Spatial equity of public green in Wuhan central districts based on gravity two-step floating catchment area method
XUJiwei1,, FANGShiming1,, LIUChunyan2 1. School of Public Administration,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China2. School of Geography and Environment,Jiang Xi Normal University,Nanchang 330022,China 通讯作者:通讯作者:方世明,E-mail:fsmcug@qq.com 收稿日期:2016-08-23 修回日期:2017-01-3 网络出版日期:2017-03-20 版权声明:2017《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部 基金资助:国家自然科学基金项目(41201574)中央高校基本科研业务费专项资金摇篮计划项目(CUG130417) 作者简介: -->作者简介:许基伟,男,山东日照人,硕士生,研究方向为土地规划与利用。E-mail:xujiwei.2006@163.com
关键词:G2SFCA;公园绿地;可达性;公平性;供给;需求;武汉市 Abstract Public green plays a significant role in improving living standards. As an important public resource,the service scope of public green must cover a larger area to satisfy the recreational needs of residents and make good use of its social service functions. The commonly used indices for measuring the function of public green ,such as average public green and overall percentage green area can hardly reflect the distribution of public green. Previous studies usually measured accessibility of public green spaces in order to allocate resources but have failed to reveal relationships between demand from population and supply generated by public green,and neglected the influence of range attenuation on supply and need. To discuss spatial equity of public green at resident parcel, this article chooses seven administrative districts in Wuhan as a case study area and uses the gravity two-step floating catchment area method with distance decay. The results show that:(1) the distance can change the pattern of spatial equity and there are existing notable differences in different level of public green when the catchment makes changes. (2) Majority of case area have an oversupply or undersupply service of public green, while some area has insufficient access to public green within the catchment sizes of 0.50h or 0.75h. (3) Within the same catchment size, the local level of public green can provide better services for residents than district public green. (4) The vast area characterized by unbalanced distribution of spatial equity, which have differences at different sub-districts. The primary factors, such as service capacity, amount of population or public green, have effect on the pattern of spatial equity. The article demonstrates that it is necessary to allocate public green considering the demand from residents to utilize public facility effectively.
公共服务设施分布公平是指所有人都具有平等的机会和权利获取同等分配的公共资源[1]。在布局公共服务设施的过程中,通常会考虑到不同区域对某个公共服务设施需求的差异性,而空间公平性则被用于衡量公共服务设施布局的合理程度[2]。空间公平性源于“社会公平”,指的是每个人都能被公平地对待,无关于其在社会中的地位[3]。空间可达性是指从一个地方克服成本(包括时间、距离、费用等)到达空间中任意一点的难易程度[4]。空间公平性和空间可达性均强调获得公共服务设施的差异性,但二者的切入点有所差别。空间公平性是从供给和需求的视角来强调不同社会群体或不同区域获取公共服务设施的差异性,而空间可达性主要反映不同区域因克服成本接近特定公共服务设施的难易程度,它的分布特征是影响空间公平性的重要因素之一[5]。此外,二者之间存在较为紧密的联系。空间公平性是对可达性概念的延伸[6]。而空间可达性也为空间公平性研究奠定量化基础。由于空间可达性的评价方法能够识别出公共服务设施的稀缺区域,因此是衡量公共服务设施空间公平性的有效途径。所以在研究公共服务设施空间公平性时,通常会采用空间可达性的研究方法[7]。 目前,空间可达性的研究方法已经被广泛地应用到公园、医疗、学校、购物中心等公共服务设施的空间公平性评价中[8]。空间可达性研究方法有许多[9],主要有缓冲区距离法、费用加权距离法、网络分析法、两步移动搜索法。其中,两步移动搜索法(Two-Step Floating Catchment Area Method)最早由Radke提出,后来经过Luo等****的完善[10],逐渐发展成为一种较为成熟的可达性模型,它将非空间属性融入到空间可达性研究中,在计算可达性的过程中考虑到供给点规模、需求点规模以及供给点和需求点之间的相互作用,因此该方法在评价公共服务设施的空间可达性方面价值比较高[11]。此后众多****对其进行改进,并将改造后的两步移动搜索法应用到各领域的可达性评价中[12-15]。其中,重力型两步搜索法(G2SFCA)引进距离衰减系数,在评价空间可达性的过程中能够反映不同区域到达公共服务设施的差异性,因此该方法的可达性评价结果较为可靠。 城市公园绿地作为城市自然生态系统的重要组成部分,在城市中发挥着经济-生态-社会功能。研究表明,其空间分布的合理性对人类身体健康、城市生态安全格局产生重要影响[16,17]。国外****对城市公园可达性的研究多从社会属性的角度探讨不同社会群体在获得公共服务资源中公平与公正,采用基于“人”的度量方法[18],分析族裔[19]、残疾人[20]、儿童[21]等不同群体的公园绿地空间公平性差异。国内****则重点从可达性的空间属性视角探讨城市公园绿地的规划,在研究中忽略阶层、个人喜好、收入等非空间因素。比如,俞孔坚采用景观可达性作为衡量城市绿地功能指标[22];周延刚在研究公园绿地的空间可达性中考虑人口、土地利用对可达性的影响,侧重于景观引力场的研究[23];李小马利用网络分析法探讨城市公园的可达性与服务面积[24];魏冶则以高斯两步搜索法对城市绿地可达性进行评价[25]。有些****则主要关注影响公园绿地可达性的非空间因素,重点探讨不同社会群体到达公园绿地的公平性差异[26-28]。 综上所述,在公园绿地可达性领域已经取得了较为丰富的研究成果,这些研究成果对指导公园绿地布局具有重要的理论和实践意义。但在已有的研究成果中,对公园绿地空间公平性的探讨较少。虽然有****开始逐渐关注公园绿地的公平性问题,但在研究中忽略了空间属性中距离衰减因素对人均资源占有量造成的潜在影响。基于此,本文在前人研究的基础上,采用具有距离衰减系数的重力型两步移动搜索法(G2SFCA),从居民区的尺度对武汉市七个中心城区的公园绿地进行可达性计算。在此基础上,构建起公平性评价模型用于探讨不同等级公园绿地的空间公平性差异。由于公园绿地的空间公平性主要体现在能否服务更多的区域,所以采用面积比重指标,对研究区公园绿地公平性进行定量评价,进而为城市公共服务设施的合理配置和优化提供理论基础。
2 数据与方法
2.1 研究区域
武汉市位于湖北省东部,全市面积近8569.15km2,常住人口总数为1033.8万。管辖13个市辖区,其中江岸区、江汉区、硚口区、汉阳区、武昌区、洪山区、青山区为中心城区。东西湖区、蔡甸区、江夏区、黄陂区、新洲区、汉南区为新城区。截至2014年底[29],武汉市中心城区总面积为955.15km2,中心城区共有90个街道(乡镇),常住总人口为640.73万,平均人口密度约为0.671万/km2。本文以武汉市七个中心城区作为研究区域,从Google遥感影像中提取6496个居住区斑块,以居住区的尺度研究城市公园绿地的空间公平性(图1)。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图1研究区域概况 -->Figure 1The overview of study area -->
2.2 数据来源与处理
2.2.1 城市公园绿地数据 公园绿地指的是城市中向公众开放,以游憩功能为主,兼具有生态、美化、防灾等作用的绿地。按照城市公园绿地的功能、面积、用途和服务半径等不同将其划分为综合性公园、社区公园、专类公园、带状公园和街旁绿地五大类。在每一大类下又划分为几大中类[30]。由于本文所研究的公园绿地是与居民游憩活动有关,强调公园绿地的娱乐功能,因此需要公园绿地的等级足够高、规模面积较大、服务设施齐全。对于等级较低、规模较小的公园绿地,如社区公园绿地和街旁绿地,虽然和居民日常生活更加紧密,但服务设施条件不能够满足居民“游玩”的需求。因此,本文重点研究全市性公园绿地和区域性公园绿地。同时依据专类公园绿地面积大小对其进行整理分类。对面积大于0.10km2的专类公园绿地,因其吸引力指数与全市性公园绿地相同,所以归为全市性公园绿地;而面积在0.05~0.10km2的专类公园绿地吸引力指数与区域性公园绿地相同,则划分为区域性公园绿地[31]。本文在参照《武汉市城市公园名录》[32]基础上,去除无法查询到的公园绿地,总共整理出62个公园绿地,其中全市性公园绿地有25个,区域性公园绿地为37个。在整理公园绿地的基础上,利用ArcMap10.2软件对Google遥感影像进行矢量化处理,并提取面状公园绿地的几何中心点作为供给点(图2)。需要强调的是,武汉作为“千湖之城”,湖泊众多,因此部分全市性公园或区域性公园是在对湖泊进行规划改造的基础上建成的,所以部分公园的面积包括水域面积,而湖泊水域也发挥重要的经济生态功能,可以为居民提供游憩活动,所以在计算公园的服务能力时,将水域面积也包含在内。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图2武汉市中心城区公园绿地分布 -->Figure 2Distribution of public green of central districts in Wuhan -->
2.2.2 居民区人口数据 公园绿地空间公平性除了取决公园绿地的等级、面积、区位等本身的属性之外,还需要考虑人口的需求。而人口数量在一定程度上可以代表对公园绿地的潜在需求。为了使研究结果更加可靠,本文以居住区人口数量分析其对公园绿地的需求。在不考虑建筑高度的影响因素下,假设每个居住区地块内部的人口分布均匀。从Open Street Map中采集研究区居住区信息,在ArcMap10.2中提取每个居住区的中心点作为人口分布的中心,将居住区的人口数据匹配到中心点以表达该居住区的人口数量。但由于获取每个居住区的人口数据难度较大。因此,通过居住区面积所占街道(乡镇)面积比率和街道(乡镇)人口数据求出每个居住区人口数目[6]。公式如下: (1) 式中 为居住区人口数量(人); 为居住区地块面积(km2); 为街道面积(km2); 为街道人口数量(人)[33]。鉴于较为权威的街道人口数据来源于第六次人口普查,因此本文采用2010年获取的街道人口数据进行研究,计算结果见图3。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图3街道(乡镇)人口密度空间分布 -->Figure 3Spatial distribution of population density at sub-districts -->
3.1.1 不同搜索半径的空间公平性差异 搜索半径发生变化时,公园绿地的空间公平性发生改变并且不同等级公园绿地空间公平性变化存在显著差异(图4和图5)。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图4研究区公平性评价结果 -->Figure 4Results of equity assessment in study area -->
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图5各公平性级别所占面积比重 -->Figure 5Areal proportion of different equity levels -->
公园绿地空间公平性级别在各街道的分布存在显著分异。鉴于研究的街道数量比较多,因此以同一公平性级别中最大面积比重的街道为例,分析公园绿地公平性的区域差异(图6,见第436页)。在全市性公园绿地搜索半径内(表2,见第436页),公平性最好的街道是江汉区的汉兴街道和万松街道,两个街道达到“公平”级别。这是因为在人口密度相对较大的汉兴街道和万松街道范围内分别有中山公园和常青公园两个全市性公园绿地,因此公园绿地空间供需情况较好,处于供需均衡状态;青山区的红卫路街道和武昌区的水果湖街道主要处于“供给饱和”状态。红卫路街道人口密度较小,人均需求少,但公园数量多,街道附近的临江公园与和平公园为两个全市性公园;水果湖街道虽然只有一个沙湖公园为全市性公园,但沙湖公园面积较大,约为1.06km2,该公园可以为更多居民提供服务。因此两个街道“供给饱和”面积比重较大。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图6公平性级别中面积比重最大的街道空间分布 -->Figure 6The major sub-districts distribution with the largest areal proportion in equity level -->
Table 2 表2 表2各公平性级别中所占面积比重最大的街道 Table 2The sub-districts with the largest areal proportion in each equity level
本文主要采用基于物理时间的空间公平性对武汉市中心城区公园绿地分布状况进行探讨,忽略了不同性别、年龄、收入等不同人口社会学特征居民对公园绿地需求的差异。因为真正的空间公平性,应该是在满足居民最短出行时间需求的同时,还应当满足不同群体居民对公园绿地的需求。在布局公共服务设施时,更应该充分考虑到不同群体对公共服务设施使用的真实意愿情况。 此外,受获取人口数据的限制,本文是在忽略建筑高度和假设人口分布均衡的条件下,由居住区所占街道的面积比重和街道(乡镇)人口数据计算出的结果来近似表达居住区人口数量。而在现实情况中,居住区人口数量还与建筑高度有关,并且人口分布并非均衡。若能获取更为精确的人口数据,可提高研究结果的准确性。 另外,本文将公园绿地的几何中心作为公园的入口进行研究,假设公园绿地的各方向均是可达的。因此,在今后的研究中应该得到更加准确的公园绿地入口信息,使研究结论更为可靠。此外,不同规模公园绿地之间存在着竞争关系,这一点在今后需要做进一步的研究与探讨。 The authors have declared that no competing interests exist.
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