基于格網(wǎng)尺度的新城區(qū)可持續(xù)空間形態(tài)要素測度研究
——以寧波鄞州新城區(qū)為例

王肖惠，葉 宇，楊 蘭，王龍升，車 茜，宋彥華，姚士謀

[1.魯東大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264025；2.同濟(jì)大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，上海 200092；3.煙臺(tái)市規(guī)劃設(shè)計(jì)院（煙臺(tái)市城市規(guī)劃編研中心），山東 煙臺(tái) 264025；4.中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，南京 210008]

城市空間形態(tài)與可持續(xù)性之間的關(guān)系是城市化與全球變化研究的熱點(diǎn)議題，城市規(guī)劃及因其形成的城市空間形態(tài)被認(rèn)為是促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵（曹可心 等，2021）。在經(jīng)歷了多年高速城市化和快速擴(kuò)張后，中國經(jīng)濟(jì)逐漸向“新常態(tài)”轉(zhuǎn)型，確立了以人為本，更注重空間品質(zhì)與活力的新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略（葉宇 等，2016；Meng et al., 2019）。在此背景下，中國新城新區(qū)普遍出現(xiàn)的中高強(qiáng)度建筑開發(fā)與低密度人類活動(dòng)之間的悖論日益凸顯，相當(dāng)數(shù)量的新城和新區(qū)具有較高的開發(fā)強(qiáng)度和人口密度，理論上為營造城市活力提供了良好的基礎(chǔ)，但實(shí)際上城市活力亟待提升（段進(jìn) 等，2011）。與備受關(guān)注的舊城內(nèi)部有機(jī)更新相比，新城新區(qū)的發(fā)展也需轉(zhuǎn)型（He et al., 2018；馮奎，2018）。在中國由外延式擴(kuò)張粗放式發(fā)展轉(zhuǎn)向內(nèi)涵集約發(fā)展的重要階段，如何科學(xué)優(yōu)化新城新區(qū)空間形態(tài)，促生更多的活力空間，提升城市空間品質(zhì)和多樣性是一個(gè)值得探討的科學(xué)問題。同時(shí)，以新城新區(qū)“可持續(xù)空間形態(tài)”為主題的建設(shè)思路與模式更新的探討，對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展具有長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

城市可持續(xù)性作為可持續(xù)性理論領(lǐng)域中的核心議題，具有更為復(fù)雜的理論內(nèi)涵，涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境等多維度因素——包括同代人的公平、代際的公平、自然環(huán)境保護(hù)、非再生資源的最小利用、經(jīng)濟(jì)的競爭力與多樣性、社區(qū)活力等（Lang,2019）。城市空間形態(tài)是城市空間布局以及開發(fā)模式的綜合表現(xiàn)形式（Cervero, 1998），其本身不能解決城市的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題，但可直接影響城市系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與功能，并為可持續(xù)性的行為提供指導(dǎo)框架。同時(shí)，可持續(xù)城市空間形態(tài)能提高經(jīng)濟(jì)活力、社會(huì)公平以及環(huán)境質(zhì)量（黃群芳，2021）。

雖然已有研究對(duì)可持續(xù)空間形態(tài)尚未形成準(zhǔn)確的概念，但學(xué)者對(duì)于可持續(xù)城市空間形態(tài)的特征多集中在：緊湊、適宜的密度、強(qiáng)街道聯(lián)系、人性化的尺度、良好的公共交通系統(tǒng)、混合使用、公共領(lǐng)域、多樣性及高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境管控與城市治理等（Song et al., 2018；曹小曙 等，2019；蔡智 等，2021）。城市空間形態(tài)對(duì)可持續(xù)性的整體影響可以通過調(diào)整城市交通系統(tǒng)和土地利用等實(shí)現(xiàn)，其中，交通系統(tǒng)決定城市的密度和擴(kuò)展范圍，土地利用功能分區(qū)意味著工作通勤、購物及娛樂距離的增加（Rowley, 1994）。Alberti（1996）在針對(duì)城市可持續(xù)性方面提出形態(tài)、密度、差異化、連接度等城市空間形態(tài)指標(biāo)。Lynch（1981）提出好的城市形態(tài)應(yīng)包括活力與多樣、交通易達(dá)、可控制性、易感受、靈活性以及社會(huì)平等一系列要素。Rogers（1998）在“Cities for a small planet”中提出可持續(xù)發(fā)展的城市形態(tài)應(yīng)包括公平、生態(tài)、符合美的原則、具創(chuàng)造力、緊湊、豐富和功能復(fù)合7 個(gè)特征。林仲煜（2009）認(rèn)為可持續(xù)發(fā)展的城市形態(tài)可定義為：由城市的物質(zhì)空間結(jié)構(gòu)、社會(huì)功能結(jié)構(gòu)、行為空間結(jié)構(gòu)等形態(tài)構(gòu)成要素之間相互動(dòng)態(tài)良性結(jié)合而成，自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展，生態(tài)良好、社會(huì)公平、高效有序的空間系統(tǒng)。Jabareen（2006）通過分析城市形態(tài)不同發(fā)展模式的基本理念，提煉出可持續(xù)的城市形態(tài)要素為緊湊度、綠色空間、可持續(xù)交通、高密度、城市混合利用、多樣性。葉宇等（2016）從空間形態(tài)角度將城市空間活力營造原則歸納為良好的街道可達(dá)性、適宜的建設(shè)強(qiáng)度與建筑形態(tài)、足夠的功能混合度，并對(duì)3 個(gè)規(guī)模類似、區(qū)位相近但具有不同活力的荷蘭新城的空間形態(tài)演化進(jìn)行分析。盡管學(xué)者對(duì)可持續(xù)的城市形態(tài)有不同的觀點(diǎn)或論述，但不可否認(rèn)，其理念及內(nèi)容上互有重疊和交叉。在這些城市空間形態(tài)理論模型背后，存在一些實(shí)現(xiàn)城市形態(tài)可持續(xù)發(fā)展的構(gòu)想的共同要素，不同模型實(shí)際上是通過對(duì)要素的不同偏重和組合而產(chǎn)生的。然而，既有的城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)對(duì)策略多針對(duì)高密度空間、老城區(qū)或者歐美新城新區(qū)（Ye et al., 2018; Scheel, 2019; Larkin et al.,2021; Zhang et al., 2022），鮮見中國新城新區(qū)形態(tài)的系統(tǒng)性分析，因而較難科學(xué)認(rèn)知可持續(xù)新城新區(qū)更新過程并合理支撐方案優(yōu)化。

長三角新城區(qū)可持續(xù)性評(píng)估結(jié)果顯示，區(qū)域尺度上新城區(qū)可持續(xù)發(fā)展的短板因素受城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、空間形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，具體表現(xiàn)在較高密度、可持續(xù)的交通系統(tǒng)、混合土地使用等核心要素（王肖惠，2022）。首先，密度是決定城市形態(tài)的直觀重要因素，主要通過建筑密度和人口密度度量。在城市設(shè)計(jì)領(lǐng)域已有共識(shí)，高密度發(fā)展模式具有節(jié)約土地、減少交通能源消耗、鼓勵(lì)人的社交活動(dòng)、提高人對(duì)居住環(huán)境的認(rèn)知感等優(yōu)勢（Talen, 2011; Usman et al., 2017），因此增加城市發(fā)展密度是實(shí)現(xiàn)緊湊城市形態(tài)的主要手段。其次，可持續(xù)的交通系統(tǒng)是對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響最大的因素之一，交通規(guī)劃對(duì)城市形態(tài)的影響至關(guān)重要（Liu et al., 2021），從某種程度來說，城市形態(tài)是一個(gè)時(shí)期交通發(fā)展模式的直接反映。再次，混合土地使用模式是實(shí)現(xiàn)城市形態(tài)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，其概念內(nèi)涵是把功能相容的土地使用性質(zhì)與活動(dòng)適當(dāng)配置在一起，而無需明顯地劃分不同的土地使用區(qū)域，以形成自給自足的社區(qū)。由于加強(qiáng)了不同功能之間的聯(lián)系，混合土地使用模式可減少城市或社區(qū)之間交通聯(lián)系的時(shí)間和頻率，從而達(dá)到減少能源消耗的目的。

綜上，在城市可持續(xù)性理論基礎(chǔ)上，如何把可持續(xù)的概念轉(zhuǎn)化為可實(shí)施的空間改良策略，為規(guī)劃者提供比較具體的空間設(shè)計(jì)指引，是值得探討的問題。因此，本文以鄞州新城區(qū)為案例區(qū)，從城市形態(tài)入手，通過街道可達(dá)性、建設(shè)強(qiáng)度與建筑形態(tài)、功能混合度3個(gè)核心要素的量化研究及關(guān)聯(lián)性分析，探討可持續(xù)發(fā)展與城市空間形態(tài)的關(guān)系。以期為實(shí)行城市空間實(shí)踐過程中的監(jiān)控提供必要的基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

寧波市區(qū)1945 年前一直為鄞縣縣治，1945 年后鄞縣城區(qū)建制寧波市，城區(qū)為寧波專署駐地，1983年實(shí)行市管縣體制，鄞縣先后為寧波專署（地區(qū)）及寧波市轄。改革開放以來，依托寧波中心城市，鄞縣大力發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)，但鄞縣的發(fā)展沒有中心城區(qū)。伴隨著浙江省全面推進(jìn)城市化戰(zhàn)略，鄞縣中心區(qū)開始建設(shè)。1995年鄞縣開始在石碶、鐘公廟2鎮(zhèn)的基礎(chǔ)上建設(shè)“鄞縣中心區(qū)”，2002年經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)“撤縣設(shè)區(qū)”，設(shè)立寧波市鄞州區(qū)，“鄞縣中心區(qū)”于2003年改名為“鄞州新城區(qū)”。該區(qū)位于寧波中心城區(qū)核心區(qū)的南部，奉化江兩側(cè)，西抵寧波機(jī)場高速公路、東至同三高速公路、北達(dá)杭甬高速公路、南臨鄞州大道，是寧波市中心城區(qū)三江片區(qū)的重要組成部分。新城建設(shè)初期，規(guī)劃面積為26 km2，2011 年鄞州新城區(qū)的規(guī)劃面積為80 km2。本研究范圍為鄞州新城區(qū)的核心部分，面積為33 km2（圖1）?；陂L三角15個(gè)新城新區(qū)可持續(xù)性評(píng)估研究，寧波鄞州新城區(qū)可持續(xù)性最優(yōu)（王肖惠 等，2017），案例區(qū)選擇具有代表性，研究結(jié)果對(duì)其他新城新區(qū)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有參考意義。

圖1 鄞州新城區(qū)地理位置Fig.1 Geographic location of Yinzhou new urban district

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 構(gòu)建量化的可持續(xù)空間形態(tài)要素分析方法

2.1.1 可達(dá)性指標(biāo) 空間句法（Space Syntax）作為對(duì)于城市街道空間連接關(guān)系的抽象及組構(gòu)分析，可在一定程度上反映街道的可達(dá)性（Hillier, 1984）。本文選擇基于線段模型分析的空間句法，相比軸線分析方法加入了空間尺度的概念。通過引入新的可達(dá)性測量方法“米制加權(quán)法”和“角度加權(quán)法”，可進(jìn)一步改進(jìn)和提升分析結(jié)果的準(zhǔn)確度（肖揚(yáng) 等，2014）。在具體的可達(dá)性測度指標(biāo)上選取Hillier（1984）提出的“標(biāo)準(zhǔn)化選擇度（NACH）”，反映某段線段在所有線段相互聯(lián)系過程中被經(jīng)過的概率。計(jì)算公式為：

式中：CH 為全局或者局部選擇度；TD 為空間深度。

空間句法分析由于計(jì)算半徑不同，分為全局尺度和局部尺度2類。全局尺度下，高可達(dá)性的主要路徑可被有效識(shí)別；局部尺度下，街區(qū)中心、居住區(qū)中心等具有小尺度可達(dá)性的地方可被有效識(shí)別（Van, 2012）。因此，本文同時(shí)考慮全局與局部尺度下的NACH 值，通過GIS10.3 將各路網(wǎng)的NACH 值賦至其所對(duì)應(yīng)的地塊，并計(jì)算可達(dá)性值。利用GIS的自然斷點(diǎn)法分別將全局和局部的NACH值劃分為高、中、低，并通過疊加分析統(tǒng)一整合（表1）。

表1 空間句法分析的高、中、低值的界定Table 1 Definition of high, medium and low values in spatial syntax analysis

2.1.2 建設(shè)強(qiáng)度與建筑形態(tài)指標(biāo) 空間矩陣（Space matrix）由Berghauser 等（2010）在歐洲城市規(guī)劃背景下提出的城市形態(tài)類型學(xué)分析框架，將容積率（Floor Space Index，簡稱FSI）、建筑覆蓋率（Ground Space Index，簡稱GSI）、平均建筑層數(shù)（Layers，簡稱L）、開放空間率（Open Space Radio，簡稱OSR）4個(gè)指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，構(gòu)建基于定量數(shù)據(jù)的城市形態(tài)分類標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而用更高效的方式區(qū)分城市形態(tài)（Ye et al., 2018）。根據(jù)地塊中建筑層高的不同，可分為低層（1～3層）、多層（4～7層）和高層（≥8層）3類，反映建設(shè)強(qiáng)度的增減。而根據(jù)地塊中建筑形態(tài)的不同，可分為點(diǎn)式、板式和圍合式3類，反映不同的形態(tài)特征。整體的城市形態(tài)可按此分為9種類型（圖2-a）：即低層點(diǎn)式（A），低層板式（B），低層圍合式（C），多層點(diǎn)式（D），多層板式（E），多層圍合式（F），高層點(diǎn)式（G），高層板式（H），高層圍合式（I）。Van（2012）將空間矩陣中9種建設(shè)強(qiáng)度與形態(tài)按照其對(duì)城市空間活力的影響分為高、中、低3類：1）高值區(qū)包含多層板式或圍合式、高層圍合式；2）中值區(qū)包含多層點(diǎn)式、高層點(diǎn)式或板式；3）低值區(qū)包含低層點(diǎn)式、板式及圍合式（圖2-b）。

圖2 空間矩陣模型（a）及城市活力分析的高-中-低值劃分（b）Fig.2 Space matrix model (a) and high-medium-low value partition of urban vitality analysis (b)

2.1.3 混合功能指標(biāo) 混合功能指標(biāo)（Mixed-use Index, MXI）由荷蘭Delft 大學(xué)的Van den Hoek 開發(fā)，用于度量城市用地單元的功能混合程度（Ye et al., 2014）。該指標(biāo)以功能混合的定量分析為目標(biāo)，通過地塊中居?。兙幼　⒂械咨痰木幼?、小區(qū)公建等）、辦公（附帶服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的行政辦公樓、工業(yè)廠房等）、商服（純商業(yè)區(qū)、商業(yè)與行政辦公混合、中小學(xué)及大學(xué)等教育用地等）3 種主要功能的建筑面積的比值界定該地塊的功能混合度。當(dāng)其中一個(gè)功能占比在95%以上，稱其為單一功能用地；當(dāng)2種功能用地混合且每類用地所占比例＞5%，稱其為雙功能用地；當(dāng)3種功能用地混合且每類用地所占比例＞5%，稱其為多功能用地。本文采用混合功能指標(biāo)（MXI）表征城市用地單元的功能混合程度。

2.2 數(shù)據(jù)來源

主要數(shù)據(jù)包括：1）2020年0.5 m×0.5 m的高分辨率影像數(shù)據(jù)；2）街道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（包括新城內(nèi)的快速路、主干路、次干路、支路及居住區(qū)中的居住區(qū)級(jí)道路及小區(qū)級(jí)道路）來源于高分影像數(shù)字化的路網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)，并通過現(xiàn)場踏勘對(duì)路網(wǎng)的缺失或錯(cuò)誤之處進(jìn)行校核修正；3）建筑層數(shù)及功能混合數(shù)據(jù)均通過2020年實(shí)地調(diào)查獲取；4）街區(qū)單元、地塊單元數(shù)據(jù)來源于2020年城市規(guī)劃數(shù)據(jù)，并通過實(shí)地調(diào)研和街景地圖篩查與劃分；5）建筑基底面積來源于面向?qū)ο蟮膃Cognition 的分類與目視解譯的高分辨率影像提取?；谏鲜鰯?shù)據(jù)采用以下公式計(jì)算新城內(nèi)各地塊單元的容積率、建筑密度指標(biāo)：

式中：FSIf表征容積率；GSIf表征建筑密度；F為地上總建筑面積；Af為城市地塊面積；B為地上建筑基底面積，L為建筑層數(shù)。

3 基于空間句法的街道網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性分析

3.1 全局與局部標(biāo)準(zhǔn)化選擇度結(jié)果分析

通過Depth map 得到新城全局及局部（以500 m 為半徑）標(biāo)準(zhǔn)化選擇度（NACH）分布圖。全局和局部NACH值分別代表新城不同半徑范圍下的車流和人流可達(dá)性。從圖3可以看出，鄞州新城區(qū)局部NACH整體水平比較低。全局尺度下，各等級(jí)的選擇度均有顯著表現(xiàn)，部分城市主干道表現(xiàn)出較高的可達(dá)性，如貫穿整個(gè)新城連接奉化江東西兩側(cè)的鄞縣大道以及聯(lián)系新城與寧波老城區(qū)的天童路等，道路兩側(cè)均集聚大量的公共服務(wù)設(shè)施。

圖3 基于線段模式的鄞州新城區(qū)空間句法全局（a）與局部（b）NACH值Fig.3 Spatial syntax global(a) and local(b) NACH results based on segment patterns of Yinzhou new urban district

對(duì)鄞州新城區(qū)的全局和局部NACH值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖4所示，紅點(diǎn)代表新城的街道路網(wǎng)，其全局NACH值與局部NACH值相關(guān)性較好，呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，表明鄞州新城區(qū)空間網(wǎng)絡(luò)整體協(xié)同能力較強(qiáng)，局部空間網(wǎng)絡(luò)與全局空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互融合。其中，全局NACH較高、局部NACH較低的線段，承擔(dān)更多的聯(lián)系周邊繁忙交通的功能。

圖4 鄞州新城區(qū)全局及局部NACH值相關(guān)性分析Fig.4 Correlation analysis of global and local NACH in Yinzhou new urban district

3.2 街道網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性分析

通過ArcGIS 的自然斷裂法將全局和局部NACH 值劃分為高、中、低3 個(gè)等級(jí)，并通過空間疊加構(gòu)建3×3 的矩陣獲得研究區(qū)綜合可達(dá)性（圖5）。案例中心區(qū)街道可達(dá)性高且覆蓋范圍較廣，表明該區(qū)域車流及人流的可穿越性最強(qiáng)，A、B 處形成的局部范圍可達(dá)性也較高，而距離新城區(qū)中心（C處）較遠(yuǎn)的地區(qū)可達(dá)性較低。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，鄞州新城區(qū)街道網(wǎng)絡(luò)綜合可達(dá)性高、中、低的柵格單元分別占比44.70%、27.30%、28.00%，街道網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性總體水平較高。

圖5 格網(wǎng)尺度下鄞州新城區(qū)街道網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性分析Fig.5 Analysis on the accessibility of Yinzhou new urban district street based on grid

4 基于空間矩陣的建設(shè)強(qiáng)度與形態(tài)分析

4.1 密度指標(biāo)結(jié)果分析

基于建筑層高、建筑基底面積以及地塊單元，得到格網(wǎng)尺度上鄞州新城區(qū)容積率及建筑覆蓋率分布（圖6），定量分析發(fā)現(xiàn)：1）研究區(qū)低強(qiáng)度（FSI＜1.5）的格網(wǎng)單元占格網(wǎng)總數(shù)的59.62%，低覆蓋率（GSI＜0.3）的格網(wǎng)單元占格網(wǎng)總數(shù)的68.97%，平均容積率為1.58，建筑覆蓋率為27.81%；2）研究區(qū)不同等級(jí)開發(fā)強(qiáng)度在空間上表現(xiàn)出一定規(guī)律性，與功能分區(qū)相對(duì)應(yīng)，呈現(xiàn)一定的強(qiáng)度分區(qū)。高強(qiáng)度開發(fā)片區(qū)主要集中于鄞州新城區(qū)中部的公共服務(wù)和居住區(qū)，低強(qiáng)度開發(fā)主要集中于鄞州新城區(qū)東部工業(yè)區(qū)、奉化江西側(cè)工業(yè)區(qū)和高教園區(qū)，且鄞州新城區(qū)十字形發(fā)展軸兩側(cè)容積率在2.2 以上的地塊最多，而十字軸線上的建筑覆蓋率較低；3）研究區(qū)高容積率（FSI＞2.2）單元格中有64.54%聚集在可達(dá)性高值區(qū)，微觀層面可達(dá)性與容積率呈現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性。

圖6 鄞州新城區(qū)容積率（a）與建筑密度（b）格網(wǎng)分布Fig.6 Spatial distribution of FSI(a) and GSI(b) of Yinzhou new urban district

4.2 建設(shè)強(qiáng)度與形態(tài)分析

通過實(shí)地調(diào)研及高分影像，獲取新城區(qū)空間矩陣模型相對(duì)應(yīng)的9種城市形態(tài)。通過ArcGIS中Intersect 及Jion 空間處理功能，將格網(wǎng)圖層與建筑矢量圖層數(shù)據(jù)結(jié)合，識(shí)別每個(gè)格網(wǎng)中建筑密度、容積率及建筑形態(tài)等相關(guān)信息并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。圖7-a顯示，鄞州新城區(qū)建筑類型以中層板式及圍合式、低層圍合式、高層板式為主，占格網(wǎng)總數(shù)的74.27%。主要原因是：鄞州新城區(qū)在建設(shè)啟動(dòng)期以低密度的鄉(xiāng)村聚落建筑、中等密度的鎮(zhèn)區(qū)行列式多層住宅與大跨度的廠房建筑為主，土地利用與開發(fā)模式與傳統(tǒng)鎮(zhèn)區(qū)的土地利用方式相似，用地粗放，因此農(nóng)村居民點(diǎn)和城中村住宅的集中片區(qū)仍存在。同時(shí)，將空間矩陣中9種建設(shè)強(qiáng)度與形態(tài)按照其對(duì)城市空間活力的影響分為高、中、低3個(gè)等級(jí)（圖7-b）發(fā)現(xiàn)，鄞州新城區(qū)空間活力高值區(qū)占比32.26%，中值區(qū)與低值區(qū)共占比67.74%，說明新城區(qū)公共空間活力有待提升。其中，多層板式或圍合式以及高層圍合式等形式在城市活力方面具有較高的正面影響。這一方面是因?yàn)檫@幾種形式能提供足夠的建設(shè)強(qiáng)度，往往意味著有足夠多的人使用這個(gè)地塊。另一方面是板式或圍合式的建筑形態(tài)在一定程度上保證建筑和街道空間的滲透和交互，為多樣化的城市生活提供可能。

圖7 鄞州新城區(qū)建設(shè)類型（a）以及建設(shè)強(qiáng)度與建筑形態(tài)（b）空間分布Fig.7 Spatial distribution of building type(a), building intensity and building morphology(b) of Yinzhou new urban district

4.3 住區(qū)密度-形態(tài)區(qū)間的關(guān)聯(lián)性分析

通過空間矩陣模型得到鄞州新城區(qū)住區(qū)建筑密度分布，經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：鄞州新城區(qū)的建筑覆蓋率主要分布在0.10～0.40，容積率值主要分布在0.5～2.5。根據(jù)建設(shè)用地容積率的國家標(biāo)準(zhǔn)（2012），鄞州新城區(qū)的建筑類型主要為聯(lián)排別墅（0.4～0.7）、6層以下多層住宅（0.8～1.2）、11 層小高層住宅（1.5～2.0）、18層高層住宅（1.8～2.5）。

將空間矩陣模型與提倡創(chuàng)造和重建豐富多樣的、適于步行的、緊湊的、混合使用社區(qū)的新城市主義理念相結(jié)合，每一類的密度組合代表不同地段的城市形態(tài)，如中心區(qū)和郊區(qū)出現(xiàn)的密度組合是完全不同的。而不同的住區(qū)形態(tài)也對(duì)應(yīng)不同的密度組合，如高層塔樓和密集圍合街區(qū)有著完全不同的密度組合。將目前國標(biāo)《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50180-2018）（簡稱為《標(biāo)準(zhǔn)》）中有關(guān)密度規(guī)定（中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2021）反映在由容積率、建筑密度、平均層數(shù)、開放空間率4種密度指標(biāo)組成的空間矩陣模型中，由圖8-a可以發(fā)現(xiàn)，很大一部分的住區(qū)形態(tài)是不被規(guī)范所允許或鼓勵(lì)的。如低層高覆蓋率和多層高覆蓋率的形態(tài)區(qū)間被屏蔽的這種住區(qū)在日本和歐美較為普遍，日本東京2層住宅占比超過40%，7層以下住宅占比超過80%，15層以上的住宅占比為2.5%，巴塞羅那擴(kuò)展區(qū)的住宅建筑限高為5層（周建高 等，2013；許赟等，2017）。

圖8 《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》與鄞州新城區(qū)住區(qū)密度-形態(tài)區(qū)間示意Fig.8 Code of urban Residential Areas Planning & Design and density-shape interval diagram in Yinzhou new urban district

與《標(biāo)準(zhǔn)》密度規(guī)定所反映的住區(qū)形態(tài)相比，鄞州新城區(qū)在低層高覆蓋率的形態(tài)區(qū)間內(nèi)有住區(qū)分布，但在多層高覆蓋率的形態(tài)區(qū)間被屏蔽（圖8-b）。鄞州新城區(qū)住區(qū)基本集中在2種形態(tài)上：1）20世紀(jì)80—90年代比較普遍的多層板式；2）近20年來中國城市都遍地開花的高層板樓、高層塔樓。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：1）《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50180-93）（簡稱為《規(guī)范》）明確規(guī)定居住區(qū)內(nèi)的綠地率新區(qū)建設(shè)不應(yīng)低于30%，舊區(qū)改建不宜低于25% （中華人民共和國建設(shè)部，2002）；2）《規(guī)范》作為城市建設(shè)法定依據(jù)的控規(guī)，長期以來缺乏對(duì)形態(tài)因素的考慮，其所限定的形態(tài)區(qū)間相對(duì)寬泛，出于利益最大化的考慮，容積率追求上限、高層追求百米，進(jìn)一步縮窄了住區(qū)形態(tài)的可選范圍。

5 基于混合功能指標(biāo)的功能混合度分析

5.1 用地功能混合分布規(guī)律

構(gòu)建150 m×150 m格網(wǎng)，剔除包含用地面積很少或功能不明的單元格，最終的樣本由1 189 個(gè)單元格組成。由圖9可以看出，高混合柵格單元分布于鄞州新城區(qū)“十字軸”北側(cè)中心，該區(qū)域商服、居住及辦公功能分布較為集中；雙功能混合柵格單元零散分布在嵩江路與錢湖路交叉路口等區(qū)域；單一功能柵格單元主要集中分布在鄞縣大道北側(cè)的居住區(qū)及南側(cè)的高教園區(qū)。

圖9 鄞州新城區(qū)功能混合度空間分布Fig.9 Spatial distribution of functional mix degree in Yinzhou new urban district

5.2 基于MXI的功能混合比例分析

基于MXI 模型的功能混合比例圖（圖10）可知，研究區(qū)單一居住（H） 用地占比最高，為38.50%，居住、商服與辦公（H_A_W）混合用地的占比最低，僅為0.27%。另外，單一用地（H、A、W）占主導(dǎo)地位，占比為79.19%，混合型用地的占比為20.81%，其中2 種功能混合型（H_A、H_W、A_W）占比為19.07%，而完全混合型用地（H_A_W）占比僅為1.73%。由此可見，單一功能的大地塊開發(fā)模式，會(huì)導(dǎo)致公共空間韌性尺度的缺失。這與葉宇等（2016）對(duì)松江新城老城區(qū)與新城功能混合度的對(duì)比結(jié)果一致，老城區(qū)多功能混合的區(qū)域不僅集中在歷史中心而且擴(kuò)展到整個(gè)區(qū)域，而新城多功能混合區(qū)域僅在其中心聚集，單一居住功能在新城中占主導(dǎo)地位。其主要原因是：1）在《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)（GBJ137-90）》（中華人民共和國原城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部，1991）的引導(dǎo)下，用地分類按照用地使用的功能進(jìn)行剛性判定，一個(gè)用地代碼對(duì)應(yīng)一種土地用途，對(duì)于混合功能用地的分類難以界定，土地出讓面積過大，易導(dǎo)致土地功能單一化；2）新城區(qū)是基于傳統(tǒng)土地功能分區(qū)，受“自上而下”他組織影響而形成的空間形態(tài)，開發(fā)時(shí)序短，在大尺度的城市道路框架下劃定土地控制單元，往往會(huì)造成功能分區(qū)明確下的居住、公建等各功能組織單一，無法有效銜接互補(bǔ)，缺乏合理的混合利用；3）新城區(qū)開發(fā)過程中大量新增的多層居住區(qū)由小街區(qū)舊城更新轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī)模的綜合開發(fā)，導(dǎo)致空間集成度較低與用地功能過于單一。

圖10 鄞州新城區(qū)功能分布比例Fig.10 The proportion of functional distribution in Yinzhou new urban district

通過ArcGIS10.3 的疊加分析功能，可以發(fā)現(xiàn)：①雙功能（H_A、H_W、A_W）、多功能（H_A_W）混合的單元分別有42.41%、78.57%聚集在城市活力高值區(qū)，表明土地的混合使用具有較高的吸引力，有助于城市空間活力和可持續(xù)發(fā)展的營造；②雙功能（H_A、H_W、A_W）、多功能（H_A_W）混合的單元有50.25%、85.71%聚集在可達(dá)性高值區(qū)，而且受辦公、商業(yè)等交通依賴性較高的空間功能影響，當(dāng)用地中包含公共設(shè)施用地時(shí)，互動(dòng)關(guān)系更為明顯。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

以城市形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，提出良好的街道可達(dá)性、適宜的建設(shè)強(qiáng)度與建筑形態(tài)、足夠的功能混合度是促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的空間形態(tài)基礎(chǔ)。并在格網(wǎng)尺度上通過空間句法、空間矩陣、混合功能指標(biāo)等多種分析工具量化表述以上3 點(diǎn)空間形態(tài)特征，并探討其關(guān)聯(lián)性，得出以下主要結(jié)論：

1）鄞州新城區(qū)全局選擇度與局部選擇度相關(guān)性較好，呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，表明其空間網(wǎng)絡(luò)整體協(xié)同能力較強(qiáng)，局部空間網(wǎng)絡(luò)與全局空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互融合，中心區(qū)街道城市活力相對(duì)較高，其他地區(qū)街道城市活力仍需提升。

2）目前鄞州新城區(qū)低強(qiáng)度（FSI＜1.5）的格網(wǎng)單元占格網(wǎng)總數(shù)的59.62%，建筑形態(tài)以中層板式及圍合式、低層圍合式、高層板式為主，低層高覆蓋率的形態(tài)區(qū)間內(nèi)有住區(qū)分布，但在多層高覆蓋率的形態(tài)區(qū)間被屏蔽。因此，應(yīng)適度豐富多層板式或圍合式以及高層圍合式等對(duì)于鄞州新城區(qū)活力有較強(qiáng)正面效應(yīng)的形態(tài)類型。

3）鄞州新城區(qū)以單一功能的大地塊用地開發(fā)模式為主，混合型用地占比較低，完全混合型用地（H_A_W）占比僅為1.73%。

4）鄞州新城區(qū)雙功能（H_A、H_W、A_W）、多功能（H_A_W）混合的單元與城市活力高值區(qū)、可達(dá)性高值區(qū)重合度較高，鄞州新城區(qū)高容積率（FSI＞2.2）單元格與可達(dá)性高值區(qū)重合度較高，微觀層面可達(dá)性與容積率呈現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性，且在較大程度上受用地功能構(gòu)成關(guān)系的影響。新城區(qū)用地混合使用有助于良好可達(dá)性、城市空間活力和可持續(xù)發(fā)展的營造。

6.2 討論

可持續(xù)的城市空間形態(tài)表現(xiàn)為適宜的建筑密度與建筑形態(tài)、足夠的功能混合度向具有高街道可達(dá)性的地塊積聚的過程。具體而言，街道可達(dá)性在該過程中趨向于保持相對(duì)穩(wěn)定，而建設(shè)強(qiáng)度、建筑形態(tài)與功能混合度在長時(shí)間跨度內(nèi)是逐步變化的。城市活力是城市可持續(xù)發(fā)展的根本，其隨時(shí)間流逝的自然增加其實(shí)是城市形態(tài)的空間結(jié)構(gòu)（可達(dá)性）與基于空間結(jié)構(gòu)上的其他要素（建設(shè)強(qiáng)度及功能）在數(shù)十年的長時(shí)間跨度中相互匹配的結(jié)果。在該過程中，具有高可達(dá)性的地塊由于其便利性，自發(fā)地吸引高強(qiáng)度的再開發(fā)并進(jìn)行功能調(diào)整，逐步實(shí)現(xiàn)以上3個(gè)形態(tài)要素的空間集聚和城市活力的培養(yǎng)。

但是，城市活力并非一定會(huì)隨著時(shí)間流逝而逐步增加。城市活力在物質(zhì)形態(tài)方面的表征是由2方面因素共同決定的：1）規(guī)劃設(shè)計(jì)所決定的基于路網(wǎng)特征的街道可達(dá)性這一先天性因素，其基本不隨時(shí)間流逝而變化；2）建設(shè)完成后的形態(tài)要素，其會(huì)隨時(shí)間流逝而逐步演化。若新城普遍存在封閉社區(qū)、斷頭路、盡端路等情況，則其整體空間結(jié)構(gòu)的街道可達(dá)性會(huì)偏低?？紤]到街道可達(dá)性在長時(shí)間跨度內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的特性，若此類新城由于高密度開發(fā)模式所導(dǎo)致的形態(tài)要素?cái)M合度已經(jīng)較高，則其城市活力可能會(huì)被長期鎖死在較低水平，難以出現(xiàn)隨著時(shí)間演化而更具城市活力的情況。目前，封閉社區(qū)、大街區(qū)內(nèi)含盡端路等路網(wǎng)形態(tài)是國內(nèi)新城普遍的建設(shè)模式（隋洪鑫 等，2020），而具有較好街道可達(dá)性的新城，如鄞州新城區(qū)，雖然建筑密度與形態(tài)、功能混合度等要素目前表現(xiàn)欠佳，但隨時(shí)間流逝和形態(tài)要素?cái)M合度的提高，其預(yù)期的城市活力可能會(huì)逐步提升。

因此，在某些需要促進(jìn)城市可持續(xù)性與實(shí)現(xiàn)城市活力營造的規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)考慮以街道可達(dá)性為代表的空間結(jié)構(gòu)為核心切入點(diǎn)，首先保證整體上良好的街道可達(dá)性，其次以高可達(dá)性的街道分布來組織建設(shè)強(qiáng)度和功能等要素，如作為城市規(guī)劃領(lǐng)域，在規(guī)范層面應(yīng)科學(xué)地確定住區(qū)密度的標(biāo)準(zhǔn)，在總規(guī)層面推廣密度分區(qū)的做法，在控規(guī)層面細(xì)化密度形態(tài)的布局，豐富住區(qū)形態(tài)的可選范圍，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)具有正面效應(yīng)的城市形態(tài)特征的集聚，最終助力高城市活力、可持續(xù)城市空間的實(shí)現(xiàn)。這凸顯中央城市工作會(huì)議所提出的推行“街區(qū)制”和“開放小區(qū)”的重要意義。良好的街道可達(dá)性是促生城市活力，進(jìn)而提高城市可持續(xù)性的最核心要素，只有通過逐步破除“大院制”、改變以封閉街區(qū)為主的開發(fā)模式，不斷推動(dòng)街區(qū)小路網(wǎng)的連片化，才能從根本上提升城市街道系統(tǒng)的整體可達(dá)性，為提升城市空間品質(zhì)和多樣性帶來更多可能。最后，在功能分區(qū)的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)城市用地適度的混合，辦公、商服、居住及休憩的多樣化和綜合化，構(gòu)建多元化的城市生活，提高城市空間活力與可持續(xù)性。

本文構(gòu)建了基于良好街道可達(dá)性、適宜建設(shè)強(qiáng)度與建筑形態(tài)、足夠功能混合度的可持續(xù)空間形態(tài)要素測度框架，可為國內(nèi)新城新區(qū)的活力營造和可持續(xù)發(fā)展提供指導(dǎo)。但受制于長時(shí)間跨度下詳細(xì)城市形態(tài)數(shù)據(jù)的缺乏，本文僅使用個(gè)案進(jìn)行測度分析。未來隨著新數(shù)據(jù)環(huán)境的發(fā)展，可在廣泛收集具有不同時(shí)間片段的城市形態(tài)數(shù)據(jù)后開展更為深入的研究，以實(shí)現(xiàn)不同類型案例的總結(jié)分析。