影響體力活動(dòng)時(shí)空分布的城市藍(lán)色空間特征識(shí)別與優(yōu)化研究
——以松花江哈爾濱主城區(qū)段為例

張 冉 朱 遜

城市藍(lán)色空間因高度開(kāi)放并具有特殊的水景資源，成為體力活動(dòng)頻繁發(fā)生的空間載體。在數(shù)字媒體時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)資源給濱水活動(dòng)和藍(lán)色空間的研究帶來(lái)了新的認(rèn)知。以哈爾濱市全季藍(lán)色空間的使用規(guī)律為研究對(duì)象，基于新浪微博提煉訪問(wèn)者的主體數(shù)據(jù)和體力活動(dòng)的類型、強(qiáng)度，映射到GIS地圖上，探究其時(shí)空分布規(guī)律，并對(duì)影響因素和空間構(gòu)成進(jìn)行歸納。結(jié)果顯示：體力活動(dòng)呈現(xiàn)明顯的周末、節(jié)假日、季節(jié)性波動(dòng)，個(gè)體與群體活動(dòng)偏好的空間顯著不同；氣候和降水條件影響活動(dòng)的時(shí)間選擇，場(chǎng)地的親水程度對(duì)活動(dòng)類型產(chǎn)生顯著影響，空間形態(tài)能夠有效引導(dǎo)群體活動(dòng)的社交規(guī)模。綜上，依據(jù)活動(dòng)的頻率、強(qiáng)度和規(guī)模，提出景觀舒適、穿越漫步、娛樂(lè)體驗(yàn)、事件觸發(fā)、均衡發(fā)展5種基于體力活動(dòng)的藍(lán)色空間構(gòu)成模式，為精準(zhǔn)推進(jìn)城市藍(lán)色空間的潛在健康效益轉(zhuǎn)化提供新途徑。

風(fēng)景園林；城市藍(lán)色空間；體力活動(dòng)；時(shí)空分布；社交媒體數(shù)據(jù)

1. 研究范圍和空間選樣

城市藍(lán)色空間具有特殊的人文、健康和經(jīng)濟(jì)效益，是城市形象和大眾認(rèn)同感的載體。體力活動(dòng)是城市藍(lán)色空間促進(jìn)人群健康的重要可干預(yù)路徑之一[1-2]。因此如何通過(guò)優(yōu)化藍(lán)色空間結(jié)構(gòu)為體力活動(dòng)帶來(lái)更多的機(jī)會(huì)和便利，已經(jīng)成為全球熱議的話題[3-5]。既有研究證實(shí)了在水邊進(jìn)行的體力活動(dòng)對(duì)人體具有極佳的理療效果[6]，并從空間組織的通達(dá)性[7]、場(chǎng)所要素的設(shè)計(jì)性[8]、建成環(huán)境的美學(xué)和安全感知[9]等出發(fā)點(diǎn)，分析了城市藍(lán)色空間體力活動(dòng)規(guī)律的成因。

對(duì)體力活動(dòng)空間使用規(guī)律的測(cè)量與分析方法主要有現(xiàn)場(chǎng)觀察法、抽樣問(wèn)卷法、心率監(jiān)測(cè)器法、加速度感應(yīng)器法和雙標(biāo)水法[10]。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入，出現(xiàn)了利用社交媒體、百度熱力圖、移動(dòng)信令數(shù)據(jù)、國(guó)家普查數(shù)據(jù)獲取信息的手段[11]。其中社交媒體數(shù)據(jù)是用戶通過(guò)分享個(gè)人和所在團(tuán)體的活動(dòng)和環(huán)境信息來(lái)進(jìn)行自我量化的結(jié)果[12]，在城市規(guī)劃[13]、交通管理[14]、智慧旅游[15]方面的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，用于探索行為特征和時(shí)空規(guī)律的可靠性也已經(jīng)得到理想的驗(yàn)證[16-17]。

本文以松花江流域特大城市哈爾濱的全季藍(lán)色空間為研究對(duì)象，基于新浪微博2015年1月-2019年12月的使用數(shù)據(jù)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和可視化方法探究群體、個(gè)體體力活動(dòng)的時(shí)空分布規(guī)律，對(duì)空間影響因素和空間特征進(jìn)行闡釋與分析，為城市藍(lán)色空間的健康干預(yù)性體力活動(dòng)空間設(shè)計(jì)提出可行策略。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 研究范圍和樣本空間的選擇

松花江自城市化進(jìn)程初始就是哈爾濱重要的“起居室”，如今更是發(fā)展為大眾生活、交往、體力活動(dòng)的典型場(chǎng)所。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)調(diào)查松花江流域的體力活動(dòng)場(chǎng)地，基于面積、設(shè)施、親水方式的多樣性選擇了哈爾濱市公路大橋至松浦大橋段的松花江南岸藍(lán)色空間作為研究范圍。其帶狀綠地寬度為48～138 m，藍(lán)色空間面積由1 847～34 189 m2不等。在研究范圍內(nèi)觀察統(tǒng)計(jì)人群活動(dòng)的范圍和尺寸，依據(jù)“分步聚焦式”選樣流程確定研究樣本19個(gè)，編號(hào)為H1-H19（圖1）。

1.2 數(shù)據(jù)收集與處理

基于數(shù)據(jù)典型、開(kāi)源、豐富、大量的原則，選取了新浪微博作為數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，并通過(guò)Python編程解決新浪微博API接口的限制問(wèn)題[18]。首先，編寫網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序，根據(jù)前文篩選的采集范圍和研究假設(shè)確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，爬取了2015年1月-2019年12月期間2 219位用戶的5 869條數(shù)據(jù)；其次，利用百度坐標(biāo)拾取系統(tǒng)在GIS平臺(tái)進(jìn)行GPS定位的校正，清除噪聲數(shù)據(jù)；最后，依據(jù)照片信息中包含人物、可精確定位、可識(shí)別行為活動(dòng)的順序進(jìn)行了3輪數(shù)據(jù)篩選。

2. 松花江季節(jié)性體力活動(dòng)

3. 體力活動(dòng)總量和主體的季節(jié)差異

最終確定有效空間使用者1 319位，活動(dòng)信息1 341次。其中男性34.19%，女性65.81%。平均年齡31.67歲（最高75歲，最低2歲，標(biāo)準(zhǔn)差14.13）；本省使用者35.03%，外省和海外使用者64.97%。數(shù)據(jù)在一定程度上反映不同性別、年齡層，以及當(dāng)?shù)鼐用窈屯鈦?lái)游客的體力活動(dòng)情況?；谑褂谜邤?shù)據(jù)和體力活動(dòng)信息進(jìn)行時(shí)空分布的歸納和影響因素的分析如下。

1.3 技術(shù)路線

（1）確定研究范圍，按照人群活動(dòng)基本尺寸劃定樣本空間，并爬取新浪微博的使用數(shù)據(jù)，得到用戶個(gè)人信息和圖片信息。（2）對(duì)包含體力活動(dòng)的圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到活動(dòng)類型19種。根據(jù)人體活動(dòng)的代謝當(dāng)量（MET）評(píng)判活動(dòng)強(qiáng)度：1～3 MET為低強(qiáng)度體力活動(dòng)；3～4.9 MET為中強(qiáng)度體力活動(dòng)；5 MET以上為高強(qiáng)度體力活動(dòng)[19]。通過(guò)Ainsworth的體力活動(dòng)代謝量表得到活動(dòng)對(duì)應(yīng)的屬性表[20]，在GIS平臺(tái)上進(jìn)行可視化和描述性分析。（3）基于GIS、空間句法和SPSS深入分析體力活動(dòng)特性和空間分布情況，結(jié)合城市藍(lán)色空間的特征，探究體力活動(dòng)的分布成因。（4）提出藍(lán)色空間的典型構(gòu)成模式，為健康導(dǎo)向的體力活動(dòng)場(chǎng)地規(guī)劃設(shè)計(jì)提出可行策略。

2 藍(lán)色空間體力活動(dòng)時(shí)空分布規(guī)律

2.1 時(shí)間分布規(guī)律

（1）季節(jié)性差異。寒地四季氣候變化導(dǎo)致人群在體力活動(dòng)總量、活動(dòng)主體、活動(dòng)類型和活動(dòng)強(qiáng)度上具有顯著的季節(jié)性差異（圖2）。活動(dòng)總量上（圖3），高峰期發(fā)生在夏季和初秋（68.22%），低谷期發(fā)生在氣候寒冷且無(wú)降雪的春季（1.96%）和秋末（14.49%），降雪引發(fā)的體力活動(dòng)量反彈趨勢(shì)明顯?；顒?dòng)主體上（圖3），女性比男性的活動(dòng)低谷期稍滯后，冬季活動(dòng)青少年增加，老年人明顯減少?；顒?dòng)類型上（圖4），春季主要以安靜休憩類的靜坐、散步較多，夏季活動(dòng)豐富度較高，戲水、游泳、廣場(chǎng)舞等活動(dòng)類型都大量增加，秋季垂釣活動(dòng)明顯多于其他季節(jié)，冬季活動(dòng)則以玩雪和冰上運(yùn)動(dòng)居多?；顒?dòng)強(qiáng)度上（圖4），夏季和冬季體力活動(dòng)的平均強(qiáng)度高于春秋季。

（2）工作日與休息日差異。一周內(nèi)（圖5），周末的體力活動(dòng)人數(shù)較工作日提升49.75%，周日比周六活動(dòng)人數(shù)稍多，年齡和性別差異不顯著。

（3）平日與節(jié)慶日差異。一年內(nèi)（圖6），法定節(jié)假日較平日的體力活動(dòng)人數(shù)提升25.29%，變化趨勢(shì)與季節(jié)性變化呈伴隨性。體力活動(dòng)量較多的節(jié)日是國(guó)慶節(jié)、勞動(dòng)節(jié)和春節(jié)，分別占比23.63%、20.30%和17.47%。由于節(jié)日慶典的引導(dǎo)，社會(huì)性群體體力活動(dòng)明顯增多。

2.2 空間分布規(guī)律

經(jīng)過(guò)照片統(tǒng)計(jì)，哈爾濱市藍(lán)色空間的體力活動(dòng)類型共有19種，將其分為3大類：康體健身類（4.50%）、休閑娛樂(lè)類（40.77%）、安靜休憩類（54.73%）。其中康體健身類包括騎車、跑步、器械運(yùn)動(dòng)、跳廣場(chǎng)舞、游泳、打乒乓球；休閑娛樂(lè)類包括散步、玩雪、冰上活動(dòng)、釣魚、劃船、戲水、演奏樂(lè)器、玩玩具、合唱、野餐、棋牌；安靜休憩類包括靜坐、駐足。經(jīng)過(guò)GIS統(tǒng)計(jì)生成公眾體力活動(dòng)空間分布圖（圖7），基于活動(dòng)的人群密度分布規(guī)律將空間橫向分為30 m、30～100 m、100 m以上3段，分別為鄰水、近水、背水空間，以分析活動(dòng)密度、強(qiáng)度、高頻率個(gè)體活動(dòng)、典型群體活動(dòng)的空間分布特征。

（1）體力活動(dòng)密度。整體而言，空間的體力活動(dòng)密度呈現(xiàn)不均衡性，在鄰水范圍內(nèi)出現(xiàn)了明顯的聚集區(qū)域。其中，89%以上的體力活動(dòng)聚集區(qū)域都具有水體的視線可達(dá)性，72%以上都位于鄰水空間，研究區(qū)域內(nèi)近水和背水空間還有較大的提升潛力。

（2）體力活動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)代謝當(dāng)量將體力活動(dòng)分為低、中、高3個(gè)層級(jí)，低強(qiáng)度體力活動(dòng)（74.21%）包括釣魚、演奏樂(lè)器、玩玩具、合唱、野餐、棋牌、散步、靜坐、駐足；中強(qiáng)度體力活動(dòng)（8.13%）包括器械運(yùn)動(dòng)、跳廣場(chǎng)舞、騎車、打乒乓球、冰上活動(dòng)；高強(qiáng)度體力活動(dòng)（17.66%）包括跑步、游泳、玩雪、戲水、劃船。在空間分布上，中低強(qiáng)度活動(dòng)多分布在鄰水和近水空間，在濱水線性步道、廣場(chǎng)的鄰水側(cè)臺(tái)階、沙灘上發(fā)生聚集；高強(qiáng)度活動(dòng)的分布與水體的距離沒(méi)有明顯關(guān)聯(lián)，在背水開(kāi)敞空間的邊緣、水上空間都有大量聚集。整體而言，背水空間的體力活動(dòng)平均強(qiáng)度高于鄰水、近水空間。

（3）高頻率個(gè)體活動(dòng)的空間分布。經(jīng)過(guò)活動(dòng)總量統(tǒng)計(jì)（圖8），高頻率的個(gè)體活動(dòng)分別為駐足367（54.65%）、散步121（11.38%）、靜坐119（17.79%）?？傮w而言，這3類活動(dòng)都沿鄰水步道呈線性分布，在交通節(jié)點(diǎn)廣場(chǎng)上有部分向心型分布，普遍位于水體視線可達(dá)的空間內(nèi)。其中，駐足和靜坐明顯偏好于鄰水的節(jié)點(diǎn)空間，散步活動(dòng)在鄰水、近水的線性空間分布均衡，背水空間分布較少（圖9）。

4. 體力活動(dòng)類型的季節(jié)差異

5. 體力活動(dòng)工作日與休息日差異

6. 體力活動(dòng)平日與節(jié)慶日差異

7. 公眾體力活動(dòng)空間分布圖

8. 19類體力活動(dòng)總量對(duì)比圖

9. 高頻率體力活動(dòng)與空間特征關(guān)系

（4）典型群體活動(dòng)的空間分布。通過(guò)照片統(tǒng)計(jì)分析，群體體力活動(dòng)占所有活動(dòng)的59.31%，由于群體活動(dòng)類型和社交程度的不同出現(xiàn)了空間聚集差異（表1）。

在活動(dòng)類型上，依據(jù)活動(dòng)的激發(fā)條件將其分為事件觸發(fā)型（11.54%）、場(chǎng)地限定型（23.91%）、設(shè)施支撐型（16.15%）和自由型（48.40%）。事件觸發(fā)型活動(dòng)多以防洪紀(jì)念塔廣場(chǎng)或人民廣場(chǎng)作為起點(diǎn)，場(chǎng)地限定型活動(dòng)因空間的面積、圍合度變化而豐富度較高，設(shè)施支撐型活動(dòng)以半環(huán)繞場(chǎng)地的邊緣型設(shè)施使用率最高。

在社交規(guī)模上，群體活動(dòng)主要涵蓋公眾活動(dòng)和組團(tuán)活動(dòng)2種規(guī)模。公眾活動(dòng)與水體的互動(dòng)性較弱，受限于人流集散問(wèn)題而多位于便捷可達(dá)、空間開(kāi)敞、無(wú)交通打擾的獨(dú)立廣場(chǎng)。小團(tuán)體活動(dòng)往往發(fā)生在鄰水和近水空間，并因年齡層次不同造成需求差異：歌舞、棋牌類活動(dòng)以中老年人偏多，偏好于能預(yù)留旁觀人群活動(dòng)范圍的半私密空間；冰上和水上運(yùn)動(dòng)以中青年群體居多，偏好于基礎(chǔ)設(shè)施完善、環(huán)境優(yōu)美的自然駁岸附近；堆雪人、沙灘攀爬等以青少年、兒童和家長(zhǎng)陪同居多，偏好于圍合感較強(qiáng)、安全系數(shù)較高的空間。

3 藍(lán)色空間體力活動(dòng)影響因素分析

3.1 自然氣候條件影響體力活動(dòng)時(shí)間選擇

由于寒地城市的特殊氣候條件，四季的體力活動(dòng)數(shù)量和類型產(chǎn)生了明顯差異。在活動(dòng)發(fā)生總量上，夏季出現(xiàn)明顯高峰。原因是松花江在夏季形成的微氣候更能改善非舒適性環(huán)境，水體明顯的降溫增濕作用激發(fā)了更多的戶外體力活動(dòng)。在活動(dòng)類型上，冬季降雪天氣為市民帶來(lái)了更多地域性的冰雪運(yùn)動(dòng)機(jī)會(huì)，但夏季戲水、劃船等水上運(yùn)動(dòng)較少，意味著松花江冬季休閑體力活動(dòng)與水體的互動(dòng)要強(qiáng)于夏季。

因此針對(duì)春秋季背水空間活動(dòng)密度低的問(wèn)題，進(jìn)行植物配比與布局的調(diào)整，形成利于改善風(fēng)大、干燥和晝夜溫差的微氣候[21]。針對(duì)夏季活動(dòng)親水性差的問(wèn)題，完善功能性場(chǎng)地的藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施和人工規(guī)范化管理、開(kāi)放沙灘浴場(chǎng)、增建駁岸娛樂(lè)設(shè)施、規(guī)范碼頭和游船。針對(duì)冬季設(shè)施嚴(yán)寒適應(yīng)性差的問(wèn)題，改用防滑鋪裝，減少金屬材質(zhì)和冷色調(diào)涂漆的服務(wù)設(shè)施[22]。

3.2 親水程度影響體力活動(dòng)的類型差異

親水的程度和方式根據(jù)距離、駁岸類型與親水設(shè)施、視線可達(dá)性的變化而產(chǎn)生差異（圖10），使用單因素方差分析（ANOVA）探究親水程度與活動(dòng)類型的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)其具有顯著相關(guān)性。在距離因素上，鄰水空間活動(dòng)類型豐富，往往聚集低強(qiáng)度的駐足、散步、垂釣活動(dòng)和高強(qiáng)度的游泳、冰上活動(dòng)；近水空間活動(dòng)類型以群體性活動(dòng)為主，通常聚集中等強(qiáng)度的合唱、廣場(chǎng)舞類活動(dòng)；背水空間的活動(dòng)類型單一，密度和強(qiáng)度都較低。在駁岸類型與親水設(shè)施上，沙灘和臺(tái)階式駁岸的配套設(shè)施完善，親水程度較高，活動(dòng)類型較為豐富；垂直駁岸和橋梁附近以低強(qiáng)度的散步、駐足為主，活動(dòng)類型比較單一。在水體的視線可達(dá)上，可達(dá)性較好的區(qū)域具有良好的賞景角度，體力活動(dòng)的類型豐富度和密度都明顯高于水體不可見(jiàn)的區(qū)域。

因此為了適宜不同活動(dòng)的場(chǎng)地條件，藍(lán)色空間的最窄寬度應(yīng)在30 m以上，適宜寬度為100～150 m。設(shè)施配比上應(yīng)增設(shè)背水空間的高強(qiáng)度體力活動(dòng)設(shè)施，提高整體的活動(dòng)豐富度[23]；駁岸處理上應(yīng)減少垂直護(hù)坡，回歸柔性界面；高差處理上應(yīng)將單調(diào)的場(chǎng)地進(jìn)行立面分層變化，提供不同的親水互動(dòng)方式和水景欣賞角度，增強(qiáng)背水空間的水體感知程度。

表1 四種主要類型群體活動(dòng)社交程度

10. 親水程度對(duì)體力活動(dòng)的影響

11. 基于體力活動(dòng)的藍(lán)色空間模式

3.3 空間形態(tài)影響群體活動(dòng)的聚集規(guī)模

空間形態(tài)的差異引導(dǎo)了不同社交規(guī)模的活動(dòng)。使用GIS計(jì)算場(chǎng)地面積，空間高寬比（D/H）分析空間的開(kāi)敞度，用長(zhǎng)度比（L1/L2）分析空間的圍合感。將數(shù)值與群體活動(dòng)地圖耦合后發(fā)現(xiàn)，面積較大、圍合感弱的開(kāi)敞空間通常容易聚集規(guī)模較大的節(jié)慶活動(dòng)，主要發(fā)生在背水空間。圍合感強(qiáng)的半封閉性空間通常吸引規(guī)模較小的動(dòng)態(tài)團(tuán)體活動(dòng)，如堆雪人、打雪仗等。圍合感強(qiáng)的封閉性空間容易聚集規(guī)模較小的靜態(tài)團(tuán)體活動(dòng)，如棋牌、器械健身、靜坐交流、野餐等。

因此對(duì)于場(chǎng)地形態(tài)的把控，當(dāng)出現(xiàn)狹長(zhǎng)的濱水空間時(shí)，一側(cè)植物和構(gòu)筑物不宜過(guò)高和過(guò)密，以免給高強(qiáng)度的接觸交流帶來(lái)不安全感[24]。而大面積的背水空間適宜舉辦大型公眾活動(dòng)，應(yīng)該留有較寬的出入口，將展示性構(gòu)筑物邊緣設(shè)置，用開(kāi)敞空間改善“可觀不可用”的局面，增加偶然接觸的吸引力[25]。

4 基于體力活動(dòng)的藍(lán)色空間優(yōu)化策略

基于城市藍(lán)色空間體力活動(dòng)的時(shí)空分布特征，本研究根據(jù)空間特征與主導(dǎo)活動(dòng)的差異，以健康干預(yù)性規(guī)劃設(shè)計(jì)為目的，總結(jié)出藍(lán)色空間中體力活動(dòng)空間的5種構(gòu)成模式：景觀舒適模式、穿越漫步模式、娛樂(lè)體驗(yàn)?zāi)Ｊ健⑹录|發(fā)模式、均衡發(fā)展模式（圖11）。

通過(guò)5種藍(lán)色空間模式的協(xié)同發(fā)展，提供提升公眾體力活動(dòng)頻率、強(qiáng)度、規(guī)模的多選擇性。在活動(dòng)時(shí)間上，通過(guò)濱水宜人景觀的吸引、漫步環(huán)境的抗嚴(yán)寒設(shè)計(jì)、冰上體驗(yàn)設(shè)施的完善和全年公眾活動(dòng)的時(shí)間統(tǒng)籌，提高體力活動(dòng)的時(shí)間適應(yīng)性，促進(jìn)城市藍(lán)色空間的全季舒適利用。在活動(dòng)強(qiáng)度上，通過(guò)5種各有側(cè)重的空間模式引導(dǎo)，保證鄰水、近水空間的活動(dòng)豐富度，提高背水空間的高強(qiáng)度活動(dòng)承載能力，創(chuàng)造多選擇性的全民藍(lán)色空間活動(dòng)環(huán)境。在活動(dòng)規(guī)模上，改善現(xiàn)有社會(huì)性體力活動(dòng)缺失的局面，利用背水空間的面積、形態(tài)優(yōu)勢(shì)，為偶然接觸、加強(qiáng)交流創(chuàng)造場(chǎng)地條件和事件機(jī)會(huì)，以提高交往活動(dòng)的接觸程度。綜合而言，研究通過(guò)提高城市濱水環(huán)境的全季運(yùn)動(dòng)適宜性，緩解城市戶外運(yùn)動(dòng)和交往需求無(wú)法滿足的現(xiàn)實(shí)矛盾，推進(jìn)健康干預(yù)性環(huán)境的規(guī)劃和落地。

由于松花江所處地域的獨(dú)特氣候條件，導(dǎo)致冬夏季數(shù)據(jù)多于春秋季。并且哈爾濱市的旅游吸引力導(dǎo)致了外省和海外數(shù)據(jù)大于本省數(shù)據(jù)。因此，期望在后續(xù)研究中引入交叉數(shù)據(jù)源，區(qū)分不同時(shí)空的樣本特征，增加本地居民的數(shù)據(jù)量，增加本地不同類型的開(kāi)放空間量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，更具有建模意義。