城市濱河區(qū)綠地景觀空間的整體發(fā)展
——基于上海濱河區(qū)域綠地空間結構特征的分析

姜允芳，李笑琳，黃 靜，石鐵矛

(1.華東師范大學 城市與區(qū)域科學學院，上海 200241；2.華東師范大學 中國現(xiàn)代城市研究中心，上海 200241； 3.沈陽建筑大學 建筑與規(guī)劃學院，遼寧 沈陽 110000)

濱水綠色空間是陸域空間與水域空間的交錯、緩沖地帶，既有自然生態(tài)要素又有人工建成景觀，是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物種循環(huán)的重要通道，也是居民休閑活動的重要場所，是城市中最具活力的開放性區(qū)域[1]。城市濱河綠地以其優(yōu)越的親水性和舒適性滿足著現(xiàn)代人的生活、娛樂、休閑等需要，還承擔著重要的生態(tài)服務功能，在提高城市環(huán)境質(zhì)量、豐富地域風貌等方面具有極為重要的價值[2]。城市濱水區(qū)的生態(tài)格局建構與藍綠空間景觀格局特征評價等已成為多個學科的研究熱點。

景觀生態(tài)學通過研究景觀的空間結構與形態(tài)特征對生物活動與人類活動影響[3]，為城市濱水綠地景觀格局優(yōu)化提供科學的理論依據(jù)。目前景觀格局研究應用到藍綠空間土地利用與資源優(yōu)化方面，包括流域[4]、都市圈[5]和城市尺度[6-7]的景觀生態(tài)格局動態(tài)變化研究。有研究運用景觀格局指數(shù)和緩沖區(qū)分析，分析河流流域岸帶景觀格局梯度和距河不同距離處景觀類型特征[8]；利用動態(tài)變化模型與景觀格局指數(shù)方法，分析蘇錫常都市圈各城市15 a間藍綠空間規(guī)模與景觀格局的演變進行分析[5]；通過哈爾濱中心城城市擴展過程藍綠色空間特征變化的分析，探究社會經(jīng)濟及自然因素對藍綠空間演化的驅動作用[9]。在藍綠生態(tài)空間景觀格局的要素特征變化與驅動力分析方面，研究多聚焦區(qū)域性自然景觀單元對象，運用景觀格局指數(shù)分析了水庫[10]、大型濕地[11]、河岸帶[12]、海岸帶[13]等自然景觀格局梯度及變化規(guī)律；進而研究特定景觀單元的景觀特征保護性發(fā)展[13]。在生態(tài)空間功能提升方面，關注分析土地利用變化對景觀格局的破碎化程度[14]、連通性[15-16]、可達性[17]等方面影響。采用景觀格局指數(shù)與空間句法整合程度方法，量化評價福州市城市化過程中生態(tài)空間破碎化程度[7]。河流自然濱水區(qū)的接入和連通性指標影響城市居民享有宜居空間的公平性[18]。南美洲厄瓜多爾的托梅班巴河河流廊道通過連續(xù)性評價，成為舒適健康的城市河流空間發(fā)展依據(jù)[15]。結合景觀特征分區(qū)和物質(zhì)設施空間相互作用的關聯(lián)分析，蘇州河生態(tài)連通度和可達性評價提供城市河流廊道區(qū)域健康發(fā)展輔助決策工具[16-17]。

前期的研究可以看出，在藍綠空間土地利用景觀格局優(yōu)化中，大尺度的研究較多。城市中觀尺度濱河區(qū)是更直接關聯(lián)城市生態(tài)、生活需求，其內(nèi)部空間的構成特征評價和生態(tài)空間格局優(yōu)化方法未得到應有的重視。本研究基于城市濱河生態(tài)格局子系統(tǒng)分類研究，從總體區(qū)域、河段及城-郊3個層面，定量化分析上海市特定區(qū)域骨干河流濱河綠地結構和格局特征，以提供該區(qū)域生態(tài)格局優(yōu)化理性依據(jù)和更新建設方向。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

上海市位于長江三角洲區(qū)域(120°51′-122°E，30°41′-31°53′N)。市內(nèi)河流、湖泊眾多，水系發(fā)達，河網(wǎng)密布。選取黃浦江東西和南北走向河段圍合區(qū)域內(nèi)上海市部分骨干河流兩岸的濱河空間作為研究區(qū)域(圖1)，該區(qū)域的水系相對完整，且不同河流的寬度具有較大差異性，綠地類型豐富多樣，濱河區(qū)域土地利用強度較大，且具有用地類型的多樣性。

根據(jù)DB33/T 614-2016《河道建設規(guī)范》中關于平原河網(wǎng)河道等級劃分技術標準，按照30、30～70 m以及大于70 m確定河流等級(圖2A)，即中小型、區(qū)域性和流域性骨干河流；依據(jù)河流等級劃定，并結合完整城市街區(qū)尺寸和道路邊界線，確定緩沖區(qū)域邊界。最終確定各等級河流的緩沖區(qū)范圍分別為500～800、800～1 500、1 500～2 500 m。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

采用2017年Google Earth下載的高清晰影像，參照調(diào)研獲取的比例尺為1∶500 00的規(guī)劃部門道路網(wǎng)絡地形圖矢量數(shù)據(jù)，在ArcGIS10.4軟件平臺上，選取地面控制點GCP進行幾何精校正。通過將遙感影像數(shù)據(jù)與城市電子地圖進行匹配疊加，采用人工可視化解譯和實地補充調(diào)查相結合的方法，完成研究區(qū)水網(wǎng)和各類綠地斑塊的空間屬性識別，建立研究區(qū)濱河綠地景觀信息數(shù)據(jù)庫。

1.3 濱河區(qū)綠地的分類體系

濱河區(qū)域綠地作為城市綠地系統(tǒng)子系統(tǒng)，其組成要素類型劃分是這一子系統(tǒng)內(nèi)部構成分析的基礎。本研究采用“功能系統(tǒng)+區(qū)位+綠地類型”構型方法，形成了一套用于指導濱河綠地空間發(fā)展引導和實施管理的城市濱河區(qū)綠地分類體系(表1)。

濱河綠地景觀功能系統(tǒng)分為三大系統(tǒng)，分別為：休閑服務類綠地，主導功能是提供給居民使用等社會服務功能為主；自然防護類綠地，主導功能是提供濱河自然狀態(tài)水敏性預留和防護作用；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類綠地，目標是提供城市居民生產(chǎn)生活需要的農(nóng)業(yè)用地。對接不同土地管理目標，將緊鄰河流的空間界定為近水空間，其他臨河建設空間區(qū)域界定為濱水空間；同時，土地利用細分類型應用于濱河綠地類型劃分，劃分依據(jù)主要采用《土地利用現(xiàn)狀分類》(GB/T 21010-2017)中關于廣域綠色空間的土地類型，并結合《城市綠地分類標準》(CJJ/T 85-2017)中區(qū)域綠地類型劃分。

圖1 研究區(qū)骨干河流和濱河綠地現(xiàn)狀分布

表1 城市濱河區(qū)綠地分類體系

1.4 綠地空間構成和景觀格局指數(shù)分析

對濱河區(qū)綠地景觀空間結構進行定量化分析，從綠地景觀空間構成和景觀格局指數(shù)2個方面描述綠地景觀構成狀況。綠地景觀空間構成量化指標包括：各類型綠地面積占比、植被覆蓋率(Fv)；綠地景觀格局指數(shù)選取，一是反映景觀斑塊形狀特征:景觀形狀指數(shù)(LSI)；二是反映斑塊間相互關系特征：斑塊密度(PD)、聚集度(AI)、連接度(CONNECT)；三是反映景觀整體格局特征指數(shù):香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)。其計算公式與含義[19]見表2。運用景觀生態(tài)學軟件Fragstats4.2計算研究區(qū)的景觀格局指數(shù)，其中柵格大小為13 m×13 m。

2 結果與分析

2.1 綠地空間構成分析

2.1.1 河網(wǎng)總體層面濱河綠地的空間構成分析 上海市濱河建設區(qū)綠地景觀各類型構成指標分類統(tǒng)計(表3)。研究區(qū)內(nèi)綠地景觀中，耕地面積占比最大，占整體區(qū)域綠地構成總量的55.194%。除耕地外，位于研究區(qū)范圍內(nèi)景觀類型前五的分別為近水喬木林地、濱水公園、濱水草地、濱水喬木林地和風景游憩綠地，且它們的面積占比與剩余景觀類型面積占比相差較大，其總和也接近耕地除外的景觀類型面積的75%。廣場的面積占比最小，僅占總面積的0.15%左右。喬木林地、耕地和風景游憩綠地的植被覆蓋度較高，公園綠地、疏林草地類型覆蓋度均值在研究區(qū)域不高；而近水廣場和近水裸土地的植被覆蓋度很低。

圖2 不同等級河流和不同功能類型綠地分布

表2 研究選取的景觀格局指數(shù)及含義

2.1.2 河段層面濱河綠地的空間構成分析 研究區(qū)各河段在濱河區(qū)域綠地構成方面與河道等級、河流流經(jīng)的城郊區(qū)位以及周邊土地利用狀況有著明顯的關聯(lián)影響。結合研究區(qū)濱河綠地現(xiàn)有空間構成特點，河段層面歸類分析見表4。中小型河流的3種濱河綠地特征類型，均具有高密度開發(fā)伴生的濱河空間開發(fā)特點。上海在2016年以來持續(xù)推進中小河道綜合整治，為中小型河流為居民生活便利提供了一定的公園綠地空間；區(qū)域性骨干河流濱河綠地類型多元，開發(fā)建設重點景觀河流具有較好的休閑服務功能，郊區(qū)段基本農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務功能主導。主體位于郊區(qū)和部分跨越郊區(qū)的河段，近水空間休閑服務功能很弱，植被覆蓋度亟須改進；大型流域性河流作為上海城市的地標和形象，在城鄉(xiāng)發(fā)展的各階段都進行了多次規(guī)劃和建設，形成生態(tài)保護和景觀休閑服務全域性發(fā)展。

表3 上海市骨干河流濱河區(qū)綠地景觀構成

表4 各河段濱河區(qū)綠地空間構成分析

2.1.3 主城區(qū)與郊區(qū)濱河綠地的空間構成比較分析 對比主城區(qū)和郊區(qū)綠地類型的比例構成(圖3A)，可以看出：主城區(qū)范圍內(nèi)，綠地的構成類型，以公園、喬木林地和草地占比較大；郊區(qū)范圍內(nèi)，公園面積占比仍然較大，草地和喬木林地也是主要的郊區(qū)河段綠地類型。但較之主城區(qū)，除了近水綠帶中喬木林地比重有明顯增長，其他綠地類型比例下降較大；耕地在郊區(qū)占據(jù)特別大。主城區(qū)尚有部分耕地，但面積遠遠低于郊區(qū)；郊區(qū)以郊野公園和森林公園為主的風景游憩綠地和濱水公園比重也較大，依靠自然水體布局城市游憩和公共綠色空間是一個明顯特征。

綠地構成各類型覆蓋度可以間接反映綠地空間中軟質(zhì)景觀和硬質(zhì)景觀的占比，由圖3B可以看出，濱河區(qū)域廣場硬質(zhì)化特征明顯；黃浦江等水系的防洪設計等要求，使得濱江廣場等硬質(zhì)化程度特高；公園在本研究中代表綠化覆蓋高，有別于疏林地和草地的濱河開敞空間。但是，從目前覆蓋度比值看，主城區(qū)和郊區(qū)綠化覆蓋度均沒有達到60%。一定程度反映濱河區(qū)域的部分公園需要提高綠化品質(zhì)。郊區(qū)大多數(shù)綠地類型的植被覆蓋度略高于主城區(qū)。主城區(qū)濱河綠化各種類型需要總體提升；結合前面面積比重分布情況，郊區(qū)以耕地為主體構成，濱河綠化覆蓋品質(zhì)也要從綠地景觀的類型多樣性和綠化覆蓋方面進行全面提升。

2.2 濱河綠地景觀格局分析

2.2.1 河網(wǎng)總體層面濱河綠地的景觀指數(shù)分析 按綠地功能進行分類，進一步分析服務不同功能的綠地景觀格局特征(表5)。休閑服務類綠地的斑塊密度最大，聚集度相對較小，連接度較小，說明供人們?nèi)粘Ｐ蓍e使用的公園等破碎化程度高，分布最為分散，且連通性較差，需要加強其與周邊綠地景觀的互聯(lián)互通。自然防護類綠地的斑塊密度較小，聚集度較大。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類綠地的斑塊密度最小，聚集度最大，連接度最大，說明耕地形狀較為規(guī)整，破碎化程度低，多為集中連片布局，且綠地間聯(lián)系緊密，連通性較好。

對研究區(qū)域各濱河綠地空間進行景觀格局的景觀形狀指數(shù)、聚集度和連接度指數(shù)可視化分析和等級劃分(圖4)，可以更清楚地呈現(xiàn)這些綠地空間關系分布現(xiàn)狀的差異。景觀形狀指數(shù)的5個等級分異，呈現(xiàn)出主城區(qū)和郊區(qū)濱河綠地具有顯著差異，主城區(qū)遠遠小于郊區(qū)。主城區(qū)濱河綠地多為人工建設，整體上景觀形狀指數(shù)較小，形狀相對較為簡單規(guī)則；聚集度指數(shù)分異特征呈現(xiàn)明顯的圈層式結構，由中心城到主城區(qū)邊緣再到郊區(qū)逐漸增大。連接度指數(shù)總體呈現(xiàn)為低值，綠地斑塊之間的連續(xù)性很差。城市高密度發(fā)展區(qū)河流段，濱河綠地各斑塊連接度相對較好，這是政策力作用下形成了連續(xù)性的生態(tài)景觀廊道。

圖3 上海市城區(qū)與郊區(qū)濱河綠地類型構成比例和植被覆蓋度比較

注：A.景觀形狀指數(shù)；B.聚集度；C.連接度。

表5 上海市骨干河流濱河區(qū)綠地景觀格局指數(shù)

2.2.2 河段層面濱河綠地的景觀指數(shù)分析 通過計算不同河流濱河區(qū)的綠地景觀格局指數(shù)(表6)可以看出研究區(qū)各類型河流濱河綠地的分布特征。中小型河流的濱河區(qū)綠地格局多具有斑塊密度較大，聚集度較小，連接度相對較大。主體景觀指數(shù)特征反映出這類河流在中心城區(qū)斑塊數(shù)量多，較為破碎化；同時，近水和濱水空間綠地格局發(fā)展相對成熟，綠地連接度高。其中類型①存在濱水公園類型單一分布，出現(xiàn)多樣性指數(shù)較低河流。其他河流濱河區(qū)綠地多樣性指數(shù)均較高，多功能復合發(fā)展；區(qū)域性河流的濱河區(qū)綠地格局多具有斑塊密度小，聚集度高，多樣性指數(shù)較高的特征。濱河區(qū)綠地大尺度斑塊為主，但濱河綠地連接度差異性大。主城區(qū)的河流連接度相對較高；郊區(qū)河流除了大張涇綠地景觀較為孤立，郊區(qū)河流綠地連接度相對較高；跨主城區(qū)和郊區(qū)的河流，連接度均較低，城與郊協(xié)同發(fā)展不足；流域性骨干河流均屬于黃浦江主干河道，多大規(guī)模的耕地斑塊，造成其濱河區(qū)綠地斑塊密度非常小，聚集度特別高，連接度較低。黃浦江南北段，因跨越主城區(qū)不同位置，綠地功能空間類型構成多樣。郊區(qū)段，生態(tài)防護功能主導，多樣性指數(shù)低。

表6 各河段濱河區(qū)綠地景觀格局指數(shù)

2.2.3 主城區(qū)與郊區(qū)濱河綠地的景觀指數(shù)比較分析 主城區(qū)和郊區(qū)骨干河流濱河區(qū)綠地的主導功能不同，通過分析主城區(qū)和郊區(qū)不同濱河綠地景觀格局(圖5)，可以區(qū)分河流不同區(qū)位的綠地景觀特征。

主城區(qū)各類型濱河綠地的斑塊密度、連接度基本大于郊區(qū)，且休閑服務類綠地的斑塊密度、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類綠地的連接度顯著大于郊區(qū)，主城區(qū)濱河綠地的香農(nóng)多樣性指數(shù)也大于郊區(qū)；主城區(qū)各類型濱河綠地的聚集度均小于郊區(qū)，且景觀形狀指數(shù)也小于郊區(qū)(圖4、圖5)。上海市主城區(qū)濱河綠地形狀上更為簡單規(guī)整，分布上更為分散和破碎化，綠地間聯(lián)系更緊密，連通性更好，以及景觀類型更多樣化。

選取東西跨越城區(qū)與郊區(qū)的蘇州河，以蘇州河與黃浦江的交匯點為起點分析其景觀指數(shù)梯度，進一步分析城-郊的顯著梯度分異(圖6)。地理區(qū)位情況為：0～13 km段位于中心城區(qū)，20 km范圍內(nèi)為主城區(qū)段，20～23 km為城鄉(xiāng)交錯帶段，>23 km為郊區(qū)段。其斑塊密度大體呈現(xiàn)從中心城到郊區(qū)遞減的趨勢。中心城區(qū)綠地斑塊破碎，向郊區(qū)逐漸減弱；聚集度從中心城到主城區(qū)逐漸提高，郊區(qū)聚集度略有降低但仍遠大于中心城。郊區(qū)較大面積的耕地類型具有較高集聚度。主城區(qū)近些年開發(fā)形成的新居住片區(qū)，公園綠地聚集度非常高；連接度在中心城隨距離遞增，在中心城和主城區(qū)交界地帶，用地情況復雜，濱河綠地的連接度顯著減??；香農(nóng)多樣性指數(shù)在5～23 km段較大，地表的土地覆被較為復雜。中心城區(qū)公園類型主導，而郊區(qū)濱河綠地類型多為耕地，因此香農(nóng)多樣性指數(shù)均較小。

3 結論與討論

3.1 結論

3.1.1 總體格局特征 濱河區(qū)綠地構成比例失衡，綠地斑塊空間分布不均衡。近水(帶狀)區(qū)域以喬木林地、草地自然形態(tài)防護功能為主要綠地類型，公園綠地次之，然而占比不大；濱水(腹地)區(qū)域公園綠地、草地、喬木林地為主要綠地類型；植被覆蓋度均不高。休閑服務大類的綠地數(shù)量多，分布分散，連通度低；自然形態(tài)大類綠地數(shù)量相對較少，集中分布，連接度低；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類斑塊集中成片分布，相互鄰接，連接度高。

注:A.斑塊密度；B.聚集度；C.連接度；D.香農(nóng)多樣性指數(shù)。

注：A.斑塊密度；B.聚集度；C.連接度；D.香農(nóng)多樣性指數(shù)。

3.1.2 河段空間特征 各河流段空間構成和景觀格局分布具有顯著的地理區(qū)位帶來的空間分異特征。主體位于主城區(qū)的中小型河流，休閑服務大類體系相對完善，連接度也相對較好，但植被覆蓋度不高。在主城區(qū)內(nèi)的區(qū)域性河流，近水和濱水空間休閑服務功能較好?？缭匠菂^(qū)和郊區(qū)的河流，綠地構成和格局空間分異明顯。郊區(qū)區(qū)域性河流農(nóng)業(yè)和休閑游憩功能為主導，綠地斑塊集聚度高，近水綠地連接度較低。流域性河流，濱水喬木林地和大型風景游憩綠地占比較大，植被覆蓋度高。綠地斑塊密度非常小，集聚度高。主城區(qū)河段綠地斑塊相對分散，植被覆蓋率和連接度偏低。

3.1.3 城-郊分異特征 主城區(qū)較之郊區(qū)，前者以公園為主導，后者以耕地和濱水喬木林地為主導。綠地斑塊密度從中心城到郊區(qū)遞減；聚集度從中心城到主城區(qū)遞增的趨勢；連接度除局部建設較好的區(qū)段外，總體是低值；香農(nóng)多樣性指數(shù)呈現(xiàn)“單峰”變化曲線。

3.2 討論和建議

本研究試圖建構城市尺度濱河土地資源分類評價和管理的新方法。主要采用高清晰影像解譯方法，在詳實的數(shù)據(jù)庫構建基礎上，根據(jù)綠地生態(tài)服務功能劃分休閑服務類、自然防護類和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類3個子系統(tǒng)，并確定濱河區(qū)域綠地管理類型，有利于自然資源的控制管理。在作為研究基石的空間分類基礎上，采用景觀格局指數(shù)分析各子系統(tǒng)空間生態(tài)格局關聯(lián)性，在濱河區(qū)探討了總體區(qū)域、河段及城-郊3個層面的綠地空間分布和要素格局特征。這些城市中觀尺度的濱河區(qū)域綠地格局問題的發(fā)現(xiàn)，為上海市藍綠空間系統(tǒng)結構優(yōu)化提供可能。

為更好地發(fā)揮城市綠地的生態(tài)功能，今后濱河建設區(qū)的綠地景觀建設中發(fā)展建議如下。

高密度核心片區(qū)河流：休閑功能主導的綠地格局主要問題是近水空間綠地規(guī)模受限，斑塊密度和聚集度均相對較小。應該考慮閑置土地和草地等類型的轉化，并結合老舊區(qū)片的更新提升濱水區(qū)整體空間完整結構；主城新發(fā)展區(qū)片的區(qū)域性河流仍然存在河流濱岸帶處于自然防護草地和疏林地狀態(tài)。根據(jù)主城區(qū)功能定位的調(diào)整，結合有些產(chǎn)業(yè)用地遷出濱河段，提升綠地整體結構連通性；區(qū)域性跨越主城區(qū)和郊區(qū)的河流：城區(qū)與郊區(qū)空間整體綠地結構調(diào)整是其主要問題，整體連接度提高是關鍵。近水綠地空間實施整體貫通工程，完善城區(qū)和郊區(qū)整體結構連通性；郊區(qū)區(qū)域性河流：河流濱河綠地結構和分布格局亟需整體完善。結合大型郊野公園的建設，以及城市新發(fā)展特色小鎮(zhèn)建設多功能綠地空間，增強藍綠系統(tǒng)整體韌性發(fā)展；流域性河流：在郊區(qū)河段，景觀類型單一。結合踏腳石斑塊綠地和生態(tài)遷徙廊道的增設，適度完善整體結構；在主城區(qū)段，需進一步提升綠地質(zhì)量，并提高其南部主城區(qū)邊界地帶的近水空間生態(tài)格局連通性。