基于景观生态指数下的城市绿道网络规划评价及优化研究——以潮州市为例

水 馨，李俊锋

(安徽师范大学 国土资源与旅游学院，安徽 芜湖 241000)



基于景观生态指数下的城市绿道网络规划评价及优化研究
——以潮州市为例

水 馨，李俊锋

(安徽师范大学 国土资源与旅游学院，安徽 芜湖 241000)

基于景观生态学基础理论，以潮州市为研究对象，选取斑块指数、廊道指数、网络结构指数建立了城市绿道网络规划评价指标体系，借助FRAGSTATS和GIS软件对潮州市绿道网络规划的景观生态指数进行了评价，并从景观生态方面进行了优化。结果表明：①斑块指数方面，潮州市绿道网络规划后景观斑块密度小，斑块相互之间联系密切。②廊道指数方面，潮州市绿道网络规划的绿道慢性道宽度在满足人们的游憩需求上仍有欠缺，应当及时调整；潮州市绿道网络规划后廊道密度较高，生态斑块间连通度和可达性较好。③网络结构指数方面，潮州市绿道网络规划后网络环通度、线点率、连接度较差，绿道网络结构不完善。根据结果从绿道慢性道宽度和绿道网络结构指数方面进行优化，得出了最佳方案。希望对其他同类城市提供一定的参考。

城市绿道；景观生态；评价体系；潮州市

1　引言

“绿道”(Greenway) 于1959年在美国首次被提出。广义上，对“绿道”的定义为用于联系人和自然的各类线性开敞空间[1]。然而随着环境和条件的变化，绿道含义也变得不同[2]。美国景观大师查理.斯莱托给出自己的理解:“绿道是沿着自然生态走廊，或者人工走廊构建的线型开敞空间”[3]。

近些年来，关于绿道，多数是对绿道功能以及如何规划的研究。成敏莹以广州珠三角绿道为背景[4]，研究了健身游憩空间的重要性与作用。周年兴等人对绿道如何规划进行了讨论[5]。刘广宁针对城市建成区如何规划游憩绿道提出了规划策略[6]；有的是对具体城市绿道规划的设计研究。孙奎利对绿道规划研究依循三步走的基本思路[7]。刘琰以天水市为案例，并对其城市绿道的规划设计提出若干建议[8]。孙帅利用绿道的相关建设经验，对如何规划设计都市型绿道提出自己的看法[9]；有的是对城市如何布局绿道的研究。刘海波对城市绿道如何布局以及线路选择构建模型[10]。阮煌胜通过建立城市绿道适宜性的评价体系，对安庆市合理绿道选线[11]。张笑笑通过构建以多对象使用为根本的城市游憩绿道，对城市中的选线布局研究[12]。但是，大多数研究主要集中在绿道的设计规划方面，对规划的合理性研究较少，不利于城市绿道的建设。笔者通过研究《潮州市绿道网总体规划(2012—2020)》，运用城市绿道网络景观生态指数评价模型，从景观生态学方面对潮州市的绿道网络规划进行评价和优化。

2　研究对象

2.1研究区概况

潮州市地处韩江中下游，是广东省的“东部屏障”，临近南海，潮州市中心区与广州市距离约为460 km，距离厦门市约260 km，距离台湾约180海里，可见其交通区位优越(图1)。

图1　潮州市区位

潮州市绿道网络由省立绿道、市立绿道以及连接线路组成。主要以省立绿道为基本框架，市立绿道为补充，连接线路为依托构建完善的绿道网络(图2)。

图2　潮州市绿道网络总体规划

2.2规划文本简介

2.2.1潮州市绿道网络总体布局

潮州市的绿道网络规划以广东省现有绿道网络为依据，充分利用潮州特有的“潮文化”、人文景观、良好的生态本底，分析现有的景区景点、相互关联的绿色廊道、交通网络、配套设施等以及发展潜力，将潮州市绿道网布局为：“一核四片，一轴四带”(图3)。

图3　潮州市绿道规划结构

2.2.2潮州市绿道网络总体规划

潮州市绿道网络的总体规划如下：①潮州市建设绿道网约为525 km，含省立绿道和市立绿道。规划中确定中心城区绿道总长143.5 km，潮安县绿道长185.5 km，饶平县规划绿道总长195.5 km。②潮州市近期建设省立绿道260 km，具体为中心城区省立绿道长度70.5 km，潮安县省立绿道长度100.5 km以及89 km的饶平县省立绿道。

3　研究方法

主要以潮州市绿道网络景观生态指数为研究对象，参考相关文献研究以斑块指数、廊道指数、网络结构指数三个评价指标构建潮州市绿道网络规划景观生态指数评价体系(表2)，展开潮州市绿道网络规划景观生态指数评价以及优化研究。

表2　潮州市绿道网络规划景观生态指数评价体系

3.1斑块指数

斑块指数的评价中主要选取两个指标，分别为斑块密度(PD)和绿道连接斑块数量与总斑块数量之比。

斑块密度评价中运用了GIS和Fragstats 3.3两个软件来计算其斑块的数量以及斑块密度。斑块密度可划分成5个等级：Ⅰ级标准为0

评价绿道连接斑块数量与总斑块数量之比中采取了定量比值法，在(0-1)取值，随着数值的增大，城市景观的整体程度增加，城市中更多的生态节点被连接。

3.2廊道指数

斑块指数评价中选取的两个指标分别为慢行道绿道宽度和绿道密度。

慢行道绿道宽度评价中通过将潮州市的慢行道绿道宽度与标准值对比来进行定性评价。

廊道密度(CD)计算公式为CD=Pi/A。

pi的含义即所选研究区景观内绿道的总长度，A为所选研究区景观的总面积，将其与评价标准对比来进行定量评价。

3.3网络结构指数

网络结构指数评价中选取环通度(α)、线点率(β)、连接度、成本比四个标准。

3.3.1环通度

其计算公式为：

α=实际环路数/最大可能环路数=(L-V+1)/(2V-5)

环通度是反映绿道网络呈现回路可能概率的一项指标。其中L 为实际连接线数，V 为节点数。α值在[0，1]区间变化，当α=0 取极小值时，网络出现零个回路；当α取极大值，表示具有最大可能的回路。

3.3.2线点率

其计算公式为：

β= L/V

线点率反映各节点平均连线的数量，其数量变化在0～3之间。β越大，网络越复杂；当β取最小值时，无网络存在；当β<1 时，表示形成树状格局；当β=1 时，表示形成单一回路；当β与3 越相近，连接程度越复杂。

3.3.3连接度

其计算公式为：

γ =L/ 3(V-2)

连接度为绿道网络中的已连接绿道数与最大可能连接绿道数之比。其变化区间为[0，1]。当γ趋于极小值时，零个节点相互连接，当γ趋于极大值时，每个节点都相互连接。

3.3.4成本比

其计算公式为：

成本比=1-(廊道数/廊道长度)

成本比用来表示绿道网络的有效程度，成本比与绿道网络的有效程度呈负相关。

4　基于景观生态指数下的潮州市绿道网络规划建设评价

4.1斑块指数评价

斑块是构成城市绿道网络的各个生态节点。

4.1.1斑块密度(PD)

通过将根据图2绘制的潮州市绿道规划主要绿道网络节点斑块数据图与现状的潮州市土地利用覆盖数据图(图4)通过GIS联合处理后，运用Fragstats 3.3 计算斑块个数和斑块密度可知潮州市绿道网络规划后生态斑块个数为440 个，PD= 0.8787 个/km2。根据斑块密度评价表(表3)得D(得分)=0.8243。

表3　斑块密度评价

图4　潮州市土地利用覆盖数据

研究结果表明：潮州市绿道网络规划后斑块密度较小，景观较为完整，整合程度高，有利于形成连续的绿道景观。

4.1.2绿道连接斑块数量与总斑块数量之比

总共选取了 28个一级生态斑块作为城市绿道网络的节点。含西湖公园等8个公园斑块，笔架山等 9 个自然山体斑块，老西溪等8个水域斑块和饶平土楼等3个历史文化遗产斑块。图5中可以看出在潮州市绿道网络中，潮州市28 个主要选取斑块中的22个被连接，即绿道连接斑块数量占总斑块数的 78.5%。根据绿道连接斑块数量与总斑块数量之比评价表(表4)得到D=0.785。

图5　潮州市规划绿道网络节点

评价内容评价取分标准0.8-1.00.6-0.80.4-0.60.2-0.40-0.2联接主要斑块数量与总斑块数之比80-100%60-80%40-60%20-40%0-20%

研究结果表明：在潮州市规划的绿道网络中，斑块的78.5%被连接，连接率达到78.5%，大部分的景观生态资源被串联，保护了城市的重要生态斑块，有利于维持城市生态安全的稳定。

4.2廊道指数评价

廊道是一种狭长的景观线性单元，不仅能发挥通道作用，也能发挥一定的阻隔作用。

4.2.1绿道慢行道宽度

《潮州市绿道网总体规划(2012—2020)》中规划潮州市绿道慢行道的宽度平均为3 m。

在绿道慢行道宽度评价中，从潮州市绿道宽度游憩使用和经济性对其进行评价。根据中等城市绿道慢行道宽度评价表(表5)得到城市绿道慢行道宽度评价值(表6)。D总=0.46。

表5　中等城市绿道慢行道宽度评价

表6　潮州市绿道慢行道宽度评价值

结果表明，潮州市绿道慢行道宽度在游憩使用方面得分较低，而在经济性方面得分较高。在综合两项评价指标后慢行道绿道宽度评价得分为0.46，可知潮州市绿道网络规划中绿道慢行道宽度为一般等级，虽然经济性较好，但不利于给居民创造宜人的游憩空间。

4.2.2廊道密度

潮州市的绿道建设以中心城区为主，所以主要以中心城区的廊道密度为评价依据，潮州中心城区总建设约143.5 km的绿道网络，潮州市中心城区建设用地规模90 km2，通过计算得廊道密度1.59 km/km2，即每平方千米中包含绿道1.59 km，与城市绿道密度的标准值2 km/km2相比较，计算 D=0.795。廊道密度较高，潜在的斑块间的连通度和可达性较好。

4．3网络结构指数评价

本文在评价绿道连接斑块数量与总斑块数量之比时，将潮州市 28个一级生态斑块作为潮州市绿道网络中的节点研究对象。而潮州市绿道网络含有节点较多，28个节点网络的网络结构指数评价不能够充分的反映真实情况。所以本文在潮州市绿道网络评价中新增了17个二级生态斑块作为城市绿道网络节点。分别是文化公园等7个公园斑块，红山等4个自然山体斑块，岗山水库等3个水域斑块和镇风塔等3个历史文化遗产斑块。分析总共45个绿道网络节点可知潮州市绿道网络中的廊道数达 52个(图6)。计算得出环通度、线点率、连接度、成本比的数值如表7。

图6　潮州市规划绿道网络节点

节点廊道数量网络环通度线点率连接度成本比45520.091.150.390.64

D环通度=0.09 ，D线点率=0.38，D连接度=0.39，D成本比=0.64。根据网络结构指数评价表(表8)，得到D总 =0.405。

研究结果表明，潮州市规划的绿道网络环通度低，不能形成完整和成熟的绿道网络。潮州市绿道的各个节点整体的相互联系弱，不能形成有回路的绿道网络；线点率和连接度较低，潮州市规划的绿道网络较为简单，连接的节点数目较少;成本比较低，反映潮州市绿道网络的有效性较高，以较少的成本来满足实际的需求。

表8　绿道网络结构指数评价标准

5　基于景观生态指数下的潮州市绿道网络规划优化

5.1景观生态评价指数分析

根据表2的权重计算，最终得到景观生态指数评价得分为0.5120，对照城市绿道网络规划景观生态指数评价等级表(表9)可知景观生态评价等级达到Ⅱ级；其中斑块指数、廊道指数和网络结构指数评价值各为0.7978、0.5025以及 0.4050，达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级(表10)。潮州市绿道网络规划在景观生态指数方面亟待优化。

表9　城市绿道网络规划景观生态指数评价等级

表10　景观生态指数评价得分

研究结果可知：斑块指数得分较高，但廊道指数和网络结构指数均较低造成了景观生态指数的评价值偏低。廊道指数评价中慢行道绿道宽度得分较低，为0.46分。廊道指数优化以增加绿道慢行道宽度为主；在绿道网络结构指数评价中，4个指标环通度、线点率、连接度、成本比数值依次是0.09、1.15、0.39、0.64。潮州市绿道网络的连接度、线点率得分较低、成本比得分一般，网络环通度指数得分低。潮州市绿道网络结构需要进一步优化。

5.2景观生态指数的优化

5.2.1廊道指数优化

由于绿道慢行道宽度得分较低，主要对绿道慢行道宽度进行优化研究。

绿道慢性道需要满足城市绿道不同使用者的需要，特别是特殊人群的需求，如残疾者，小孩以及老人。所以绿道慢性道的宽度规划应进行具体的考虑，同时应结合经济性的标准选择最佳的绿道慢行道的宽度。

5.2.2绿道网络结构指数优化

上述分析可知潮州市绿道网络结构不达准，本文通过优化潮州市绿道网络方案来提高潮州市绿道网络结构指数。具体方案如下。

根据《潮州市绿道网总体规划(2012—2020)》找出其中新规划建设的5个绿道节点，以潮州市规划绿道网络节点分布图为依据分析新建节点与现状绿道以及节点的关系，对可能形成绿道的两节点连线构建绿道网络。

综合考虑城市绿道选线可知：每条绿道串联生态节点越多，环通度、线点率、连接度的数值会提高，而成本比的数值会相应增加，由于在评价标准中成本比的得分只占0.2734，所以提高网络结构指数以增加实际连接线数(L)为主，在选择优化方案时选择了每条绿道串联生态节点最多的方案，得到图7。

图7　潮州市绿道网络优化节点

由图7可见优化后的绿道网络方案中含有50 个节点，连接廊道数目为73 个。计算优化后的潮州市绿道网络方案的四个网络结构指数以及综合评价分值见表11。

表11　潮州市绿道网络方案优化前后网络结构指数对比

研究结果表明：方案优化后网络结构指数评价值有了明显提高，是原来的1.26倍。从各个指标来看，网络环通度比原来增加了1.7倍；线点率和连接度也有明显的改善，各比原来的方案增加了0.27倍和0.28倍；成本比是原来方案的1.13倍，网络结构指数优化后得到了很大的改善。

6　结论与建议

本文基于潮州市绿道网络建设规划景观生态指数的评价结果，依据现状潮州市生态斑块资源，分别对各项指数进行了分析，总结了潮州市绿道网络规划建设中的问题，并对潮州市绿道网络廊道指数和网络结构指数进一步的优化研究。

6.1结论

(1)斑块指数方面，潮州市绿道网络规划后景观斑块密度小，景观整体性较强，斑块相互之间联系密切。

(2)廊道指数方面，潮州市绿道规划的绿道慢性道宽度在满足人们的游憩需求上仍有欠缺，应当及时调整；潮州市绿道规划后廊道密度较高，生态斑块间连通度和可达性较好，有利于下一阶段的城市绿道网络规划建设。

(3)网络结构指数方面，潮州市绿道规划后网络环通度、线点率、连接度较差，绿道网络结构不完善，规划中未能挖掘更多有效绿道来构建完善的城市绿道网络体系。在找出不足后，本文认为应合理确定绿道慢性道宽度以及利用现有生态节点和潜在绿道对绿道网络方案进行优化来提高网络结构指数。

6.2建议

(1)城市绿道规划应基于城市的斑块现状分布，对城市的绿道斑块进行局部整合，从而进行整体的绿道网络规划，发挥现有生态斑块的生态环保功能。

(2)城市绿道规划中城市绿道慢性道的宽度应根据城市绿道慢行道的服务人群以及服务范围合理确定，同时绿道慢性道应对体现城市特色的自然节点、历史文化遗产地、城市开放空间如广场及居民区等人文要素节点进行连接。

(3)城市绿道规划时应综合当地城市绿地系统规划、生态红线控制规划、景观风貌控制规划，实现绿道的“多规合一”。并以此为依据尽可能多地连接城市中的重要生态节点，并合理地规划线性绿道，完善城市绿道网络结构。

[1]鲁敏，刘振芳，刘国恒.济南森林城市绿道网络构建的途径与对策[J].山东建筑大学学报，2011(2): 101～104.

[2]Little C E. Greenways for America[M].London: The Johns HoPkins Press Ltd.,1990.1～25.

[3]Julius F. Greenway planning [M].United States: its origins and recent case studies Landscape andUrban Planning, 2004(68):321～342.

[4]成敏莹.亚运背景下广州城市健身游空间规划研究[D].广州：华南理工大学，2010.

[5]周年兴，俞孔坚.绿道及其研究进展[J].生态学报.2006.09(26):3109～3111.

[6]刘广宁.基于宜居建设的城市游憩绿道研究——以常州市武进中心城区为例[D].南京:南京林业大学，2013.

[7]孙奎利. 天津市绿道系统规划研究[D].天津：天津大学，2012.

[8]刘琰. 天水市绿道规划研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2014.

[9]孙帅. 都市型绿道规划设计研究[D].北京：北京林业大学，2013.

[10]刘海波.南京城市绿道布局与选线研究[D].南京：南京工业大学，2013.

[11]阮煌胜.安庆市城市绿道路线规划理论与方法的研究[D].合肥：安徽农业大学，2010.

[12]张笑笑.城市游憩型绿道的选线研究——以上海为例 [D].上海：同济大学，2008.

Evaluation and Optimization of Urban Greenway Network Planning Based on the Landscape Ecological Index- A Case Study of Chao Zhou City

Shui Xin，Li Junfeng

(CollegeofLandResourcesandTourism,AnhuiNormalUniversity,Wuhu,Anhui241000，China)

Based on the basic theory of landscape ecology,takingChaozhou as the research object, we selectedplaque index, corridorindex, the network structure index to establish the evaluation index system of urban greenway network planning.With the help of FRAGSTATS and GIS software, we evaluatedthe landscape ecological index of greenway network planningin Chaozhou, and optimized itfrom the aspect of landscape ecology. The results showed that: ① as to plaque index, Chaozhou landscape patch density was small.After the greenway network planning, plaque was closely related with each other. ② as tothe corridor index, the width ofcrawlerway in Chaozhou greenway network planningwas still lackingto meet the demand of people’s leisure,whichshould be,timely adjusted; after the road network planning,green corridor densitywas higher and connectivity and accessibilitybetween ecological patches were good. ③ as tonetwork structure index, after the greenway network planning,the network,circuitry, line point rate andconnectivity were low,inChaozhoui.e. the greenway network structure was not perfect. According to the results,we shouldoptimize thenetwork from the aspects of crawlerway width and greenway network structure indexin order toachieve the best solution. And wehopedthis studycould provide reference value for other similar cities.

urban greenway; landscape ecology;assessment system;Chaozhou

2016-05-26

水馨(1996—)，女，安徽师范大学国土资源与旅游学院学生。

李俊锋(1974—)，男，博士，副教授，主要从事城市地理、城市经济及城市规划方面的教学与研究工作。

TU985.2

A

1674-9944(2016)14-0214-06