济南市绿地建设水平综合评价研究

鲁敏，宗永成，杨盼盼，陈嘉璐，丁珍（.山东建筑大学艺术学院，山东济南　500；.济南市园林规划设计研究院，山东济南　5000）

济南市绿地建设水平综合评价研究

鲁敏1，宗永成1，杨盼盼2，陈嘉璐1，丁珍1
（1.山东建筑大学艺术学院，山东济南250101；2.济南市园林规划设计研究院，山东济南250002）

绿地指标体系的建立及其评价，是反映绿地系统建设水平高低的科学依据，是城市生态绿地系统构建的前提与基础。文章以RS与GIS技术为支撑，从城市绿地系统生态功能、景观格局及规划指标三个方面选取评价指标构建济南市城市绿地系统评价指标体系进行全面量化计算与评价研究，并根据研究结果提出建设济南城市生态绿地系统优化策略。结果表明:济南市城市绿地系统斑块类型齐全，防护绿地和附属绿地占总面积比例小，破碎化程度大。公园绿地在城市绿地类型中占主导地位，生产绿地缺乏；济南市建成区绿地系统的综合评价值为0.4867，其中绿地生态效益指标值为0.4977，绿地固碳释氧能力及滞尘能力较低；景观效益指标值为0.5798，景观破碎程度及分离程度较高，景观优势度不明显；绿地规划数量指标值为0.4525，绿化总量不足，人均公园绿地面积及人均公共绿地面积均未达到要求。

RS；GIS；城市生态绿地系统；综合评价

0　引言

随着生活水平的提高，人们越来越重视自己所居住的城市环境。城市生态绿地系统在城市环境中起到维系城市生态平衡的功能，对于城市环境的修复与改善起到重要作用［1］，已成为评价城市建设效果的重要组成部分［2］。在发挥其生态性的同时，兼顾经济效益与社会效益，从而实现城市可持续发展的客观要求［3］，因此建设生态绿地系统已成为当代城市园林绿化发展的必然趋势［4］。而建立科学的绿地指标体系，对于城市生态绿地系统功能的发挥、规划的布局与科学的建设将产生重要的影响，是城市生态绿地系统科学构建的基础，具有重要的理论和实践意义。

目前学界对于城市绿地系统的评价一般倾向于在某方面或者定性评价，很少有专家学者对它的整体性和系统性进行科学的探索；此外，城市绿地系统在综合评价的指标和运用评价方法上面并没有达成一致，有待更进一步的研究与整合。以往城市绿地系统的规划与评价所得数据大多数是依靠人工劳力踏勘和测量，费时费力。现在可运用遥感技术，对高分辨率卫星影像进行解译获取，为人们对城市绿地的调查提供了很大的方便［5］。

研究以RS和GIS技术为支撑，通过遥感解译提取了具有较高精度的济南市城市绿地信息数据库，获取济南市城市绿地系统分类示意图。从城市绿地系统生态功能、景观格局及规划指标三个方面，选取13个重要评价指标构建济南市城市绿地系统评价指标体系，采用层次分析法及1-9标度法计算各指标权重，对研究区内城市绿地系统各个指标进行全面量化地计算，并根据计算结果进行综合的评价研究。最终的研究表明，济南市绿地系统建设处于Ⅲ级，城市绿地系统建设水平低。最后文章根据研究结果，对如何优化济南生态绿地系统提出了合理建议。

1　研究区域概况

济南市建成区是二环以内的中心城区，包括槐荫区、历下区、市中区、天桥区、历城区五大行政区域，其总面积为3303.98 km2。建成区内常住人口433.6万人，人口密度1321.35人/km2，是济南市的经济、文化、政治中心［6］。

济南位于黄河流域下游地区，南接泰山山脉、北连黄河，典型大陆气候季风明显，四季分明，冬季寒冷、夏季炎热，年平均降雨量669 mm，平均温度为13.8℃。

近些年，济南市城市绿地生态系统建设成果显著，首先对部分老公园，植物园、环城公园、百花公园等进行改造扩建，并且完成了对五龙潭公园、趵突泉公园、大明湖风景区的空间规划设计工程，对千佛山风景区实现合理化规划布局与边界的处理工作。其次，新建立一批公园、风景区，如济南森林公园、济西湿地公园、华山公园、药山公园等市级城市绿地，完成了英雄山风景区前期规划设计工作，划定了多个风景区公园。第三，对街头绿地进行很好的改造建设。

2　研究方法

2.1建立济南城市绿地信息数据库

2.1.1数据来源

研究以济南市2012年SPOT5卫星遥感影像作为解译的主要信息来源，并查询济南市地图，对不同时间段行政区图进行对比，调查济南历史、文化、自然等资料。根据城市绿地斑块分析研究的要求，采用2.5 m左右分辨率的影像，进行影像修正处理，提高解译精确度，形成景观数据库。济南各种绿地斑块大小形状各异，数量众多，经过景观指数分析，研究济南市绿地生态系统。

2.1.2数据处理

将获取的遥感影像通过计算机处理，是研究内容的重要技术环节，也是野外调查所研究区域的基础。在对数据进行处理之前，利用软件ERDAS8.7、PCI软件对所获取的影像进行校正、拼接处理并创建墨卡托投影坐标体系，形成数字正射影像图。

2.1.3数据提取

根据济南市卫星遥感影像处理所得到的数据，将其数据进行进一步量化，包括图形数据和属性数据的输入、编辑与输出。解译工作者为了确保图像解译出的质量，对济南市建成区进行野外调研，将所获得的目测判读标志输进系统，以此获取相应图像。获取济南地形图及相关资料，提取当前济南市用地性质信息，以此为依据对城市用地现状进行现场调研；以野外调研所获取的不同地形类别所体现的各种特性，设立目视判读标志，并对其在遥感影像上进行地类识别，以此为判别其相互关系的前提。最终通过已获取的济南市用地性质信息资料跟野外调研结果，对通过遥感分析所获取数据纠正，量化形成矢量土地利用类型图，再将其分层输出shp格式文件进行处理。

通过ArcGIS9.3软件划分出济南市建成区，将矢量数据输入到库中来对遥感影像进行辨认分析，辨认的主要标志有颗粒、形状、大小、阴影及色调等，水面、乔木、灌木、草本植物等各类绿地类型，将乔木、灌木等植被的色调调为绿色，但所成影像边缘极不规则，呈颗粒状；将水体的色调调整为蓝色；树木在影像上可以看出明显的阴影；草地在图像上为绿色，但其纹理相对树木区域更为细腻，外轮廓呈自然曲线；建筑类呈现灰色，长方形，阴影更为明显。以此为辨认前提，结合前期现场调研，参考地形图对济南市城市绿地信息及性质进行提取，并对济南市绿地进行综合信息提取，信息中还包括绿地名称、面积、周边交通等相关要素。

2.1.4城市绿地信息分类提取

研究采用人工交互式目视解译法对济南市绿地信息进行分类处理、统计，以特定的数据值为基础，将相同类型相元纳入同种种类，一个相元满足特定种类的标准，此相元就被赋予特定属性，划入此种类。通过影像所呈现的光谱辨识特征，和济南市建成区绿地分布现状及其结构特性，根据国家用地性质分类标准，将所研究区域划分为“公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地、其他绿地”五大绿地类型。

2.1.5城市绿地信息数据库建立

通过对属性数据和图形数据输入，进行相应的编辑工作，在此基础上形成图形数据库和属性数据库。

在ARCGIS软件的空间分析模块中对属性数据库及与之连接的图形数据进行组合处理，将济南市各类型绿地的信息进行提取处理，绘制出济南市绿地信息数据表（见表1、2）。根据绿地信息数据库编制出济南市绿地系统分类示意图及各类型绿地分布示意图（如图1所示）。

表1　济南市绿地分类信息统计表

图1　绿地信息分类示意图

2.2济南市城市绿地综合评价

2.2.1城市绿地综合评价指标体系构建

城市绿地系统具有动态性的特征，因此进行综合评价时需考虑多种的影响指标与影响因素，且指标与因素之间存在相互的关联性［7］。研究在提出综合评价指标体系过程中首先采用频度分析法，收集评价指标。其次，所确定的评价指标可以为济南市生态绿地系统构建提供研究根据。最后，通过专家咨询的方法对已选取的指标进行修改与补充，建立综合评价指标体系。

研究最终选取了绿地生态效益指标、绿地景观效益指标、绿地规划定量指标三个因子层共13个评价指标（见表3）。

2.2.2评价指标权重确定

研究运用层次分析法，将复杂的评价指标为许多有序的层次，并通过层层比较来确定其重要程度根据判断进行计算确定下一层对于上一层指标重要性的权重值。运用1-9标度法，对指标进行对比分析，比较两者功能的重要性，赋予数值，形成判断矩阵。通过两个指标相互比较得到的D-E、E-F的判断矩阵，利用求积法来确定各指标权重系数［8］（见表3）。

表3　评价指标权重值

3　结果与分析

3.1绿地生态效益分析

（1）固碳释氧量

依据济南市五大公共绿地的面积值结合表6中各绿地类型的平均值进行计算，将各绿地面积与单位面积吸收CO2和生成O2量相乘得出固碳释氧量［9］，得出济南市的固碳量 4075.657 t，释氧量2953.06 t。而固碳量的标准值为8206.5498 t，释氧量的标准值为:5946.21 t（乔灌草复层结构的年环境效益为标准值）。经计算得出固碳释氧量指标值为0.4966，绿地系统固碳释氧能力较低。

（2）吸收有害气体量

各种绿地结构吸收SO2量（见表4）与对应的绿地面积的乘积为吸收有害气体量。根据乔灌草复层结构的年环境效益对SO2的吸收作为标准值计算，得到绿地吸收SO2标准值的数值为6.6562 t，通过表格2得出济南市绿地系统对 SO2的吸收量为3.3499 t。经计算得出吸收有害气体量指标值为0.5032，绿地系统吸收有害气体能力较低。

（3）滞尘量

为各种绿地结构滞尘量（见表4）与相应绿地面积的乘积为滞尘量。根据乔灌草复层结构的年环境滞尘量作为标准值计算，得到绿地滞尘量标准值的数值为2412.88 t，通过表2得出济南市绿地系统滞尘量为1197.76 t。经计算得出滞尘量指标值为0.4964，绿地系统滞尘能力低。

表4　各类绿地年环境生态效益

3.2绿地景观效益分析

（1）绿地景观多样性

景观多样性反应的是景观类型的丰富和复杂程度。多样性指数增大一方面源于城市绿地景观类型斑块数量增多使该类型出现概率增大；另一方面源于城市各种景观类型的斑块数量较为接近，使绿地结构均匀分布［10］。绿地景观多样性 H的计算式（1）为

式中:Pi为i种绿地景观类型占总面积的比值；n为绿地景观类型总数，个。最大景观多样性为标准值计算得:Hmax=ln（5）=1.6094。通过数据整理计算得济南市绿地景观多样性为1.1471，绿地景观多样性指标值为0.7127。

（2）绿地景观均匀度

绿地景观均匀度是指不同的景观类型分布均匀的程度，绿地景观的均匀度越大，绿地景观类型分配就越均匀［10］。绿地景观均匀度E的计算式（2）为

式中:Hmax为景观拥有的最大的多样性指数（研究地域各类型景观比例相等的情况下），当它的数值越接近1，景观斑块分布越均匀；Pi为i种景观类型的面积与景观总面积的比值，即斑块类型 i在城市景观中出现的概率。把1作为均匀度的标准值，计算得出均匀度指数为0.7128。

（3）绿地景观优势度

绿地景观优势度指数表示绿地景观的多样性相对于绿地景观最大多样性的偏离程度，表明了景观组成中少数几个主要的景观类型控制的程度［10］。绿地景观优势度D的计算式（3）为

式中:优势度指数与景观类型所占比例差成正比关系，当H=Hmax时，表明优势度为0。以济南市景观类型中优势度最大的种类即生产防护绿地的优势度作为标准值为1.5037。通过计算得出景观优势度指数为0.4623，景观优势度指标值为0.3074，绿地系统景观优势度不明显。

（4）绿地景观破碎度

绿地景观破碎度为城市绿地景观分散的破碎程度。其判别常用研究区域单位面积内所包含的各种城市绿地类型总数量，城市绿地斑块的单位面积越小，其景观破碎度就越高，功能也相对越单一［11］。绿地景观破碎度C的计算式（4）为

式中:Ni为城市绿地斑块类型的总个数，个；A为城市绿地总面积，hm2。济南市景观类型中破碎度最小的作为标准值即生产防护绿地的破碎度最小数值为0.685。通过计算得出景观破碎度指数为7.896，景观破碎度指标值为0.0867，绿地系统景观破碎度较高。

（5）绿地景观分离度

绿地景观单元在空间的分散程度用绿地景观分离度表示，斑块空间分布越离散即斑块间距越大，分离度越大。绿地景观分离度的计算式（5）为

式中:S为区域总面积，hm2；A为各种绿地景观面积，hm2；Ai为第i种景观绿地面积，hm2；Ni为i种景观绿地的斑块个数，个。

利用标准差法可以将各种绿地景观类型的分离度来归一，得出归一化分离度［12］。其计算式（6）为

区域的分离度F的计算式（7）为

式中:Ni为景观类型斑块总数，个。济南市景观类型中分离度最小的作为标准值即生产防护绿地的分离度最小数值为1.05。通过计算得出景观分离度指数的数值为6.875，景观分离度指标值为0.1527，绿地系统景观分离度较高。

3.3绿地规划数量指标分析

（1）绿地率

绿地率的计算式（8）为

绿地率 =［城市绿地总面积 /城市的用地面积］×100%（8）

《城市绿化规划建设指标的规定》中的要求城市绿地率应不少于30%。通过表3.3得出的数据计算出济南市绿地率为18.29%，绿地率指标值0.6097，远远低于规定中要求的标准值，所以济南市的绿地率还有待增加。

（2）人均绿地面积

人均绿地面积的计算式（9）为

人均绿地面积 =城市绿地总面积/城市人口总量（9）

《2012年济南市统计年鉴》调查统计的济南市区人口约350万人，由此根据表7总的绿地面积计算得出济南市人均绿地面积为7.92 m2/人，以70年代联合国生物圈生态与环境组织提出的人均绿地面积接近30 m2/人为标准值，计算得人均绿地面积指标值为0.2640。

（3）人均公园绿地面积

人均公园面积的计算式（10）为

人均公园绿地面积 =公园绿地面积/城市人口总量（10）

由《2012年济南市统计年鉴》中济南市人口数并根据表1计算得出济南市人均公园面积为4.8644，以《国家生态园林城市标准》里所规定的城市人均公园绿地面积≥12 m2当做标准值计算，得出人均公园绿地面积指标值为0.4054，人均公园面积远未达要求。

（4）公园服务面积比率

公园服务面积比率的计算式（11）为

服务面积比率 =公园的服务面积/（城市用地面积-公园面积-水域面积）（11）

采用GIS中简单缓冲工具，以研究区域内公园绿地作为“源”，通过基于面要素多边形边界的缓冲区计算分析以500 m为服务半径的的公园服务面积以及服务面积比率。以1作为标准值，计算得出服务区的面积为42.49 hm2，所占比率为0.3216，公园服务面积比率小。

（5）生产绿地面积比率

生产绿地面积比率的计算式（12）为

生产绿地面积比率 =生产绿地面积/城市用地面积（12）

为加强城市的生产绿地建设，城乡建设环境保护部要求每个城市需要拥有2% ～3%的生产绿地的占有面积，以2%作为标准［13］。根据表1及表2得出济南市生产绿地的面积所占的比率为0.552，生产绿地面积比率指标值为0.2760，生产绿地匮乏。

3.4综合评价及分析

综合评价法，指运用不同评价系统进行多指标评价的计算方法，称为多变量评价法，或简称综合评价法［14］。其数值结果为各个准则层指标的加权评价值相加之和。其中i代表一级评价指标，j代表二级评价指标。指标的相对重要程度被称为权重，在同一级评价指标中，1为权重的和。V表示一级评价指标的权重，W为二级评价指标的权重［15］。评价指标的优劣程度由评价值来表示。1代表最优评价值，其他指标数值则在0～1之间。Bi代表一级评价指标评价值，Cj代表二级评价指标评价值。其结果经过加权计算之后得出相应的加权评价值，其Bi计算式（13）为

式中:Cj为二级指标评价值；Wj为二级指标权重；n为该一级指标所属二级指标的项数，个。综合评价指标值的计算式（14）为

式中:Vi为级指标权重；n为综合评价指标所属一级指标的项数，个。

二级指标评价值的计算方法为

正向指标的评价值 =评价值/准则值，现状值与评价值成正比即该指标的现状值越大其评价值越大，则评价越好。而负向指标评价值 =准则值 /评价值，现状值与评价值成反比即该指标的现状值越小其评价值越大，则评价越好［16］。

通过对对遥感解译数据分析以及对文献资料的查阅统计，计算后可得出济南市城市绿地综合评价各指标值（表7）。依照国内外业内的各种综合指数的分级方法，可以将评价指标分为四级标准:

Ⅰ0.8～1城市绿地系统建设水平较高；

Ⅱ0.6～0.8城市绿地系统建设水平一般；

Ⅲ0.4～0.6城市绿地系统建设水平低；

Ⅳ0～0.4城市绿地系统建设水平很低

依据表7对济南市绿地系统进行综合分析，结合绿地生态效益指标、绿地景观效益指标及绿地规划定量指标三方面的评价结果及各指标的权重，计算出济南市城市绿地系统的综合评价值为0.4867对照评价标准，得出济南市绿地系统建设处于Ⅲ级，城市绿地系统建设水平低。

表7　济南市绿地综合评价各指标值

4　结论

通过对济南市建成区绿地系统综合评价的研究与分析，结果表明:

（1）济南市建成区的城市绿地系统斑块类型齐全，其中防护绿地和附属绿地斑块数分别为1485个和2909个，绿地面积仅占城市总面积1.63%和3.13%，斑块数较多但总面积比例较小，破碎化程度较大；公园绿地面斑块数193个，积占总绿地面积的61.39%，在城市绿地类型中占主导地位；生产绿地缺乏，斑块数19个，面积仅占城市总用地面积的0.55%。

（2）运用所建立的综合评价体系进行计算，得出济南市建成区城市绿地系统的综合评价值为0.4867，城市绿地系统建设水平低。其中:

济南市建成区绿地生态效益指标值为0.4977，其中固碳释氧量指标值为0.4966；吸收有害气体指标值为0.5032；滞尘量指标值为0.4964。说明济南市城市绿地系统的固碳释氧能力及滞尘能力较低，植物不能有效的发挥其生态功能。

济南市建成区绿地景观效益指标值为0.5798，其中景观多样性指标值为0.7127；景观均匀度指标值为0.7128；景观优势度指标值为0.3074；景观破碎度指标值为 0.0867；景观分离度指标值为0.1527。说明表明济南市绿地系统的景观破碎程度及分离程度较高，景观优势度不明显，城市绿地对各景观的控制程度较低。

济南市建成区绿地规划数量指标值为0.4525，其中绿地率指标值为0.6097；人均绿地面积指标值为0.2640；人均公园绿地面积指标值为0.4054；公园服务面积比率指标值为0.3216；生产绿地面积比率指标值为0.2760。说明济南市建成区绿化总量不足，人均公园绿地面积及人均公共绿地面积未达到要求。

5　济南城市生态绿地系统优化策略

为了改善济南市城市绿地现状，优化济南市生态城市绿地系统，文章基于研究结果提出以下优化策略:

（1）改变目前公共绿地分布不均，尤其是公园绿地分布相对集中的局面。根据科学依据，选择合理的地理位置，利用周边自然资源，积极创造条件新建或改建一些城市绿地，合理安排公共绿地，使其与城市空间规模相适应，并满足绿地周围居民的需求。

（2）完善城市廊道建设，降低城市绿地破碎度强化城市景观格局的连续性，使周围景观空间连为一体，同时廊道的建设还可以增加城市绿地面积，提高城市生态效益。

（3）提高城市生产绿地及防护绿地在城市绿地系统中的比例分布，加强绿地建设。适度增加城市苗圃面积，使城市苗木绿化逐渐达到本地自给自足的要求。道路扩建时，建议保留具有较好生态功能的防护隔离带，没有防护带的地段要预留足够宽的绿带，对于防护绿地建设达不到要求的地段，可以建设服务半径为500 m的小游园、节点绿地进行补充

（4）依据济南市的环境现状，以修复与改善城市环境为目的，将环境与经济、文化相结合，使之既符合社会发展又能体现文化历史脉络，以此建立济南市城市绿地系统生态功能圈，来引导和规范城市建设，实现人与自然协调与和谐，形成以生态绿地系统主体、“山、泉、湖、河、城”景观为特色的生态城市。

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（学科责编：李雪蕾）

Research on comprehensive evaluation of urban green space construction level of Jinan

Lu Min1，Zong Yongcheng1，Yang Panpan2，et al.
（1.School of Art，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；2.Jinan Garden Planning and Design Research Institute，Jinan 250002，China）

Establishment and evaluation index system of green space is the premise and basis of urban ecological green system construction and has important theoretical and practical significance.Based on RS and GIS Technology，the research constructed the evaluation index evaluation system in Jinan urban green space system by selecting evaluation indexes from the three aspects of ecological function，landscape pattern and planning targets.The index weight was calculated.On this basis，quantify calculation and evaluation were carried on.The results show that the plaque types of Jinan City green system are complete；the amount of protective green space and attached green space has a few proportion of the total area，showing the fragmentation degree is large.Parks mainly in large patches dominate the urban green space types.This system is lack of production green space.The comprehensive evaluation value is 0.4867，the construction level is low；the comprehensive evaluation value is 0.4867.The ecological functions value is 0.4977，the carbon fixation and oxygen release capacity and dust removal capability of urban green space are low；the landscape pattern value is 0.5798，the fragmentation and separation degree of landscape is high，landscape dominance is not obvious；the planning targets value is 0.4525，the amount of green is insufficient，green space and public green area per capita do not meet the requirements.Finally we formed a new pattern in Jinan ecological green system construction.

RS；GIS；urban ecological green space system；comprehensive evaluation

TU996

A

1673-7644（2015）06-0519-08

2014-03-11

国家自然科学基金重点项目（20337010）；住房和城乡建设部科技计划项目（2011-K6-30）；山东省住房和城乡建设厅科技项目（2011YK023）

鲁敏（1963-），女（满族），教授，博士，主要从事室内外污染气体的植物生态修复技术、风景园林生态规划与设计、生态园林、生态城市等方面的研究.E-mail:lumin@sdjzu.edu.cn.