城市绿地环境质量评估工具综述
2021-10-15朱逊张雅倩赵巍
朱逊 张雅倩 赵巍
城市绿地质量是针对城市绿色空间的整体感知,可用于衡量城市绿地的“好坏”,即城市绿地在使用时,它的特征(尺度或位置)、功能(娱乐设施或便利设施)和适用性(维护或状况)是否能成功地满足使用者的需求[1]。城市绿地环境质量评估工具被广泛应用于探究绿地环境与体力活动的关系,在医学健康、城市设计、娱乐休闲等领域都为绿地环境质量评估做出了重要贡献[2],而多学科合作也将进一步促进研究加速发展(表1):公共卫生学和体育科学为体力活动环境研究带来了强有力的定量评估方法,专注于评估与娱乐性体育活动有关的建筑环境和社会环境属性[3-5];城市规划学为研究带来了新的概念和措施,开始衡量环境的步行可及性和空间可达性,将研究范围从邻域尺度拓宽到城市和地区尺度,并且革命性地将GIS引入体力活动研究中[6-8];休闲学领域重点关注游憩活动行为特征和体力活动设施,开发了众多娱乐设施品质评估工具[9]。
表1 相关学科领域对城市绿地环境质量评估所做的贡献Tab. 1 Contribution of related disciplines to environmental quality assessment of urban green space
本研究系统地回顾了用于评估城市绿地空间环境的主要评估工具,梳理其开发脉络与应用方法,归纳了评估指标及其侧重差异,以期能帮助相关研究人员确定最适合用于特定的研究项目或评估的工具。
1 研究方法
本研究以“核心合集数据库”(Web of Science)、“生物医学文献数据库”(PubMed)、“爱思唯尔”(Elsevier)作为数据库基础,收集并分析了2000年1月—2020年10月的相关研究文献,检索文献主要集中于研究论文和设计指南中的引文和工具。检索词选择分为3个方面:1)质量工具,包括质量评估、审计工具和评估工具;2)与绿色空间相关的关键词,包括公园、花园、社区、绿道、自然环境、绿色空间、城市绿地及开放空间;3)体力活动和健康。初步检索文献共计626篇,通过阅读标题与摘要,剔除与研究相关度低的文献,之后利用“积极生活研究”(Active Living Research)计划平台进行文献补充,最终筛选出260篇文献和14项研究工具。
再以荟萃分析法和内容分析法为主要分析方法,对比并总结各类工具评估特点、评估方式、评估目的和评估指标的异同。最后,根据对各类评估指标进行梳理与频次分析,归纳整理促进体力活动的两层级尺度的城市绿地质量评估指标。
2 评估工具概述
2.1 工具开发情况
绿地环境质量评估始于21世纪初期,工具的发展经历了探索期、发展期和活跃期3个时期(表2)。
表2 各时期开发的工具Tab. 2 Development tools for each period
1)探索期。体育科学和公共卫生领域的研究者主要探究影响体力活动的环境因素,目的是在开放的环境中准确、有效地收集体育锻炼活动的信息。依据评估指标中是否含有体力活动将工具分为多维评估工具和专项评估工具:前者如PARA、POST、EAPRS和BRAT-DO从多层级指标评估承载体力活动的空间环境,侧重于评估体力活动需要的设施要素以衡量活动水平[10-11];后者如SOPARC作为针对体力活动的专项评估工具,通过评估体力活动群体、类型、时长、强度定量分析活动水平[12],同时通过评估可达性、运动设施和监管水平衡量活动区域的环境质量。城市规划研究者则是采用GIS获取环境数据或现场评估的方法,研究土地利用模式和交通方式之间的联系,如NEWS、PEDS和PEAT工具[13-14]。
2)发展期。由于多样化需求的增加,评估方法得到进一步发展,出现了可以精准评估特定活动、特定人群或地理环境特征的评估工具,如S-PARA、C-POST和RALA[15]。
3)活跃期。在大数据等新兴技术的推动下,评估方法突破了以往现场观测的形式,依据研究目的有针对性地将遥感技术引入观测中,提升对环境数据的计量分析效力,常用工具如POSDAT、MAPS[16-17]。
2.2 工具评估范围
现有评估工具的评估范围主要涵盖城市公园、步道空间和邻里绿地3种类型。
SOPARC、CPAT、EAPRS、NGST、POST、BRAT-DO以及衍生工具POSDAT被广泛应用于衡量公园环境质量的研究中。其中POST、EARPS和BRAT-DO主要用于多个大型国家公园和城市公园的环境质量对比研究[18-19]。城市公园样地的选择标准范围较广,一些研究是根据利益相关者的普遍使用情况,一些研究是根据专家意见,还有个别研究随机地进行选择。
NEWS、PEDS、PINS、MAPS和PEAT主要应用于对步道空间的研究中。SOPARC、CPAT、PARA被广泛用于评估社区绿地、校园绿地等邻里绿地[20]。邻里绿地的评估样地一般根据人口统计学特征或场地特征进行选择,例如收入、种族或场地环境特征、可达性、规模和类型。
2.3 评估方法
绿地环境质量评估方法主要包含客观评定法和主观感知法两类。
1)客观评定法。包括系统性观察和远程评估两种方法:① 系统性观察法是调查城市绿地环境质量最有效的方法之一[21],主要指评估员通过定期观察,获取有关绿地和街道景观绿化的客观度量数据,收集有关质量指标的信息。评估工具包括PARA、POST、BRAT-DO、SOPARC[22]。系统性观察的方式一般用于规模较小的绿地空间,在研究区域
和样本量较大且地理位置分散的情况下,该方法成本昂贵且费时[23]。② 远程评估法主要利用遥感影像和街景图像等多源数据,远程描述分析绿地环境质量,适于评估样本量较大且地理位置分散的研究区域[24],其中POSDAT是采用远程评估法的代表性工具。但远程评估缺乏收集细节性数据的能力,可能漏掉一些如垃圾箱和标牌等设施,因此专注于设施评估的研究不适合用远程评估的方法。
2)主观感知法。主要是通过访谈或问卷调查的方式评估绿地的感知质量。如NGST、NEWS都是通过问卷调查获得绿地环境质量的信息[25-26]。该方法的优点是可以按照研究需求设计问卷问题和采样方法,不受已有数据在内容和统计单元上的限制,缺点是研究成本较高,不同研究之间的可比性较差,评估结果容易带有主观性。
2.4 工具可靠性
本研究分析的工具均采用1种以上的方法进行信度检验,主要包括组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)、百分比一 致 性(percentage agreement, PA)和Kappa系数(K)。Kappa系数普遍用于测试各项目的内部一致性,工具中基本所有项目的信度系数都能达到可接受水平(K>0.4),ICC和PA通常用于检验评估同一项目的评估者之间的一致性,工具大部分项目呈现较高信度(ICC>0.4,PA≥70%)。BRAT-DO、NGST、PARK和CPAT工具还校验了二级指标之间的差异[27]。涉及对特定设施的存在情况或数量的判断的项目,评估者间一致性最高[28],评估特征状况、安全保障、维护管理的主观性项目往往具有最低的信度和效度[29]。
2.5 工具评估指标
不同工具的绿地环境质量评估指标数量差异较大,其中PARA最简短,共49个项目,EAPRS最详细,有751个项目[30]。结合相关文献中具体的测度要素,利用词频软件分析统计各指标应用涉及频数(图1)。通过对指标进行梳理归纳,将工具评估体系的指标分为2个等级。一级指标包括交通环境、周边环境、娱乐设施、便利设施、自然品质、维护管理、艺术审美以及安全保障,二级指标涵盖58项细化指标。
1 工具评估指标频次图Frequency of assessment indicator items
娱乐设施和便利设施的评估次数最多。娱乐设施主要评估球场、游泳池、运动场、健身设备等的存在情况。便利设施主要评估座椅、垃圾箱、照明设施、卫生间等设施的存在情况及其数量、质量。在评估娱乐设施类型中,EAPRS、BRAT-DO和POST提供了游乐场等儿童游戏设施最详细的评估,另外可以充分捕捉到儿童和青少年体力活动的重要设施,如秋千、滑梯等[31-33]。
评估周边环境主要评估住宅数量、入口数量、交叉口数量等指标。其中NEWS可用于划分住宅类型和衡量居住区密度。评估交通环境的工具较多,如PEDS和PARA,主要被用于评估路径数量和质量以及停车场、自行车道、公共交通站点等交通设施的留存情况。其中PEDS工具对路径的质量进行了较为细致的评估,衡量了人行道的宽度和完整性、路缘石切口存在情况等指标[13]。而PARA工具在评估交通环境特征方面具有一定的局限性,如无法捕获的人行道等路径情况。
评估维护管理和安全保障情况的工具较少,维护管理主要评估绿地空间中不文明行为的存在情况,其中主要评估指标包括垃圾、涂鸦、狗粪便、碎玻璃等。维护管理维度的评估方法有较大差异,CPAT、BRAT-DO和EAPRS首先评估指标的存在情况,然后使用一个单独的附加项目来评估其使用条件和维护情况[34-36]。而PARA使用一个综合量表来评估特征的存在和条件[11],另外使用POSDAT无法检测到小规模项目,如涂鸦、故意破坏和碎玻璃等细节性指标,因此对公园维护管理特征的评估结果会有较大的差异性[27]。安全保障维度主要评估安全标识、应急设备。在评估安全保障情况方面,CPAT和BRATDO是评估标识最详细的测量方法,可用于评估是否张贴安全标志、规章制度、时间、事 件 等 信 息[37]。另 外CPAT、BRAT-DO和EAPRS还对电话、紧急呼叫箱等应急设备进行了详细评估[38-39]。综合来看,评估绿地空间的安全特征时,PARA和POST最不详细,只评估场地的照明设备。
评估自然品质和艺术审美维度的工具最少,自然品质的主要评估指标包括树木、花卉等植物及水景的数量和质量。POSDAT和POST可通过评估树冠覆盖范围、公园的绿化度来衡量绿地环境质量。艺术审美维度的指标较少,主要包括装饰、公共艺术、广告牌等[40-41]。利用PINS工具可较细致评估装饰和广告牌的存在情况[42]。
3 评估工具应用情况
通过对来自不同学科背景的城市绿地环境质量评估工具的指标统计,归纳梳理为城市尺度和局地尺度两层级尺度。
3.1 城市尺度绿地质量评估
城市尺度是指在城市整体环境中对促进体力活动的城市绿地质量进行评估,以期改善城市生活,提高城市居民生活质量。该尺度主要关注城市绿地的交通环境、周边环境、艺术审美、维护管理(图2)。应用广泛的绿地质量评估工具主要包括EAPRS、PEAT、POST。这些工具在应用过程中将美国、加拿大、澳大利亚、欧洲等国家和地区的多个城市或同一城市不同区域绿地的体力活动支持水平进行横向对比,被规划实践者和环境决策者用于环境干预中。EAPRS和PEAT采用系统观察的方法,指标详细,精度较高。EAPRS是针对大型国家公园开发的工具,多被用于大型公园和城市绿道的环境质量审计[43],但其指标数量较多导致评估时间较长,所以需要因地制宜的调整指标的选取,提高工具适用性。PEAT指标涵盖全面并关注周边环境以及交通环境状况,侧重于度量城市街区绿道和城市线性公园环境[44-45]。POST衍生出的智能化桌面审计工具POSDATE[16]和应用APP[46],可利用遥感和地理信息系统进行远程评估,增加了对环境要素的面积和距离等客观指标的测度,缩短了评估时间,现被广泛应用于城市公园质量的大规模评估。在后疫情时代背景下,地理信息系统数据有可能成为城市尺度上较有效的监视工具,但由于数据获取限制,这种潜力尚待发掘[47]。
2 评估工具应用示意图Diagram of assessment tools application
3.2 局地尺度绿地质量评估
局地尺度为最常用于评估街道和社区的环境,是目前城市绿地环境质量评估主要关注的领域,该尺度主要关注娱乐设施、便利设施、自然品质和安全保障4个方面。局地尺度下被广泛应用的评估工具包括SOPARC、NGST、POST、NEWS、PARA、CPAT。这些工具采用系统观察和主观感知的评估方法,被普遍用于探究绿地环境质量与生理、心理、社会健康等效益之间的关系。在生理效益层面,集合公共卫生和行为科学的交叉研究评测体力活动和生理指标,常用工具包括SOPARC和NGST,前者可以瞬时批量收集城市公园中的体力活动数据,在探究不同年龄[48]、不同性别群体的体力活动水平[49]和活动偏好[50]方面已显现出巨大的应用潜力,后者主要被用于评估居住区周边小尺度的邻里绿地的体力活动潜力[51]。在心理效益方面,POST工具被实证可用于探究社区绿地空间质量对压力缓解和注意力恢复等心理健康的影响[36];NEWS工具的评估指标强调安全保障,被广泛用于检验不同街头绿地环境下居民安全感的差异[52-53]。在社会效益层面,CPAT和PARA可以全面评估指标的便利性和文明性,被广泛应用于探究不同经济阶层和文化背景的群体在社区公园空间质量和体力活动水平的差异性[54-55],前者是针对具有社会经济差异的社区开发的,指标数量较少,审计时间短;后者则区分了不同利益相关者的评价,内容全面但耗时较长。另外局地尺度的相关工具被社区机构用于社区管理,如POST工具缩略版本、MAPS的迷你版本,这些工具简单易测,能够快速评估环境对体力活动的整体支持情况。
4 结语
本研究结合国外近年来与体力活动相关的城市绿地环境质量评估工具,从评估范围、维度、尺度、方法和指标5个方面进行分析与归纳,总结两层级尺度城市绿地质量评估指标及其应用情况,进一步探讨代表性工具在研究实践中的评估可靠性。在工具使用过程中可以根据不同尺度和类型空间进行实证检验,完成从理论到实践的跨越。
综述城市绿地环境评估的既有研究成果,其评估重点和未来发展方向有4点:1)城市绿地研究从关注绿地的数量和规模,到绿地质量和效应,并逐渐拓宽到市域–城区–社区–人的全尺度范围,因此工具发展更加注重多学科合作,需要体育科学、预防医学和公共卫生学、城市规划学等相关学科协作,支撑工具的全面发展;2)后疫情时代,儿童、老人和外来低收入人群等弱势群体的行为模式和生活环境得到广泛关注,亟需挖掘针对特定人群的专类城市绿地环境质量评估工具;3)利用评估工具进行多时段的动态分析,需要拓宽工具观测时间尺度与粒度,开发自动化量表程序,实现实时动态监测的反馈。4)工具的发展需紧密跟随科技手段的发展脚步,引入物联网与大数据平台等新技术、新手段,增强测量的科学性和可信度,使未来针对绿地环境质量的研究能够向更加客观及智能化的方向拓展。中国需要合理合情地引进和使用系列工具,更应尝试设计符合我国地域特征的评估工具,使其更具有实用性。
图表来源(Sources of Figures and Tables):
文中所有图表均由作者绘制。