中国城市建成区绿化覆盖率变化特征及影响因素分析

崔佳奇 ，刘宏涛, ，陈媛媛*

1. 西藏大学，西藏 拉萨 850000；2. 中国科学院武汉植物园/中国科学院水生植物与流域生态重点实验室，湖北 武汉 430074；3. 中国科学院大学，北京 100049

城市建成区绿化覆盖率是指建成区绿化覆盖面积（即建成区内绿化种植垂直投影面积）占建成区面积的比重（李金路，1997）。城市建成区绿化覆盖率是城市绿化规划建设指标之一，在一定程度上反映了城市建成区绿化空间规模与建成区空间规模的比例，是中国城市园林绿地建设和生态环境质量评价中的重要考核指标，在行业标准《城市绿地分类标准》（CJJ/T 85—2002）中也要求“城市绿化覆盖率应作为绿地建设的考核指标”。城市绿地是指具有大量植被的户外场所（Jim et al.，2003），它不仅具有娱乐价值、自然资源保护价值、历史文化价值及风景价值，而且与城市的生态环境、经济效益息息相关（Jo，2002；Chen et al.，2008；陈宝明等，2016）。有研究发现随着城市的扩张和城区人口的持续增长，城市绿地逐渐被侵占或破碎化（孔繁花等，2008），生物多样性降低（毛齐正等，2013）、城市植被生产力低（王静等，2017；赵安周等，2020）、城市热岛效应加剧（陈颖锋等，2015；葛荣凤等，2016；王晓俊等，2020）等许多城市生态环境问题显现。这些由城市扩张带来的不利影响可通过增加绿化面积来缓解（De Ridder et al.，2004）。

目前国内外针对城市绿地建设开展了大量研究，从内容来看，主要集中于绿地建设结构差异（汪洋等，2018；吴双品等，2019）、时空演变特征（刘晔，2017；李彤杉等，2019）以及形成差异的驱动机制等方面（James et al.，2009；Zhou et al.，2011；Kabisch et al.，2014；刘志强等，2015；Richards et al.，2017）。从研究区域来看，国外已覆盖国家、省域、市域、社区等多个尺度（Kühn，2003；Richards et al.，2017；王俊帝等，2019）；而国内则主要集中在市域尺度（如城市化程度较高的京津冀、上海、广州等地）（蔡彦庭等，2011；李莹莹等，2016；胡云锋等，2018），近年来针对国家和区域尺度也逐步开展了相关探索（Zhao et al.，2013；王静等，2017；赵安周等，2020）。城市建成区绿化建设是由特定的自然环境条件和一定的人类活动共同作用的结果。温度、光照、降水、地形等自然环境因子为城市绿地建设提供基础保障，而城市规模、建成区面积、经济发展水平、人口分布特征、绿地建设政策等社会经济因子影响城市绿地建设水平差异。社会经济因素（城市建设资金投入、人均GDP）与自然环境因素（地形地貌）对城市建成区绿化覆盖率均存在一定的驱动作用（韩旭等，2008），在很大程度上决定了建成区绿化覆盖率增长的快慢（Zhao et al.，2013），绿化覆盖面积的改变是由多个因子共同作用的结果，但目前针对我国城市绿化覆盖改变的影响因素研究多集中在以社会经济因素为导向的分析（伍伯妍等，2012；叶骏骅，2013），结合自然与社会因素综合反映城市绿化覆盖率变化的研究较少。

本研究对 2002—2018年城市建成区绿化覆盖率变化特征以及各地区的城市建成区绿化覆盖率差异进行了分析，并从城市化指标和气候指标两个方面分析了影响建成区绿化覆盖率的主要因素，以期为我国未来城市绿地建设、规划以及均衡发展提供重要的理论支撑。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

（1）指标确定：为分析中国城市建成区绿化覆盖率变化的影响因素，本文在综合考虑数据的科学性、连续性和可获得性的基础上，共选取了包括自然环境因素与社会经济因素在内的 19个指标，其中建成区绿化覆盖率为因变量，其他为自变量，详见表1。

表1 指标体系及数据来源Table 1 Indicator system and data sources

（2）建成区绿化覆盖率时间变化特征：以时间为自变量，城市建成区绿化覆盖率为因变量，采用最小二乘法回归分析各城市建成区绿化覆盖率的时间变化特征。同时，参考《城市园林绿化评价标准》（GB/T 50563—2010）和《国家环境保护模范城市考核指标及其实施细则》等有关城市绿地水平的标准以及国家环境保护模范城市环境建设考核指标（建成区绿化覆盖率≥35.0%），考虑我国城市绿地建设水平的实际情况，将城市建成区绿化覆盖率划分为5组（＜15.0%、15.0%—25.0%、25.0%—35.0%、35.0%—45.0%、≥45.0%）（Zhao et al.，2013；刘志强等，2016），统计达到每组绿化覆盖率的城市占比情况，分析其时间变化特征。

（3）建成区绿化覆盖率区域差异。采用区域划分标准将中国31个省（市、自治区）共621个地级市（因港澳台统计数据缺失未对其进行分析）划分为华北、东北、华东、中南、西南和西北等6个不同的区域（Zhao et al.，2013），分析不同区域建成区绿化覆盖率差异及不同区域建成区绿化覆盖率随时间显著变化的城市占比情况。

（4）影响因素分析：对分析指标进行偏态分布检验，对呈高度偏态分布的变量进行对数转换。采用相关分析筛选出与绿化覆盖率具有显著或极显著相关的城市化和气候指标，采用多元逐步回归分析影响城市建成区绿化覆盖率的主要因素。因西藏自治区地域的特殊性，其绿化覆盖率的发展趋势较为复杂，影响因素分析中未将其纳入。本文采用SPSS16.0（SPSS for Windows，Chicago，Illinois，USA）和Sigmaplot10.0软件（Systat Software Inc.，San Jose，California）进行数据分析和作图。

1.2 数据来源

本研究所采用的分析指标的数据主要来源于《中国统计年鉴》、《中国城市建设统计年鉴》、《中国资源和环境统计年鉴》和国家统计局网站，具体指标及数据来源见表1。

2 结果与分析

2.1 建成区绿化覆盖率时间变化特征

2002—2018年，我国建成区面积及绿化覆盖面积均呈逐年增加的趋势，2018年建成区面积和建成区绿化覆盖面积分别达到了 5.85×104km2和2.4×104km2，相比 2002 年（2.6×104km2和 7.7×103km2）分别增加了125.1%和213.2%。中国城市建成区绿化覆盖率随时间呈极显著增长趋势（R2=0.8927，P＜0.01），2018年建成区绿化覆盖率（41.11%）相比于2002年（29.75%）增加了11.36%，其中，2006年和2008年建成区绿化覆盖率年增长最为明显，相比于上一年分别增加了 2.57%和2.08%（图1）。

图1 中国城市建成区绿化覆盖变化趋势（2002—2018年）Fig. 1 Change trend of green coverage in built-up areas in China from 2002 to 2018

2002—2018年间，建成区绿化覆盖率达到模范城市基本要求（建成区绿化覆盖率≥35.0%）的城市总体上表现为逐年增长的趋势（图2）。2002年，仅有6.45%的城市绿化覆盖率达到模范城市的基本要求，到2018年约有93.55%的城市绿化覆盖率达到模范城市基本要求。

图2 中国建成区绿化覆盖率分组城市占比分布（2002—2018）Fig. 2 The distribution of urban rate in group of built-up areas green coverage in China from 2002 to 2008

2.2 建成区绿化覆盖率区域差异

2002—2018年城市建成区绿化覆盖率均值表现为华东地区＞中南地区＞华北地区＞东北地区＞西北地区＞西南地区（图3）。各地区建成区绿化覆盖率随时间均发生显著变化（P＜0.05），变化显著的城市占比情况表现为：华北地区 (94.60%)＞华东地区 (88.89%)＞西北地区 (84.21%)＞西南地区(80.95%)＞东北地区 (70.93%)＞中南地区 (65.88%)。

图3 不同地区城市建成区绿化覆盖率变化趋势Fig. 3 Change trend of built-up area green coverage rate in different regions of China

2.3 建成区绿化覆盖率影响因素分析

社会经济指标中，除TUA和UA外，其他12个城市化指标（GDP、PGDP、LI、BUAP、BUA、BUP、UP、UPD、UAP、BUPP、TP、UPP）与建成区绿化覆盖率具有极显著相关性（P＜0.01）（图4）。气候因子指标中，年平均气温YT、年平均相对湿度YH和年降水量YW与建成区绿化覆盖率有极显著相关性（P＜0.01），年日照时数YS与建成区绿化覆盖率无显著相关性（P＞0.05）（图5）。

图4 我国建成区绿化覆盖率与城市化指标的关系Fig. 4 The relationship between green coverage rate and urbanization indexes in built-up areas of cities in China

图5 我国建成区绿化覆盖率与气候因子的关系Fig. 5 The relationship between green coverage rate and climate factors in built-up areas of cities in China

筛选与城市建成区绿化覆盖率有显著或极显著相关性的城市化指标（GDP、PGDP、LI、BUA、UAP、BUAP、TP、UPD、UP、BUP、UPP和BUPP）和气候因子指标（YT、YH和YW），分析其对绿化覆盖率的影响。结果表明，城市化指标PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和气候指标YT、YW、YH是影响城市绿化覆盖率的主要因素，结果见表2。

表2 城市建成区绿化覆盖率与城市化和气候指标间的多元逐步回归分析Table 2 Multiple stepwise regression analysis of green coverage rate and urbanization and climate factors in built-up areas of cities in China

其中，y表示建成区绿化覆盖率，b1—b9依次表示 PGDP、YT、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP、YW、YH。该模型的拟合度达73.4%，说明该回归方程数据拟合程度较好，其中的自变量能够较好地解释建成区绿化覆盖率的变化。9个自变量都通过了t检验（表2），说明该回归模型的样本数据具有显著的统计差异，该模型具有统计意义。

3 讨论

随着中国城市化建设的加速发展，人们对绿地的需求也越来越迫切，建成区绿化面积扩大是必然趋势。从2002—2018年，我国建成区绿化面积扩增了1.65×104km2，增加了2倍多；绿化覆盖率也从29.75%提高到41.11%，增长了 11.36%；绿化覆盖率大于35%的城市占比从6.45%上升为93.55%，增长了14.5倍以上。这与中国城市绿地建设水平的提高，国家对城市生态环境的保护和改善越来越重视有关（汪菊渊，1992；Zhouet al.，2011）。其中 2005—2008年建成区绿化覆盖率增长最为明显，这一现象与中国十六届五中全会提出促进城镇化健康发展，加快环境友好型城市建设以及 2008年绿色奥运的举办有较大关联。

2002—2018年我国城市建成区绿化覆盖率整体呈稳步上升趋势，但由于我国疆域辽阔，不同地区建成区绿化覆盖率随时间发生显著变化（P＜0.05）的城市数量占比存在一定差异，其中华北地区最高，中南地区最低。不同地区建成区绿化覆盖率也具有差异性，总体呈现东高西低，由东南至西北逐渐降低的趋势和格局，即华东地区＞中南地区＞华北地区＞东北地区＞西北地区＞西南地区。这与伍伯妍等（2012）和邢琳琳（2015）的研究结果一致。但与Zhao et al.（2013）的研究结果（华东地区＞中南地区＞东北地区＞华北地区＞西南地区＞西北地区）有所不同。本研究相比 Zhao et al.（2013）的研究结果，主要表现为西南地区和西北地区及华北地区和东北地区的差异。西藏自治区整体绿化覆盖率低，Zhao et al.（2013）研究中未将西藏自治区绿化覆盖情况纳入分析，而本研究在各地区建成区覆盖率的差异分析中考虑了西藏自治区绿化覆盖率，这可能是引起两个研究西南和西北地区差异的主要原因。此外，随着奥运会的举办华北地区大幅度增加了城市绿化投资，2010—2018年华北地区平均绿化投入是东北地区的2.8倍，是导致本研究中华北地区绿化覆盖率高于东北地区的主要原因。城市绿化建设具有动态变化特征，社会经济因子及不同阶段的政策也存在一定差异，因此可能造成不同研究时段分析结果的差异性。但我国绿地建设的整体趋势在不同研究之间是相对比较一致的，各个地区城市绿地建设水平发展不均衡是导致不同地区之间空间分异的主要原因，这与气候、经济及政策可能都存在一定的关系（刘志强等，2016）。气候条件较好、经济发达的沿海城市通常城市绿地建设水平较高，如华东地区和中南地区。与其相比，西部地区气候干燥，植物生长环境恶劣，植物生产力低（Sun et al.，2011），地理位置不利于经济发展，城市绿地建设水平低，如西北地区和西南地区。另外，东部沿海开放、振兴东北老工业区、中部崛起等发展政策都推动着城市的绿地建设，西部是在国家强调区域经济发展平衡政策实施后才开始加速发展的（周一星等，1999），西部大开发战略进一步加快了其城市的发展。中南地区是绿地建设水平较好的区域，但近年来绿地面积增幅最小，原因在于绿地已达到了一定规模，该地区用地有限，绿化覆盖面积增加受到较大限制，其绿地发展更注重于提高绿地质量（叶骏骅，2013）。

中国建成区绿化覆盖率受城市化进程和气候的双重影响。本研究选取的14个城市化指标中，对建成区绿化覆盖率有显著影响的指标为PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP。这表明城市经济发展水平及绿化投资力度是影响城市绿化覆盖率的主要因素，在促进城市绿地扩大中起着至关重要的作用。加大城市绿地建设的经费支撑和投入力度有助于促进城市绿地建设的发展（韩旭等，2008）。这一研究结果也与伍伯妍等（2012）、叶骏骅（2013）及Zhao et al.（2013）等的研究结论相符。通常在一些经济发展水平较高的城市，其绿化水平也相对较高（沈建法，2005）。有研究表明，1988—2011年中国城市绿地建设水平主要依托于建成区的规模，政策、经济发展水平、人口密度对其也有较大影响作用（刘志强等，2015），其中政策导向是2003—2011年我国城市绿地建设的主要动力（吴啸慧，2019）。李方正等（2017）研究结果也表明，2014年城市绿地率与城市化率、人均GDP、建成区面积和人口密度呈正相关，受人均GDP影响最大。区域经济发展水平是城市绿地建设的主要影响因素和有力保障，提高城市绿地建设水平，进而吸引更多优秀人才，提高当地社会经济实力，形成经济与城市绿化的良性循环（叶骏骅，2013）。

气候指标中，对城市建成区绿化覆盖率有显著影响的指标为温度、湿度及降雨量。适宜的温度和降水有利于植物的生长，进而有益于绿化覆盖面积的增大和绿化覆盖率的提高。有研究表明温湿度是影响中国城市建成区绿化覆盖率区域差异的主导因素（李彤杉等，2019），气候优势区位的城市绿地建设水平高于气候劣势区位。因此，在城市绿地建设规划中应当尊重气候规律，进行合理规划建设。

4 结论

2002—2018年，中国城市建成区绿化覆盖率持续并且快速增长。2002年中国城市建成区绿化覆盖水平整体较低，93.55%的城市建成区绿化覆盖率为35%以下。至2018年，中国城市建成区绿化整体水平较高，93.55%的城市建成区绿化覆盖率达到了35%。2002—2018年，中国建成区绿化覆盖率存在明显的区域差异，表现为华东地区＞中南地区＞华北地区＞东北地区＞西北地区＞西南地区。各地区建成区绿化覆盖率随时间均发生显著变化（P＜0.05），变化显著的城市占比情况表现为华北地区(94.60%)＞华东地区(88.89%)＞西北地区(84.21%) ＞西南地区(80.95%)＞东北地区(70.93%)＞中南地区 (65.88%)。城市绿化覆盖水平的空间分布整体呈现出由东部（华东、中南）—北部（华北、东北）—西部（西北、西南）逐渐降低的分布格局。影响建成区绿化覆盖率变化的主要因子包括城市化指标 PGDP、LI、BUAP、UAP、UPD、BUPP和气候指标YT、YW、YH。分析中国城市建成区绿化覆盖率时间变化特征和地区差异，对中国城市绿地建设、规划和管理具有重要意义，能更好地发挥和实现城市生态价值。