106國道沿線樣帶市域建成區(qū)綠地率空間分異格局及影響機理研究

劉儷胤 劉志強 王俊帝 洪亙偉

摘要：文章采用地理探測器，以建制市作為樣本單元，探究106國道沿線樣帶1996-2016年建成區(qū)綠地率的空間分異格局，進一步分析“社會-自然”作用機理。研究表明：1）樣帶市域建成區(qū)綠地率總體差異明顯，呈“南北高中間低”的空間格局，市域間差異逐漸減小，年均增幅呈“中部快兩頭慢”的規(guī)律;2）經(jīng)濟實力和自然作用力等復(fù)雜動力相互作用是造成差異的主要成因，其中人均GDP、園林城市、人均建成區(qū)面積是主要驅(qū)動因素;3）經(jīng)濟發(fā)展水平是造成建成區(qū)綠地率區(qū)域差異的決定性因素，國家政策進一步強化空間分異性，自然條件具有雙向影響力，框定樣帶初期市域建成區(qū)綠地率空間分布基本格局，支撐前期發(fā)展，制約后期建設(shè)。該研究以期為科學制定區(qū)域城市綠地建設(shè)政策提供理論依據(jù)，進一步協(xié)調(diào)自然與社會經(jīng)濟對城市綠地的影響作用。

關(guān)鍵詞：建成區(qū)綠地率，空間分異，影響機理，地理探測器，樣帶，106國道

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2019.04.001

長期以來，國內(nèi)學者針對城市綠地建設(shè)水平空間分異格局及影響因素等內(nèi)容，在不同尺度上開展了大量探究。李雙金等[1]對中國287個地級及以上城市中心城范圍內(nèi)的綠地進行多尺度評估。劉志強等[2-4]采用空間分析和數(shù)理統(tǒng)計方法研究20年我國不同行政單元建成區(qū)綠地率時空分異特征及影響因素分析。李方正等[5]對我國289個地級市及以上城市進行綠化空間差異分析。國內(nèi)學者研究方法從定性分析向定量探析轉(zhuǎn)化，對多驅(qū)動因子的選擇與考察也日趨全面，且廣泛運用回歸分析、空間統(tǒng)計分析等方法，學科綜合性較強[5-6]。然而目前對區(qū)域差異格局演變及影響因素的探究多是基于行政劃分單元，缺乏以典型空間為研究范圍的探索。對典型性、代表性空間范圍進行空間分異格局及影響機理研究，能更有效、深刻地剖析城市綠地建設(shè)水平區(qū)域發(fā)展規(guī)律。

樣帶是沿著一個主導(dǎo)驅(qū)動因素在梯度上有規(guī)律變化或具有明顯差異特征的線狀研究區(qū)域類型[7]。樣帶分析有助于深入了解不同自然條件、社會經(jīng)濟發(fā)展程度對不同區(qū)域城市綠地建設(shè)水平的影響程度。106國道沿線樣帶貫穿我國南北線，研究其建成區(qū)綠地率空間分異格局和影響因素有助于完善我國城市綠地相關(guān)研究[8]。因此，以106國道沿線樣帶為研究范圍，綜合運用地理探測器、空間分析等方法，研究樣帶市域建成區(qū)綠地率空間分異格局及影響機理，為促進我國城市綠地建設(shè)水平格局優(yōu)化發(fā)展提供理論依據(jù)。

1研究范圍、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1樣帶概況

106國道沿線樣帶（下文簡稱106樣帶），北起北京，南至廣州，全程2476km，東西以106國道為中線向兩側(cè)各擴出100km，包含京、津、冀、豫、魯、皖、贛、鄂、湘和粵10個省（市）。106樣帶是中國南北經(jīng)濟發(fā)展要素差異顯著的典型樣帶，在我國城鎮(zhèn)化建設(shè)及綠地發(fā)展中占有舉足輕重的地位[8]。同時，106樣帶自然條件具有梯度性變化，城市綠地具有明顯的空間差異化。

1.2研究區(qū)域、數(shù)據(jù)來源與因素選取

本文依據(jù)106國道所經(jīng)過的省（市），以縣級市及以上等級建制市為基本單元，至2016年底，106樣帶內(nèi)共有96個城市。鑒于1996年我國城市數(shù)量逐漸確定，故以1996-2016年為研究時段，建成區(qū)綠地率為被解釋變量，數(shù)據(jù)來源于《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒（報）》[9]。

綜合考慮樣帶多種差異，根據(jù)指標選取的科學性、連續(xù)性、可獲取性，將自然環(huán)境細化的6個因素指標和社會經(jīng)濟細化的8個因素指標，作為地理探測器分析的探測因子（表1），并根據(jù)研究需要進行探測因子級別劃分。

1.3研究方法

運用ArcGIS1O.3軟件，依據(jù)相關(guān)標準對樣帶建成區(qū)綠地率進行統(tǒng)計分類，計算各城市建成區(qū)綠地率年均增幅，直觀呈現(xiàn)樣帶市域建成區(qū)綠地率空間差異格局等特征。

采用地理探測器分析樣帶影響因素。該方法可檢驗單變量空間分異性，也可通過檢驗兩個變量空間分布的一致性探測可能的因果關(guān)系[11-12]。

1）因子探測。因子探測是說明這種因素對地理事物發(fā)生發(fā)展是否具有決定意義[12]。

式（l）中，P為影響因素對建成區(qū)綠地率的影響力探測指標;n為城市數(shù)量;n：為次一級區(qū)域樣本數(shù);m為次級區(qū)域個數(shù);σ為樣帶城市建成區(qū)綠地率的方差;σ為次一級區(qū)域建成區(qū)綠地率方差。P的取值區(qū)間為[0，1]，P=0時，表明建成區(qū)綠地率空間分布不受影響因素的驅(qū)動，P值越大說明因素對建成區(qū)綠地率的影響越大。

2）交互探測。交互探測可定量表征兩個影響因子對于建成區(qū)綠地率空間分布格局作用關(guān)系[12]。

2樣帶市域建成區(qū)綠地率空間分異格局及演變

為展示樣帶建成區(qū)綠地率空間分布及演變特征，分別選取1996，2006及2016年作為樣本時間節(jié)點，根據(jù)《城市園林綠化評價標準》（GB/T50563-2010）[13]臨界值29.0%，31.O%0和35.0%，將其劃分為低、較低、中、高等級，并繪制空間分布格局圖。

2.1樣帶市域建成區(qū)綠地率空間格局演變特征

106樣帶市域建成區(qū)綠地率經(jīng)歷了由“低水平基本均衡→兩端漸強中部局部突出→南北高中部較弱”的空間格局演變過程（圖1）。20年間樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率水平明顯提升，整體差異呈大幅縮小趨勢，區(qū)域均衡性有所增加。從城市等級數(shù)量看，高水平城市大幅增加，主要分布于京津冀、鄭州都市圈以及武漢城市圈周邊。2016年低、較低等級城市數(shù)量銳減，主要分布樣帶中部。樣帶不同地區(qū)建成區(qū)綠地率空間格局及演變各不相同。樣帶內(nèi)中心和大城市綠地發(fā)展虹吸效應(yīng)明顯造成了樣帶中南部地區(qū)差異較大：兩湖地區(qū)是重要商品糧生產(chǎn)基地，耕地保護政策限制建成區(qū)規(guī)模擴張[14-15]，制約城市綠地建設(shè)水平提高，導(dǎo)致不均衡性。

2.2樣帶市域建成區(qū)綠地率增長類型

計算各城市年均增幅，利用自然斷點法將樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率的增幅分為低、中、高3個等級，并將其可視化（圖2）。

結(jié)果表明：年均增幅類型絕大多數(shù)呈高、中增幅，其中高增幅占41.67%，局部城市之間空間分異特征顯著。從增幅水平來看，呈“鄭州周邊>武漢周邊>長株潭地區(qū)>廣州周邊>京津冀的”空間分布格局。高增幅主要集中在鄭州都市圈、武漢城市圈及周邊;中等增幅主要分布在京津冀及周邊;低增幅多位于樣帶兩端?？傮w而言，高、中增幅城市主要集中在樣帶中部及大城市周邊，其建成區(qū)綠地率1996年大多為低等級，后達到中、高等級;低增幅多位于樣帶南北兩端，因其屬于經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)，基礎(chǔ)水平較高，故增速緩慢。

3樣帶市域建成區(qū)綠地率空間分異影響機理

3.1因子探測分析

為探究單一因子對建成區(qū)綠地率影響程度，將所有因子貢獻量（P）進行對比（圖3）。各因子對建成區(qū)綠地率均具影響作用，且貢獻量隨時間及其他因子變化而變化。排列因子探測20年貢獻量均值為人均GDP>園林城市>人均建成區(qū)面積>三產(chǎn)/二產(chǎn)>人口密度>建成區(qū)路網(wǎng)密度>年均溫>地貌類型>≥10℃積溫>園林綠化固定投資占比>人口>年均降水>干濕度>海拔高程，由此可見，社會經(jīng)濟因子較自然因子作用顯著，自然因子影響力呈現(xiàn)波動中下降趨勢。

1）經(jīng)濟水平是直接推動力。人均GDP呈絕對主導(dǎo)態(tài)勢，它是影響樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率的核心因素，并間接影響人口密度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響力。京津冀、武漢城市圈和廣州作為全國經(jīng)濟重心，人口和產(chǎn)業(yè)空間集聚力強，推動城市土地快速擴張，建成區(qū)綠地率明顯高。而樣帶南部如廣州因區(qū)位優(yōu)勢，接受港澳地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和“三來一補”產(chǎn)業(yè)興起[16]，進一步擴大周邊差異。人口密度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)直接受經(jīng)濟影響，直接反應(yīng)地區(qū)城鎮(zhèn)化水平。樣帶中部人口密度小，產(chǎn)業(yè)擴展能力不足，建設(shè)用地需求量小，城市綠地前期發(fā)展較為緩慢。

2）國家政策是有效引導(dǎo)力。政府決策影響力持續(xù)上升，一度超過經(jīng)濟作用，可見其對城市綠地發(fā)展有直接導(dǎo)向作用。創(chuàng)建園林城市作為改善生態(tài)和生活環(huán)境、提升城市品質(zhì)最重要的政策丁具直接影響城市建設(shè)。政府決策能最大化調(diào)控城市要素高效配置，樣帶南北政策實施性最強，故其建成區(qū)綠地率差異較小。

3）土地供給和城市基礎(chǔ)設(shè)施是原始動力。前期人均建成區(qū)面積和建成區(qū)路網(wǎng)密度貢獻值均占主導(dǎo)地位，后逐年下降;2009年以后出現(xiàn)反彈，但力度不強。城市資源是建設(shè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是重要拉動力。土地供給是綠地增長的有效抓手，城市基礎(chǔ)建設(shè)是促進綠地增長的內(nèi)在驅(qū)動因素。早期城市建設(shè)處于探索階段，城市綠地受限大，建成區(qū)面積小的城市無法充分擴展綠化建設(shè)[5]，比如鄭州市周邊。城市基礎(chǔ)設(shè)施代表城市基礎(chǔ)水平，水平高則潛力大，建成區(qū)路網(wǎng)密度大的城市綠地前期發(fā)展也更有優(yōu)勢。

4）自然因素具有雙向作用力。自然因素作用不如社會經(jīng)濟因素明顯，其作用相對靜態(tài)[17]。建成區(qū)綠地率前期主要受水熱影響，后期受地貌類型影響較大。城市建設(shè)初期，水熱條件對綠地發(fā)展起支撐作用;但整體樣帶較全國而言，水熱條件相對較好，后期對城市綠地發(fā)展的促進作用減小，此時地貌類型約束力明顯上升，抑制作用漸突顯。樣帶中南部城市地貌類型差異較大、海拔較高，地形起伏較大的地區(qū)不利于綠地發(fā)展，從而造成到后期地區(qū)差異較大。

3.2探測因子交互分析

各因素交互結(jié)果均呈增強作用。各類因子對建成區(qū)綠地率綜合作用力高于任意一種因子單獨作用，說明樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率的空間分異是城市經(jīng)濟發(fā)展水平、自然作用力交互耦合作用的綜合結(jié)果。

樣帶中社會經(jīng)濟因子交互作用占主導(dǎo)優(yōu)勢。表2顯示：1）社會經(jīng)濟因子與任意因子交互值均明顯高于自然因子之間的交互值，反映出樣帶綠地受社會經(jīng)濟影響更大。2）城市建設(shè)初期，建成區(qū)路網(wǎng)密度各類交互值占主導(dǎo)地位：建設(shè)中期，人均GDP各類交互值輪流占主導(dǎo)地位：建設(shè)后期，三產(chǎn)/二產(chǎn)各類交互影響逐漸增大，自然因子的各類交互值下降。

106樣帶社會要素空間差異最為顯著，其影響力隨時間的增加越發(fā)突出。城市發(fā)展初期，綠地直接受路網(wǎng)密度制約，此時建成區(qū)路網(wǎng)密度各類交互作用占主導(dǎo)，更加表明城市基礎(chǔ)設(shè)施是樣帶的原始動力。城市發(fā)展中期，我國城鎮(zhèn)化發(fā)展加速，最主要表現(xiàn)之一是將農(nóng)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地[15]，促進綠地建設(shè)，表明經(jīng)濟條件是影響樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率最重要的組合因素。

樣帶市域均屬于我國經(jīng)濟發(fā)展較好地區(qū)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷推進，其調(diào)整引起人口類型轉(zhuǎn)化、經(jīng)濟增長和城市物質(zhì)形態(tài)加速演變，是城市綠地面積增加的內(nèi)在需求和主要原因。樣帶南北兩端部分城市2016年三產(chǎn)比重已接近80%，土地資源利用的重新分配使其對城市綠地需求不斷增加[15]，因此，三產(chǎn)/二產(chǎn)的各類交互結(jié)果到城市發(fā)展后期逐漸成為主導(dǎo)因素。

4結(jié)論與對策

4.1結(jié)論

1）從空間分異來看，樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率水平整體提升且趨向高水平發(fā)展，總體仍呈“南北高中間低”的空間格局。該分布特征大致與我國的經(jīng)濟發(fā)展及自然地理條件分布相似，表明我國城市建成區(qū)綠地率與社會經(jīng)濟及自然地理條件在空間上存在很強的關(guān)聯(lián)性。

2）從差異變化看，樣帶內(nèi)區(qū)域差異將長期存在，但逐步減小。20年間，建成區(qū)綠地率高水平城市數(shù)量持續(xù)增加，低水平城市數(shù)量快速減少，其年均增率呈現(xiàn)出樣帶中部快兩頭慢的規(guī)律，中低水平城市主要集中于樣帶中南部。

3）樣帶內(nèi)建成區(qū)綠地率空間差異是多重因素共同作用的結(jié)果。經(jīng)濟發(fā)展水平是造成綠地差異格局的決定性因素，自然條件具有雙向影響，國家政策是重要影響因素，地理環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也具有較大影響作用。造成城市綠地建設(shè)水平區(qū)域差異及演變的影響因素是經(jīng)濟實力和自然作用力等復(fù)雜動力相互作用的結(jié)果，并且各影響因素以及組合狀況在不同區(qū)域、發(fā)展階段所發(fā)揮的作用程度存在差異并處于變動之中。

4.2對策

針對樣帶內(nèi)城市綠地建設(shè)水平存在區(qū)域差異的現(xiàn)象，各區(qū)域應(yīng)從實際出發(fā)，制定適合本區(qū)域的綠地發(fā)展對策，提高綠地建設(shè)水平。

1）國家或區(qū)域級重大開發(fā)戰(zhàn)略對綠地發(fā)展有直接引領(lǐng)作用，科學制訂規(guī)劃戰(zhàn)略，重視落后城市短板作用。106樣帶綠地應(yīng)是“協(xié)調(diào)、同步、一體化”發(fā)展，強調(diào)“綠地共生”理念，關(guān)注樣帶內(nèi)綠地發(fā)展的關(guān)聯(lián)性、互依性、拓展性等互助契合點。仍處于低水平的城市綠地規(guī)劃是實現(xiàn)中國綠地區(qū)域一體化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[18-20]。同時應(yīng)注重樣帶內(nèi)大城市建設(shè)的溢出效應(yīng)，控制核心城市綠地發(fā)展對周邊的虹吸效應(yīng)。

2）結(jié)合城市建成區(qū)綠地率的時空演變特征與主導(dǎo)驅(qū)動因子的作用機制，對106樣帶城市進行分類指導(dǎo)，因“綠”制宜。京津冀和廣州等部分綠地水平高的城市屬于綠地核心領(lǐng)導(dǎo)城市，應(yīng)加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移速度;樣帶中部部分綠地水平中等的城市屬于重點綠地拓展城市，可借助城市規(guī)劃擴大建成區(qū)面積，為綠地建設(shè)創(chuàng)造更大的發(fā)展空間：其余綠地水平低的城市屬于加快綠地發(fā)展城市，應(yīng)優(yōu)先通過發(fā)展經(jīng)濟帶動綠地面積增加以及政府加大開放優(yōu)惠政策，雙管齊下甚至多管齊下[21]。

3）重視多元化因素的綜合效益，尊重驅(qū)動因子的差異化。通盤籌劃多因素的整體作用，多方把控驅(qū)動力，實時把握其動態(tài)變化是準確找到限制綠地發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有助于進一步揭示城市綠地的演變機制[20]。在106樣帶中應(yīng)尤為重視“人—地—財”綜合作用，人口、土地、財政3大關(guān)鍵要素是保證城市綠地能夠?qū)崿F(xiàn)既定目標的基礎(chǔ)。其組合方式直接影響在有效制度內(nèi)能否供給支撐，是關(guān)系綠地發(fā)展的根本與長遠的核心問題所在，對深化理論研究及實現(xiàn)區(qū)域綠地可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實意義[17、20-21]。

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收稿日期：2019-01-29

基金項目：國家自然科學基金面上項目“基于空間計量分析的中國市域建成區(qū)綠地率空間分異的格局、演變及其機理研究”（51778389）;江蘇高校“青藍工程”、江蘇省企業(yè)研究生工作站（蘇州園林設(shè)計院有限公司）和蘇州科技大學風景園林學學科建設(shè)項目共同資助

第一作者：劉儷胤（1995-），女，碩士，研究方向為風景園林規(guī)劃設(shè)計與理論。E-mail：547580850@qq.com

通信作者：劉志強（1975-），男，副教授，碩士生導(dǎo)師，蘇州科技大學教務(wù)處副處長，研究方向為城鄉(xiāng)綠地空間格局及影響機理、風景園林規(guī)劃設(shè)計與理論。E-mail.l_zhiqiang@163.com