基于气候区划的中国建成区绿地率区域差异研究

李彤杉

刘志强*

王俊帝

洪亘伟

城市绿地对改善人居及生态环境具有不可替代的作用，其主要受到自然与人为两大因素影响，其中，气候作为基础性自然因素对城市绿地发展具显著作用[1]。中国疆域广阔，不同区域具明显的降水与热量差异，形成复杂多样的气候类型，进而在一定程度上造成我国城市建成区绿地率区域差异。当前，随着城市绿地建设的不断推进，急需探明不同气候区间建成区绿地率差异状况，为认知城市绿地建设水平区域差异提供理论支撑，也为国家及不同气候类型城市制定绿地发展政策提供科学依据。

目前，“城市绿地建设水平区域差异”“绿地与气候”的相关研究愈发成为热点。1)在区域差异方面：区划方式多样，且其主要受自然、人为两大因素作用已成为共识[2]。Martin D等、Nadja K等分别从国家、大洲探究绿地演变、差异特征等[3-4]；韩旭等、伍伯妍等分别从省、市探讨城市绿化水平分布特征，并认为其受地形影响最大[5-6]；刘志强等以地区及其所属省、市等研究建成区绿地率区域差异，并定性分析了气候因素[7]。2)在绿地与气候方面：学者围绕两者关系、适应性设计等多方面展开探讨。Mahmoud AHA、Potchter O等对公园进行气候舒适度分析[8-9]；金荷仙等对小气候概念、评价指标及研究现状展开综述[10]；刘滨谊等、彭海峰等对校园小气候进行探究[11-12]；高翅等基于气候适应性理念探讨滨水绿地设计[13]。

上述均是基于行政区划或局地小气候的考察，未就我国整体气候背景定量分析其对城市绿地的作用。我国不同气候区建成区绿地率有何区域差异？何为影响区域差异的首要气候因子？不同气候区城市又该如何进行绿地建设？针对以上问题，本文以1996—2015年为研究时段，综合运用绝对差异与相对差异相结合的研究方法，对我国不同气候区划建成区绿地率差异进行测算分析，为在顺应气候规律下合理推进城市绿地建设提供理论依据。

1 研究单元、数据来源与研究方法

1.1 研究单元、数据来源

由于我国疆域辽阔、地形多样及海陆位置特殊，形成了复杂多样的气候类型[14](图1，表1、2)。本文主要从温度带、干湿区两大区划类型，探讨不同气候区划下我国建成区①绿地率区域差异状况。

本文以2015年底中国大陆656个建制市为研究单元，其中，地级市建成区面积不包括其辖属的县级市及县城建成区面积，县级市建成区面积不包括其辖属的县及镇建成区面积。参照《中华人民共和国气候图集》等区划方式，将各建制市对应至所属的温度带(表3)、干湿区③(表3)。数据来源于《中国城市建设统计年鉴(报)》，提取建成区绿地率、建成区绿地面积、建成区面积3个指标，并对数据不全的城市进行处理④[15]。

1.2 研究方法

1.2.1 平均值、标准差

平均值、标准差分别反映组内个体间的数据集中趋势、离散程度，公式如下。

式中，AD、S分别表示某气候区划城市组建成区绿地率的算数平均值、标准差，Zj是第j个建制市的建成区绿地率，j代表某气候区划建制市，N为某气候区划研究单元的总个数。

1.2.2 变异系数、锡尔系数

变异系数用于对不同气候区城市组内部差异分析；锡尔系数是由Theil H等提出的[16]，现广泛用于区域差异测算及分解，公式分别如下。

图1 中国气候区划简图(根据参考文献[14]绘制)

式中，CV、T分别表示某气候区划建成区绿地率的变异系数、锡尔系数，Nj是全国建制市数量，xj是第j城市建成区绿地面积，X为全国建成区绿地面积，yj是第j城市建成区面积，Y为全国建成区面积。

根据锡尔系数分解原理，将全国总体差异进行2次分解，分别分解为12个温度带间差异、温度带内差异和4个干湿区间差异、干湿区内差异，公式分别如下。

式中，TBE1表示温度带间“建制市间”差异，TWR1表示温度带内“建制市间”差异，i=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12分别代表12个温度带(公式5)；TBE2表示各干湿区间差异，TWR2表示各干湿区内差异，i=1、2、3、4分别代表4个干湿区(公式6)，xi为第i带(区)建成区绿地面积，Ni为第i带(区)的建制市数，xij为第i带(区)第j建制市的建成区绿地面积，yi为第i带(区)建成区面积，yij为第i带(区)第j建制市的建成区面积。

表1 温度带划分指标及其标准[14]

2 不同气候区划建成区绿地率演变分析⑤⑥

2.1 温度带间水平差异显著，热带高于温带

由图2可见，近20年来温带建成区绿地率较热带增幅显著；但就发展水平而言，热带常稳定高于温带，表明城市绿地显著受温度条件所制约。

2.2 干湿区间水平差距显著，湿润、半湿润区水平高于干旱、半干旱区

由图3可见，干旱区、半干旱区虽增幅显著，但总体水平却明显低于湿润、半湿润区，反映出湿润、半湿润区具显著水分优势，建成区绿地率水平较高(图3)。

3 不同气候区划建成区绿地率差异分析

3.1 温度带建成区绿地率差异测算及分析⑦

3.1.1 不同温度带绝对差异差别显著，热带差异度低于温带

由图4可见，各带S均呈波动下降态势(高原温带除外)。从降幅看，热带较温带明显下降，反映出热带建成区绿地率发展更为均衡。

3.1.2 不同温度带相对差异具明显区别

由图5可见，除高原温带CV呈上升外，其余各带均呈下降态势，但降幅差异显著。中亚热带、北亚热带降幅最大，说明其内温度条件更均衡，利于区域差异缩小。

2)建成区绿地率总体差异(T)的温度带组间及组内差异分解。

(1)温度带间差异呈长期存在态势。

TBE1总体呈波动下降态势，后期趋于平缓，表明各带城市组间差异虽不断减小，但仍长期存在的发展走势(图6)。

(2)温度带内差异呈缩小态势。

TWR1总体虽有所缩小，但具低值稳定发展趋势，表明各带内差异不断缩小，同时也受限于自身温度条件，区域差异将长期存在(图7)。

图2 1996—2015年我国温度带建成区绿地率平均数

图3 1996—2015年我国干湿区建成区绿地率平均数

图4 1996—2015年我国温度带建成区绿地率标准差

图5 1996—2015年我国温度带建成区绿地率变异系数

图6 1996—2015年我国温度带间建成区绿地率差异演变趋势

图7 1996—2015年我国温度带内建成区绿地率差异演变趋势

3.2 干湿区建成区绿地率差异测算及分析

3.2.1 不同干湿区绝对差异呈显著区域差异，湿润区、半湿润区差异度低于半干旱、干旱区

校企合作是现代学徒制的基本要求，校企文化的融通性和契合性是是构建校企利益共同体的有效路径。企业文化是企业员工共同信仰和遵守的、具有主导作用的价值观念以及行为范式、意识形态和物质形态体系，包括精神文化、物质文化和制度文化。跨企业培训中心职业技能模块课程是传承企业文化和培养学徒职业能力的关键环节，“师傅型”师资在制定培训计划和培训项目时，应以企业工作系统为参照，着重将企业员工的操作规程、行为规范和职业素养等企业文化融入课程资源和教学过程中，日积月累、循序渐进地传承企业文化，以培养学徒在正式企业工作中的质量意识和纪律意识[4]。

由图8可见，除干旱区S波动上升外，各区均呈下降态势。湿润、半湿润区较半干旱区、干旱区差异度显著较低、降幅更明显，反映出湿润区、半湿润区建制市间建成区绿地率发展更均衡、协调。

3.2.2 不同干湿区相对差异呈显著差距

1)湿润、半湿润区相对差异显著低于半干旱、干旱区。

由图9可见，各区CV均呈波动下降态势，但差异显著。干旱、半干旱区CV较湿润、半湿润区高。CV与S呈现相似规律，共同反映出湿润、半湿润区建成区绿地率更均衡。

2)建成区绿地率总体差异(T)的干湿区组间及组内差异分解。

(1)温度带间差异大于干湿区间，干湿区间差异长期存在。

TBE2总体水平低于TBE1，同时，TBE2长期存在，表明温度是影响我国建成区绿地率区域差异的主导因素，而干湿亦具重要地位(图10)。

(2)干湿区内差异呈缩小趋势。

TWR2呈较快下降态势，表明干湿区组内差异总体呈缩小趋势。同一干湿区具有相似的水分条件，有利于其内部差异度不断缩小(图11)。

4 结论与对策

4.1 结论

1)从发展水平上看，不同气候区具长期且显著差异。温带增速较快但总体低于热带；干旱、半干旱区历年均低于湿润及半湿润区。综合而观，热带湿润区、热带半湿润区是高水平的气候优势区位。

2)从差异上看，各气候区呈明显差别。温度带呈降低趋势(高原温带除外)，其中，热带均衡度显著高于温带；干湿区呈下降态势(干旱区除外)，其中，湿润、半湿润区明显较干旱、半干旱区均衡度更高。

3)从差异分解上看，温度带间建成区绿地率不平衡对我国建成区绿地率总体差异的影响度大于干湿区间，表明温度是影响我国建成区绿地率区域差异的主导因素，而干湿因素在其基础上进一步加剧了区域间的不平衡发展。

4.2 对策

气候与建成区绿地率间存在显著规律：1)热带与湿润、半湿润区建成区绿地率较高，是气候优势区位；2)温带及干旱、半干旱区建成区绿地率较低，气候条件较恶劣。针对各区具体情况，宜遵循因区而异、分类指导的原则，从而更科学、有效地提升我国建成区绿地率。

图8 1996—2015年我国干湿区建成区绿地率标准差

图9 1996—2015年我国干湿区建成区绿地率变异系数

图10 1996—2015年我国干湿区间建成区绿地率差异演变趋势

图11 1996—2015年我国干湿区内建成区绿地率差异演变趋势

表2 干湿区划分指标及其标准[14]

表3 2015年我国656个建制市所属温度带、干湿区一览表

4.2.1 发挥区位优势，高效集约发展

优势区位城市应利用气候条件，并根据发展程度制定措施：1)对于区内水平较低的城市应发挥气候优势，重视城市绿地的建设与发展，达到该气候条件下城市应有的绿量，缩小与高水平城市间的区域差距[17]；2)对于已达到高水平的城市，应向“存量式”发展转变，充分利用城市空间进行多维绿化，同时，重视植物配置的合理性，最大限度发挥其生态效益[18]。

4.2.2 尊重气候规律，合理规划建设

劣势区域的差距在一定程度上由客观气候条件所致，其存在具合理性，需理性分析当地温湿度状况，及其对城市绿地建设带来的局限性与可能性。把握“城市适宜性”等重要理念，积极探索契合气候的绿地结构，适当加强人为调控，以减少气候条件带来的不利影响[19]。在植物配置上注重运用乡土植物，在节约资金的同时，塑造出独特的城市绿地风貌。

注：文中图片除注明外，均由李彤杉绘制。

注释：

① 本文“建成区”范围为建成区外轮廓所能包括的地区，即这个城市实际建设用地所达到的范围。

② 在热带地区，全年的日平均气温皆≥10℃，故采用日平均气温稳定≥10℃期间的积温作为指标进行温度带划分；表中数值为积温，单位为℃。

③ 本文以城市市中心位置所在区划位置归属其气候区。

④ 本文“建成区绿地率”统一采用“建成区绿地面积”/“建成区面积”计算所得，所用间接数据均由作者整理计算所得，缺少某年份指标数值的城市均采用该市前后2年指标数值平均值替代，数据来源于《中国城市建设统计年鉴》(2006—2015年)《中国城市建设统计年报》(1996—2005年)。

⑤ 本文中以热带作为北亚热带、中亚热带、南亚热带、边缘热带及中热带的统称，以温带作为寒温带、中温带及暖温带的统称。

⑥ 高原亚寒带因玉树市数据不全对其进行剔除后，此带无城市，赤道热带与高原亚热带均无城市，故不对此3个温度带进行平均值研究。

⑦ 寒温带与高原亚寒带城市数各为1、中热带三沙市数据不全进行剔除后仅余三亚1个城市、赤道热带与高原亚热带均无城市，故不对此5个温度带进行标准差、变异系数研究。