界殼理論視角下城市濱水空間開放性評價模型構建研究
——以大連黑石礁—星海灣濱?？臻g為例

錢 芳

奚冠東

開放性是城市濱水空間的基本屬性[1]。作為銜接城市空間和自然水域環境的系統邊界，濱水空間的開放性是關系城市內部系統和水域環境之間聯通程度的關鍵因素，影響水陸空間發展的協調關系，以及整個城市的生態安全和市民生活。

由于濱水空間開發管理與內陸整合發展往往是2個不同運營體系，陸域主導發展框架，導致濱水沿線存在水陸匹配不佳、橫縱連通不暢、生態環境破壞、活力不足等問題。目前關于濱水空間開放性的研究，一方面缺少明確具體的規范、導則等的定性描述和指導，造成對開放性認知的不足；另一方面對濱水空間的開放“度”也鮮有科學、直觀的檢驗方法，導致“如何開”“開多大”缺少理性的判斷抓手。

本文引入界殼理論及其開放度計算的核心內容，研究濱水空間的開放屬性，通過構建濱水空間開放性的評價模型，為優化濱水空間，促進水陸統籌發展提供有效的規劃設計途徑。

1 濱水空間開放性的界殼關聯

1.1 關于界殼理論

界殼理論是研究系統周界一般規律的理論。開放度是界殼研究的最核心內容和關鍵要素[2]。開放度是結構上的，側重于界殼的自身特性。假設系統的周界記為L，其周長為l，那么，界殼開放度的計算公式為：

式中，p為通道，即界門寬度。需要指明的是，這里的l和p不僅可以表征長度，也可以引申為高度、寬度、面積、體積、厚度或密度，二者之比仍然可以表征界殼的開放程度。

1.2 濱水空間開放性的多維界殼

城市濱水空間是城市系統和自然系統的過渡地帶[3]，它是處在城市系統外圍，起到衛護城市內部系統與水域生態環境進行交換的中介體——界殼，其開放屬性具體表現為水系、山體、風等自然要素的滲透和交融[4]；公共空間、交通設施和商業服務設施等的交互和共享；對市民活動的容納和促進；濱水岸線、建筑形態的層次感和可識別等。

界殼視角下影響城市濱水空間開放性的因素大體上可以分為空間形態、功能業態、交通路網、景觀通廊和建筑界面等(圖1)，具體可分為5個中類和19個小類[5-6](表1)。其中，藍線寬度與水域寬度的比值影響兩岸關系、開放空間和人的視覺體驗，比值越大，水岸活動空間越開闊；凹凸岸線長度在岸線總長中的占比越大，表示“褶皺”越多；“褶皺”處往往是人流、物流的集聚處和聚焦點；前、中景天際線的平均高度與背景天際線的高差影響濱水天際線的層次感和通透性；公共性用地所占比例越大，空間的公共性越強，意味著越強的公眾吸引力；生活性岸線滿足了市民觀水、親水的需求；道路面密度反映了道路的承載容量和交通的發達程度；與水體相交的道路長度與道路總長之比以及公交站點的服務半徑都顯示了濱水空間的可達性和便捷性；綠化覆蓋率和景觀視廊與地塊的面寬比是衡量空間環境、品景觀質的重要指標；建筑密度和建筑間距與地塊面寬的比值可以用來判斷建筑的布局、空間的“透氣”性以及微氣候環境是否良好等。

1.3 濱水空間開放性的量化計算

正是由于濱水空間開放性的多維界殼存在，因此其開放度是各單層界殼開放度的加權和[2]，即：

θ表示濱水空間的總體開放度，vi表示某一維界殼開放度的權重，ρi表示某一維界殼的開放度大小，其中，本文將采用層次分析法[7](AHP)來確定權重。因此，總體開放度的計算可依次逐層遞推。

2 濱水空間開放性的評價體系構建

開放性評價指標體系是由一系列從多個層次、多個方面反映濱水空間開放性的指標集合。因此，選取完整有效、針對可行的評價指標，并將各指標影響大小的主次關系通過科學的方法賦予權重，構建合理的評價指標體系，是定量評價濱水空間開放性空間特征的重要前提。

圖1 濱水空間開放性的多維界殼

2.1 評價指標選取

為了提高評價效率，突出評價重點，找出關鍵性影響因子，評價指標將結合表1進行選取。選取原則是選擇針對基地特質、關注人與空間關系、可以量化的空間要素。

將評價指標體系的目標層確定為濱水空間開放性的空間要素評價；一級指標體系由形態要素、功能要素、交通要素、景觀要素和空間要素構成；再把這5個層級按照各自特性精分成若干分子集，如凹凸型岸線長度/海岸線總長、公共建筑總面積/建筑總面積[8]、道路面積/地塊面積、景觀廊道寬度/地塊面寬等共13個二級指標，構成二級指標體系(表2)。逐層、分類判定濱水空間開放性的空間特征及開放度大小。

2.2 指標權重確定

本文評價指標體系權重的確定是根據層次分析法(AHP)的基本步驟，在搜集專家學者普遍意見的基礎之上，利用yaahp軟件進行計算，包括繪制層次結構模型、錄入判斷矩陣數據，最終得到各評價指標權重的計算結果(表3)。

表1 濱水空間開放性的影響要素

3 濱海空間開放性評價模型的檢驗

3.1 研究區域概況

圖2 大連黑石礁—星海灣濱海區及其空間劃分

以大連黑石礁—星海灣濱?？臻g為研究對象，即西起黑石礁街，東至星海廣場右側的馬欄河，北部被中山路隔開，面積約2.5km2。

黑石礁片區和星海灣片區實際上是2片不同的區域，之所以將它們作為一個整體進行研究，一是因為其地理位置相互毗鄰，空間界限模糊，同時，若研究范圍較大，得出結果的可信度就越高；二是因為2片區在功能上兼具同質性和異質性，既可以同時討論，又可以進行橫向對比。

一般而言，對于這種通過將研究地塊的矢量數據和多邊形數據加以整合，來測度城市空間形態特征的研究，多是以柵格為基本分析單元來整合諸要素[9]，這也是本文最初的研究思路，但是，在不同柵格尺度下的結果很難保持一致性。由于各指標都是基于地塊的，只需將測算數據賦值于各個地塊，就能得到相對準確的分析結果。因此，本文最終改用地塊作為基本的分析單元，依照濱?？臻g開放性的空間評價指標體系進行濱?？臻g開放性、開放度的測算與分析，并借助GIS平臺進行疊加整合，進而尋找各要素與開放性的內在聯系。

保證地塊的相對獨立是本文地塊劃分的基本原則，綜合考慮濱?？臻g及其周邊的環境，同時以水體、道路等邊界要素作為主要劃分界線，將研究區域劃分為8個地塊(圖2)。

表2 濱水空間開放性的空間評價指標體系

表3 濱水空間開放性的空間指標體系權重

3.2 空間特征測度

對黑石礁——星海灣濱海空間開放性的5類空間要素：形態界殼、功能界殼、交通界殼、景觀界殼和空間界殼進行的量化測算，并劃分開放等級(表4)。

借助GIS的疊加分析功能，整合各界殼要素的開放度結果，對濱?？臻g開放性的空間特征進行綜合判斷，將濱?？臻g的開放程度由低到高分為8個層級。其中，Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類表示濱海空間較低的開放屬性，這類濱?？臻g各界殼要素的開放性都較差，活力不足；Ⅳ類和Ⅴ類為中度開放，該濱海空間或多或少存在一定的開放性問題，但并不影響市民使用，仍有活力；Ⅵ類、Ⅶ類和Ⅷ類則表示開放性較高，基本能滿足交通可達、設施共享、空間可用等開放性的基本特征(圖3)。

分析可知，H地星海新天地、C地星海浴場和A地黑石礁公園片區被判定為開放性較好的地段，而G、E、B地塊開放性水平較低。將這一結果同前面各界殼要素的開放等級劃分進行橫向比較，發現二者并不都是呈現出異步同趨的正向聯系，也存在相關性較小、局部地塊甚至出現截然相反的現象。比如，H地綜合開放等級最高，但其形態界殼、景觀界殼的開放度卻較低。因此，需要用非空間形態要素，即居民活動特征作進一步檢驗。

3.3 市民活動強度分布特征分析

市民活動是在通勤、工作等必需活動之外，被城市空間環境質量所吸引和觸發的活動，被廣泛認為是城市空間活力的評價指標之一[10]。

用街景地圖、手機APP獲取的市民活動分布數據進行空間定位，并借助GIS平臺進行密度分析，得到濱?？臻g市民活動強度熱力圖(圖3)。

市民活動強度熱力圖反映了市民活動強度隨著顏色由紅到綠逐漸降低的集聚特點和變化趨勢。分析表明，研究區域的活動強度分布存在比較明顯的集聚性，整體上呈現出自東向西逐漸遞減的趨勢?；顒泳奂瘏^主要分布在濱?？臻g的東北角、東南角和中部片區，尤其是靠近海濱或是廣場邊緣；活動聚集點則分布比較均勻，在各商業網點、景觀節點、道路轉角、廣場公園和海岸線邊緣都成為市民活動的“熱點”。

圖3 各類界殼的空間特征及其整合與市民活動強度的對比分析

表4 各地塊開放度測算統計

3.4 實證檢驗

將濱?？臻g開放性的空間特征測度與市民活動強度進行疊合比對(圖3)，一方面可以校檢濱海空間開放性的空間構成要素體系是否成立，找到影響開放性的關鍵要素；另一方面，以驗證后的空間構成要素為切入，提取濱水空間的優化策略，并在空間要素的配比、尺度、比率等方面提出定量建議。

首先，空間特征的綜合評價結果與市民活動強度分布表現出較高的關聯性，表明空間開放性可以是濱水空間的活力之源和優化重點，也從側面證實本文研究角度的合理性和有用性。

其次，就某一類開放性要素而言，與市民活動強度分布存在不同程度的相關性。交通界殼、功能界殼、空間界殼，顯示出較高的吻合度，而形態界殼、景觀界殼則較弱，表明5類要素都是濱水空間開放性的影響因子，同時也存在影響程度大小的差別。

究其原因，道路交通是人們前往濱水空間的聯系通道，道路面積、步行路長度等交通要素基本與空間開放性呈正相關；適度提高公共性功能的占比，可以滿足市民的多樣化需求，促進體力活動的發生；“空間”是市民活動的載體和支撐，也是城市濱水空間的主要價值所在。

總而言之，本文提出的假說得到了初步的驗證，既可以對濱水空間的優化策略指明方向，又為空間要素的定量組織給予適度合理的參考。

4 結語

本文借助界殼理論的核心內容——開放性，對從何角度評價和優化濱水空間，進行了定性和定量的研究。通過比對濱水空間開放性的空間特征測度和市民活動強度的分布特征，來驗證濱水空間開放性評價模型的有效性。

研究結果也從一定程度上表明濱水空間的活力塑造和提升優化，應該是多角度、多學科、多方法和多技術的多元融合，可以不像以往那樣偏向于定性的案例借鑒和設計方法的研究，也可以是通過科學的定量方法，將空間形態要素數據化、可視化的量化研究。但本研究也存在些許不足，如對濱水空間開放性的研究更傾向從對人的活動行為角度進行探討、空間特征數據的測算偏差等。

總體來說，本文的研究視角、方法和結果具有一定的發展意義，同時也具備進一步拓展的可能，有待在今后的研究和實踐中不斷改進和深入。

注：文中圖片均由作者繪制。