基于2SFCA模型的嘉定区开放型公益林选址研究

薛春燕

摘要 [目的]研究两步移动搜索法（2SFCA）用于开放型公益林选址的可行性。[方法]以嘉定区为研究对象，基于2SFCA分析嘉定区现状公园绿地的可达性水平，并利用ArcGIS的空间叠加分析法，从实现嘉定区休闲游憩绿地资源公平分布出发，研究开放型公益林的选址方法。[结果]目前嘉定区现状公园绿地可达性不平均，40%的居住区仍不能通过步行15 min到达周边公园；通过2SFCA模型分析获得的可达性指数<8.5的区域，是开放型公益林选址的重点考虑区域。基于可达性分析结果，结合公园绿地建设规划、城镇建设区规划数据，通过空间叠加分析，最终可获得满足嘉定区开放型公益林建设基本条件的合理选址地4个。[结论]基于2SFCA模型进行开放型公益林的选址具有一定科学合理性，可为今后开放型公益林建设选址提供参考。

关键词 开放型公益林；两步移动搜索法（2SFCA）；空间叠加分析；选址

Study on Location of Jiading District Open Public Welfare Forest Based on 2SFCA Model

XUE Chun-yan （Shanghai Forestry Station， Shanghai 200072）

Abstract [Objective]To study the feasibility of applying two step floating catchment area method （2SFCA） to the selection of open public forest sites. [Method]Take Jiading District as the object of study， based on two step floating catchment area method （2SFCA）， the accessibility level of Jiading District green space was analyzed， and used ArcGIS spatial overlay analysis method to study the location of open non-commercial forest from realizing the equitable distribution of recreational green land resources in Jiading District. [Result]The results showed that the accessibility of the green space in Jiading District was not even， and 40% of the residential area was still unable to reach the surrounding park by 15 minutes on foot. The area with accessibility index less than 8.5 obtained by 2SFCA was the key consideration area for the selection of open non-commercial forest. Based on the results of accessibility analysis， and combined with Jiading District Park green space construction planning and urban construction area planning， it could obtain four reasonable places to meet the basic conditions of open non-commercial forest construction in Jiading District by using spatial overlay analysis method. [Conclusion]The selection of open public forest based on 2SFCA model has certain scientific rationality， and provided reference for the construction and utilization of a non-commercial forest in the future.

Key words Open non-commercial forest；2SFCA；Spatial overlay analysis；Location selection

目前，上海市林業正面临如何促进林地综合利用、提升林地功能，以满足市民日益增长的回归自然的需求及提升市民参与度、认可度等现实问题。城市公园、森林公园、郊野公园等是上海林地休闲利用的主要形式。生态公益林经一定改造后向市民开放，让市民能感受更原始的森林气息，这类林地为开放型公益林。与一般城市公园绿地相同，开放型公益林主要供市民免费进行森林休闲游憩，不用长途跋涉即可接近大自然，从事户外活动，它是公园绿地的补充，主要位于城市外围，是介于城市公园和森林公园中间状态，规模和设施类别均小于郊野公园的新型城市绿色空间类型。目前，对开放型公益林的改造利用尚处于探索研究阶段，关于如何选择合适地块开展开放型公益林改造尚鲜见报道。

在开放型公益林选址时，需考虑现有公园绿地能否满足周边居民需要，其空间分布能否平等地为居民提供休闲游憩的机会[1]。结合现有林地考虑是否需要新建开放型公益林，建在何处才能更好地服务周边居民以及如何实现休闲林地合理公平分布。可达性概念的提出和发展可为解决这些问题提供定量方法。

公园绿地的可达性是指从空间中任意一点到该公园绿地的相对难易程度，其相关指标有距离、时间、费用等，能反映居民到达附近公园绿地的便利程度，评价居民能否可以方便公平地享用公园绿地带来的服务[2]。目前针对公园绿地可达性的研究较多，计算方法也多种多样，常用的有统计指标法、简单缓冲区法、费用加权距离法、网络分析法、最小距离法、引力模型法等[1-4]。不同方法的数据要求不同，各有优缺点，目前能涵盖公园绿地可达性全部信息的方法较少[5-11]，可达性评价分析法在绿地规划中的应用也未得到广泛推广[3]。周爱华等[12]在研究北京应急避难场所布局的合理性及公平性时，指出常用的可达性计算方法未充分考虑设施供应与人口需求之间的关系，并提出使用两步移动搜寻法（2SFCA）开展可达性研究，可综合考虑资源供应与周边需求之间的关系。而黎世兵等[13]使用引力模型与改进后的引力模型分析佛山市大沥镇公园可达性，通过GIS空间分析解决了新建公园选址问题，说明可达性分析在选址问题上的可行性。笔者基于上海嘉定区公园绿地和公益林资源分布现状，尝试基于2SFCA模型的可达性分析，通过评价现有公园绿地可达性水平，开展开放型公益林的选址研究，以期为嘉定区开放型公益林建设选址及上海今后开展开放型公益林建设利用研究提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

嘉定区位于上海西北部，是建设中的上海国际汽车城所在地，其中心位置在121°26′ E，31°39′ N，总面积463.55 km2，全境地势平坦，东北略高，西南稍低，地处北亚热带北缘，东南季风盛行地区。嘉定区下辖3个街道7个镇1个新区1个市级工业区，根据第六次全国人口普查资料显示全区常住人口为1 471 231人，其中外省市来沪常住人口828 199人，占总人口的56.29%。

2011年嘉定区政府提出了“百个公园、千块绿地、万亩林地”的绿化工作目标，规划公园总数达到103个，截至2015年已建成及开工建设的公园数量已达76个。“十二五”末，嘉定区森林覆盖率达到13.31%，公益林面积6 637 hm2，森林面积逐年上升，作为上海市“十三五”期间重点打造的长三角城市群综合性节点城市之一，正用“以人为本、集约高效、绿色低碳、传承文脉”的理念全方位地融入城市发展中。

1.2 数据源与预处理

数据源包括2015年嘉定区国土属性数据、现有公园绿地名录、第六次全国人口普查主要数据公报、森林资源现状分布数据、高分辨率航片等。预处理主要利用国土属性数据获得城镇村居民区矢量数据，推算获得各个居民区常住人口数；根据嘉定区已建成及开工在建的公园绿地名录，矢量化获得嘉定区76个公园分布和面积。

根据前期探索实践经验，开放型公益林建设选址需满足：①面积宜在5 hm2以上[14]；②宜为林业部门管理的集体公益林，便于管理；③林地周围有居民区分布，以有效发挥林地服务功能。据此，根据嘉定区森林资源现状分布，获得集中连片面积大于5 hm2的林业部门管理公益林65片，作为嘉定区开放型公益林建设选址范围。

1.3 研究方法

1.3.1 两步移动搜索法（2SFCA）。

2SFCA是一种基于机会累积思想的可达性研究方法，分别以供给地和需求地为基础，以设定的出行极限距离或时间的临界值为搜索半径（即距离阈值），移动搜寻2次，对临界值内居民可以接近的资源或设施数量进行比较，数值越高，可达性越好，因此称为两步移动搜寻法。第1次移动搜寻确定每个公园绿地距离阈值内的供需比；第2次搜寻计算每个居民区的可达性，检索所有能为该居民区提供服务的公园绿地，并将第1次搜寻得到的供需比相加求和。该方法计算得到的每个居民区的可达性均不同，突破了行政界线的限制，考虑了一个范围内供需之间的相互关系，更符合实际[15-16]：①对每个现有公园绿地j，搜索距离阈值（d0，服务半径）范围内的居民区质心（k），计算供需比Rj。

Rj=Sjk∈{dkj≤d0}Pk（1）

式（1）中，Pk为搜寻区域内居民区k（即dkj≤d0）的人口数；Sj为j点的总供给；dkj 为位置k和j的距离。②对每个居民区质心i，搜索所有距离阈值（d0，服务半径）范围内的公园绿地 （j），将所有的供需比Rj求和即得到居民区（i）的可达性AFi。

AFi=j∈{dij≤d0}Rj=j∈{dij≤d0}Sj k∈{dkj≤d0}Pk（2）

式（2）中，AFi为居民区i对公园绿地的空间可达性， 值越大，表明居民区的可达性越好；Rj 为居民区i搜寻区（dkj≤d0）内公园绿地j的供需比。

1.3.2 距离阈值确定。

为确定距离阈值，笔者通过向嘉定10个居民小區发出200份调查问卷，收回196份有用调查问卷。经统计分析发现，通过步行出行的居民达66.3%；期望15 min内通过步行到达周边公园绿地的占71.4%。而上海市“十三五”城市公园体系强化构建目标也将步行15 min作为公园可达性的标准。据此，根据正常人步行平均速度约为5 km/h，15 min步行距离约为1 250 m，确定2SFCA法的距离阈值为1 250 m。

1.3.3 技术路线。

以嘉定区为研究区域，利用ArcGIS软件，将公园与居民区的多边形矢量文件转换为质心点矢量文件，计算公园点与居民点的欧式距离，并提取1 250 m阈值内数据，从公园绿地供应、居民绿地需求2个方面，分别统计每个公园阈值范围内的人口数、人均可达绿地面积，以人均可达绿地面积作为可达性指数，获得各个居民区的可达性指数分布，并以每个居民点的可达性指数进行克里金插值，形成嘉定区可达性指数空间分布图，并分析嘉定区公园绿地的可达性水平。从实现嘉定区公园绿地分布及服务水平的公平性出发，结合嘉定区公园绿地的建设规划、城镇建设区规划，按照开放型公益林选址的基本条件，利用ArcGIS的空间叠加分析法，提出满足嘉定区开放型公益林建设的合理选址地。