赵 林，林 菁，毛国柱，王 喆

(天津大学环境科学与工程学院，天津300072)

公园所提供的环境服务和社会功能是保障城市居民生活质量的重要环节[1]，其服务效率与市民尤其是老龄居民的健康状况密切相关[2-3]。在城市规划过程中，科学定量地评价公园的服务效率有助于城市公共绿地的优化布局，实现公共服务均等化[4]。

近年来，国内外许多学者在公共服务设施的布局优化和服务评价中运用可达性概念[5]，是指从空间中任意一点到源(公共服务设施)的相对难易程度[6]。自1959年Hansen尝试定义可达性在大都市区域中的表达方法[7]，这一概念即成为城市规划领域的研究热点。一方面，可达性概念被运用到大尺度区域的规划布局研究中，例如东南亚城市在国际航线中的可达水平[8]、高速铁路网络中省际范围内各城市的通达程度[9]等。另一方面，可达性分析作为地理学的分析方法，也被运用到小尺度区域内关于公共服务设施的研究中，相关研究已涉及商业金融设施[10]、医疗设施[11]、学校[12-14]、公园[15]等的布局合理性及服务效率评价。然而，在可达性计算方面，现有研究常采用统计指标法、缓冲区法、最小距离法等方法，这些方法都在不同程度上存在精度不高的问题，即无法体现小尺度区域间的可达性差异，在模拟可达性变化表面时存在一定偏差。另一方面，国内外有关研究在将可达性作为评价公共设施服务效率的指标时，多忽略了区域内人口分布密度变化造成的服务效率差异，且将基于可达性的服务效率评价用于公园规划方案的决策和调整还未见报道。

本文以《沧州市城市总体规划》中构建的主城区公园体系为研究对象，利用GIS，采用费用距离法模拟到达公园的真实路径和阻力，计算规划方案中城市公园系统的空间可达性，表达小至10米×10米尺度上的可达性变化。本文在可达性模拟基础上，考虑了城市区域中的规划人口分布变化，对城市公园服务效率和服务公平性进行量化，为沧州市城市公园规划方案的决策和调整提供依据。

一、评价范围界定

沧州市的主城区由京沪高速公路、石黄高速公路以及规划中的京济高速公路围合而成，选取其中的规划居住片区为研究区域。当前沧州市公共绿地存在总量少、布局不成系统的问题，其公共绿地总面积仅为2.03平方千米，为城市建设用地的3.43%。2006年末，沧州市城区居住人口约为61.3万人，2020年规划人口为100万。

为创造清晰、系统的城市绿地景观格局，提供便利、高效的公共服务，沧州市城市总体规划在现有人民公园、南湖公园等城市公园的基础上，规划建设7处市级、13处组团级公园，其规划方案实现后可使人均公共绿地面积达到国家园林城市标准，但该方案未对其公共服务效率进行评价。

二、研究方法

本文研究所需数据源自《沧州市城市总体规划(2008—2020年)》主城区用地规划DWG矢量文件;道路交通系统规划、人口容量与居住区规划和主城区绿地系统规划JPEG栅格图像;沧州市城乡规划局公布的城市规划及统计数据。

1.可达性表达方法

通过最小活动量获取最大的接触机会是人类活动的基本规律[16]，本文以出发点到达城市公园的最短旅行时间来表达研究区域内公园的可达性水平。居民从出发点到达城市公园的最短旅行时间，并非简单的沿着两点间的直线距离即可实现，而是应沿着真实路径，即城市道路交通网络行进。由此可知，城市公园的可达性取决于城市道路交通系统、土地利用类型以及城市公园布局的共同作用，采用费用距离法进行可达性分析，可将以上因素通过栅格属性值的形式纳入考量，具体方法如下。

利用ArcGIS 9.3软件平台提取主城区道路交通网络以及居住区矢量数据，将行车速度作为属性值赋予不同等级的道路。沧州市总体规划中将道路系统划分为结构性主干路、一般主干路、次干路及支路4个等级，并规定结构性主干路和一般主干路的行车速度分别为60千米/时和50千米/时，次干路及支路的行车速度则根据《中华人民共和国公路工程技术标准(JTGB-2003)》中的规定设定为30千米/时和20千米/时。为保证可达性计算精度，设定栅格大小为10米×10米，参考现有研究算法[17]，得到通过结构性主干路栅格、一般主干路栅格、次干路栅格和支路栅格的时间成本分别为0.01分、0.012分、0.02分和0.03分，道路栅格以外的居住区栅格，使用重分类工具，对其赋值0.04分，居住区范围内存在现实中无法穿越的水域、绿地面积，将其时间成本设置为1000分，将交通网络矢量数据转化为栅格数据，即得到时间成本栅格图。

将主城区绿地系统规划图与道路交通系统矢量图进行匹配，建立城市公园矢量图层，即得到可达性分析的目标源，通过ArcGIS空间分析模块中的成本距离命令进行可达性分析，选取10分、20分、30分和40分作为临界值，将所得结果划分为5个时间成本区间，分别对应5个可达性等级，至此可计算出不同可达性等级下的服务区域面积。

2.服务人口计算

由于存在可达性较好的区域人口密度小，可达性较差的区域人口密度大的可能性，因此需要将人口分布与可达性结合考虑，才能真实反映城市公园的服务效率。

以人口容量与居住区规划数据为基础，通过以下公式计算各居住片区的规划人口密度，模拟研究区域的人口密度变化表面，得到人口分布栅格图，即

式中:P为居住片区人口密度;N为居住片区范围内规划总人口数;S为居住片区范围内总面积。

以ArcGIS分析所得可达性等级图对人口分布栅格图进行剪裁，统计不同等级对应的服务人口，从而得到城市公园服务评价指标计算的依据。

3.服务效率评价指标

通过费用距离法得到各个等级的服务面积和服务人口数，继而统计以下两个指标作为定量评价研究区域中公园服务效率的依据，即

三、沧州市公园可达性与服务效率分析

1.沧州市城市公园和人口分布特征

(一)规划城市公园总体特征

沧州市现已有人民公园、南湖公园、莲花池公园和胜利公园，这些公园是居民进行公共活动的重要场所。沧州市建成区范围自南运河沿岸逐渐向东西两侧扩展，形成现在的主城区范围，目前建成的城市公园均位于主城区中心地段，且紧密分布在南运河东西两侧，相对集中的布局使得现状公园的可达性不佳，服务公平性差，与主城区逐渐向外扩张的发展趋势相矛盾，亦不能满足人口规模扩大带来的新需求。

为改变绿地建设滞后的现状，沧州市进行了系统的城市公园规划。对沧州市规划道路系统、居住区和绿地进行矢量化的结果如图1所示。规划对现有人民公园、南湖公园进行扩建，保持莲花池公园现状，并新建永济公园、体育公园等5处市级公园以及东运河公园、新华公园等12处组团级公园，其中工业区公园距离规划居住片区较远，不作为研究对象，该规划可使主城区的人均公共绿地面积达到10.35平方米。

图1 沧州市主城区公园规划分布

规划城市公园仍相对集中地分布在旧城区，即运西北二、运西中、运东北、运东中、运东南、道东北和道东南居住区，以消除公园服务与中心城区的高人口密度之间的矛盾。对规划新开发的城西北、城西中、城西南、运西南、运西北一和开发区居住区，亦同步规划配套公园服务设施。此外，主城区公园对自然地貌存在较大依赖，如南湖公园、小流津河公园、莲花池公园和高教公园都依附水体修建。

就总体而言，规划中城市公园数量和面积较之现状都有极大增加，整体分布为均衡中有所集中，既重视各居住片区市民对公园的需求，力求将服务半径覆盖整个主城区，又考虑人口密度造成的需求差异，公园体系相对完整，但实际服务效率尚未可知。

(二)人口分布特征

主城区人口扩张趋势与城市公园体系规划相协调，都是由围绕南运河的旧城区向东西两侧扩张。主城区人口分布普遍十分密集，人口最密集处为运东南部居住区，人口密度达29 381人/平方千米，开发区居住区的人口密度最小，为12 961人/平方千米。旧城区人口较新规划居住片区密集，除道东北部居住区的人口密度为14 186人/平方千米外，其余旧城区中居住片区的人口密度均高于18 000人/平方千米，新规划居住片区中除城西北部居住区的人口密度为18 666人/平方千米外，其余人口密度均低于18 000人/平方千米。

2.规划方案的公园服务效率评价

通过前述方法，分析所得主城区关于规划公园的可达性分布如图2所示。从总体上看，规划后主城区的公园可达性状况优良，到达公园最短旅行时间在30分钟以内的区域为优势区域，但显然规划居住区内的可达性存在不均衡性，可达性最差处需60.6分钟车程才能到达公园。

图2 主城区规划公园可达性

由图2可见，旧城区可达性普遍较好，多为30分钟以内可达区，仅在运西中部居住区的东部、道东北部居住区的东北部以及运东南部居住区存在服务盲区，可达性较差，需驾车30分钟以上才可到达，甚至存在可达性极差区域，居民需花费40至60分钟行车时间才可到达城市公园。相比之下，新规划居住片区的可达性存在较大不均衡性，各新规划居住片区均存在不同程度的服务盲区，其中城西北部居住区和运西南部居住区存在大面积的可达性极差区域。进一步计算主城区的服务效率评价指标(见表1)。

表1 沧州市主城区城市公园服务评价指标

整体而言，主城区的公园服务效率优良，30分钟内可达的服务面积比达到76.86%，服务人口比达77.21%，说明主城区中绝大部分区域及居民可以较便捷地获得城市公园服务，30分钟内不可达的区域相对较少。各等级时间成本所辐射的服务区域面积差异较大，其中10～20分钟、20～30分钟两个时间段的服务面积和人口比例最高，但仅有不足10%的居民位于10分钟内可达的服务极佳区域，且时间成本大于40分钟的服务极差区域仍占5.57%，可见规划后的城市公园系统仍存在小部分服务盲区。

服务面积比例和服务人口比例的变化趋势一致，且同一服务等级下的两个评价指标数值较接近，可见城市公园公共服务与人口分布之间不存在突出矛盾，其主要原因是公园规划与人口扩张的战略统一，可达性较好区域集中的旧城区正是人口密度较大区域。

进一步比较各个居住片区的公园服务面积比例分布差异(见表2)。其中以旧城区中运西北二、运东北部、运东中部和道东南部居住区的服务效率最高，位于第一阶梯，其30分钟内可达的服务面积比均高于95%，且不存在服务极差区域，主要原因是这些居住区中的城市公园分布密集且均匀，仅运西北二、运东北部、运东中部3个居住区中就分布有新民公园、人民公园、莲花池公园和东运河公园，且临近永济公园、迎宾公园和南湖公园。另外，旧城区较长的发展历史使得该区域道路网络完善，不仅有较高等级道路贯穿其中，且次干道分布相当密集。服务效率位列第二阶梯的有运西中部、道东北部、城西南部、城西中部、运西北一和开发区居住区，其30分钟内可达的服务面积比为70% ～90%，存在小部分服务盲区，原因为这些区域中城市公园分布密度相对较小且不均匀，例如城西南部居住区中仅在西北角布置一处高教公园，造成东南部可达性不佳的状况。另外，这些居住区中虽有较高等级的一般主干道通过，但路网密度低于第一阶梯区域，次干道数量较少。第三阶梯包括旧城区的运东南部居住区，30分钟内可达的服务面积比仅为41.37%，第三阶梯还包括新规划的城西北部和运西南部居住区，30分钟内可达服务面积比分别为37.78%和59.72%，存在大面积服务盲区，最主要原因在于区域内城市公园分布密度小，城西北部和运东南部居住区内都未规划城市公园。

表2 各居住片区城市公园服务面积比例

四、结 语

为消除沧州市公共绿地的供需矛盾，城市公园系统的合理规划布局至关重要。《沧州市城市总体规划》中提供的城市公园规划方案可使人均公园绿地面积、绿地率、建成区绿化覆盖率等传统评价指标达到国家园林城市水平，但忽略了对市民到达公园的便利程度以及公园公共服务效率的考虑。本文综合规划人口、交通、土地利用和城市公园数据分析了主城区公园的真实可达性，在此基础上计算服务面积比和服务人口比，其相较于传统指标更能反映城市公园的真实服务效率。

研究结果表明:规划后主城区的公园服务辐射范围较之现状有极大改善，城市公园的公共服务水平总体优良，30分钟内可达的服务面积比和服务人口比均超过75%，服务面积比和服务人口比呈现同增同减趋势。然而，主城区范围内的公园公共服务存在不均衡性，具体表现在旧城区整体服务水平优于新规划片区，其中运西北二、运东北部、运东中部和道东南部居住区的规划合理完善，享有最佳的公园公共服务。而规划后的城市公园服务仍无法辐射主城区全部范围，40分钟内不可达的服务面积比和服务人口比约为5%，存在小部分服务盲区，主要集中在运东南部居住区、城西北部居住区和运西南部居住区，可见此规划方案还可进一步完善。研究中总结出各居住片区对于城市公园的可达性主要受3方面的影响:一是居住区中及其附近区域的城市公园数量及其分布，这是影响可达性的最主要因素;二是区域内的路网密度及连通程度;三是区域内交通道路的等级高低。从这3个因素出发，对规划方案进行完善，可以有效地改善可达性，优化主城区公园的服务效率。

本文采用费用距离法计算沧州市主城区公园的可达性，基于栅格大小为10米×10米的可达性变化表面划分服务等级。除可达性外，还考虑了人口密度变化影响下的城市公园服务效率，并统计两个服务效率评价指标，其相较于传统评价指标能较真实地反映城市公园信息，相关结果可为沧州市城市公园的后续规划提供科学依据。本文所进行的可达性研究采用城市公园的几何中心代表其入口，且未考虑不同公园的“吸引力”差异，这对本文的结果可能产生一定影响，对于出行方式的细化以及服务人口年龄层等的更详细考虑，也有待在今后的工作中做进一步的研究。

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