基于景觀生態指數下的城市綠道網絡規劃評價及優化研究——以潮州市為例

水 馨，李俊鋒

(安徽師范大學 國土資源與旅游學院，安徽 蕪湖 241000)

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基于景觀生態指數下的城市綠道網絡規劃評價及優化研究
——以潮州市為例

水 馨，李俊鋒

(安徽師范大學 國土資源與旅游學院，安徽 蕪湖 241000)

基于景觀生態學基礎理論，以潮州市為研究對象，選取斑塊指數、廊道指數、網絡結構指數建立了城市綠道網絡規劃評價指標體系，借助FRAGSTATS和GIS軟件對潮州市綠道網絡規劃的景觀生態指數進行了評價，并從景觀生態方面進行了優化。結果表明：①斑塊指數方面，潮州市綠道網絡規劃后景觀斑塊密度小，斑塊相互之間聯系密切。②廊道指數方面，潮州市綠道網絡規劃的綠道慢性道寬度在滿足人們的游憩需求上仍有欠缺，應當及時調整；潮州市綠道網絡規劃后廊道密度較高，生態斑塊間連通度和可達性較好。③網絡結構指數方面，潮州市綠道網絡規劃后網絡環通度、線點率、連接度較差，綠道網絡結構不完善。根據結果從綠道慢性道寬度和綠道網絡結構指數方面進行優化，得出了最佳方案。希望對其他同類城市提供一定的參考。

城市綠道；景觀生態；評價體系；潮州市

1　引言

“綠道”(Greenway) 于1959年在美國首次被提出。廣義上，對“綠道”的定義為用于聯系人和自然的各類線性開敞空間[1]。然而隨著環境和條件的變化，綠道含義也變得不同[2]。美國景觀大師查理.斯萊托給出自己的理解:“綠道是沿著自然生態走廊，或者人工走廊構建的線型開敞空間”[3]。

近些年來，關于綠道，多數是對綠道功能以及如何規劃的研究。成敏瑩以廣州珠三角綠道為背景[4]，研究了健身游憩空間的重要性與作用。周年興等人對綠道如何規劃進行了討論[5]。劉廣寧針對城市建成區如何規劃游憩綠道提出了規劃策略[6]；有的是對具體城市綠道規劃的設計研究。孫奎利對綠道規劃研究依循三步走的基本思路[7]。劉琰以天水市為案例，并對其城市綠道的規劃設計提出若干建議[8]。孫帥利用綠道的相關建設經驗，對如何規劃設計都市型綠道提出自己的看法[9]；有的是對城市如何布局綠道的研究。劉海波對城市綠道如何布局以及線路選擇構建模型[10]。阮煌勝通過建立城市綠道適宜性的評價體系，對安慶市合理綠道選線[11]。張笑笑通過構建以多對象使用為根本的城市游憩綠道，對城市中的選線布局研究[12]。但是，大多數研究主要集中在綠道的設計規劃方面，對規劃的合理性研究較少，不利于城市綠道的建設。筆者通過研究《潮州市綠道網總體規劃(2012—2020)》，運用城市綠道網絡景觀生態指數評價模型，從景觀生態學方面對潮州市的綠道網絡規劃進行評價和優化。

2　研究對象

2.1研究區概況

潮州市地處韓江中下游，是廣東省的“東部屏障”，臨近南海，潮州市中心區與廣州市距離約為460 km，距離廈門市約260 km，距離臺灣約180海里，可見其交通區位優越(圖1)。

圖1　潮州市區位

潮州市綠道網絡由省立綠道、市立綠道以及連接線路組成。主要以省立綠道為基本框架，市立綠道為補充，連接線路為依托構建完善的綠道網絡(圖2)。

圖2　潮州市綠道網絡總體規劃

2.2規劃文本簡介

2.2.1潮州市綠道網絡總體布局

潮州市的綠道網絡規劃以廣東省現有綠道網絡為依據，充分利用潮州特有的“潮文化”、人文景觀、良好的生態本底，分析現有的景區景點、相互關聯的綠色廊道、交通網絡、配套設施等以及發展潛力，將潮州市綠道網布局為：“一核四片，一軸四帶”(圖3)。

圖3　潮州市綠道規劃結構

2.2.2潮州市綠道網絡總體規劃

潮州市綠道網絡的總體規劃如下：①潮州市建設綠道網約為525 km，含省立綠道和市立綠道。規劃中確定中心城區綠道總長143.5 km，潮安縣綠道長185.5 km，饒平縣規劃綠道總長195.5 km。②潮州市近期建設省立綠道260 km，具體為中心城區省立綠道長度70.5 km，潮安縣省立綠道長度100.5 km以及89 km的饒平縣省立綠道。

3　研究方法

主要以潮州市綠道網絡景觀生態指數為研究對象，參考相關文獻研究以斑塊指數、廊道指數、網絡結構指數三個評價指標構建潮州市綠道網絡規劃景觀生態指數評價體系(表2)，展開潮州市綠道網絡規劃景觀生態指數評價以及優化研究。

表2　潮州市綠道網絡規劃景觀生態指數評價體系

3.1斑塊指數

斑塊指數的評價中主要選取兩個指標，分別為斑塊密度(PD)和綠道連接斑塊數量與總斑塊數量之比。

斑塊密度評價中運用了GIS和Fragstats 3.3兩個軟件來計算其斑塊的數量以及斑塊密度。斑塊密度可劃分成5個等級：Ⅰ級標準為0

評價綠道連接斑塊數量與總斑塊數量之比中采取了定量比值法，在(0-1)取值，隨著數值的增大，城市景觀的整體程度增加，城市中更多的生態節點被連接。

3.2廊道指數

斑塊指數評價中選取的兩個指標分別為慢行道綠道寬度和綠道密度。

慢行道綠道寬度評價中通過將潮州市的慢行道綠道寬度與標準值對比來進行定性評價。

廊道密度(CD)計算公式為CD=Pi/A。

pi的含義即所選研究區景觀內綠道的總長度，A為所選研究區景觀的總面積，將其與評價標準對比來進行定量評價。

3.3網絡結構指數

網絡結構指數評價中選取環通度(α)、線點率(β)、連接度、成本比四個標準。

3.3.1環通度

其計算公式為：

α=實際環路數/最大可能環路數=(L-V+1)/(2V-5)

環通度是反映綠道網絡呈現回路可能概率的一項指標。其中L 為實際連接線數，V 為節點數。α值在[0，1]區間變化，當α=0 取極小值時，網絡出現零個回路；當α取極大值，表示具有最大可能的回路。

3.3.2線點率

其計算公式為：

β= L/V

線點率反映各節點平均連線的數量，其數量變化在0～3之間。β越大，網絡越復雜；當β取最小值時，無網絡存在；當β<1 時，表示形成樹狀格局；當β=1 時，表示形成單一回路；當β與3 越相近，連接程度越復雜。

3.3.3連接度

其計算公式為：

γ =L/ 3(V-2)

連接度為綠道網絡中的已連接綠道數與最大可能連接綠道數之比。其變化區間為[0，1]。當γ趨于極小值時，零個節點相互連接，當γ趨于極大值時，每個節點都相互連接。

3.3.4成本比

其計算公式為：

成本比=1-(廊道數/廊道長度)

成本比用來表示綠道網絡的有效程度，成本比與綠道網絡的有效程度呈負相關。

4　基于景觀生態指數下的潮州市綠道網絡規劃建設評價

4.1斑塊指數評價

斑塊是構成城市綠道網絡的各個生態節點。

4.1.1斑塊密度(PD)

通過將根據圖2繪制的潮州市綠道規劃主要綠道網絡節點斑塊數據圖與現狀的潮州市土地利用覆蓋數據圖(圖4)通過GIS聯合處理后，運用Fragstats 3.3 計算斑塊個數和斑塊密度可知潮州市綠道網絡規劃后生態斑塊個數為440 個，PD= 0.8787 個/km2。根據斑塊密度評價表(表3)得D(得分)=0.8243。

表3　斑塊密度評價

圖4　潮州市土地利用覆蓋數據

研究結果表明：潮州市綠道網絡規劃后斑塊密度較小，景觀較為完整，整合程度高，有利于形成連續的綠道景觀。

4.1.2綠道連接斑塊數量與總斑塊數量之比

總共選取了 28個一級生態斑塊作為城市綠道網絡的節點。含西湖公園等8個公園斑塊，筆架山等 9 個自然山體斑塊，老西溪等8個水域斑塊和饒平土樓等3個歷史文化遺產斑塊。圖5中可以看出在潮州市綠道網絡中，潮州市28 個主要選取斑塊中的22個被連接，即綠道連接斑塊數量占總斑塊數的 78.5%。根據綠道連接斑塊數量與總斑塊數量之比評價表(表4)得到D=0.785。

圖5　潮州市規劃綠道網絡節點

評價內容評價取分標準0.8-1.00.6-0.80.4-0.60.2-0.40-0.2聯接主要斑塊數量與總斑塊數之比80-100%60-80%40-60%20-40%0-20%

研究結果表明：在潮州市規劃的綠道網絡中，斑塊的78.5%被連接，連接率達到78.5%，大部分的景觀生態資源被串聯，保護了城市的重要生態斑塊，有利于維持城市生態安全的穩定。

4.2廊道指數評價

廊道是一種狹長的景觀線性單元，不僅能發揮通道作用，也能發揮一定的阻隔作用。

4.2.1綠道慢行道寬度

《潮州市綠道網總體規劃(2012—2020)》中規劃潮州市綠道慢行道的寬度平均為3 m。

在綠道慢行道寬度評價中，從潮州市綠道寬度游憩使用和經濟性對其進行評價。根據中等城市綠道慢行道寬度評價表(表5)得到城市綠道慢行道寬度評價值(表6)。D總=0.46。

表5　中等城市綠道慢行道寬度評價

表6　潮州市綠道慢行道寬度評價值

結果表明，潮州市綠道慢行道寬度在游憩使用方面得分較低，而在經濟性方面得分較高。在綜合兩項評價指標后慢行道綠道寬度評價得分為0.46，可知潮州市綠道網絡規劃中綠道慢行道寬度為一般等級，雖然經濟性較好，但不利于給居民創造宜人的游憩空間。

4.2.2廊道密度

潮州市的綠道建設以中心城區為主，所以主要以中心城區的廊道密度為評價依據，潮州中心城區總建設約143.5 km的綠道網絡，潮州市中心城區建設用地規模90 km2，通過計算得廊道密度1.59 km/km2，即每平方千米中包含綠道1.59 km，與城市綠道密度的標準值2 km/km2相比較，計算 D=0.795。廊道密度較高，潛在的斑塊間的連通度和可達性較好。

4．3網絡結構指數評價

本文在評價綠道連接斑塊數量與總斑塊數量之比時，將潮州市 28個一級生態斑塊作為潮州市綠道網絡中的節點研究對象。而潮州市綠道網絡含有節點較多，28個節點網絡的網絡結構指數評價不能夠充分的反映真實情況。所以本文在潮州市綠道網絡評價中新增了17個二級生態斑塊作為城市綠道網絡節點。分別是文化公園等7個公園斑塊，紅山等4個自然山體斑塊，崗山水庫等3個水域斑塊和鎮風塔等3個歷史文化遺產斑塊。分析總共45個綠道網絡節點可知潮州市綠道網絡中的廊道數達 52個(圖6)。計算得出環通度、線點率、連接度、成本比的數值如表7。

圖6　潮州市規劃綠道網絡節點

節點廊道數量網絡環通度線點率連接度成本比45520.091.150.390.64

D環通度=0.09 ，D線點率=0.38，D連接度=0.39，D成本比=0.64。根據網絡結構指數評價表(表8)，得到D總 =0.405。

研究結果表明，潮州市規劃的綠道網絡環通度低，不能形成完整和成熟的綠道網絡。潮州市綠道的各個節點整體的相互聯系弱，不能形成有回路的綠道網絡；線點率和連接度較低，潮州市規劃的綠道網絡較為簡單，連接的節點數目較少;成本比較低，反映潮州市綠道網絡的有效性較高，以較少的成本來滿足實際的需求。

表8　綠道網絡結構指數評價標準

5　基于景觀生態指數下的潮州市綠道網絡規劃優化

5.1景觀生態評價指數分析

根據表2的權重計算，最終得到景觀生態指數評價得分為0.5120，對照城市綠道網絡規劃景觀生態指數評價等級表(表9)可知景觀生態評價等級達到Ⅱ級；其中斑塊指數、廊道指數和網絡結構指數評價值各為0.7978、0.5025以及 0.4050，達到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(表10)。潮州市綠道網絡規劃在景觀生態指數方面亟待優化。

表9　城市綠道網絡規劃景觀生態指數評價等級

表10　景觀生態指數評價得分

研究結果可知：斑塊指數得分較高，但廊道指數和網絡結構指數均較低造成了景觀生態指數的評價值偏低。廊道指數評價中慢行道綠道寬度得分較低，為0.46分。廊道指數優化以增加綠道慢行道寬度為主；在綠道網絡結構指數評價中，4個指標環通度、線點率、連接度、成本比數值依次是0.09、1.15、0.39、0.64。潮州市綠道網絡的連接度、線點率得分較低、成本比得分一般，網絡環通度指數得分低。潮州市綠道網絡結構需要進一步優化。

5.2景觀生態指數的優化

5.2.1廊道指數優化

由于綠道慢行道寬度得分較低，主要對綠道慢行道寬度進行優化研究。

綠道慢性道需要滿足城市綠道不同使用者的需要，特別是特殊人群的需求，如殘疾者，小孩以及老人。所以綠道慢性道的寬度規劃應進行具體的考慮，同時應結合經濟性的標準選擇最佳的綠道慢行道的寬度。

5.2.2綠道網絡結構指數優化

上述分析可知潮州市綠道網絡結構不達準，本文通過優化潮州市綠道網絡方案來提高潮州市綠道網絡結構指數。具體方案如下。

根據《潮州市綠道網總體規劃(2012—2020)》找出其中新規劃建設的5個綠道節點，以潮州市規劃綠道網絡節點分布圖為依據分析新建節點與現狀綠道以及節點的關系，對可能形成綠道的兩節點連線構建綠道網絡。

綜合考慮城市綠道選線可知：每條綠道串聯生態節點越多，環通度、線點率、連接度的數值會提高，而成本比的數值會相應增加，由于在評價標準中成本比的得分只占0.2734，所以提高網絡結構指數以增加實際連接線數(L)為主，在選擇優化方案時選擇了每條綠道串聯生態節點最多的方案，得到圖7。

圖7　潮州市綠道網絡優化節點

由圖7可見優化后的綠道網絡方案中含有50 個節點，連接廊道數目為73 個。計算優化后的潮州市綠道網絡方案的四個網絡結構指數以及綜合評價分值見表11。

表11　潮州市綠道網絡方案優化前后網絡結構指數對比

研究結果表明：方案優化后網絡結構指數評價值有了明顯提高，是原來的1.26倍。從各個指標來看，網絡環通度比原來增加了1.7倍；線點率和連接度也有明顯的改善，各比原來的方案增加了0.27倍和0.28倍；成本比是原來方案的1.13倍，網絡結構指數優化后得到了很大的改善。

6　結論與建議

本文基于潮州市綠道網絡建設規劃景觀生態指數的評價結果，依據現狀潮州市生態斑塊資源，分別對各項指數進行了分析，總結了潮州市綠道網絡規劃建設中的問題，并對潮州市綠道網絡廊道指數和網絡結構指數進一步的優化研究。

6.1結論

(1)斑塊指數方面，潮州市綠道網絡規劃后景觀斑塊密度小，景觀整體性較強，斑塊相互之間聯系密切。

(2)廊道指數方面，潮州市綠道規劃的綠道慢性道寬度在滿足人們的游憩需求上仍有欠缺，應當及時調整；潮州市綠道規劃后廊道密度較高，生態斑塊間連通度和可達性較好，有利于下一階段的城市綠道網絡規劃建設。

(3)網絡結構指數方面，潮州市綠道規劃后網絡環通度、線點率、連接度較差，綠道網絡結構不完善，規劃中未能挖掘更多有效綠道來構建完善的城市綠道網絡體系。在找出不足后，本文認為應合理確定綠道慢性道寬度以及利用現有生態節點和潛在綠道對綠道網絡方案進行優化來提高網絡結構指數。

6.2建議

(1)城市綠道規劃應基于城市的斑塊現狀分布，對城市的綠道斑塊進行局部整合，從而進行整體的綠道網絡規劃，發揮現有生態斑塊的生態環保功能。

(2)城市綠道規劃中城市綠道慢性道的寬度應根據城市綠道慢行道的服務人群以及服務范圍合理確定，同時綠道慢性道應對體現城市特色的自然節點、歷史文化遺產地、城市開放空間如廣場及居民區等人文要素節點進行連接。

(3)城市綠道規劃時應綜合當地城市綠地系統規劃、生態紅線控制規劃、景觀風貌控制規劃，實現綠道的“多規合一”。并以此為依據盡可能多地連接城市中的重要生態節點，并合理地規劃線性綠道，完善城市綠道網絡結構。

[1]魯敏，劉振芳，劉國恒.濟南森林城市綠道網絡構建的途徑與對策[J].山東建筑大學學報，2011(2): 101～104.

[2]Little C E. Greenways for America[M].London: The Johns HoPkins Press Ltd.,1990.1～25.

[3]Julius F. Greenway planning [M].United States: its origins and recent case studies Landscape andUrban Planning, 2004(68):321～342.

[4]成敏瑩.亞運背景下廣州城市健身游空間規劃研究[D].廣州：華南理工大學，2010.

[5]周年興，俞孔堅.綠道及其研究進展[J].生態學報.2006.09(26):3109～3111.

[6]劉廣寧.基于宜居建設的城市游憩綠道研究——以常州市武進中心城區為例[D].南京:南京林業大學，2013.

[7]孫奎利. 天津市綠道系統規劃研究[D].天津：天津大學，2012.

[8]劉琰. 天水市綠道規劃研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2014.

[9]孫帥. 都市型綠道規劃設計研究[D].北京：北京林業大學，2013.

[10]劉海波.南京城市綠道布局與選線研究[D].南京：南京工業大學，2013.

[11]阮煌勝.安慶市城市綠道路線規劃理論與方法的研究[D].合肥：安徽農業大學，2010.

[12]張笑笑.城市游憩型綠道的選線研究——以上海為例 [D].上海：同濟大學，2008.

Evaluation and Optimization of Urban Greenway Network Planning Based on the Landscape Ecological Index- A Case Study of Chao Zhou City

Shui Xin，Li Junfeng

(CollegeofLandResourcesandTourism,AnhuiNormalUniversity,Wuhu,Anhui241000，China)

Based on the basic theory of landscape ecology,takingChaozhou as the research object, we selectedplaque index, corridorindex, the network structure index to establish the evaluation index system of urban greenway network planning.With the help of FRAGSTATS and GIS software, we evaluatedthe landscape ecological index of greenway network planningin Chaozhou, and optimized itfrom the aspect of landscape ecology. The results showed that: ① as to plaque index, Chaozhou landscape patch density was small.After the greenway network planning, plaque was closely related with each other. ② as tothe corridor index, the width ofcrawlerway in Chaozhou greenway network planningwas still lackingto meet the demand of people’s leisure,whichshould be,timely adjusted; after the road network planning,green corridor densitywas higher and connectivity and accessibilitybetween ecological patches were good. ③ as tonetwork structure index, after the greenway network planning,the network,circuitry, line point rate andconnectivity were low,inChaozhoui.e. the greenway network structure was not perfect. According to the results,we shouldoptimize thenetwork from the aspects of crawlerway width and greenway network structure indexin order toachieve the best solution. And wehopedthis studycould provide reference value for other similar cities.

urban greenway; landscape ecology;assessment system;Chaozhou

2016-05-26

水馨(1996—)，女，安徽師范大學國土資源與旅游學院學生。

李俊鋒(1974—)，男，博士，副教授，主要從事城市地理、城市經濟及城市規劃方面的教學與研究工作。

TU985.2

A

1674-9944(2016)14-0214-06