許 浩 謝 凱 陳孟學
城市公園是城市中重要的生態基礎設施,在提高城市環境質量、豐富居民生活、保護城市生態多樣性等方面發揮了重要作用[1]。但隨著城市的快速發展,建設強度增加,公園綠地系統不能充分發揮其生態功能和休閑游憩功能。目前,人們已經意識到公園在城市發展中的重要作用,不斷增加公園綠地為市民提供足夠的綠色空間[2]。在城市公園的面積滿足城市居民使用的前提下,城市公園的使用便捷性和平等性成為衡量城市公園規劃合理性的重要指標[3]。
公園空間可達性是指城市居民通過克服一定阻力到達城市公園的便捷程度,一般需克服的阻力為空間距離、出行時間以及路途費用[4]。國內外研究關于城市公園可達性的研究主要集中在可達性計算方法、人口規模、綠地分布、居住區密度、交通方式等與公園可達性的聯系方面[5~8]。近年來城市高速發展,城市用地緊張,中心城區的綠地網絡格局趨于穩定,城市交通網絡、不同交通方式作為城市公園和出發地之間的鏈接與連通模式,在一定程度上決定了城市公園可達性等級。根據《南京市城市總體規劃(2013-2030)》[9],至2030年,中心城區公園的密度和格局沒有大的變化,但是交通條件有較大的改善,軌道交通路線將增加至17條。本研究的范圍為南京市中心城區,利用網絡分析法,以現狀年度(2017年)與南京市總體規劃目標年度(2030年)為比較對象,分析并評價不同交通方式對中心城區公園可達性的影響。
南京市地處中國東南、長江三角洲西端,總面積為6582平方千米。境內江河湖泊遍布,植物資源、動物資源及礦產資源都較為豐富。南京的城市發展史超過2500年,并且有長達450多年的建都史,是國家首批歷史文化名城,中國的四大古都之一。近年來,南京市綜合經濟實力也在逐步上升,社會經濟持續穩定快速增長,城鄉人民生活質量大幅度的提升。本次研究的范圍是南京市中心城區,依據南京市總體規劃(2013—2030)對中心城區的范圍劃定為主城和東山、仙林、江北三個副城,包括玄武區、鼓樓區、建鄴區、秦淮區全部范圍以及江寧區、棲霞區、雨花臺區、六合區、浦口區的部分范圍,總面積約920km2(圖1)。
本研究采用的方法為網絡分析法[10]。網絡關系是由一組邊和結點按照一定的拓撲關系連接而成的,普遍存在于自然界與人類社會中;網絡分析是對交通網絡、電力網絡等進行地理分析和模型化處理;網絡分析模型是一種復雜網絡系統的抽象表示,由鏈、節點、中心點和阻力等基本元素按照一定的拓撲關系連接而成。其中鏈是具有一定長度的網絡元素,兩條鏈之間的交匯點稱為節點,中心是需要到達的源點,阻力為從某一位置到達某中心點所需要的費用成本。本研究利用Arcgis中的網絡分析模塊進行計算,中心點為城市公園的實際入口,鏈接是城市地面道路和地鐵線路,鏈接的交匯點——道路交叉口、地鐵站點等為節點,阻力是指從中心點通過鏈接到達網絡中任意點所需要克服的條件。
研究需要的城市公園和交通數據主要解譯于南京市2017年Google陸地衛星影像圖。首先利用ERDAS8.7對圖像進行校正、坐標配準處理, 結合實地調查,利用ArcGIS10.3建立研究區域的城市公園和路網信息數據庫(圖2、圖3)。同時,參考南京市總體規劃(2013—2030),結合南京市交通規劃圖與綠地系統規劃圖,建立研究區域2030年城市公園分布和路網信息數據庫。
在獲取了具體的中心點和交通網絡信息后,需要構建拓撲關系,在新建地理信息數據庫中添加網絡數據集,統一地理坐標系統,再將各等級道路矢量數據導入要素數據集中,新建網絡數據集,設置通行規則和阻力模型。個體出行速度受到交通工具和交通狀況的影響,本文設置了3種不同的阻力模型,分別在步行交通模式、機動車行交通模式以及軌道交通模式下進行網絡分析計算。參照以往研究研究,將步行出行速度設為1m/s,主要道路出行速度為 60km/h,次要道路出行速度為 40km/h ,高速路出行速度100km/h,軌道交通出行速度 60km/h ,路口交匯處的等待時間為30s,步行模式下高速公路和軌道交通不能通行,機動車出行模式下軌道交通不能通行,軌道交通模式下只考慮地鐵出行與步行結合。由此計算出不同的交通方式下出發點(道路交點)到達城市公園(中心點)的累計時間成本,分析城市公園的可達性等級范圍。通過比較分析2017年和2030年兩個年度的城市公園可達性等級評價圖,進而探索交通方式對城市公園可達性的影響。
如圖5和表1所示,將南京市中心城區居民到達公園所需時間分為0-5分鐘、5—10分鐘、10—15分鐘、15—30分鐘、30—60分鐘、大于60分鐘六個等級,以城市公園服務范圍占據研究區域可建設用地面積的比率作為衡量可達性程度的依據。在步行交通方式下,5分鐘內達到城市公園的范圍占總面積的4.8%,5-10分鐘達到城市公園的區域占總面積的7.9%,10-15分鐘達到城市公園的區域占總面積的11.2%。圖4所示,15分鐘內到達城市公園的區域大部分分布在玄武區、鼓樓區、建鄴區,可達性等級與城市公園的面積以及密度成正相關;15-30分鐘與30-60分鐘達到城市公園的區域分別占總面積的23.3%、36.1%,超過一半的地區進入城市公園所需的時間在15分鐘以上,其中雨花臺區(部分)與江北地區所占比例較大。由于城市路網不完善,公園分布不均勻,部分地區無法在一小時內有效地到達城市公園,約占16.7%。
在機動車交通方式下,南京市中心城區公園5分鐘的可達范圍覆蓋率達到53.8%,5-10分鐘可達范圍占總面積的28.6%;其中鼓樓區、玄武區、秦淮區、建鄴區、棲霞區、江寧區5分鐘內到達城市公園的面積較大,浦口區、雨花臺區、六合區部分區域10分鐘內到達城市公園的面積所占比例較小;10-60分鐘到達城市公園的面積僅為總面積的6%左右,60分鐘以上的服務盲區所占比為8%,與出行速度較慢的步行交通相比,服務盲區面積減少了一半。
隨著南京市軌道交通的快速發展,以及綠色出行的理念的倡導,居民出行的方式選擇軌道交通的可能性逐漸加大。圖5所示為南京市軌道交通分布。軌道站點一般距離城市公園的出入口與出行點有一定的距離,居民無法直接通過軌道交通進入城市公園,而選擇乘坐軌道交通方式時一般不會同時開車出行。因此,在分析軌道交通方式下到達城市公園可達行時,暫定將軌道出行模式定為地鐵+步行。
截至2017年南京市投入運行的軌道有1、2、3、4、10號線和s1、s8號線七條地鐵線路(圖4)。以地鐵為交通工具的情況下,城市公園5分鐘內可達范圍占總面積5%,5-10分鐘可達范圍占總面積的8.3%,10-15分鐘可達范圍占總面積的9.4%,15-30分鐘可達范圍占總面積的32.3%,30分鐘內可達范圍隨著可達性時間等級的提高呈向外擴散式分布,主要沿地鐵站點和公園入口呈點狀擴散、沿地鐵線路呈線狀擴散。30-60分鐘城市公園可達范圍占總面積的35.9%,多分布于軌道交通稀疏、線路不完善的浦口區、棲霞區、江寧區、六合區等部分地區;到達時間超過一小時的服務盲區面積占總面積的9.1%,多分布于地鐵線路未到達、周邊交通封閉的地區。

表1 3種交通方式下城市公園可達性等級情況(2017)表
如圖6和表2所示,至2030年,南京市中心城區的城市公園分布密度和格局變化較小,但中心城區交通條件改變較大,地面路網逐漸疏通完善,密度增加,軌道交通發展迅速。2030年地鐵線路增至17條,地鐵的覆蓋面增大,密度加大,特別長江南側地區,地鐵線路縱橫貫穿,相互連接,新增地鐵線路9條。長江北側新增1條貫穿南北的地鐵線。
如表2所示,在步行交通情況下,5分鐘內達到城市公園的區域占據總面積的5.8%,主要分布在路網密集的玄武區、鼓樓區、建鄴區、秦淮區等老城區;5-10分鐘和10—15分鐘到達城市公園的區域面積相當,均占總面積的10%左右;將近65%的區域通過步行方式到達城市公園所需時間在15—60分鐘,其中城市公園15-30分鐘的服務范圍面積占據總面積的36.3%;除此之外的一小時外服務盲區占12.5%。
在機動車交通方式下,南京市中心城區超過90%的區域到達城市公所需時間為10分鐘以內,其中城市公園5分鐘可達范圍占據總面積的68.4%,5—10分鐘的可達性區域面積占總22.3%;一小時之外的服務盲區范圍占總面積的2.6%;由于車行速度較快,除去占總面積的2.6%的區域因交通因素、公園分布因素而不能在1小時內有效到達城市公園,30—60分鐘城市公園的可達性面積最少,僅占總建設用地的0.4%,因此,機動車出行時,幾乎均能在30分鐘內到達最近的城市公園,可達性情況非常好。
在軌道交通方式下,城市公園10分鐘內可達范圍占總面積的17.3%,多分布于地鐵線路密集的老城區以及江寧區部分區域;城市公園30分鐘內可達范圍占總面積的76.2%,其中,玄武區、鼓樓區、秦淮區在30分鐘內到達城市公園的面積高達90%以上,沒有服務盲區的存在;城市公園30—60分鐘的可達范圍占總面積的18.5%,多分布在浦口區、與棲霞區、江寧區、六合區部分區域;可達時間在一小時之外的服務盲區面積減少至5.3%。

表2 三種交通方式下城市公園可達性等級情況(2030)表
2030 年與2017年相比,步行交通情況下,隨著城市路網的疏通完善,30分鐘內到達城市公園的面積明顯增多,從原先的47.2%增加至59.8%,其中15分鐘內到達城市公園的面積與現狀相差無幾,15-30分鐘到達城市公園的可達范圍有顯著的提高,主要分布于江寧區、雨花臺區和棲霞區,浦口區、六合區與其他老城區相對增率較小;30-60分鐘到達城市公園的面積有所減少,意味著城市居民到達城市公園所耗費的時間成本有所減少;一小時內無法到達城市公園的服務盲區范圍也有所縮小,從16.7%縮減至12.5%。
與2017年相比,2030年機動車交通方式下5分鐘內到達城市公園的面積從53.8%增長至68.4%,鼓樓區、玄武區、秦淮區90%以上的區域均能在5分鐘內到達最近的城市公園;整個中心城區10分鐘內達到城市公園的區域高達90.7%;一小時外到達城市公園的服務盲區面積大幅度減少,從原先的8%減少至2.6%,說明隨著路網的完善,整個區域的可達性等級有所提高。
通過軌道交通出行時,2030年與2017年相比,10分鐘內到達城市公園的區域面積有少許提高,由13.3%增長至17.3%,多分布在玄武區、鼓樓區、建鄴區、秦淮區以及江寧區、雨花臺區部分區域。城市公園30分鐘可達范圍面積增長顯著,由2017年的占總面積的55%增長至76.2%,玄武區、鼓樓區、秦淮區30分鐘內到達城市公園的面積比例高至90%以上;2030年城市公園30-60分鐘可達范圍面積顯著減少,僅占據總面積的18.5%,多分布在浦口區與棲霞區、江寧區、六合區部分地區;可達時間超過一小時的服務盲區減少將近一半的面積。
本文利用GIS技術研究了在城市總體規劃背景下,不同交通模式下南京市中心城區城市公園的可達性。結果表明,步行到達城市公園的面積增加幅度穩定,步行仍然是居民進入城市公園的重要交通方式。所需時間成本最小到達城市公園的途徑是機動車,但由于機動車擁堵常常造成大氣污染,且中心城市交通容量嚴格控制,公園附近停車設施缺乏等現象限制了機動車出行的可能性,因此采用機動車這種高能耗、高污染的交通方式到達城市公園的生態成本過高,難以實行。軌道交通作為一種綠色出行方式,憑借其速度快、機動性能較高且穩定、建設密度相對較低的特點在南京市中心城區得到快速發展,經規劃之后,居民通過軌道到達城市公園的可達性提高情況最明顯,30分鐘內到達城市公園的面積提高最多,且各時間段內到達城市公園的可達性提高度比較均衡。在當今可持續發展理念的指導下,為了促進城市的可持續發展,與機動車相比,步行等綠色交通方式能節約更多的能源且對環境是無污染的,同時為了更快到達距離較遠的大型城市公園,軌道交通也將成為一種重要的出行媒介。
研究發現,提升公園面積和改善公園分布狀況仍然是影響其可達性的重要因素,但目前南京市中心城區條件有限,土地利用緊張,城市公園的面積和分布趨于穩定,通過開發新綠地來提升城市公園的可達性的可能性較小,在此前提下,通過改善交通狀況來提高城市公園可達性進而促進城市可持續發展十分必要。鑒于中心城區對機動車容量的控制和停車設施缺乏,應當通過下列措施提升公園可達性,致力于通過舊城改造的方式來完善城市交通網絡系統,加強步行、軌道等綠色出行方式的基礎設施建設,提高交通多樣化。完善中心城區步行網絡,加強城市綠道的建設,提高城市步行網絡的可達性和舒適性;在城市適合進行軌道建設的前提下加強軌道建設,盡可能串聯城市的大型公園綠地,增加離居住區較遠的城市公園地可達情況。
本文基于GIS網絡分析法研究了總體規劃背景下不同交通方式對南京市中心城區城市公園可達性的影響,對比了不同時空下通過三種交通方式到達城市公園的可達性,提供了定量的分析數據,對城市可持續發展與城市公園可達性之間的關系做了詳細的闡述,為城市公園研究提供了一種新思路和新方法。然而,本研究未能對城市居民的游憩行為、公園的偏好情況等進行詳細的研究調查,也未能考慮居民選取交通方式的偏好問題,如何進一步精確地評價不同交通方式下城市公園的可達性情況還需要更為深入的研究。未來的研究將繼續關注交通發展對城市公園可達性的具體影響以及通過更多的交通方式到達城市公園的綜合可達性,為創造平等共享和可達性良好的城市公園提供理論基礎。