城市绿色空间生境样方构成与形态要素：以西安为例

刘晖 曹朔 陈宇

不同于“城市绿地”[1]关注城市建设用地性质与类型，城市绿色空间（urban green space）更注重于城市环境中植物生命系统赖以生存的所有绿化场地所构成的空间格局，是构成城市生态系统的主体。城市绿色空间体系具有空间层级性和系统性[2]93，且影响着城市生态系统的品质。

图2 老城区公共绿地布局理论模型The theoretical model of public green space layout in the old town

在中国城市建设模式的影响下，城市绿色空间呈现分散、独立、重复的特征，形成尺度、要素、形态、结构丰富的城市生境，城市生境多样性及连通性是城市生物多样性的必要条件。其中，城市街区尺度的绿色空间系统是联系城市整体区域和场地绿化之间的重要层级，保证其完整性与连通性是街区尺度下绿地系统规划的重要内容。研究城市街区绿色空间、场地生境类型及其植物群落的空间匹配性问题，具有重要的理论和实践意义。

1 中国城市街区尺度绿色空间及其分布影响因素

1.1 城市绿色空间与城市绿地

城市绿色空间的概念是伴随城市绿地系统、开放空间、绿色基础设施等相关概念逐步完善起来的，由于国内外城市建设发展的背景不同，学者对城市绿色空间关注的侧重点也有所不同。在国外，城市绿色空间从城市开敞空间演变而来，被广义理解为城市环境中植被覆盖的空间，强调植被要素与空间要素的自然属性和生态属性[3-4]；在国内，起初通常将城市绿色空间与“城市绿地”概念对等，但随着研究的不断深入与拓展，其内涵不再局限于《城市绿地分类标准》（CJJ/T 85—2017）中所涵盖的5类绿地范畴，还包括各种被绿化覆盖的城市空间，以及不断趋于网络化的城市绿地系统[5-7]。

在本研究中，城市街区绿色空间主要针对的是中微观尺度中公园绿地、防护绿地、广场绿地、附属绿地四大类城市绿地，以及各类立体绿化等其他绿化空间，更加关注绿色空间中场地生境及其植物群落的空间匹配性及连通性所形成的生态系统。

1.2 人的行为导向下城市绿地空间分布与格局

城市街区绿地量主要受用地类型及绿地率等城市建设规范的影响，其尺度、类型、分布依据城市绿地系统规划形成。在街区尺度，城市绿色空间布局以人的社会功能需求为主导，规划依据主要源于社区生活圈和城市绿道的控制性指标体系。2018年7月，住房和城乡建设部在批准发布的《城市居住区规划设计标准》（GB 50180—2018）中提出：居住区按照居民在合理的步行距离内可以满足基本生活需求的原则，分为十五分钟、十分钟和五分钟生活圈及居住街坊4级居住区。同时，标准明确了步行距离、居住人口、住宅数量、人均居住区用地面积等居住区分级控制规模和人均公共绿地面积、居住区公园规模等公共绿地控制指标，以总量控制及服务距离的调控机制影响着街区绿色空间的格局特征。

依据城市路网密度、居住区规划及社区生活圈等建设规范，可以建立街区尺度下的绿色空间基本单元和理论模型。研究首先以十五分钟社区生活圈的指标要求，对研究样本的公共绿地量进行计算，确定十五分钟社区生活圈内公共绿地应不小于20 hm2；其次，依据《城市综合交通体系规划标准》（GB/T 51328—2018）中对居住区街区尺度的指标要求，选定以200 m×200 m作为新规划城区基本街区单元，旧城区由于规划时间较早，路网密度不均，街区单元存在多种尺度；最后，依据居住区公共绿地分级控制指标和最小成本路径法构建出研究样本的绿色空间布局结构（图1、2）。

图1 新规划地区公共绿地布局理论模型The theoretical model of public green space layout in new planning areas

2 绿色空间基本研究样方与典型布局模式

2.1“样方法”作为城市绿色空间的基本研究方法

景观生态学研究中提出：各种景观斑块交错分布，有机地结合在一起形成具有嵌套层次结构特征的“景观镶嵌体”[8]2。景观生态学中采用空间幅度与粒度来表达景观镶嵌体不同嵌套层次的分析尺度，空间粒度指景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积（如样方、像元）[9]。在野外调查中常用“样方法”进行观测分析[8]164，如对不同类型植物群落的要素构成与空间结构特征采用相应尺度的研究样方进行观测分析。城市作为一种景观镶嵌体类型，其构成要素同样具有多尺度嵌套层次结构关系，因此，本研究尝试采用样方法对城市景观镶嵌体的空间构成要素进行分析，探究城市绿色空间要素及其空间结构特征。

2.2 2 km×2 km研究样方尺度的确定

景观镶嵌体具有尺度与等级特性，样方法研究中的样方尺度通常依据景观镶嵌体中要素斑块的嵌套层次结构特征来确定，以保证该景观镶嵌体的要素完整性。景观生态学在景观的定义中提到，从城市建设角度出发，城市景观既要包含生物的栖息环境，更要包含人类的生存环境[8]2。因此，城市景观镶嵌体应包含兼具生态、经济、文化等具有明显视觉特征的地理实体，如各类型城市绿色空间、教育、医疗、商业等空间要素。

确定城市景观镶嵌体最小可辨识单元（即研究样方）的尺度是研究城市绿色空间要素及其空间结构特征的首要任务。已有研究证实，人的行为活动尺度影响着城市绿色空间的布局范围。居民在使用城市绿色空间时存在距离梯度效应，1 km 和 5 km 的距离尺度分别是人在城市绿色空间使用时最舒适的行为尺度以及阈值行为尺度[10-11]。根据社区生活圈的相关规定，15 分钟步行距离（800～1 000 m）是基本社区生活圈的尺度范围，涵盖了多个完整的街区，包含了相对完整的生态、经济、文化等空间要素。

因此，本研究中选择半径1 km 的外切正方形（即2 km×2 km 尺度的正方形研究样方）作为城市景观镶嵌体及城市街区绿色空间的基本研究样方。该尺度研究样方可作为分析城市形态结构、城市功能和城市管理等内容的基本单元，也可以体现城市街区绿色空间构成要素的完整性及其嵌套层次结构特征。

2.3 西安城市新旧城区绿色空间的典型模式及要素尺度

以“2 km×2 km”尺度作为研究样方，对西安城市新旧城区范围进行覆盖划分，通过地理信息系统（Geographic Information System,GIS）技术提取研究样方的绿色空间结构特征，并通过聚类分析方法对研究样方的绿色空间结构进行归类，得出单核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散点分布型4种城市街区绿色空间典型结构模式（图3）。

图3 西安城市新旧城区绿色空间典型结构模式提取Extraction of typical green space layout in new urban areas and the old town of Xi'an City

在研究范围内分别抽取4种典型城市街区绿色空间作为研究对象，通过实地调研的方式进行城市街区绿色空间的细化提取（图4），并分析不同尺度绿色空间的占比情况（表1）。分析发现，西安市旧城区研究样方中绿色空间整体占比较低，约9.83%～25.50%；新城区研究样方中绿色空间整体占比高于旧城区，达到32.19%；点状、块状绿色空间要素相较于线状、带状绿色空间要素在新旧城区均占比更大；在多核心散布型样方与廊道穿越型样方中，点状、块状要素与线状、带状要素占比较为均衡。总体上，城市街区绿色空间主要以中小尺度绿地构成，绿色空间要素整体呈现尺度小、分布散的特征。

图4 西安城市新旧城区绿色空间典型结构模式Typical green space layout in new urban areas and the old town of Xi'an City

表1 城市绿色空间典型结构模式的要素尺度占比分析Tab. 1 Analysis of the scale proportion of elements of typical urban green space layout

3 绿色空间研究样方中的生境网络建构探讨

3.1 场地生境及其景观要素的空间尺度与形态特征

量化植物群落与城市街区绿色空间的尺度关系是营建场地生境多样性的关键。不同空间尺度下的植物群落格局和营建机制有所不同，且一个植物群落可能同时受到多个尺度过程的调控[12]。群落生态系统与场地设计相结合，用适生植物群落栖息地构成多样化的城市街区绿色空间是提升城市生境质量的重要方式[13]。群落生态学领域常用“种–面积曲线”来确定植物群落的“最小面积”（minimal area）[14]，即在该尺度下总能包含一个完整的植物群落单位。场地生境的基本设计尺度需保证植物群落的完整性，还要便于在城市街区绿色空间规划设计中重复与组合[15]。场地生境尺度与植物群落类型选用有直接关系，本研究认为植物群落作为一种景观设计要素，其基本尺度能够很好地介入场地生态设计中。在植物生态学研究中，植物群落研究的样方大类分为：森林群落100～2 500 m2；灌丛或高草群落25～100 m2；中低草本群落1～25 m2[16]。在城市街区绿色空间场地生境营建中，地被植物群落组构可应用但不局限于花坛、花境、花池、建（构）筑物附属绿地以及庭院绿地，而森林、灌丛群落的尺度更适用于城市公园、社区公园及游园绿地。

不同形态的场地生境对于汇流过程和营养物质的截留作用影响不同。同时，动物的扩散和觅食与斑块的形态密切相关[17]。因此，城市街区绿色空间中生境类型及其形态特征对绿色空间的生态效益有着重要的影响。场地生境的形态特征可以与景观生态学中斑块、廊道理论进行转译，通过人工干预其空间布局，服务于城市街区绿色空间生境网络构建。

3.2 场地生境类型分析

在城市街区绿色空间中，受人工设计干预以及小气候分布、水文空间过程、土壤类型分布等因素的综合影响，场地生境的空间尺度与形态具有多样性特征[18]，在城市街区绿色空间规划设计实践中可以灵活运用场地生境类型多样性特征结合适宜植物群落进行生境营造[19]，服务于人的功能需求的同时增强生态系统服务功能。

1）斑块型场地生境。斑块型场地生境在城市街区绿色空间中不仅规模占比大，而且类型丰富，如：生境花园（人工生境岛）、城市林地、人工湖泊湿地、生物滞留设施、屋顶绿化等。斑块型场地生境在尺度、功能方面也具有多样性（表2）。

表2 斑块型场地生境及其特征Tab. 2 Patch type site habitat and its characteristics

2）廊道型场地生境。廊道型场地生境主要指在城市绿色空间中以线状或带状分布的生境绿地类型，如：城市绿道植被带、林荫道林带、滨水界面、间断性汇水路径等。廊道型场地生境在城市绿色空间中主要支持物种栖息、迁移功能和景观要素间的屏障或过滤作用（表3）。

表3 廊道型场地生境及其特征Tab. 3 Corridor type site habitat and its characteristics

3.3 城市场地生境的连通性

绿地生态网络的相关理论可以用来指导城市街区绿色空间布局，使多种类型场地生境形成稳定运行的整体。城市街区绿色空间生境网络指由各类型场地生境依照自然规律连接而成的空间组织格局[20]。当生态用地总量有限时，绿色空间的格局成为影响其生态功能的重要因素。

在城市街区绿色空间样方中，斑块型场地生境结合廊道型场地生境构成城市街区绿色空间生境网络，且场地生境往往呈现层层嵌套的特征（图5）。斑块型场地生境中，生物滞留设施常嵌套于更大尺度的生境花园或城市林地斑块中；廊道型场地生境中，间断性汇水路径依托于城市绿道植被带、林荫道林带以及滨水界面等带状场地生境。

图5 城市街区场地生境类型及空间分布Habitat types and spatial layout of urban block sites

斑块型场地生境往往互为“源”“汇”，承载着丰富的物质信息及动植物资源；廊道型场地生境是斑块型场地生境进行物质信息交流的重要路径，物质信息依托场地水文过程、风、生物携带等媒介进行交换流通（图6）。廊道型和斑块型场地生境相互耦合形成生境网络系统，提升城市生态系统服务功能。城市街区绿色空间格局中，现有的廊道型和斑块型场地生境辐射范围之外的区域，可以通过增加或调整点状生境要素（如城市公园、街头绿地、屋顶绿化）的空间布局，形成面状的生态服务覆盖；或可通过增加和调整城市绿道植被带、林荫道林带和汇水路径等带状生境要素，提升城市街区绿色空间中物质信息流的交换流通。

图6 城市街区场地生境的连通示意Schematic diagram of connectivity of urban block site habitat

4 讨论

在生态学介入城市规划设计的空间尺度匹配关系中，城市街区绿色空间生境的多样性与系统性具有不可替代的生态价值。城市街区绿色空间的研究方法与基本研究尺度、城市绿色空间与场地生境类型及植物群落的空间匹配性、场地生境斑块的连通性是城市街区绿色空间生境网络构建的三大关键问题。

1）通过综述研究论证了“样方法”作为城市景观镶嵌体及城市街区绿色空间的基本研究方法的可行性。从街区尺度绿色空间布局的影响因素角度，探讨了“2 km×2 km”作为城市景观镶嵌体与城市街区绿色空间研究的基本样方尺度。通过样方法对西安市建成区绿色空间进行观测分析，得出单核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散点分布型4种绿色空间典型布局模式。由于本研究的方法与内容均以西安市作为研究对象展开，研究得出的样方尺度、城市街区绿色空间典型模式对于以西安市为代表的平原型城市有一定适用性，而对不同地貌特征的城市的代表性与适用性还需进一步的论证研究。

2）研究中对西安市街区绿色空间4种典型模式样方的要素进行了细化提取，对比分析了城市街区尺度绿色空间、场地生境类型及其植物群落存在尺度、形态的空间匹配性。城市绿色空间是城市生态系统的主要载体[21]，依托城市街区绿色空间，基于生态踏脚石原理识别与组织斑块生境和廊道生境，可以形成斑块串联的生境网络，提高城市绿色空间的生态效益。但如何将街区生境网络构建转化为规划设计方法、服务于存量优化的老城更新和增量发展的新城规划还需进一步探究。

5 结论

样方法是观测与分析城市景观镶嵌体的有效方法，在以西安为代表的平原型城市，其研究样方的基本尺度为“2 km×2 km”。采用该尺度样方可以对城市街区绿色空间的尺度、要素、形态、结构以及生境类型、植物群落进行有效观测与分析。“2 km×2 km”样方内西安市街区绿色空间的要素构成和空间特征具有趋同性，呈现单核心放射型、多核心散布型、廊道穿越型、散点分布型4种典型布局模式。4种典型模式下的城市街区绿色空间均呈现尺度小、分布散的特征。

生境斑块类要素和廊道类要素是构成城市街区绿色空间的基本形态要素，其尺度特征证实了城市街区绿色空间与场地生境类型、植物群落存在空间匹配性。同时证实可以通过识别不同场地生境类型，营建相应植物群落，结合尺度、形态等要素特征介入街区绿色空间规划设计中。城市生态学研究认为城市提供的生态系统服务依赖于城市生境斑块的空间排列，特别是斑块的面积、异质性和连通性[2]92。城市街区绿色空间的生境网络构建的方法还需基于场地生境斑块连通的生态学原理进行深入探索。

作者所在课题组基于风景园林学科在城市绿色空间规划设计的实践优势以及景观生态学、城市生态学关于城市生态系统的基础理论，探索指向风景园林规划设计的城市街区绿色空间生境网络构建方法。旨在解决中国城市绿地系统规划从以人的社会功能需求和空间结构优化为主的单一目标向人与自然共生的生态系统服务提升转变的现实问题。研究目的在于为城市生境营造和修复提供目标导向，使城市街区绿色空间在满足人的社会功能需求的同时，提供更广泛的生态系统服务功能，为人类健康和福祉做出持续贡献。

图表来源(Sources of Tables and Figures)：

文中图表均由作者绘制。