南京市公园绿地与人口规模耦合协调的时空演变

2021-01-13殷文彧邵大伟吴殿鸣

中国城市林业 2021年6期

殷文彧邵大伟吴殿鸣

摘要：城市快速扩张和人口高度集聚导致公园绿地与人口矛盾愈发突出，亟需探究其协同规律、优化其空间配置。文章借助耦合协调度模型、空间相关性方法，深入不同尺度公园绿地和街道单元，对1990—2017年南京公园绿地与人口规模的时空耦合关系进行分时段研究。结果表明：1）耦合协调度呈波动式上升趋势，但持续偏低，且随公园绿地尺度增大而减小;2）耦合协调的空间格局由聚集向随机分布转变，由老城区向南北扩张;3）耦合协调度总体呈现正相关空间关系，中小尺度多由聚集向分散、均衡演变，较大尺度则由分散趋向集中布局。基于研究结果提出对策建议，以期为公园绿地、人口空间优化配置提供科学依据，促进美好人居环境建设。

关键词：公园绿地，人口规模，耦合协调度，时空演变，尺度，南京

DOI： 10.12169/zgcsly.2020.02.17.0001

Abstract： The rapid expansion of cities and high concentration of population lead to the increasingly prominent contradiction between park green space and population. It is urgent to explore the law of their coordination and optimize their spatial allocation. Using the coupling coordination model and spatial correlation method， the spatio-temporal coupling relationship between park green space and population size in 1990-2017 is studied at park green spaces and streets of different scales in Nanjing. The results show that： 1） the coupling coordination degree fluctuates in an upward trend， but constantly remains low， and decreases with the increase of the park green space scale; 2） the spatial pattern of coupling coordination changes from aggregation to random distribution and expands from the old city to the north and south of the city; and 3） the coupling coordination degree generally presents a positive correlation spatial relationship， but the park green spaces in the small and medium scales tend to evolve from aggregation to dispersion and equilibrium， while those in the large scales tend to be centralized from dispersion. The paper comes up with recommendations based on the above analyses， with the expectation to provide scientific basis for the optimal allocation of park green spaces and population space and promote the construction of a better living environment.

Keywords： park green space， population size， coupling coordination degree， spatio-temporal evolution， scale， Nanjing

长期以来的快速城镇化导致人地矛盾愈发突出，公园绿地与人口分布的不平衡、不充分问题日益突显，也是制约城市高质量发展的瓶颈所在[1-2]。现有研究在“公园绿地与人口的空间关系”方面取得了丰富的成果，主要集中在以城市为单元的宏观规律探寻和中微观城市内部规律挖掘2個方面。宏观研究大多在整体市域尺度[3]上围绕传统的公园绿地建设指标展开，其在时序演化、机理方面具有较强的探究能力，但对城市内部绿地要素配置的针对性指导、参照不显著，且研究多聚焦绿地本身的演变，对公园绿地与人的关系、服务能力等研究较为薄弱。城市内部公园绿地以可达性、供需平衡等空间布局关系研究最具代表[4-8]，也有不少学者关注更微观的公园绿地内部景观设计与人的关系[9-10]，但多为单一时间断面研究，缺乏在时间演变维度上对公园绿地建设、人口关系进行系统性考量，且在要素管控上多与行政管辖范围脱离，不利于政策措施的落地实施。结合相关研究的特点，为能从更精细的空间尺度、更纵深的时间维度对公园绿地和人口的分布关系与相互作用进行系统性探究，需要对宏观与中微观2类研究模式进行有益融合。

耦合协调度模型可以测度系统内部各要素间的协调程度，对公园绿地、人口的发展状态具有很好的揭示能力，尤其相比于单一的人均指标更具整体性和系统性[11-13]，可有效揭示系统要素的相互影响和关联关系。在其探测数量关系的基础上，可进一步利用对空间变量进行相关程度分析的空间自相关方法[14-16]揭示空间特征与规律，为公园绿地建设和配置提供更为科学的依据和明确的参照。为此，本研究利用耦合协调模型、空间相关性方法，从宏观市域空间深入到中、微观街道个体单元，探究公园绿地与人口规模的耦合协调关系及其时序变化，揭示两者的空间关系特征及演变规律。从时间与空间维度深度探究城市人口快速集聚进程中的公园绿地建设问题，并针对新时代城市空间的发展提出优化策略，促进城市可持续发展。

1 研究区域及研究方法

1.1 研究区概况

南京作为长三角的特大型城市，是首批历史文化名城与国家园林城市，也是重要的科教、经济中心。南京总面积6 587.02 km2，其中建成区面积971.62 km2。本文进一步选取南京主城区为研究范围，即以西面长江岸线与南京绕城高速所围合的区域，共约243 km2。南京主城区山水城林浑然一体，公园绿地面积稳步增长，但限于主城区可建设空间偏少和人口高度集聚，两者矛盾不断强化，在公园绿地与人口发展研究方面具有典型性与代表性。

1.2 数据来源及處理

基于城镇化历程，根据城市总体规划年份和全国人口普查年份，本文选定1990、2000、2010和2017年进行分时段研究，选择街道为研究单元。为保证可操作性与可比性，以南京2017年行政区划为依据，涵盖43个街道，再加上玄武湖与紫金山风景区，共确定45个研究单元，并对各节点年份的街道单元变更进行统一处理。

公园绿地数据来源于城市总体规划的土地利用现状图（1∶10 000），选取1989、2001、2012和2017年用地数据。城市绿地分类以《城市绿地分类标准（CJJ/T85-2017）》为依据，提取4个对应年份公园绿地进行分析。南京主城区各街道人口数据来源于第四、五、六次人口普查，2017年街道人口以“国家统计局全国省市乡镇街道数据”为准。为深入分析不同尺度公园绿地与人口规模关系，将公园绿地分为2 hm2以下、2～5 hm2、5～10 hm2、10～20 hm2、20 hm2以上5个尺度层级。

1.3 研究方法

首先采用极值法对各尺度公园绿地面积、人口规模原始数据进行标准无量纲化处理，然后构建耦合协调度模型探析两者耦合协调的时序变化，进一步采用空间相关性解析其空间特征。

1.3.1 耦合协调度模型

公园绿地与人口规模2个系统的耦合度公式如式（1）：

式（1）中：U1和U2分别代表公园绿地与人口规模。C为耦合度，C∈[0，1]。当C=1时，公园绿地与人口规模之间相关性极强，具有最大的耦合度;当C=0时，呈现最小耦合度，两者互不相关。然而，耦合度模型多反映两者相互影响、相互作用的情况，并不能很好地体现其协调发展的程度。为了进一步探究系统间协调水平的高低，构建耦合协调度模型[17-18]，其公式为式（2）、式（3）：

式（2）、式（3）中：T为综合协调指数，α，β为待定权重，考虑到公园绿地与人口规模同等重要，故权重取值均设定为0.5。D为耦合协调度，D∈[0，1]，反映公园绿地与人口规模的整体协同水平。参考相关学者已有研究成果[19-20]，本文将耦合协调度划分为表1所示类型。

1.3.2 空间相关性分析

为探究公园绿地与人口规模耦合协调的空间分布特征，引入全局空间自相关Global Morans I与局部空间自相关Getis-Ord G*i指数。全局空间自相关能很好地描述区域整体上的空间集聚程度，而局部空间自相关则能反映空间上的异质性，识别热点区（Hot-spots）与冷点区（Cold-spots）[21-24]。

2 结果与分析

2.1 公园绿地与人口规模的耦合协调演变特征

南京主城区公园绿地与人口规模的耦合协调程度呈现阶段性增长的趋势，但持续偏低（图1）。1990—2017年两者耦合协调度由0.15增长至0.29，从极度失调逐渐向中度失调转变，并在2017年底即将面临轻度失调。1990—2000年与2000—2010年2个阶段增长幅度较大，分别增长了39.1%与28.1%;随后增长逐渐放缓，2010—2017年仅增长6.2%。

耦合协调度的变化与南京城市发展过程相对应：1990年之前，老城区的人口聚集与城市公园绿地总量不足导致两者严重失调，但随着公园绿地建设的快速发展与相对较少的人口流入，使1990—2000年耦合协调度大幅提升;2000—2010年，尽管人口增加幅度超过了公园绿地建设幅度，但此时新增公园绿地多分布于人口集中区域，耦合协调度仍能较大提升;2010年以后，南京“一主三副”城市格局日益成熟，基础设施与配套服务的完善促使人口向外围副城疏散，研究区内人口增长相对较少，新增公园绿地大多分布于外围山体、水体附近，中心城区高密度建设空间仅有少量微小型公园绿地增置，耦合协调度增速显著放缓。

2.2 不同尺度公园绿地与人口规模的耦合协调演变特征

不同尺度公园绿地与人口规模的耦合协调呈现的特征（图1）如下：1）较小尺度（2 hm2以下、2～5 hm2、5～10 hm2）公园绿地的耦合协调度持续增长，较大尺度（10～20 hm2、20 hm2以上）则波动式上升。小尺度公园绿地更易于建设与布局，在各街道能迅速增置，其与人口耦合协调度持续增加;较大尺度公园绿地一般依托自然山水空间建设，由于难以匹配人口集中区域，存在一定波动。2）较小尺度公园绿地的耦合协调度增速较快，其中2～5 hm2公园绿地最为显著，年均增长5.0%;2 hm2以下、5～10 hm2年均增长各为2.9%。由于较小尺度公园绿地在城市发展中被大量、快速增置，与各街道“镶嵌”，耦合协调度增速较快。较大尺度中，10～20 hm2大多为综合公园，在新城区如河西、滨江地区开发过程中得以建设，其耦合协调度也增长迅速（年均增长为3.9%）;20 hm2公园以上受制于用地空间，难以在建成区新建，增速最慢（年均增长仅为1.5%）。3）同一时期耦合协调度一般由小尺度到大尺度逐渐递减。1990年除2 hm2以下公园绿地为0.24的耦合协调度外，其余均保持约0.6～1.2水平，而后逐渐分化;2017年耦合协调度由小尺度至大尺度依次为0.52、0.44、0.25、0.17、0.14。

2.3 公园绿地与人口规模耦合协调的空间格局演变

2.3.1 整体空间关系

1990—2017年，4个时间节点公园绿地与人口规模耦合协调度的全局自相关指数分别为0.084 9、0.012 4、0.018 4、0.041 5，呈正相关关系，但均未达到0.05的显著水平。自相关指数先减小后增大，即聚集程度先减弱后略有增强。

1990年，南京主城建成区面积仅约120 km2，人口与公园绿地多集中在公共产品资源丰富、设施便利的老城区核心区域，因此老城区街道两者耦合协调度比其外围尚未充分開发、仅有少量人口分布的街道高，导致较高耦合度的街道聚集分布。2000年后，自相关指数降低较多，集聚水平下降。城市的不断扩张导致人口被分散至老城区外围街道，同时绿地建设大力推进，促进了两者耦合协调度的增长。2010年自相关指数略有增加，因公园绿地的增加幅度不及人口的快速涌入，公园绿地的分布仍无法有效匹配人口集中区域。2017年自相关指数快速增长，反映出高密度建成区中极其有限的公园绿地建设空间与人口进一步集聚之间的突出矛盾。

2.3.2 局部自相关空间格局

为了进一步探测公园绿地与人口规模耦合协调度的局部空间关系，采用局部自相关方法探析街道单元内部公园绿地与人口耦合协调度的空间特征。如表2所示：红色表示“高—高”热点集聚，即该区域与周边区域的耦合协调度均较高;蓝色为“低—低”冷点集聚，即该区域与周边区域耦合协调度均较低;浅蓝色表示该区域的耦合协调度较周边低的“低—高”次冷点;浅红色表示该区域的耦合协调度较周边高的“高—低”次热点;白色单元则表示无显著的相关特征[24]。对各街道耦合协调度水平进行类型划分、分级显示（颜色由浅至深表示耦合协调度由低至高），以充分验证其局部空间格局（表2）。

1） 1990—2000年，空间相关性格局基本未发生明显变化，但却有老城区湖南路、新街口2个热点消失，反映出各街道耦合协调度总体在增长，与老城区的差距逐渐缩小。冷点区域由2个增至3个，位于河西的兴隆、沙洲和双闸街道，表明边缘地区尚未充分开发，存在低水平街道聚集现象。另有1个次热点孝陵卫街道未发生变化，位于人口稀少、耦合协调度极低的紫金山南麓，遂呈现高邻接值的次热点。各街道耦合协调度分级表明各街道耦合协调度整体逐渐增加。1990年有5个街道处于勉强协调等级，12个街道处于轻度、中度失调等级，28个街道处于严重、极度失调等级（占总数的62.2%）。2000年，严重、极度失调街道比重则降至46.7%，同时出现了1个中度协调街道，23个中度失调至勉强协调街道。空间上，耦合协调度的提升由中心向外围演变，南北方向扩展显著：一方面，由于城市建成区的扩张与多中心化，人口增加并疏散至四周，公园绿地与各街道镶嵌更紧密，导致耦合协调度逐渐增高且向外围演变;另一方面，受制于紫金山、玄武湖、长江等自然山水空间无法用于城市建设，东西方向扩张有限。

2） 2000—2010年，原先冷点被次热点所替代，并新增1个次冷点凤凰街道。冷点的消失与次热点、次冷点的出现源于河西新城的开发建设，其人居环境明显提升，耦合协调度进一步增加。新增2个冷点位于老城区核心的玄武门与玄武湖，表明外围街道公园绿地建设力度增强，但老城区作为高密度建成区，缺乏公园绿地增长空间，提升不明显。此阶段各街道耦合协调度波动式上升。中度协调街道消失，下降为2个初级协调街道。勉强协调街道较上一阶段增加，而严重、极度失调街道进一步降至12个，仅占总数的26.7%。空间格局进一步向南北方向演变，得益于公园绿地在河西新城形成新的增长极。

3） 2010—2017年，河西区域的次热点消失，围绕玄武湖新增玄武门、梅园新村2个次热点。河西次热点消失源于其周边街道公园绿地建设差距逐渐缩小，分布也更为均衡。而新增的次热点与孝陵卫次热点成因一致。冷点则由玄武湖向北扩展至锁金村。次冷点持续增加，新增双闸、幕府山2个街道，但分布较为随机，各街道间公园绿地发展水平仍有差异。此阶段各街道耦合协调度整体上升且更为均衡，共有35个街道处于中度失调至初级协调等级，占比约77.8%，其中轻度失调及以上约48.9%。但其内部差异较为显著：宁海路、华侨路、莫愁湖、夫子庙等8个街道耦合协调度始终处于轻度失调至初级协调（0.3～0.6），且集聚在老城区;有23个街道始终处于极度失调至中度失调（0～0.3），多位于主城外围和少量老城区，主要是绿地建设力度较弱、布局不均以及老城区难有公园绿地增长空间所致。空间格局上，除紫金山、玄武湖为低耦合协调度聚集外，其余较为均衡。

综上，在整个研究期内，热点逐渐消失，整体耦合协调度在上升;冷点由西南区域转移至老城区玄武湖区域，反映了河西新城的高质量建设过程;次热点由孝陵卫增加至河西区域，最后转移至围绕玄武湖、紫金山分布;次冷点逐渐增多且随机分布，街道间发展水平仍存在较大差异。

2.4 不同尺度公园绿地与人口规模耦合协调的空间格局演变

2.4.1 整体空间关系

各尺度公园绿地与人口规模耦合协调度多呈现正相关。2 hm2以下公园绿地在4个时间节点的自相关指数分别为0.367、0.585、0.233、0.197，呈极显著正相关，聚集程度先增强后减弱;2～5 hm2与5～10 hm2公园绿地呈不显著正相关，前者自相关指数总体上高于后者，即分布更加集聚;10～20 hm2与20 hm2以上公园绿地的自相关指数均先增大后减小，且除2010年的20 hm2以上公园绿地为显著正相关外，其余基本为随机分布。因大尺度公园绿地多分布于老城区外围，2000年后城市扩张、副城开发最为迅速，人口向外疏散导致其出现集聚趋势，在2010年出现峰值。随着公园绿地建设公平性的增强，自相关指数进一步降低，2017年10～20 hm2公园绿地自相关指数仅为-0.009，呈随机分布。

2.4.2 局部自相关格局

街道单元内部不同尺度公园绿地与人口耦合协调度的空间特征如表3所示。

1） 2 hm2以下公园绿地在局部自相关格局中呈现显著的热点、冷点集聚。1990—2010年，热点区域主要在老城区，受河西新区建设开发影响，热点在2017年转移至西南部。冷点基本在紫金山、玄武湖及其附近，因其为大型自然山水空间，几乎不存在2 hm2以下公园绿地。次热点偶有出现，次冷点在2010—2017年存在于河西周边。

2） 2～5 hm2公园绿地的次热点基本位于老城区，热点随机分布且于2010年消失，冷点同期开始出现，后逐渐转移至老城区聚集。这主要缘于1990年2～5 hm2公园绿地大多集中于梅园新村、夫子庙、宝塔桥等地，而后则在老城区外迅速增置，但玄武门、湖南路及其周边则因空间不足难以新增，导致出现冷点。

3） 5～10 hm2公园绿地表现出热点、次冷点由老城区核心区聚集向西部转移的演变过程，其与江东、热河南路、下关等街道的新增相关。随着公园绿地布局更趋均衡，热点、次冷点逐渐消减。受限于老城区该尺度新增空间不足，冷点在2017年于玄武门、玄武湖出现。

4）10～20 hm2公园绿地在局部自相关格局中相对稳定，1990—2000年未发生变化。2010年出现的热点位于下关、热河南路，2017年则转移至凤凰街道。阅江楼景区、绣球公园、八字山公园的建设几乎呈南北线性串联，集中于下关及热河南路;莫愁湖、石头城等公园的完善使其周边出现热点、次热点。次冷点则随机分布。

5） 20 hm2以上公园绿地呈现出冷点由西南部转移至老城区的过程，次热点持续位于老城区，热点于2010年后出现在紫金山北部，并向西部扩大。冷点由兴隆街道转移至挹江门、大光路街道，反映出河西的建设过程与老城区缺乏大尺度绿地增长空间。次热点的稳定在于莫愁湖公园区域绿地丰富，而周边无该尺度公园绿地;梅园新村区域则因接壤玄武湖、紫金山，出现低值邻接的次热点。热点因大尺度公园绿地依托紫金山、长江滨江等增置而出现。

3 结论与建议

3.1 结论

借助耦合协调度、空间自相关等方法，对1990、2000、2010、2017年公园绿地与人口规模进行分时段研究，深入各街道人口、各尺度公园绿地，以探究两者间的耦合协调度关系及其空间特征、演变规律等，得到结论如下：1）总体耦合协调度较低、街道间差异较大，但呈波动式增长趋势;2）耦合协调的空间格局由聚集向随机分布转变，以中心城区南北方向扩张为主;3）耦合协调度及其增速均随公园绿地尺度增大而减小;4）各尺度公园绿地耦合协调度总体呈正相关关系，局部空间中较小尺度公园绿地与人口规模的耦合协调度多由聚集向分散演变，较大尺度则相反。

鉴于人口的来源、构成、流动等特征，加之统一统计口径的连续性数据获取受限，本文虽重点探究了数量层面的耦合协调关系和规律特征，但仅关注了人口规模。而在社会公平正义、以人为本等导向要求下，下一步需对人口属性与公园绿地配置关系进行更深入的探究。

3.2 建议

1）借力公园城市建设，以中小尺度公园绿地为重点推动人绿协同。在“公园城市”建设、“300米见绿，500米入园”等目标推动下，应以点线面结合形成全域公园绿地体系，不断完善主城区公园绿地“两环四片”（见《南京市城市绿地系统规划（2013—2020）》）结构。重点考虑小微型公园绿地“见缝插绿”式增置，“点”缀在老城区湖南路、新街口等街道及新城区洼地地区;注重中型公园绿地的集约化利用，以“线”性方式串联江东、凤凰街道及环古城墙等碎片绿地，激活存量绿地、低效用地，增量提质;较大尺度公园绿地应结合自然本底，以“面”状空间营造新城“看得见山、望得见水”的风貌品质。

2）充分发挥大尺度公园绿磁效应，带动人口有机疏散。立足“一主三副”城市格局，加强东山、仙林、江北建设，完善协同的公园绿地体系，发挥新城区较大尺度公园绿地的绿磁效应，吸引、疏导过度集聚的人口至新城、副城，同时优化其功能空间，避免“职绿分离”“居绿分离”。与此同时，以有机疏散理念应对人口过度集聚、失衡的现象，借助产业、职能适度转移，逐步缓解主城核心区的人地矛盾。

3）强化功能提升，促进居民与公园绿地深度耦合。合理布局并持续优化城市功能空间，以交通系统优化促进居民与公园绿地深度耦合。全局规划统筹，实现居民与公园绿地连接的最优解，破解“难以见绿”和“望绿兴叹”难题;优化道路层级，尤其要保障交通微循环，提升公园绿地的可达性和服务效率;引入优质生活圈理念，完善慢行系统与绿道体系2张网络的协同，实现居民与公园绿地“10分钟服务圈”的深度耦合，促进公园绿地服务更加均衡化、公平化、公正化。

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