SPATIAL GRADIENT ANALYSIS OF URBAN GREEN SPACES COMBINED WITH LANDSCAPE METRICS IN JINAN CITY OF CHINA

Urban green spaces have been arisen growing concern responded to the social and environmental costs of urban sprawl. A wide range of planning and policies has been and/or will be designed to protect urban green spaces and optimize their spatial pattern. A better design or planning of urban green space can make a major contribution to quality of environment and urban life, and furthermore can decide whether we can have a sustainable development in the urban area. Information about the status quo of urban green spaces can help planners design more effectively. However, how to quantify and capture such information will be the essential question we face. In this paper, to quantify the urban green space, a new method comprising gradient analysis, landscape metrics and GIS was developed through a case of Jinan City. The results demonstrate: 1) the gradient analysis is a valid and reliable instrument to quantify the urban green space spatial pattern precisely; 2) using moving window, explicit landscape metrics were spatially realized. Compared with quantifying metrics in the entire landscape, it would be better to link pattern with process and establish an important basis for analyzing the ecological and socioeconomic functions of green spaces.

Applicable Spatial Distribution Pattern of Green Space System in Emerging Towns——A Case Study of Gu'an County, China

In the context of the rapid development of urbanization in China, the development of emerging town shows a high-speed prosperity. This paper describes current situation of the emerging urban green space system and analyzes different characteristics between current green spaces and the old city or existing urban green space. Considering green space system planning in the downtown area of Gu'an County, advantages of the "network + patch" layout for green space systems in emerging towns are summarized to explore a green space structure suited to these towns.

Advances in Research on Urban Green Spaces from the Perspective of Urban Geography

The construction of urban green space has attracted extensive attention of researchers under the background of urban sustainable development and ecological civilization construction.The research of urban green space involves ecology,geography,economics,sociology and other disciplines,among which geography has played an important role in promoting the study and practice of green space in terms of research perspectives,methods and techniques,planning and management.In this paper,the important role of urban geography in green space research is analyzed from defi nition,classifi cation to multidisciplinary background,and the research and practice progress of green space in urban geography are summarized in four aspects:characteristics and division of green space,relationship between green space and urban regional structure,service function of urban green space,and the relationship between green space and urban development.Finally,the practical achievements of green space research are illustrated from the perspective of urban geography.

Spatial patterns of urban green space and its actual utilization status in China based on big data analysis

Urban green space(UGS)is essential for sustainable urbanization and human well-being.The utilization status of UGS is closely related to the provision of ecosystem services for urban residents.Limitations on data availability,however,have led to the absence of a comprehensive approach for evaluating the actual utilization status of UGS at a large scale.Furthermore,differences in actual UGS utilization between intra-urban and peri-urban areas have not received enough attention.This study used big data analysis by combining point of interest(POI)and land use and cover change(LUCC)to quantify the spatial patterns of UGS utilization,and to evaluate the actual utilization status of UGS in 366 cities on the Chinese mainland.We also explored the differences in the actual utilization of UGS in intra-urban and peri-urban areas.The results showed that 94.01%of UGS resources in China had not been utilized.There was a clear pattern of spatial mismatch between the stock and the actual utilization of UGS,especially in the north-western region indicated by the Hu Huanyong Line.The actual utilization rate of UGS was closely related to the regional develop-ment level.There was a certain mismatch between the actual utilization and stock of intraurban green space(IUGS).The hot spots of the actual utilization rate of IUGS were in Yunnan,Guizhou,and Sichuan Provinces in southwestern China.The differ-ences in UGS actual utilization rates between IUGS and peri-urban green space(PUGS)were small in eastern China,but large in south-western and northwestern China.The actual utilization rate of IUGS in most Chinese cities was significantly larger than that of PUGS,indicating that PUGS were not well utilized.Our results provide scientific support for urban and regional planners in targeting specific areas for UGS design and development,and in optimizing future UGS planning in China.

Measuring urban thermal environment from accessibility-based perspective:A case study in a populous city

Understanding the spatial interaction among residents,cooling service,and heat risk area in complex urban areas is conducive to developing targeted management.However,traditional urban thermal environment assessments typically relied on simple linear integration of associated indicators,often neglecting the spatial interaction effect.To explore the spatial interaction among the three elements,this study proposes an accessibility-based urban thermal environment assessment framework.Using Zhengzhou,a rapidly urbanizing city,as an example,remotely sensed images from three periods(2010,2015 and 2020)were applied to extract urban green space(UGS)and hot island area(HIA).An improved two-step floating catchment area(2SFCA)method and bivariate local Moran’s I were employed to explore whether residents’clustering locations are more likely to access cooling service or to be exposed to heat risk.The results demonstrate that the UGS in the city has been expanding,whereas the HIA shrank within the inner city in 2015 and then increased in 2020.Even though the urban thermal environment may have improved in the last decade,the spatial interaction among the residents,cooling service and heat risk area could be exacerbated.Spatial autocorrelation shows an increase in locations that are disadvantageous for resident congregation.Even when sufficient cooling services were provided,residents in these areas could still be exposed to high heat risk.The developed urban thermal environment framework provides a novel insight into the residents’heat risk exposure and cooling service accessibility,and the findings could assist urban planners in targeting the improvement of extra heat exposure risk locations.

Understanding coupled coordination relationships between social and ecological functions of urban green spaces

Urban Green Spaces(UGSs)can provide social and ecological benefits,and the coordination of these two functions will largely advance human-nature harmony in cities.As such,we proposed a comprehensive framework to evaluate UGSs multifunctionality,i.e.the coupling coordination relationship of ecological connectivity and spatial accessibility of UGSs.Wuhan City in Central China was taken as a case study,and multiple ecosystem service values of green space patches and the disordered use of UGSs multifunctionality were explored.The results demonstrated low-level coupling coordination of UGSs multifunctionality in Wuhan.More than 70%of UGSs were imbalanced,27.91%of which featured small sizes,low connectivity and accessibility.We suggest that planners should optimize UGSs arrangement to improve species reachability,especially for species with dispersal distance less than 4 km,and to create 15-minute community life circles for residents at the same time.Our findings are expected to support the promotion of UGSs multifunctionality and the balance of urban development and habitat conservation.

基于CiteSpace文献计量分析的生态网络构建研究进展

生态网络构建作为一种有效的生态手段,对于保护物种多样性,建设城市生态空间及优化国土空间资源配置方面有积极意义。利用Arcgis平台运算、对遥感数据解译利用等新技术,应用层次分析法(AHP)、专家打分法(德尔菲法)等分析方法使生态网络的构建更加精准。以CNKI、WOS为数据源,用知识图谱计算工具CiteSpace进行定量分析,通过数据可视化与内容的结合进行研究,对于构建生态网络方面的研究进展、研究方法进行分析,特别是针对“MCR模型”在生态网络的应用进行深入研究,对不同尺度范围绿地生态网络构建方法进行总结,最后对未来研究发展态势作出展望。结果表明,我国基于MCR模型构建生态网络的研究,按照发文量可分为3个阶段,即启蒙阶段、快速发展阶段、稳步发展阶段;而现阶段最小阻力模型(MCR)在生态网络的应用已经趋于成熟,只是在因子选取及赋值方面未形成统一科学标准;此外,研究尺度呈现多元化,涉及市、省、城市群等多尺度。

城市街区单元绿地空间格局与植物群落碳汇效益优化研究

【目的】目前城市绿地已经进入存量发展阶段,如何在城市有限绿地空间条件下实现“碳中和”目标,合理布局低碳绿地空间格局,科学配置植物群落以增加生物多样性,成为目前城市绿地碳汇效益研究的重点和难点。【方法】以西安市碑林区和沣西新城的城市绿地空间格局为研究对象,对研究区域内街区单元的绿地空间格局进行分析并分类,探索街区单元绿地空间格局与碳汇量化关系,并从平面布局和垂直结构两方面提出城市街区单元绿地碳汇效益的优化方法,并选取碳储量最低的单核心辐射型街区单元的3个绿地样方进行碳汇效益优化设计。【结果】总结出4种西安市典型城市街区单元绿地空间格局模式,明晰了碳储量分布特征以及绿地空间格局对碳储量的影响机制,提出了城市街区单元绿地空间格局碳汇效益优化方法,发现碳储量与斑块类型面积(CA)、景观形状指数(LSI)呈极显著正相关关系,与聚集度(AI)呈极显著负相关关系。各类绿地空间格局碳储量大小为多核心辐射型>散点分布型或廊道穿越型>单核心辐射型,建议在单核心辐射型街区单元优化中增加植物群落层次结构,并增加高固碳植物种类及数量,提升样方内年固碳量。【结论】从中观尺度讨论街区单元绿地空间格局与植物群落碳汇效益之间的关系,使城市中小尺度绿地发挥应有的生态系统服务功能,探索街区单元绿地空间格局的构成要素与设计方法,为低碳绿地设计提供参考,提升城市街区单元内社区生活圈的人居环境质量。

街区绿色空间结构智能化甄别与优化模式评估

城市总体层面的绿色空间结构优化通常涉及大尺度、大规模绿地增补,在建成区更新中难以实施。街区是城市更新基本单元,审视街区绿色空间结构优化符合当前精细化治理下的规划需求,也有助于推动城市绿地规划思维和模式的转换。为克服传统调查分析方法的范围、效率和精度局限,应用深度学习技术对街区尺度绿色空间结构类型展开甄别。通过街区空间形态识别、绿色空间结构识别、绿色空间结构与空间形态关联特征分析、优化模式评估4个技术环节,对北京市和广州市中心城区展开实证研究,以期为城市更新进程中街区绿色空间结构问题诊断和优化策略制定提供新的工具和解决方案。

基于准自然实验方法的城市绿道暴露与居民心理健康的因果机制研究

【目的】城市绿色空间是影响居民心理健康的重要因素,城市绿道建设已被认为是有效的绿色空间干预措施之一,探究城市绿道与居民心理健康的因果机制,对于优化绿色空间规划布局、提升居民心理健康水平具有重要的理论意义。【方法】运用准自然实验方法,以体力活动变化量、生理健康变化量、情绪状况变化量为中介变量构建结构方程模型,分析城市绿道暴露与居民心理健康水平变化的因果机制。【结果】1)绿道暴露可直接显著影响居民心理健康水平,也可通过身体健康得分变化量、身体质量指数(BMI)变化量两个中介变量间接影响心理健康水平。2)绿道暴露仅能直接影响女性群体的心理健康得分变化量;并通过BMI变化量间接作用于女性心理健康,通过中高强度体力活动时间变化量和身体健康得分变化量作用于男性心理健康。【结论】揭示了绿道暴露与居民心理健康水平变化的多路径因果机制以及男性和女性群体中存在作用路径和中介变量的差异。未来可通过优化绿道可达性、差异化配套绿道公共服务设施等健康导向的绿道规划措施,促进居民心理健康水平的提升。

基于计算机视觉与街景图像的城市街道绿化泛类结构量化分析与分布机制研究

在全球城市化和环境压力加剧的背景下,对城市街道绿化泛类结构(urban street greening general structure,USGGS)的量化是加强城市区域碳汇、缓解城市热岛效应以应对全球气候变化的重要前提。通过量化与分析不同城市的USGGS,探究其与城市建成环境之间的关系。使用改进的DeepLabV3+神经网络模型,对天津、杭州、深圳的城市全景街景图像进行语义分割,并结合细粒度数据量化USGGS,使用Robust回归模型分析USGGS与城市功能属性POI的关系。研究显示,天津的USGGS主要由单乔木和乔-灌结构组成,与商业属性和生活属性的POI紧密相关;而杭州和深圳则展现出包括草本植物在内的多样化USGGS与休闲文化设施的POI更强的关联性。通过对3个城市USGGS的量化、分析与比较,为城市绿色基础设施规划和管理奠定了一定的数据基础,同时基于城市街景图像对USGGS的分析也为城市碳汇计算与城市热环境研究提供了新的视角。

基于空间供需的工业小城镇绿色空间体系建构——以重庆市万古镇为例

工业小城镇的特色发展与品质提升,需要供需匹配的绿色空间体系作为支撑。通过分析典型工业小城镇的空间结构、规模、布局特征,以及小城镇发展在生态环境、产业发展、人群游憩等方面的空间需求,总结工业小城镇的空间供需特征,并结合规划现状明确当前问题。提出绿色空间在保护生态环境、协同产业发展和服务游憩需求3个维度的价值,并构建包含生态、防护、游憩、风貌四大体系的绿色空间响应框架。最后,以万古镇为例,初步探讨构建城乡一体化生态体系、多层级防护体系、多样化游憩体系、地域特色风貌体系的具体策略。

公园绿地特征影响体力活动的机制研究——以南京市为例

【目的】中国城市化进程的加快引发了一系列城市公共健康问题,城市公园绿地作为承载公众健康活动行为的主要场所,探明城市公园绿地特征对体力活动的潜在影响路径,对于健康视角下城市公园绿地规划设计具有重要意义。【方法】在南京市2个绿量水平差异明显的公园绿地中进行自由体力活动实验,通过偏最小二乘结构方程模型(partial least squares structural equation modeling,PLS-SEM)探究公园绿地通过噪声、微气候舒适度和空气污染度影响体力活动的多重中介路径。【结果】公园绿地特征多维度指标之间的相关性受绿地绿量水平的影响;低绿量绿地中的噪声会正向介导公园绿地影响体力活动的过程;微气候舒适度是公园绿地影响体力活动较为关键的中介变量,且不受绿地绿量水平差异的影响。【结论】研究结果可为健康行为导向下的城市绿地实证研究与规划设计提供思路与策略。

不同尺度下城市公园绿地空间分配公平性研究——以南京市为例

城市化快速发展背景下,维护城市公园绿地资源配置公平成为人们关注焦点。基于南京市研究范围公园绿地空间分布、住宅属性特征等数据,利用住宅价格特征表征居民社会经济属性,探究3个不同尺度下公园绿地(社区级、区域级、城市级)空间分配公平性,为未来城市公园绿地规划提供依据。结果表明:3种尺度的公园绿地高可达性区域主要集中在秦淮河沿线及其周边地区。3种尺度的公园绿地可达性空间分布特征均与住宅价格呈正相关,即高房价住宅区居民享有更好的公园绿地服务水平。其中,区域级公园绿地可达性空间分布特征与住宅价格相关性最高,这反映出区域级公园绿地空间分配不公平程度最为严重。

北方城市绿地对大气颗粒物浓度的削减作用对比研究

尽管城市绿地能够改善空气质量,但由于实践中缺乏统一的绿地分类系统,很难从优化绿地植被结构的角度出发调节城市空气质量。因此,为了探究北方城市不同绿地削减大气颗粒物浓度效果的差异,构建了一套融入植被结构因子和物种组成的绿地分类系统,基于该分类系统,在北京、西安、宝鸡选取了5类共同常见的植被结构绿地类型,通过卫星图像判读与实地监测相结合的方式,探究了不同本底环境、植被结构、植物多样性、气象因子和时间因子对大气颗粒物浓度(PM_(2.5)与PM_(10))的影响。结果表明:(1)城市绿地率对大气颗粒物浓度造成显著影响,绿地率越高的本底环境内颗粒物浓度越低,即多绿本底<灰绿参半本底<灰色本底;(2)植被结构和植物多样性水平显著影响绿地的滞尘能力,北方城市中半开敞绿地的滞尘能力最好,其次为半闭合绿地与闭合绿地,开敞绿地滞尘能力最弱,植物多样性的增加将导致绿地内颗粒物浓度增加;(3)不同植被结构绿地内的大气颗粒物浓度受气象因素的显著影响,随温度和风速的增大而减小,随湿度的增大而增大;(4)北方城市绿地大气颗粒物浓度存在明显的季节和日变化规律,一年内大气颗粒物浓度在夏季最低,冬季最高;一天之内颗粒物浓度在8:00—10:00最低。上述研究结果以期为今后不同本底环境下以削减大气颗粒物浓度为导向的北方城市绿地规划与设计提供理论依据和实践方法。

碳中和视角下城市郊野公园风碳环境模拟的绿地结构研究

城市郊野公园作为城镇居住区与自然农林区的过渡地段,对于城市二氧化碳的吸收、通导具有重要作用,其中郊野公园内部绿地结构设计对其碳中和功能发挥起到关键影响。基于郊野公园的碳汇功能发挥,聚焦其绿地边缘空间与内部空间对二氧化碳汇聚、通导、吸收的不同作用,以景观生态学中“廊道、斑块”基本景观要素分别构建“碳捕获区、碳流通区、碳吸收区”3类碳功能区的绿地样方。以CFD流体软件模拟与比较9种典型模式下的风环境与碳环境变化,选择不同碳功能下最优样方模式。以北京市二道绿隔地区郊野公园为例,通过公园绿地结构布局与功能布局,初步探究碳中和视角下郊野公园内部绿地结构布局的构建与应用模式。

基于兴趣点的上海五个新城设施空间结构研究

本文基于高德地图兴趣点(POI)数据,将其分为生活、生产、公共3类设施,采用核密度估计法、Ripley’s K函数等空间分析方法,并设计了一个反映设施类型结构在空间中演化的三角轨迹模型,以上海主城区为参考,基于不同类型设施的数量、分布和聚集程度,分析了上海五个新城的设施空间结构特征和分布规律,探讨了五个新城进一步建设的方向。研究发现:与上海主城区相比,五个新城的设施空间分布特征差异明显,发展历史较长的新城已经出现明显的单中心空间结构,而发展历史较短的新城表现为微弱的多中心结构;从设施高密度圈层到低密度圈层,主城区的设施类型结构变化较小,表现出内部“城市功能趋同”的特征,而五个新城则均表现出生活设施的占比逐步降低而公共设施和生产设施的占比升高的趋势,新城之间呈现“扩张结构趋同”的特征;新城的高密度圈层中,生活设施占比均高于主城区水平,表现出一定的“卧城”特征;低密度圈层中,尽管生产设施占比均高于高密度圈层,但不同类型设施聚集中心高度重合表明生产设施的聚集中心同样在新城的中心区,其外围城市功能薄弱,并没有出现完善的“专业功能中心”。因此,新城的进一步建设需强调设施的均衡协调发展,完善城市功能,避免出现“卧城”“空城”等现象。

城市绿地时空分异及影响因素——以长江经济带为例

城市快速发展改变了城市绿地结构和格局,影响城市环境质量和人类福祉,加剧资源环境约束。已有研究侧重对城市或城市群绿地景观形态、布局以及空间格局特征的研究,对自然环境与人类活动差异明显的流域经济带不同河段城市绿地的时空格局、影响因素及其驱动机制分析不足,缺乏实践指导意义。本文以长江经济带为例,运用空间自相关分析方法及地理探测器模型分析2000—2020年长江经济带城市绿地时空分异及影响因素。结果表明:(1)2000—2020年长江经济带城市绿地面积由3357.66 km^(2)增加到13425.32 km^(2),城市绿地率由22.56%增加到39.04%,城市绿地率增速呈现出下游>上游>中游的特征。(2)2000—2020年长江经济带城市绿地呈现显著的空间集聚特征且两极分化明显,高值集聚区呈现向东部转移态势,主要分布于江西、安徽、江苏三省交界地区;低值集聚区趋于中西部山区集聚,主要分布于四川、云南、贵州、湖北交接地带。(3)长江经济带城市绿地时空分异受气候条件、地形条件、人口规模、城市建设、经济发展、区域政策等因素的共同作用,上中下游地区城市绿地时空分异的关键影响因子不同。各影响因子之间的交互作用对长江经济带城市绿地时空分异呈现双因子增强与非线性增强效应。研究可以为长江经济带城市绿地合理布局与城市可持续发展提供一定参考。

基于功能协调的城市“三生”空间优化研究述评

城市“三生”空间优化强调从生产、生活、生态不同功能空间协调的角度优化城市空间结构与布局,推动城市的内涵集约式建设,实现生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的优化目标。从功能协调角度出发,系统梳理城市“三生”空间优化的既有研究,结果表明:目前城市不同功能空间两两协调优化的研究较为丰富,主要包括城市生态空间与其他功能空间的协调优化、城市居住与就业空间的协调优化、城市居住与服务空间的协调优化、城市制造业与生产性服务业空间的协调优化4个维度;关于城市“三生”功能空间协调优化的理论与实证研究非常有限,但是国土“三生”空间优化的评价分析较为丰富,能够为城市“三生”空间优化研究提供借鉴。未来应该在借鉴城市具体功能空间两两协调优化、国土“三生”空间优化研究的基础上,继续完善城市“三生”空间优化研究。

顾及溢出效应的城市生态空间对PM_(2.5)污染的影响

大城市是中国空气污染的重点治理区域,但现有研究聚焦于如何从源头上减少人为污染排放,鲜少关注如何通过优化城市生态结构以提升存量生态空间的环境效益,进而削减既定人为排放造成的空气污染。鉴于此,文章以空气污染较为严重且生态用地较为紧张的武汉市为例,利用高分辨率、高精度PM_(2.5)数据,结合土地利用转移矩阵与多元回归模型,探析了2000—2020年武汉市不同结构的城市生态空间对PM_(2.5)污染的削减作用及其空间溢出效应。研究结果表明:武汉市城市生态空间可以显著地削减PM_(2.5)污染,3期直接削减量分别为7.62μg/m^(3)、16.52μg/m^(3)和3.64μg/m^(3),直接削减作用是城市生态空间削减PM_(2.5)污染的主要渠道;武汉市城市生态空间在削减PM_(2.5)污染时具有显著的空间溢出效应,通过溢出效应产生的间接削减量分别为2.13μg/m^(3)、2.77μg/m^(3)和0.93μg/m^(3),远小于直接削减量,但也不容忽视;当生态空间规模一定时,不同结构的城市生态空间对PM_(2.5)污染的直接削减作用一致,而间接削减作用存在显著差异,相比于面状结构,线状生态空间对PM_(2.5)污染的间接削减作用更为明显,且随着规模的增加,差异越显著。该研究结果既可以丰富城市生态空间的环境效应研究视角,又可以为兼具经济发展和生态保护双重压力的大城市空气污染治理提供新思维。