源和教學過程中,日積月累、循序漸進地傳承企業(yè)文化,以培養(yǎng)學徒在正式企業(yè)工作中的質(zhì)量意識和紀律意識[4]。

      由圖8可見,除干旱區(qū)S波動上升外,各區(qū)均呈下降態(tài)勢。濕潤、半濕潤區(qū)較半干旱區(qū)、干旱區(qū)差異度顯著較低、降幅更明顯,反映出濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)建制市間建成區(qū)綠地率發(fā)展更均衡、協(xié)調(diào)。

      3.2.2 不同干濕區(qū)相對差異呈顯著差距

      1)濕潤、半濕潤區(qū)相對差異顯著低于半干旱、干旱區(qū)。

      由圖9可見,各區(qū)CV均呈波動下降態(tài)勢,但差異顯著。干旱、半干旱區(qū)CV較濕潤、半濕潤區(qū)高。CV與S呈現(xiàn)相似規(guī)律,共同反映出濕潤、半濕潤區(qū)建成區(qū)綠地率更均衡。

      2)建成區(qū)綠地率總體差異(T)的干濕區(qū)組間及組內(nèi)差異分解。

      (1)溫度帶間差異大于干濕區(qū)間,干濕區(qū)間差異長期存在。

      TBE2總體水平低于TBE1,同時,TBE2長期存在,表明溫度是影響我國建成區(qū)綠地率區(qū)域差異的主導因素,而干濕亦具重要地位(圖10)。

      (2)干濕區(qū)內(nèi)差異呈縮小趨勢。

      TWR2呈較快下降態(tài)勢,表明干濕區(qū)組內(nèi)差異總體呈縮小趨勢。同一干濕區(qū)具有相似的水分條件,有利于其內(nèi)部差異度不斷縮小(圖11)。

      4 結(jié)論與對策

      4.1 結(jié)論

      1)從發(fā)展水平上看,不同氣候區(qū)具長期且顯著差異。溫帶增速較快但總體低于熱帶;干旱、半干旱區(qū)歷年均低于濕潤及半濕潤區(qū)。綜合而觀,熱帶濕潤區(qū)、熱帶半濕潤區(qū)是高水平的氣候優(yōu)勢區(qū)位。

      2)從差異上看,各氣候區(qū)呈明顯差別。溫度帶呈降低趨勢(高原溫帶除外),其中,熱帶均衡度顯著高于溫帶;干濕區(qū)呈下降態(tài)勢(干旱區(qū)除外),其中,濕潤、半濕潤區(qū)明顯較干旱、半干旱區(qū)均衡度更高。

      3)從差異分解上看,溫度帶間建成區(qū)綠地率不平衡對我國建成區(qū)綠地率總體差異的影響度大于干濕區(qū)間,表明溫度是影響我國建成區(qū)綠地率區(qū)域差異的主導因素,而干濕因素在其基礎上進一步加劇了區(qū)域間的不平衡發(fā)展。

      4.2 對策

      氣候與建成區(qū)綠地率間存在顯著規(guī)律:1)熱帶與濕潤、半濕潤區(qū)建成區(qū)綠地率較高,是氣候優(yōu)勢區(qū)位;2)溫帶及干旱、半干旱區(qū)建成區(qū)綠地率較低,氣候條件較惡劣。針對各區(qū)具體情況,宜遵循因區(qū)而異、分類指導的原則,從而更科學、有效地提升我國建成區(qū)綠地率。

      圖8 1996—2015年我國干濕區(qū)建成區(qū)綠地率標準差

      圖9 1996—2015年我國干濕區(qū)建成區(qū)綠地率變異系數(shù)

      圖10 1996—2015年我國干濕區(qū)間建成區(qū)綠地率差異演變趨勢

      圖11 1996—2015年我國干濕區(qū)內(nèi)建成區(qū)綠地率差異演變趨勢

      表2 干濕區(qū)劃分指標及其標準[14]

      表3 2015年我國656個建制市所屬溫度帶、干濕區(qū)一覽表

      4.2.1 發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢,高效集約發(fā)展

      優(yōu)勢區(qū)位城市應利用氣候條件,并根據(jù)發(fā)展程度制定措施:1)對于區(qū)內(nèi)水平較低的城市應發(fā)揮氣候優(yōu)勢,重視城市綠地的建設與發(fā)展,達到該氣候條件下城市應有的綠量,縮小與高水平城市間的區(qū)域差距[17];2)對于已達到高水平的城市,應向“存量式”發(fā)展轉(zhuǎn)變,充分利用城市空間進行多維綠化,同時,重視植物配置的合理性,最大限度發(fā)揮其生態(tài)效益[18]。

      4.2.2 尊重氣候規(guī)律,合理規(guī)劃建設

      劣勢區(qū)域的差距在一定程度上由客觀氣候條件所致,其存在具合理性,需理性分析當?shù)販貪穸葼顩r,及其對城市綠地建設帶來的局限性與可能性。把握“城市適宜性”等重要理念,積極探索契合氣候的綠地結(jié)構(gòu),適當加強人為調(diào)控,以減少氣候條件帶來的不利影響[19]。在植物配置上注重運用鄉(xiāng)土植物,在節(jié)約資金的同時,塑造出獨特的城市綠地風貌。

      注:文中圖片除注明外,均由李彤杉繪制。

      注釋:

      ① 本文“建成區(qū)”范圍為建成區(qū)外輪廓所能包括的地區(qū),即這個城市實際建設用地所達到的范圍。

      ② 在熱帶地區(qū),全年的日平均氣溫皆≥10℃,故采用日平均氣溫穩(wěn)定≥10℃期間的積溫作為指標進行溫度帶劃分;表中數(shù)值為積溫,單位為℃。

      ③ 本文以城市市中心位置所在區(qū)劃位置歸屬其氣候區(qū)。

      ④ 本文“建成區(qū)綠地率”統(tǒng)一采用“建成區(qū)綠地面積”/“建成區(qū)面積”計算所得,所用間接數(shù)據(jù)均由作者整理計算所得,缺少某年份指標數(shù)值的城市均采用該市前后2年指標數(shù)值平均值替代,數(shù)據(jù)來源于《中國城市建設統(tǒng)計年鑒》(2006—2015年)《中國城市建設統(tǒng)計年報》(1996—2005年)。

      ⑤ 本文中以熱帶作為北亞熱帶、中亞熱帶、南亞熱帶、邊緣熱帶及中熱帶的統(tǒng)稱,以溫帶作為寒溫帶、中溫帶及暖溫帶的統(tǒng)稱。

      ⑥ 高原亞寒帶因玉樹市數(shù)據(jù)不全對其進行剔除后,此帶無城市,赤道熱帶與高原亞熱帶均無城市,故不對此3個溫度帶進行平均值研究。

      ⑦ 寒溫帶與高原亞寒帶城市數(shù)各為1、中熱帶三沙市數(shù)據(jù)不全進行剔除后僅余三亞1個城市、赤道熱帶與高原亞熱帶均無城市,故不對此5個溫度帶進行標準差、變異系數(shù)研究。

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