城市拓展区绿地系统空间结构生态效能研究
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摘要
城市化,是人类科学技术文化和社会经济发展的产物。随着随着城市化水平的提高,城市生态环境逐渐恶化,城市绿地系统被寄予改善城市生态环境的厚望,城市绿地系统在世界各国城市建设中的地位日益提高。
改革开放三十多年来,尤其是近十年以来,我国的城市化水平显著提高。由于我国原有的的城市化水平相对较低,城市扩张的空间需求十分巨大,城市建成区的规模呈现爆发式增长,城市生态环境水平也急剧恶化。同时,自然地理和社会经济等方面因素的限制,使得在已建成区改造或增加绿地的成本十分高昂。而在城市的待建区域即城市拓展区,建设绿地系统的成本相对较低,也易于建设成体系的绿地系统。
绿地系统的服务水平(即生态效能)与其空间结构有着密切的关系。而目前城市绿地系统的规划决策多从定性的角度出发,较为缺乏定量的研究。这些因素使得绿地系统的规划决策在城市规划体系中相对缺乏说服力,往往受制于其他专业规划的影响。本文即是通过建立空间模型的方式,研究探讨在我国目前的城市规划管理体制之下,城市绿地系统的空间结构对城市绿地系统的生态效能的影响,并尝试探讨分析其原因。从而通过空间模型的定量研究分析,为城市绿地系统的规划决策提供技术支持。本文共分为三个主要部分：
第一部分包括第一章和第二章,主要是背景研究,是对论文研究的背景、意义、目的和方法以及相关概念和国内外研究的现状做出简要说明。
第二部分包括第三章和第四章,通过文献研究、案例分析和对相关城市建设理想的分析总结,探讨空间模型的参数设定以及生态效能的评价方式。
第三部分包括第五章至第七章,运用第二部分的研究成果,绘制设定参数的绿地系统空间结构模型,并论证该空间模型的合理性；进而对该绿地系统空间模型进行生态效能的评价分析,探讨影响绿地系统生态效能的影响因素和相互关系。通过这些分析,为城市绿地系统的建设提出相关建议。
Urbanization is the result of the development of human science, culture and economy. As the promoting of urbanization, the urban ecological environment is deteriorating. The urban green space system, anchored with great hope in improving urban ecological environment, has a rising status in the urban construction all over the world.Over the past30years since the introduction of reform and opening to the outside world, especially in the last decade, urbanization in China has a significantly improvement.
Due to the former urbanization level in China is relatively low; there is a huge demand of city expansion. As the urbanized area is growing explosively, the urban ecological environment is degenerating rapidly. At the mean time, because of the restriction of both physical geography and social economy, it costs extraordinary high to increase greening land in urbanized area. In contrast, to increase greening land in urban development area costs relatively low. In addition to this, it is easier to build up green space systemly.
Eco-efficient of green space system is closely related to its spatial structure.However. the present planning decisions are majorly focus on the qualitative aspect. The quantitative research is scarce.These factors cause the planning decisions lack persuasion in the urban Planning System and it is restricted by other specialty planning.This paper is to research, under Chinese present urban planning administration system, the impact on the Eco-efficient from the spatial structure within green space system by establishing spatial model and to discuss and to analyze the causes.To provide the urban green space system planning decisions with technical support by quantitatively research and analysis, the paper contains the following three parts:
The first part, focus on background research, includes two chapters. It is the brief description of the background, significance, purpose, method, relative concept and the present situation of the research home and abroad.
The second part includes two chapters, is to discuss the parameter settings of spatial structure and the evaluation method of Eco-efficient by researching literatures, analyzing cases and summarizing the urban construction ideal.
The last part contains the fifth chapter to the seventh chapter. Base on the research results of second part, it draws the spatial structure model of green space system which set the parameter and proofs the rationality of the spatial structure. Then it discusses the influencing factors of green space system Eco-efficient and the relation between them by evaluating the Eco-efficient of the green space system spatial structure. On the basis of all the analysis, the paper recommends proposals to the construction of green urban space system.
改革开放三十多年来,尤其是近十年以来,我国的城市化水平显著提高。由于我国原有的的城市化水平相对较低,城市扩张的空间需求十分巨大,城市建成区的规模呈现爆发式增长,城市生态环境水平也急剧恶化。同时,自然地理和社会经济等方面因素的限制,使得在已建成区改造或增加绿地的成本十分高昂。而在城市的待建区域即城市拓展区,建设绿地系统的成本相对较低,也易于建设成体系的绿地系统。
绿地系统的服务水平(即生态效能)与其空间结构有着密切的关系。而目前城市绿地系统的规划决策多从定性的角度出发,较为缺乏定量的研究。这些因素使得绿地系统的规划决策在城市规划体系中相对缺乏说服力,往往受制于其他专业规划的影响。本文即是通过建立空间模型的方式,研究探讨在我国目前的城市规划管理体制之下,城市绿地系统的空间结构对城市绿地系统的生态效能的影响,并尝试探讨分析其原因。从而通过空间模型的定量研究分析,为城市绿地系统的规划决策提供技术支持。本文共分为三个主要部分：
第一部分包括第一章和第二章,主要是背景研究,是对论文研究的背景、意义、目的和方法以及相关概念和国内外研究的现状做出简要说明。
第二部分包括第三章和第四章,通过文献研究、案例分析和对相关城市建设理想的分析总结,探讨空间模型的参数设定以及生态效能的评价方式。
第三部分包括第五章至第七章,运用第二部分的研究成果,绘制设定参数的绿地系统空间结构模型,并论证该空间模型的合理性；进而对该绿地系统空间模型进行生态效能的评价分析,探讨影响绿地系统生态效能的影响因素和相互关系。通过这些分析,为城市绿地系统的建设提出相关建议。
Urbanization is the result of the development of human science, culture and economy. As the promoting of urbanization, the urban ecological environment is deteriorating. The urban green space system, anchored with great hope in improving urban ecological environment, has a rising status in the urban construction all over the world.Over the past30years since the introduction of reform and opening to the outside world, especially in the last decade, urbanization in China has a significantly improvement.
Due to the former urbanization level in China is relatively low; there is a huge demand of city expansion. As the urbanized area is growing explosively, the urban ecological environment is degenerating rapidly. At the mean time, because of the restriction of both physical geography and social economy, it costs extraordinary high to increase greening land in urbanized area. In contrast, to increase greening land in urban development area costs relatively low. In addition to this, it is easier to build up green space systemly.
Eco-efficient of green space system is closely related to its spatial structure.However. the present planning decisions are majorly focus on the qualitative aspect. The quantitative research is scarce.These factors cause the planning decisions lack persuasion in the urban Planning System and it is restricted by other specialty planning.This paper is to research, under Chinese present urban planning administration system, the impact on the Eco-efficient from the spatial structure within green space system by establishing spatial model and to discuss and to analyze the causes.To provide the urban green space system planning decisions with technical support by quantitatively research and analysis, the paper contains the following three parts:
The first part, focus on background research, includes two chapters. It is the brief description of the background, significance, purpose, method, relative concept and the present situation of the research home and abroad.
The second part includes two chapters, is to discuss the parameter settings of spatial structure and the evaluation method of Eco-efficient by researching literatures, analyzing cases and summarizing the urban construction ideal.
The last part contains the fifth chapter to the seventh chapter. Base on the research results of second part, it draws the spatial structure model of green space system which set the parameter and proofs the rationality of the spatial structure. Then it discusses the influencing factors of green space system Eco-efficient and the relation between them by evaluating the Eco-efficient of the green space system spatial structure. On the basis of all the analysis, the paper recommends proposals to the construction of green urban space system.
引文
1中华人民共和国建设部.《城市规划基本术语标准》(GB/T50280-98)[S].1998.
2中华人民共和国建设部.《园林基本术语标准》(CJJ/T91-2002)[S].2002.
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6苏怡.城镇绿地生态网络的特征及其生态效能的关联性研究[D].北京林业大学硕士论文,2010：4.
7鲁鑫,马民涛.北京城市拓展区社会环境问题初探[J].环境与可持续发展,2011(1).
8商振东.市域绿地系统规划研究fD].北京林业大学博士论文,2006：31.
9商振东.市域绿地系统规划研究[D].北京林业大学博士论文,2006：26.
10苏怡.城镇绿地生态网络的特征及其生态效能的关联性研究[D].北京林业大学硕士论文,2010：4.
17邬建国著.景观生态学[M].高等教育出版社,2007年4月第2版：111.
12毕凌岚.生态城市物质空间系统结构模式研究[D].重庆大学博十论文,2004年：307.
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14邬建国著.景观生态学[M].高等教育出版社,2007年4月第2版：189.
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16徐家钰,程家驹著.道路工程[M].同济大学出版社,2004：218.
17李德华.城市规划原理[M].中国建筑工业出版社,2001：287.
18[苏]M.C.费舍里松著.任福田.等译.城市交通[M].中国建筑工业出版社.1984：42.179.
19段里仁.城市交通概论[M].北京出版社1984：44 212.
20本表内公里值均按照引用资料的数据以1英里=1609米,1英尺=0.3048米换算而来。
21贺娟,邓卫等.基于出行方式的城市到路级配研究[J].交通运输系统工程与信息,2008(10).
22括号中数字系取上下限的平均值.
23中华人民共和国建设部.《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95)[S].1995.
24 Richard A. Fuller, Kevin J. Gaston, The scaling of green space coverage in European cities, BIOLOGY LETTERS [M], Volume:5 Issue:3 Pages:352-355 DOI:10.1098/rsbl.2009.0010 Published:JUN 23 2009.
25施梁.城市居住用地发展研究[D].东南大学博士学位论文,2000：52.
26《关于修订(国家园林城市遥感调查与测试要求)的通知》,建城园函[2010]150号,中华人民共和国住房和城乡建设部,http://www.mohurd. gov.cn/lswi/tz/icvh2010150.htm.
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29封云.公园绿地规划设计(第2版)[M].中国林业出版社,2004：:5.
30张庆费,杨文锐,乔平.国际大都市城市绿化特征分析[J].中国园林,2004(7).
31吴人韦.国外城市绿地的发展历程[J].城市规划,1998(6).
22孟刚等编著.城市公园设计[M].同济大学出版社,2003：38-40.
33根据原表内数据计算。
347均以各市规划局最新公布实施版的总体规划或近期建设规划为准,其中：合肥市,《合肥市近期建设规划(2006-2010)》：济南市,《济南市总体规划(2006-2020)》：菏泽市,《菏泽市总体规划(2003-2020)》：西安市,《西安市总体规划(2004-2020)》。
35在测量时包含水体宽度是基于以下两个方面的考虑,首先,水体具有生态价值这一点是毋庸置疑的,虽然其生态价值与其他类型的绿地的折算关系口前尚无明确研究结果,其次,在我国的城市绿地建设考核指标中(中华人民共和国住房和城乡建设部.关于修订《国家园林城市遥感调查与测试要求》的通知.建城园函[2010]150号),城市绿地中的水体,其面积是要根据相关规范按照一定比例(分为100%计入,50%计入和不计入三种)计入绿地总量的。因此,本研究采用100%折算为绿地的方式将水体进行折算。
36科隆的内环绿带并不是·个完整的圆,其东向无测量值,而南向和北向的角度也并非十足的90度,在角度选取和等分时,按照实际总角度等分。
37科隆的外环绿带基本呈一个完整的环形,但是由于道路。水体等分割,其每段的宽度变化转大。故分别测量该环形上,连续布置和出现的绿带宽度(称为每段主线宽度)和等分线实际穿过的绿带总宽度(称为每段总宽度)。
38即在该尺度设定的基础上,只要再增加一倍粒度的放射状绿地宽度,就会导致该级别绿地总量不足以分配到各条绿带中。
40文国玮.城市交通与道路系统规划设计[M].清华大学出版社.1991：14-15.
41倪捷,刘志强,高亦益.带形城市的公共交通规划[J].城市问题,2009(01).
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44毕凌岚.生态城市物质空间系统结构模式研究.重庆大学博士论文,2004：307-309.
45 http://www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html. Fragstats.(V3.3).帮助文件,本表内与Fragstats相关的指标参数均是翻译整理后的内容,括号内逗号前的L+数字农示的是在软件内的指标代号,逗号后为指标简写,下同。
56该方法适用于考察对象均为连续变量的情况,从一般经验分析,生态效能的分析结果应该呈现非正态分布的状况,因此相关分析的过程中选用Spearman:月关系数,进行双侧检验。相关系数的取值范围范介于-1与1之间,即-1≤r≤1；当0 57由十邻接面数(即城市拓展区与现状建成区的邻接关系)和绿地布局类型为分类变量,生态效能为连续变量，因此太研究中根据这一特点.在分析前两者与生态效能的相关性时.使用交叉列联表分析.冼取按区间标定(Nominal by Interval)的Eta,并使用卡方检验Chi-square)检验两者相关情况的显著性(即显著性是否合理)。关于两个指标的说明：按区间标定(Nominal bv Interval)-Eta:范围在0到1之间的杆关性测量,其中0值农示行变量和列变量之间无相关性,接近1的值表示高度相关。Eta适用于在区间尺度上度量的因变量(例如收入)以及具有有限类别的自变量(例如性别)。计算两个Eta值：一个将行变量视为区间变量,另一个将列变量视为区间变量。卡方检验过程可将一个变量以表格形式列在不同的类别中,并计算卡方统计量。此拟合优度检验比较每个类别中的观察的和期塑的频率,以检验所有类别是否包含相同比例的值,或检验每个类别是否包含用户指定比例的值：本检验为非参数检验,不要求假定基础分布的形状。数据均假定为随机样本。每个类别的期望频率应至少为1。应有不超过20%的类别具有小于5的期望频率。需要特别指出的是,本研究使用卡方检验意在检验Eta检验的合理性,因此,在使用中,以线性和线性组合为主要参考值,置信度使用0.05,即足说如果线性和线性组合的sig值大于0.05,则Eta检验是不合理的,其结果为假,即参与分析计算的两者之间无相关性；而如果其sig值小于等于0.05,则Eta检验是合理的,其结果为真,即参与分析计算的两者之间有相关性。
58于俊年编著.计量经济学[Ml.对外经济贸易大学出版社,2009：82.
59周玉敏,邓维斌编著.SPSS16.0与统计数据分析[M].西南财经大学出版社,2009：208.
60[美],多米尼克·萨尔瓦多,德里克·杰瑞著.统计学与计量经济学[M].复旦大学出版社,2008：235.
61本表格的内容是汇总了以下三本著作的相关内容整理而来：1、于俊年编著.计量经济学[M].对外经济贸易大学出版社,2009：59-62：2、[美],多米尼克·萨尔瓦多,德里克·杰瑞著.统计学与计量经济学[M].复旦大学出版社,2008：180：3、周玉敏,邓维斌编著.SPSS16.0与统计数据分析[M].西南财经大学出版社,2009：235-237.
66[美]文克·E·德拉姆斯塔德,詹姆斯·D·奥尔森，理查德·T·T·福曼著.朱强,黄丽玲,俞孔坚译.景观生态学和土地利用规划中的景观生态学原理[M].中国建筑工业出版社,2010：27.
67[美]文克·E·德拉姆斯塔德,詹姆斯·D·奥尔森,理查德·T·T·福曼著.朱强,黄丽玲,俞孔坚译.景观生态学和土地利用规划中的景观生态学原理[M].中国建筑工业出版社,2010：39.
68[美]辛西娅·格林,雷纳德·凯利特著.范锐星,梁蕾译.小街道与绿色社区[M].中国建筑工业出版社,2010：56.
69[美]Eugene P.Odum, Garv W。Barrett著.陆健健,下伟,王天慧,何文姗,李秀珍译.生物学基础[M].高等教育出版社，2009：344.
70邬建国著.景观生态学[M].高等教育出版社,2007年4月第2版：187-190.
71 《德源新城城市空间布局研究》.成都市郫县规划建设局,2010.
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[10]ArcGIS(V9.2)帮助文件.
[11]Fragstats(V3.3)帮助文件.
[12]SPSS(V18.0)帮助文件.
2中华人民共和国建设部.《园林基本术语标准》(CJJ/T91-2002)[S].2002.
3中华人民共和国建设部.《城市绿地分类标准》(CJJ/T 85-2002)[S].2002.
4商振东.市域绿地系统规划研究[D].北京林业大学博士论文,2006：6.
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9商振东.市域绿地系统规划研究[D].北京林业大学博士论文,2006：26.
10苏怡.城镇绿地生态网络的特征及其生态效能的关联性研究[D].北京林业大学硕士论文,2010：4.
17邬建国著.景观生态学[M].高等教育出版社,2007年4月第2版：111.
12毕凌岚.生态城市物质空间系统结构模式研究[D].重庆大学博十论文,2004年：307.
13贾刘强.城市绿地缓解热岛的空间特征研究[D].西南交通大学博士论文,2009年：157.
14邬建国著.景观生态学[M].高等教育出版社,2007年4月第2版：189.
15朱强,俞孔坚,李迪华.景观规划中的生态廊道宽度[J].生态学报,2005(09).
16徐家钰,程家驹著.道路工程[M].同济大学出版社,2004：218.
17李德华.城市规划原理[M].中国建筑工业出版社,2001：287.
18[苏]M.C.费舍里松著.任福田.等译.城市交通[M].中国建筑工业出版社.1984：42.179.
19段里仁.城市交通概论[M].北京出版社1984：44 212.
20本表内公里值均按照引用资料的数据以1英里=1609米,1英尺=0.3048米换算而来。
21贺娟,邓卫等.基于出行方式的城市到路级配研究[J].交通运输系统工程与信息,2008(10).
22括号中数字系取上下限的平均值.
23中华人民共和国建设部.《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95)[S].1995.
24 Richard A. Fuller, Kevin J. Gaston, The scaling of green space coverage in European cities, BIOLOGY LETTERS [M], Volume:5 Issue:3 Pages:352-355 DOI:10.1098/rsbl.2009.0010 Published:JUN 23 2009.
25施梁.城市居住用地发展研究[D].东南大学博士学位论文,2000：52.
26《关于修订(国家园林城市遥感调查与测试要求)的通知》,建城园函[2010]150号,中华人民共和国住房和城乡建设部,http://www.mohurd. gov.cn/lswi/tz/icvh2010150.htm.
27张庆费,乔平等.伦敦绿地发展特征[J].中国园林.2003(10).
28李永雄,陈明义等.试论中国公园分类与发展趋势[J].中国园林.1996(3).
29封云.公园绿地规划设计(第2版)[M].中国林业出版社,2004：:5.
30张庆费,杨文锐,乔平.国际大都市城市绿化特征分析[J].中国园林,2004(7).
31吴人韦.国外城市绿地的发展历程[J].城市规划,1998(6).
22孟刚等编著.城市公园设计[M].同济大学出版社,2003：38-40.
33根据原表内数据计算。
347均以各市规划局最新公布实施版的总体规划或近期建设规划为准,其中：合肥市,《合肥市近期建设规划(2006-2010)》：济南市,《济南市总体规划(2006-2020)》：菏泽市,《菏泽市总体规划(2003-2020)》：西安市,《西安市总体规划(2004-2020)》。
35在测量时包含水体宽度是基于以下两个方面的考虑,首先,水体具有生态价值这一点是毋庸置疑的,虽然其生态价值与其他类型的绿地的折算关系口前尚无明确研究结果,其次,在我国的城市绿地建设考核指标中(中华人民共和国住房和城乡建设部.关于修订《国家园林城市遥感调查与测试要求》的通知.建城园函[2010]150号),城市绿地中的水体,其面积是要根据相关规范按照一定比例(分为100%计入,50%计入和不计入三种)计入绿地总量的。因此,本研究采用100%折算为绿地的方式将水体进行折算。
36科隆的内环绿带并不是·个完整的圆,其东向无测量值,而南向和北向的角度也并非十足的90度,在角度选取和等分时,按照实际总角度等分。
37科隆的外环绿带基本呈一个完整的环形,但是由于道路。水体等分割,其每段的宽度变化转大。故分别测量该环形上,连续布置和出现的绿带宽度(称为每段主线宽度)和等分线实际穿过的绿带总宽度(称为每段总宽度)。
38即在该尺度设定的基础上,只要再增加一倍粒度的放射状绿地宽度,就会导致该级别绿地总量不足以分配到各条绿带中。
40文国玮.城市交通与道路系统规划设计[M].清华大学出版社.1991：14-15.
41倪捷,刘志强,高亦益.带形城市的公共交通规划[J].城市问题,2009(01).
42杨辉.主动与被动—西北地区东部带形城市发展的新探索[D].西安建筑科技大学硕士论文,2007：2.
44毕凌岚.生态城市物质空间系统结构模式研究.重庆大学博士论文,2004：307-309.
45 http://www.umass.edu/landeco/research/fragstats/fragstats.html. Fragstats.(V3.3).帮助文件,本表内与Fragstats相关的指标参数均是翻译整理后的内容,括号内逗号前的L+数字农示的是在软件内的指标代号,逗号后为指标简写,下同。
56该方法适用于考察对象均为连续变量的情况,从一般经验分析,生态效能的分析结果应该呈现非正态分布的状况,因此相关分析的过程中选用Spearman:月关系数,进行双侧检验。相关系数的取值范围范介于-1与1之间,即-1≤r≤1；当0
58于俊年编著.计量经济学[Ml.对外经济贸易大学出版社,2009：82.
59周玉敏,邓维斌编著.SPSS16.0与统计数据分析[M].西南财经大学出版社,2009：208.
60[美],多米尼克·萨尔瓦多,德里克·杰瑞著.统计学与计量经济学[M].复旦大学出版社,2008：235.
61本表格的内容是汇总了以下三本著作的相关内容整理而来：1、于俊年编著.计量经济学[M].对外经济贸易大学出版社,2009：59-62：2、[美],多米尼克·萨尔瓦多,德里克·杰瑞著.统计学与计量经济学[M].复旦大学出版社,2008：180：3、周玉敏,邓维斌编著.SPSS16.0与统计数据分析[M].西南财经大学出版社,2009：235-237.
66[美]文克·E·德拉姆斯塔德,詹姆斯·D·奥尔森，理查德·T·T·福曼著.朱强,黄丽玲,俞孔坚译.景观生态学和土地利用规划中的景观生态学原理[M].中国建筑工业出版社,2010：27.
67[美]文克·E·德拉姆斯塔德,詹姆斯·D·奥尔森,理查德·T·T·福曼著.朱强,黄丽玲,俞孔坚译.景观生态学和土地利用规划中的景观生态学原理[M].中国建筑工业出版社,2010：39.
68[美]辛西娅·格林,雷纳德·凯利特著.范锐星,梁蕾译.小街道与绿色社区[M].中国建筑工业出版社,2010：56.
69[美]Eugene P.Odum, Garv W。Barrett著.陆健健,下伟,王天慧,何文姗,李秀珍译.生物学基础[M].高等教育出版社，2009：344.
70邬建国著.景观生态学[M].高等教育出版社,2007年4月第2版：187-190.
71 《德源新城城市空间布局研究》.成都市郫县规划建设局,2010.
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