国家森林城市与国家园林城市空间分布及其影响因素比较研究

张建国，葛 扬

(1. 湖州师范学院经济管理学院，浙江 湖州 313000；2. 浙江农林大学风景园林与建筑学院，浙江 杭州 311300；3. 湖州市长兴县自然资源和规划局，浙江 长兴 313100)

国家森林城市与国家园林城市是中国城市快速发展进程中的两种城市发展模式，两者在创建理念、建设特点以及发展历程等方面存在一定区别[1]。国家园林城市的最初构建(简称“创园”)始于1992年，要早于国家森林城市，它的出现主要是为了缓解城市不断扩张背景下城市绿地数量也同时下降的状况[2-3]，早期的“创园”工作主要围绕推进城市绿地系统的规划建设，注重城市绿化、环境美化与园林景观化等方面，并以此提升城市管理能力，逐步完善城市功能，以期实现城市内部的可持续发展[4]。2004年，国家林业局与全国绿化委员会开始进行国家森林城市的评定(简称“创森”)工作[5-6]，针对城市中最为脆弱的生态功能，融合绿色发展理念，致力于建设环境友好型社会[7]。国家森林城市将森林植被作为城市生态系统的主体，不仅注重为城市居民提供生态产品，也把城乡生态统筹发展纳入其建设范围，远期目标是实现人与自然的和谐发展[5,8]。同年，建设部提出“生态园林城市”的概念，这一时期的国家园林城市开始了由提“量”到提“质”的转变，不再一味追求绿地数量提升，更加关注城市生态科学与园林美学的结合[9]。国家园林城市的整体升华使其建设目标与国家森林城市的未来愿景产生了某种程度的契合，两者的建设核心目的都是为了实现城市中“人-社会-自然”的协调与可持续发展[10]，从这一点来看，两类城市创建都追求生态效益且同为城市生态文明建设的重要载体[11-12]。

两类城市在创建过程中，所选取的评选标准也存在相似之处，如两者都将城市绿化覆盖率、人均公园绿地等城市绿化指标作为评选量化标准，但二者又各有侧重，国家园林城市对绿地管控、设施保障、节能减排等绿地综合管理层面的要求更高[13]，国家森林城市则对城市森林产生的生态、经济、文化效益有更多考评[14]，这些潜在的评选标准异同将会对两者的宏观空间分布产生何种影响，这也是本研究需要探讨的问题之一。此外，不断推进的新型城镇化过程，催生了城市群这一空间组织形式[15]，两类城市与城市群建立的关系也需进一步探讨。国内学者对国家森林城市与国家园林城市的研究更多集中在内涵定义与管理创建方式方面，较少涉及对二者的空间分布形态对比分析，本研究将“创森”和“创园”成功的城市作为研究对象，对比分析两类城市的空间分布特征、规律，探究两者的空间分布异同，寻找制约两类城市分布的内在社会、自然机理并提出相关建议，旨在为“创森”与“创园”的宏观空间布局优化、城市内涵建设完善提供科学借鉴与参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

研究选取截止至2018年11月国家林业和草原局官方网站(www.forestry.gov.cn)、国家住房和城乡建设部(www.mohurd.gov.cn)公布的国家森林城市与国家园林城市名单，以确保研究对象没有遗漏，保证研究的时效性，最终共获取国家森林城市单位164个，其中包括145个地级及以上城市，19个县级市区；国家园林城市信息数据352个，其中包含220个地级及以上城市，132个县级市区。相关社会经济数据来自国家统计局官网年鉴(2018版)，全国温度带以及干湿区的区域划分来自文献[16-17]，全国地图获取自国家基础地理信息中心。

1.2 研究方法

研究首先借助Google Earth获取国家森林城市、国家园林城市的精确地理坐标形成坐标储存文档，利用Arc-GIS 10.2将储存在Excel中的详细经纬度信息转化为具有坐标属性的点要素，并叠加至配准完毕的全国地图底图。其次，以全局视角对国家森林城市与国家园林城市的空间分布进行对比分析，运用Arc GIS工具箱(Arctoolbox)中的核密度分析工具(kernel density)、点距分析工具(point distance)以及叠加分析工具(intersect)，对国家森林城市与国家园林城市的空间分布密度、分布形态、高密度重叠区域、分布区域水热条件状况进行对比描述，同时，运用相关分析法对两者分布区域的自然资源、社会经济条件进行对比。所使用的具体方法与指数主要有以下4种。

1)最邻近指数。国家森林城市与国家园林城市在全国尺度内的分布表现为点状，最邻近指数(nearest neighbor index)是用以研判点状事物在空间上相互邻近程度的指标[18-19]，所以可以利用最邻近指数来测算两类城市的聚集状况，并以此判别其空间分布类型。计算公式如下：

(1)

2)基尼系数。基尼系数在地理学中主要用于描述空间要素分布状况[20-21]，为研究两类城市在全国尺度上的地理离散程度，引入基尼系数，公式如下：

(2)

式中:G为基尼指数，n为省级行政区域的总数，ωi为累计国家森林城市或国家园林城市数量分别占两者总数的比重。G取值为0～1，取值越大，表明城市分布的非均衡性越大，地理凝聚程度越高。当G<0.2时为分布绝对平均，0.2≤G<0.3时属分布比较平均，0.3≤G<0.4时属分布相对合理，0.4≤G<0.5属于分布比较集中，而G≥0.5时属于分布非常集中。

3)核密度分析。通过核密度强度的分析，可以清晰描述国家森林城市与国家园林城市在全国范围内的要素聚散特征[22-23]，为研究两类城市整体散布状况提供较为直观的参考。公式如下：

(3)

式中：f(x)为第x个点状城市的核密度值；(x-Xi)为要素点x至事件Xi位置的距离，h>0为带宽即搜索半径，研究通过多次实验确定搜索半径为2.2 km；K为核函数；n为设置的所有观测点的数量。f(x)越大，说明此处城市分布的密度越高，研究使用自然最佳间断点分类(Jenks)方法将核密度值划分为6个等级并定义为非常低、低、较低、较高、高与非常高[24]，其中国家森林城市与国家园林城市核密度分布较低与较高的中间阈值分别为0.47和1.05。

4)相关分析。利用相关性分析方法探究相关社会经济指标与自然资源赋存情况对两类城市分布的影响，公式如下：

(4)

2 结果与分析

2.1 国家森林城市与国家园林城市空间分布类型对比

使用ArcGIS空间分析软件，并基于公式(1)，分别对国家森林城市和国家园林城市在全国以及七大地理区域范围内的最邻近指数进行计算分析，结果见表1。

表1 国家森林城市与国家园林城市空间分布类型

整体来看，国家森林城市与国家园林城市空间分布趋向于集聚，其中国家森林城市INN为0.711 204，国家园林城市INN为0.639 659，进而可以判断两类城市所表现的整体空间分布模式均为凝聚型(表1)。为了进一步探究两类城市在中国不同地区范围内的具体空间分布形态，依据中国自然地理区域的划分结果，分别对东北、华北、华中、华南、华东、西北与西南等七大地理区域，分析国家森林城市与国家园林城市的分布类型。结果表明，国家森林城市在七大区域范围内全部呈现均匀型空间分布类型，各区域内的国家森林城市分布都趋于均匀；国家园林城市除在华中、西北以及西南地区表现为凝聚型外，其他区域内为均匀型分布类型。这一结果说明在全国尺度上，国家园林城市相对于国家森林城市，从西向东的分布大体上呈现由集聚向分散变化的特征。

2.2 国家森林城市与国家园林城市分布特征对比

2.2.1 分布均衡性

使用基尼系数分别对国家森林城市和国家园林城市的分布均衡性进行分析，计算结果显示国家森林城市G=0.487 804，介于0.4～0.5，说明国家森林城市的分布均衡性属于相对集中；国家园林城市G=0.422 627，介于0.4～0.5，说明国家园林城市的分布均衡性也属于相对集中。从全国尺度上来看，两类城市的分布均衡性都属于相对集中，但由于国家园林城市的基尼指数要小于国家森林城市的，因此国家森林城市的整体分布集中程度要高于国家园林城市。

2.2.2 核密度分布

使用ArcGIS10.2软件分别对国家森林城市与国家园林城市的点状要素在全国地图上进行核密度分析，进一步对比分析两类城市的空间集聚特征，结果如图1所示。从图1A、1B可以看出，两类城市具体分布确实存在一定异同。首先从核密度整体散布情况来看，两类城市都基本分布在腾冲至黑河人口分界线以东，即人口密度较高的中国东南地区；国家园林城市的分布更为分散，在海南、甘肃、宁夏、新疆、黑龙江以及吉林地区都比国家森林城市的分布密度大，特别是宁夏北部地区，国家园林城市已经形成了较高的核密度区域而国家森林城市在这一地区的分布则较为稀疏。其次，从两类城市核密度分布等级较高及以上的地区来看，国家森林城市在辽宁中部、江西北部、广西中东部有分布集中区域，国家园林城市在这些地区并未形成规模。另外相较国家园林城市，国家森林城市在华中以及华东地区分布密度较高的区域要更靠近内陆，国家园林城市在华中与华东的高密度区域则出现沿海分布。从核密度分析图还可以明显发现，华中、华东地区都聚集了两类城市连片的较高密度区域，且国家森林城市与国家园林城市在这两个地区的数量占比分别达到了59.76%和55.11%，但国家森林城市的较高密度区域在华中与华东地区呈现“C”形的分布，而国家园林城市则呈现出倒“U”形分布。最后，通过将两类城市核密度分布较高及以上等级的区域进行叠加分析[27](图1C)可以发现，两类城市除在辽宁北部、四川与重庆交界地区、广东中部、福建南部沿海的较高密度区域有零星重叠外，最大的重叠区域分布在华中地区中北部、华东地区的北部和中部。

底图审图号：GS(2019)1822。下同。The same below.

2.3 国家森林城市与国家园林城市空间分布影响因素对比

2.3.1 自然条件因素

国家森林城市的城市生态系统是以具备自然属性森林植被为主要指标来评价的[28]，国家园林城市则更多地考虑构建城市绿地系统。当然，城市绿地系统的规模与品质，也会较多地受到当地自然生态条件的影响[29]，因此不同地域间复杂的自然条件因素会对两类城市的扩展与分布产生或约束或促进的作用。

1)水热气候条件。各地区水热气候条件的差异深刻影响着当地的自然、生物系统[30]，对于国家森林城市与国家园林城市而言，水热气候条件是两类城市赖以发展的重要基础自然条件之一[31]。水分条件与热量条件的区域性差异可以从干湿区与温度带两种不同划分形式来体现[28]，研究将国家森林城市和国家园林城市带有地理信息的点要素叠加在中国干湿区、温度带划分底图上，来探索水热条件对两类城市空间分布的影响。

从两类城市在中国干湿区划分图上的分布(图2)来看，国家森林城市在湿润区、半湿润区、半干旱区以及干旱区中的数量分布占比分别为65.24%、28.05%、5.49%和1.22%，国家园林城市的分布占比为56.82%、29.83%、6.53%和6.82%。85%以上的国家森林城市和国家园林城市分布在湿润区与半湿润区，这是由于湿润区与半湿润区的降水量丰富，有利于植被进行光合作用并提高了土壤吸收与转运营养物质的能力，这些有利因素为国家森林城市中的森林植被生长以及国家园林城市中多样树种的栽植提供了良好环境，使得两类城市在湿润区与半湿润区的分布占比都很大。两类城市在半干旱区与干旱区的分布占比较小，这两个区域内的降水量进一步减少，且土地荒漠化现象较为严重，限制了森林植被与园林绿地的产生。具体对比来看，国家园林城市在干旱区的分布占比要远大于国家森林城市，一方面是由于自然森林成长的生态敏感性要高于人工种植绿地，干旱地区的年均降水量不足200 mm，使得对水分要求较高的自然森林更难出现，直接对森林城市的产生形成阻碍；另一方面，国家园林城市在干旱地区的分布主要在宁夏沿黄河和天山北坡地区，这些地区的城市发展较好，城市基础设施较周边城镇更为完善，可以对城市人工绿地建设与维护投入更多力量，使得国家园林城市在这些干旱区内仍然有出现的可能性。

图2 国家森林城市与国家园林城市在干湿区划分图上的分布

分析两类城市在中国温度带划分图的分布(图3)可知，国家森林城市在寒温带、中温带、暖温带、亚热带以及热带5个水平温度带的分布占比分别为0、7.93%、26.22%、63.41%和0.61%；国家森林城市在山地温带、寒带及亚寒带3个垂直气候带的分布占比分别为1.22%、0.61%和0。相同顺序下国家园林城市在水平温度带的分布占比分别为0、11.08%、33.81%、51.42%和2.56%；在垂直气候带的分布占比则为0.57%、0.57%和0。由此可见，大多数两类城市分布于暖温带和亚热带，这两个温度带的气候相对温和，适宜的温度能够促进土壤营养物质释放，也有利于植物生长，对城市绿地数量的增加以及城市森林的发育产生了正面影响，因此两类城市在暖温带与亚热带呈现大量分布。两种类型的城市在垂直气候带的分布数量占比要远低于水平气候带，主要在于垂直气候带温度日较差大，积温相对不足，难以为两类城市中的植被提供稳定的生长环境。两类城市在寒温带没有出现，一方面是由于寒温带气候严酷，另一方面则是由于寒温带所占我国国土面积相对很少，导致这一区域内两类城市的分布概率较低。

图3 国家森林城市与国家园林城市在温度带的分布

2)森林覆盖率。国家森林城市与国家园林城市都将生态文明的建设作为自身发展所要实现的主要目标，森林是生态文明建设中最核心也是最本质的物质基础[32]。因此本研究利用公式(4)，使用SPSS 19.0软件将各省内两类城市的占比与森林覆盖率分别进行相关性分析，探究森林覆盖率对两类城市分布的影响。结果显示国家森林城市与森林覆盖率的相关系数为0.501(P<0.01)，国家园林城市与森林覆盖率的相关系数为0.278。可以发现各省的森林覆盖率与两类城市的省域分布占比都呈现正相关，相比而言国家森林城市与森林覆盖率的相关性更加密切，其中有两方面原因：一方面是由于地域内具有丰富的森林资源存量能够为两类城市的建设提供一定的生态支撑，因此无论是国家森林城市还是国家园林城市都与省域内森林覆盖率呈正相关；另一方面是由于在国家森林城市创建过程中将城市森林覆盖率、城市森林网络作为硬性评选指标，而国家园林城市的创建中则没有对森林覆盖率作强制要求，可见对于森林覆盖率这一评选标准的不同侧重，在一定程度上影响了两类城市的分布。

2.3.2 社会经济因素

社会经济发展差异性也会对国家森林城市与国家园林城市的整体空间格局产生影响。选取两类城市在各省城市中占城市总数量的比重、各省的人口密度、人均GDP以及城市建成区绿化覆盖率为相关指标，分析不同省份两类城市所占比例与相关指标的相关性。结果(表2)表明国家森林城市的空间布局与各省的人口密度、人均GDP相关程度很小，国家园林城市的空间分布与人口密度呈现一定程度正相关，与人均GDP指标则呈现显著正相关。原因在于优良的自然环境更加有利于“创建森林城市”，因而国家森林城市布局选择主要以森林资源分布为导向，“以森定城”的国家森林城市建设模式与国家园林城市有一定的差异，后者从创建之初便以城市绿地为建设主体，对于国家园林城市的考核评价主要围绕城市绿地的建成、管理情况，大量人口聚居且经济相对发达的城市更有能力和意愿提高城市内部绿地建设质量，因而具备了“创园”的一系列条件[2-3]。此外，国家森林城市与国家园林城市的空间布局与各省建城区绿化覆盖率的相关性都很高，主要因为建成区绿化覆盖率从总量上体现了一个城市改善自身生态环境的投入，绿化覆盖率较高的城市无疑为“创森”与“创园”打下了良好的城市内部生态基础。两类城市空间分布对不同社会经济因素的敏感程度存在一定异同，这与两者各自所遵循的考评标准有关。

表2 两类城市在各省中的占比与相关指标的相关性分析

城市群作为国家与地区社会经济发展的主要动力来源在生态环境改善方面也扮演极极其重要的角色[33]，将国家森林城市、国家园林城市与中国20个城市群分布叠加分析[34]，探索两类城市的空间分布格局与中国主要城市群的分布关系。结果(图4)显示，整体来看两类城市与中国20大城市群在空间分布上存在明显的耦合关系，其中国家森林城市与国家园林城市在珠江三角洲城市群、长江三角洲城市群、长江中游城市群、中原城市群以及山东半岛城市群内部及周边的分布占比都较大。原因主要是国家森林城市和国家园林城市同为城市发展的可选模式，两者都以城市为建设载体，因此作为大量城市聚集地的中国主要城市群的空间分布结构自然会对两类城市的分布产生影响。总体来看，两类城市在新型城镇化不断推进的过程中选择集聚于大型城市群中发展。

图4 国家森林城市、国家园林城市与中国20大主要城市群的空间分布对比

3 结 论

国家森林城市与国家园林城市的整体空间分布类型为凝聚型，其中国家园林城市的分布在全国尺度内还呈现出由西向东从凝聚型向均匀型过渡的趋势。从两类城市的空间分布均衡性来看，国家森林城市与国家园林城市的整体分布都相对集中，且后者的集中程度大于前者。从两类城市的核密度分布以及较高密度区的重叠状况来看，大部分国家森林城市和国家园林城市都位于胡焕庸线的东南侧，两类城市在华东、华中地区都出现了连片较高密度区且具有一定重叠关系，整体上二者均呈现出由沿海的相对均衡分布向内陆的凝聚型散点式分布的变化特征。但两类城市具体空间结构分形特征差异较大，最为明显的是国家森林城市的连片分布区域呈现“C”形结构，而国家园林城市呈现倒置的“U”形，另外国家园林城市的散布区域相对而言更为广阔。不同地域差异的水分条件与热量条件对两类城市的分布产生了显著影响，国家森林城市与国家园林城市都集中分布在湿润区与半湿润区，两类城市在温度带上的分布集中于亚热带和暖温带，但国家森林城市对所分布区域的气候环境要求更高。国家森林城市的位置对当地森林资源的需求较高，在林木资源匮乏的干旱地区难以实现，而国家园林城市对森林资源的依赖性相对较低，能够较好地适应大多数地区的自然环境，因而从自然条件上来看国家园林城市能够在中国更大范围内开展建设。国家森林城市的分布与当地社会经济发展水平几乎不相关，国家园林城市则相反，但两类城市都会选择城市绿化水平较高的地区进行布置。两类城市的空间分布与中国20个主要城市群的布局形态高度耦合，且都在珠江三角洲、长江三角洲、长江中游、中原以及山东半岛城市群形成集聚。鉴于此，提出以下3方面建议。

1)积极发挥导向作用，推进创建内涵发展。城市生态系统是依赖城市存在的较为脆弱人工生态系统，城市的一系列社会经济活动会对其产生重大影响，因此不仅要在“创森”与“创园”的过程中精心培育城市森林与生态绿地，更要通过融入政治、社会、文化等多元要素，形成全方位保障城市绿色空间稳定发展的长效机制。两类城市创建工作的持续推进为我国城市的生态功能提升发挥了重要的积极引导作用，极大地促进了城市人居环境的改善。但是，也出现了个别城市创建成功后在复查中要求整改的情况，因此有必要改变重创建轻维护的创建工作机制，实现创建考核和动态评估并重，更好地发挥创建工作的导向作用。

2)聚焦生态文明建设，创建融合发展。“创园”与“创森”成功不仅是提升了城市的美誉度，也意味着城市管理者对本区域的生态文明建设做出了更高的承诺，需要不断创新工作体制和机制，建设更为完善的城乡生态一体化网络。在城乡一体化建设和城市生态文明体系建设的统一目标下，“创园”与“创森”虽各有侧重，但整体上目标和路径较为相似，空间分布上也重合度较高。从“创园”与“创森”针对的主要建设载体来看，大中城市更能够满足国家园林城市的建设条件，但多数的乡镇地区难以维持国家园林城市的高质量发展，“创森”的主体则包括了“城”与“乡”，这对促进城乡生态文明的同步提升有着重要的意义。因此在今后的创建过程中两类城市可以相互借鉴，丰富各自的工作内涵，使创建主体更加多元化，并走出一条共同促进城乡生态文明建设的新路径[6]。

3)优化整体空间布局，实现均衡发展。从空间分布对比的结果来看，国家森林城市与国家园林城市在西藏、甘肃以及青海等省区的分布数量远小于其他省份，整体上表现出不均衡性，这种不均衡性主要是由于当地森林资源分布不均衡导致的，但两类城市仍有在这些省份进行集中创建的空间。如在西藏的东南山区、甘肃的河东地区与青海的江河源头地区能够为两类城市的形成提供一定的条件，并且随着两类城市在这些地区的建设进程，也能够有效提升周边地区坚持绿色发展的积极性，为中国西部地区增添更多绿意。新时代背景下，对中国“林”“草”资源管理体系深化改革的需求日益增长，未来两类城市朝着相互融合发展的趋势也更加明显。虽然当前两类城市的遴选与评价还归属于两个部委(局)，两类评价指标体系有部分重叠但各有侧重，但是随着林草资源管理体系的深度改革、生态文明建设的持续有力推进、城市上位生态规划的积极导向和“多规合一”指导下的国土空间规划出台，“创园”与“创森”的逐步融合，将能为推进中国生态文明建设的整体、均衡、可持续发展做出更大的贡献。