基于網絡分析法的長春市開放空間非均衡性測度與響應路徑

德力格爾，李媛媛

(內蒙古民族大學農學院，內蒙古 通遼 028043)

0 引言

1990年以來伴隨著城鎮化的快速發展，開發區、產業集中區的建設熱潮以及城市核心區“退二進三”政策的制定實施，尤其是過去10年來，我國經歷了世界上前所未有的最大規模、最快速度的城鎮化進程[1]，推動了我國正式進入了城市經濟時代[2]，標志著我國城市發展進入快速擴張時期.但目前我國城市擴張往往主要表現在城市地域面積無序蔓延以及人口迅速增長，忽視了對土地資源內涵立體式綜合開發和對產業的培育與合理引導，由此導致了浪費土地資源、侵占耕地以及不斷侵蝕大面積開放空間的現象，造成普通民眾享受開放空間的權益不斷受到剝奪.另外現階段城市開放空間普遍存在著數量不足、分布不均、功能單一以及不斷受到城市擴展蠶食等問題[3]，嚴重影響社會的公平正義，同時也不利于開放空間以及城市的可持續發展.由此，對開放空間的研究顯得尤為必要.

開放空間在改善城市空間結構、優化生態環境方面發揮著重要的作用[4].目前，國外的研究主要集中在價值分析[5-6]、重構機制[7]、案例分析[8]以及管理與保護[9]等方面.總的看來，國外對開放空間的研究領域不斷擴寬，研究體系不斷完善、對象不斷細化、內容不斷深化、方法不斷更新[10-11].國內的研究始于20世紀80年代，目前已在概念內涵釋義[12]、問題探析[13]、功能優化與結構演變[14]、保護措施[15-16]以及國外經驗的借鑒[17]等方面展開了廣泛的研究.總體而言，雖然國內關于開放空間的研究成果也較為多見，但主要集中于我國東部地區，對于我國老工業基地典型代表城市開放空間的研究仍需加強[18].

長春市作為東北老工業基地的典型代表城市之一，現階段城市空間表現為外圍城市空間的外溢式蔓延和內部城市空間的功能重組，而外圍城市空間的外擴發展無疑會對土地、水資源以及區域生態環境等產生重大干擾[19].生態環境無法承受城市用地不斷蔓延所帶來的外界干擾壓力，生態系統的自組織機制發生質變[20]，城市開放空間的面積銳減、質量下降、空間結構失衡、生態效應減退，斷絕了城市與區域自然的生態聯系通道.為此，本文對長春城市開放空間發展問題進行了研判，在此基礎上利用可達性分析測度了其開放空間的可達性情況，提出了相應的對策建議，以為東北地區城市開放空間的可持續發展提供參考借鑒.

1 研究方法與數據來源

1.1 網絡分析法

可達性是指空間中任意一點到目的地的難易程度，反映了人們到達目的地所克服的阻力大小，通常以時間、距離以及費用等指標來衡量[21-22].目前對于可達性研究的方法較多，比較常用的主要有緩沖區分析法[23]、最小臨近距離法[24]、引力模型分析法[25-26]以及費用加權分析法[27]等.以上方法各有優劣，如緩沖區分析法與最小臨近距離分析法忽略了到達目的地的過程性因素，導致分析結果偏高；費用加權分析法、引力模型分析法多以景觀的特征賦予不同的權重，但權重的賦權是基于主觀經驗，這使得分析結果的準確性、科學性降低，另外也未能考慮到達目的地的真實路徑.考慮到以上研究方法的不足，本文采用網絡分析法，以矢量化的城市道路網為基礎，評估開放空間的服務水平[20].

網絡分析法主要借用ArcGIS10.1中的Network Analysis模塊，確定資源的最佳分配與最短路徑，基本的網絡包括圓心、通道、節點與阻力因素等.本研究基于城市公園，以真實的公園綠地入口作為圓心，由于城市公園綠地一般有多處入口，包括主入口、次入口以及多個專用入口，所以城市公園綠地可以認為是多個服務區域圓心的集合體，由此可以分別計算每個圓心的服務區域面積，將每個圓心的服務區域面積匯總即為該城市公園綠地的服務區域面積；通道即為城市道路網，節點為城市道路節點，阻力代表到達城市公園綠地入口在道路上所消耗的時間.

1.2 數據來源與處理

本研究涉及的城市公園綠地(面積大于2 hm2)和城市道路基礎數據均解譯于2013年11月5日的Landsat衛星影像.首先利用ERDAS軟件對衛星影像進行幾何校正，然后利用ArcGIS10.1軟件結合具體實地踏勘情況建立城市公園數據庫與交通道路數據庫.其中公園綠地數據庫主要包括公園綠地名稱、入口與面積等信息；城市道路數據庫分別記錄道路名稱與長度，并借鑒相關研究[28]，設定普通道路步行速度為1 m/s，十字路口等待時間為20 s，通過人行橫道與過街通道(地下或天橋)步行速度為2 m/s.另外將2013年長春市轄區人口對應到各自區域上，產生人口分布圖.本部分主要采用服務區域面積比與服務區域人口比兩個指標評價城市公園綠地的可達性，其中：服務區域面積比=服務區域面積/研究區域面積×100%；服務區域人口比=服務區域人口/研究區域人口×100%.

2 測度結果分析

2.1 長春市開放空間可達性測度

通過15 min緩沖區分析(見圖1)可知，長春市公園綠地服務區域面積為8 421.71 hm2，占研究區域總面積的23.68%.利用ArcGIS中網絡分析方法(見圖2)，基于道路網絡得出公園綠地服務區域面積為5 873.45 hm2，僅占研究區域總面積的16.51%.二者之間的服務面積相差2 548.26 hm2.這主要是由于二者所采取的距離計算方法以及對公園綠地可達性測度的差異所致.緩沖區分析法基于直線距離衡量市民與城市公園綠地之間的路徑，而網絡分析法則是基于現實的城市道路網.由于建筑物、河流以及湖泊等自然阻礙因素的影響，現實的城市道路實際路徑要大于直線距離，這就導致緩沖區分析法高估了公園的可達性.如伊通河沿岸公園綠地由于河流阻礙，河流對面的市民需要繞行才能到達城市公園，由此導致所需時間成本大于公園服務區半徑.另外緩沖區分析法是基于城市公園綠地幾何中心向周圍緩沖，即認為公園綠地是開放邊界，任何公園綠地邊界點都可以進入公園，而網絡分析法是基于實際的公園綠地出入口，更加貼近于實際情況，由此導致前者可達性增大.

圖1 2013年基于緩沖區分析的長春城市公園服務區

圖2 2013年基于網絡分析的長春城市公園服務區

此外，由于城市居住人口分布具有非均衡性，僅以服務區面積為可達性衡量計算標準，可能會出現誤差，導致評價結果的不真實，為此結合網絡分析方法計算公園的服務人口，進一步將公園服務區域面積與長春人口分布圖進行空間疊加，進行詳細的統計分析，結果發現步行15 min內達到公園的人口為78.67萬人，占研究區域總人口(363.4萬人)的21.65%.

通過以上分析可以看出，基于不同分析方法的開放空間可達性測度結果各異，但利用緩沖區分析與網絡分析方法對長春城市開放空間進行的分析均顯示，現階段長春城市開放空間服務人口不均勻，側面反映出開放空間布局有待進一步優化.

2.2 基于網絡分析法的開放空間非均衡性效應及問題

2.2.1 空間布局發展不均衡且擴展速度遲緩

進入21世紀以來長春市城市開放空間發展質量、擴展速度以及整體水平均有大幅度提升，但其分布依然呈現出非均衡發展特征，突出體現在城市北部開放空間分布較為稀疏，而在城市東南部分布較為集中.此外，現階段開放空間發展速度嚴重滯后于建設用地的擴展速度，由此表現出在城市快速擴張的社會背景下，城市用地范圍內城市開放空間所占比重不斷下降.另外，由于城市發展的歷史問題，長春市開放空間主要集中在南關區和朝陽區，而二道區、寬城區以及經濟技術開發區開放空間分布較為稀疏，開放空間由于其非營利性與公益性，導致分布不均、占地面積極少.同時在城市開發建設過程中，對凈月潭、伊通河為代表的濱水空間的保護程度不足，導致其流經城區的水系空間受到了嚴重破壞，開放空間系統的整體性不斷遭到重創.

2.2.2 空間發展不協調且割裂現象嚴重

長春市開放空間發展具有空間非協調性.形態發展上已經突出表現出了割裂發展的特征，一方面體現在開放空間被現代交通割裂嚴重，造成道路開放空間的休憩與交通功能的被動分離；另一方面表現在開放空間歷史文脈割裂現象尤為突出，體現在歷史街區及特色街區地段建筑配套不協調，現代化大尺度建筑形式隔斷了開放空間歷史風貌的空間延續性.

此外長春市新城區發展與舊城區改造缺乏與開放空間建設之間的有機協調，一方面表現在開放空間擴展嚴重滯后于新城區建設，由此導致新城區建成之后人們依然依賴于舊城區開放空間的服務功能；二是由于城市化快速發展，城市建設為了追求短期快速效益，對于開放空間建設存在著千城一面的現象，忽略了地方特色文化元素的挖掘與保護.

2.2.3 空間設計主觀意愿強烈且缺少公眾參與性

城市開放空間的規劃建設過程中，由于決策者意志與偏好的不同以及其自身認知上的不足，容易出現政績主導作用下開放空間規劃與建設的千城一面現象，而對提升城市自身地方文化品質與提高公眾宜居性的作用不大[20].另外目前的開放空間設計往往追求大尺度、大規模，只注重形式美，忽略實用功能，雖然輻射半徑與服務人群較為廣泛，但可達性較差，由此在時間距離與地理距離的影響下導致開放空間效用的不斷下降.

此外由于開放空間設計存在著諸多缺陷，導致了開放空間在發展演化過程中出現了一系列問題，集會交流功能在長春街道開放空間中基本不能體現，僅成了行車通道，公眾被邊緣化；公園、廣場規劃設計以觀賞生態型為主，一些大型的公園廣場為了創造經濟價值而開始收費，從而導致大部分群眾不能平等享有、享用開放空間的權利，美觀而不實用，服務功能不斷減弱.如人民廣場主要發揮交通分流作用，由于護欄隔離導致無法發揮游憩服務功能.

3 長春市開放空間優化措施

3.1 生態保護與生態文明建設有機協調

生態保護與生態文明建設是恢復生態系統保育能力與承載能力的常用措施.生態環境相對優良的區域一般會采取生態保護策略，減輕外部干擾，控制該區域發展規模與強度，增強區域生態系統的生態適應能力；而生態環境已經遭受嚴重破壞的地區，應采用生態文明建設措施，加強生態治理，強化自然生態系統的自凈能力，重塑區域生態系統脈絡與紋理.針對長春市區域生態環境現狀，應根據生態功能區劃，采取對應的生態措施：中部的城市生態區要保證城市生態系統的完整性，東部的農林生態區認定生態保護級別和生態系統利用層次，西部的農牧生態區確保城市發展建設與生態保護二者的有機協調.

3.2 開放空間與城市功能空間相互耦合

長春市的城市空間歷經北滿鐵路附屬地、南滿鐵路附屬地、商埠地和偽滿新京規劃等歷史建設階段，形成了目前的城市空間格局基礎.長春市環城內的舊城區是道路網結構與城市肌理的典型代表，對該區域內城市開放空間發展與城市空間布局應當遵循城市固有肌理，保持現有的道路網結構和建筑密度與形式，延續城市空間原有格局.長春市中心城區是城市開放空間布局與演化的重要承載區域，對其保護應該注重視覺高差、景觀特色風貌、濱水岸線以及天際輪廓的協調與歷史延續，保持城市空間開敞、疏朗的風格.

3.3 城市景觀與特色文化元素相互融合

“寬馬路、四排樹、圓廣場、小別墅”曾經是長春市典型景觀形態特征的外在集中表現，然而隨著城市化的快速發展，受到的外在干擾逐步增強，曾經的典型景觀隨著城市地域的外延擴大已不再顯著，小別墅已所剩無幾，現存城市中心的“圓廣場”功能逐漸退化.因此，對于長春開放空間優化布局需要以發展的視野來理解城市景觀特征的構成，從不同層面對其構成元素加以提煉和把握.現階段長春市城市景觀特征元素可以概括為特色街區、景觀廊道與綠色空間，其中景觀廊道是景觀道路與景觀節點的復合產物，而綠色空間則是綠色開放空間與濱水開放空間的綜合產物[29].長春作為多元文化融合的城市，在不同時期形成了地方文化的特色街區，其中對于長春刻畫最為深刻與典型的是“方格網+放射式”的城市格網、小范圍的城市街道以及疏落有致的建筑紋理、以圓廣場等內容為特征的城市中心區、以街坊式布局為特點的一汽生活區，綜合形成各具特色、印象深刻的城市景觀區域.

中心城區的街道景觀構成城市景觀系統的基本框架，長春市的新民大街、解放大路、人民大街、南湖大路等道路，連接景觀斑塊的各個景觀區域，共同構成代表長春典型文化特色的景觀廊道系統.其中兩條景觀廊道曾起到長春市空間軸線的作用，一條是偽滿時期的行政中心區(新民大街)軸線，但隨著城市不斷擴展，其城市中軸線的意義逐漸淡化；另一條則是人民大街主軸線.今天人民大街隨著城市的空間拓展與功能作用的強化，逐漸成為城市真正意義上的空間主軸線.

綠色空間作為長春開放空間的重要內容，主要包括了濱水空間以及各類綠地組成的綠色開放空間.其中濱水空間的合理規劃利用易于形成人工與自然特色相結合的城市景觀的典型區域；而各類綠地則是歷史文化的產物，空間形態上多為巴洛克式模式布局，更加突顯出城市美學內涵.

總之，對長春城市景觀特征要素的保護，即歷史文化街區、景觀廊道與綠色空間的保護，要維持與保護原有的生態格局，注重傳統文化與景觀的空間延續以及城市特色風貌的集中展示，堅持城市典型文脈的延續與城市特色景觀的塑造，利于城市歷史文化元素的保護利用.

3.4 開放空間與環境保護治理有機共生

長春市屬于缺水地區，因此一方面不僅要對濱水空間進行統籌規劃，另一方面也要注重節水、治水以及可持續用水的原則與方法.可通過節約的生產、生活方式減少資源消耗；重視垃圾分類管理，提高資源回收利用，降低污染，堅持經濟、生態環境相協調的發展戰略.

同時開放空間也是城市生態系統的生產者，人類干擾超出“生態承載能力”的閾值，生態系統將會產生負反饋作用.因此，對于開放空間應進行資源經濟化、資源生態化管理，并建立相匹配的協調機制.具體包括：一是對開放空間資源進行合理分配，明晰責任與產權主體，充分發揮資產效能，提高資產投入產出效率；二是對生態系統組成成分進行歸納分類并對應建立其生態效能賬戶，將難以評估、定量的成分類別進行量化與價值化；三是推行嚴格的森林、礦產資源開發政策，施行水污染治理價格補貼政策以及污染物治理與能源效率提高的能源補貼政策.

4 結論與討論

開放空間發展問題的識別是開放空間優化發展的前提，本文以長春市的開放空間為例分析了其空間格局特征.結果表明，目前長春市開放空間布局不均衡且擴展速度遲緩，開放空間發展不協調且割裂現象嚴重，空間設計主觀意愿強烈且缺少公眾參與性.

開放空間可達性測定是衡量開放空間公平正義的重要條件，本文基于網絡分析方法對長春市開放空間可達性進行的測度表明，現階段長春市開放空間分布比較集中，對于城市服務功能作用有待于進一步加強，空間格局有待于進一步優化，開放空間的公平正義作用發揮不強烈.

在問題識別與可達性測定基礎上，本文對長春市開放空間提出了具體的優化策略，即生態保護與生態文明建設有機協調、開放空間與城市功能空間相互耦合、城市景觀與特色文化元素相互融合、開放空間與環境保護治理有機共生.

對開放空間的研究需要從滿足群眾休閑功能的角度，構建相對完整、布局合理、景觀優美的城市社會空間網絡.開放空間網絡應該立足于城市開放空間的基本類型，使其服務半徑能夠基本覆蓋整個城市服務范圍.同時要補充具有廊道連接功能的游憩路徑，提高可達性，形成網絡化的開放空間格局，充分體現城市建設“以人為本”的理念.從市民的愿望出發、從時代的要求出發，滿足人們的最佳需求，還空間給市民，讓人們走出家門就如同走進花園，應該成為未來開放空間研究的迫切需要.