公园绿地与居住用地的空间耦合模式及影响因素——以南京为例

邵莉婷 邵大伟 吴殿鸣

党的十八大将生态文明建设提升到国家总体布局的高度，中央城市工作会议指出“要把创造优良人居环境作为城市工作的中心”，为改善人居环境、推动人与自然和谐共处确立了基本目标。当前城市化进程已进入由外延扩展向内涵提升的“绿色转型”关键期，国家高度重视绿地生态空间对城市宜居环境的支撑作用。十九大以来，城市双修、公园城市、生活圈等理念不断深入推进，重点从城市住区更新、创新城市空间形态、服务居民日常活动需求等层面，促进公园绿地由配套数量增长转变为服务效率提升，以满足市民在住区附近能够见到绿地、亲近绿地的美好生活需要[1]。《城市居住区规划设计标准》(GB 50180—2018)的颁布实施，进一步从服务距离、规模类型等具体技术标准层面，明确了围绕居住区的公园绿地配置要求。公园绿地是构成城市人居环境、保障居民生活质量的重要生态游憩空间，居住用地则是城市居住空间的核心载体，二者在城市空间中耦合嵌套，在居民生活活动中相互依存[2]，共同构成了理想人居环境的重要支撑。

国内外关于公园绿地、居住用地的空间演变及影响因素研究已较为丰富。城市尺度研究多将公园绿地作为整体对象，从空间结构变化、分形格局、布局调控等方面探究其空间演变规律[3-5]，类型结构研究则主要聚焦社区公园、综合公园等单一公园绿地类型的布局特征[6-7]。机理、机制的探索是近年来的重要研究方向，呈现从生态效益影响机制向住宅价格增值、居民健康等社会经济效益机理转变的趋势[8-9]。居住用地的空间演变研究以用地分类、扩张模式、价值评估等视角为主[10-14]，经济、政策、区位设施等因素是影响居住用地空间扩展的主要驱动机制[15]。然而，现有关于公园绿地与居住用地空间耦合关系的研究相对薄弱，宏观上集中在城市用地结构研究中，对二者占比变化及原因做整体介绍[16]；中微观层面的空间关系研究主要关注环境效益、供需关系、居民健康等方面[17-19]，探究与居住区紧密关联的公园绿地整体配置特征，对公园绿地类型层面关注较少[20]。耦合机理研究侧重于中微观层面，中观层面以公园绿地对居住用地出让价格的影响最具代表性，探讨空间布局的影响机制[21]；微观层面则聚焦居住空间内部光热等微气候方面，探究社区公园等植被结构的影响机理[22]。近年来，有学者从宏观视角揭示了时间断面内公园绿地-道路-居住用地的空间布局特征[23]，但未深入至耦合模式层面，缺乏对影响机理的探索。概括而言，现有成果呈现孤立化、静态化的特点，缺乏宏观演变的系统性研究，难以对人居环境的高效优化提供有力支撑。因此，公园绿地与居住用地在空间上具有何种耦合关系，以及如何导致这种关系的形成与演变，成为当前亟须破解的问题。

在经历快速城市化阶段的用地大规模扩张与深度优化后，公园绿地、居住用地的空间格局发生剧烈而深刻的变动，受自然、政策、社会经济等因素影响日益复杂化[15，24]。本文基于土地利用、城市兴趣点(POI)等多源数据，借助空间聚类分析、地理探测器等方法，以南京为典型案例城市，从时空视角深入揭示公园绿地与居住用地的空间耦合模式及特征，并探测其影响因素。以期为城市更新、公园城市建设、公园绿地与居住用地的空间耦合协调布局、城市人居环境高质量发展提供科学依据。

1 研究区域与数据

1.1 研究区域及单元

南京是我国首批国家历史文化名城、生态园林城市，自然条件优越，公园绿地资源丰富，尺度、类型较为完整。同时，南京也是我国东部沿海经济带与长江经济带战略交汇的重要节点城市，城市化发展水平高，居住用地优化扩展的特征突出。其中，南京主城区基础设施配套丰富，公园绿地与居住用地的空间演变经历了较为完整的城市扩展过程，具有较好的典型性与代表性。为此，研究范围明确为公园绿地与居住用地建设均较为集中的主城区，即由长江岸线与绕城高速所围合的区域，共约243km2。

为深入揭示城市空间规律，本文以街道为基本研究单元。街道作为行政管理的基层行政层级，对规划政策的落实具有参考意义。为保证单元的可操作性、一致性，以南京2020年行政区划为依据对各节点年份进行统一，涉及43个街道，加上紫金山和玄武湖地区，共确定为45个研究单元(图1)。

图1 研究区域及单元

1.2 数据来源及处理

南京的城市发展在2000年后由快速扩展逐步转向稳定发展阶段，主城区基础设施不断优化升级。结合历次城市总体规划及南京市国土空间总体规划，基于可比较、可获取、长周期等系列原则，选取2006、2017、2020年3个主要规划基期年份为时间节点。考虑到时间跨度的均衡性，同时依据《南京市绿地系统规划(2013—2020)》，增加了2012年1个年份，最终确认为2006、2012、2017、2020年4个时间节点的选取及研究时段的划分。公园绿地、居住用地数据来自相应年份城市总体规划的土地利用现状数据，结合规划修编等数据进行整合与统一。DEM数据通过地理空间数据云下载，提取后得到高程、坡度、坡向数据；POI数据通过高德地图API接口获取，选取南京市相应年份的交通、医疗、教育、商业等类型，经过去重、清洗、纠偏后，导入ArcGIS建立空间数据库；规划政策主要依据《南京历史文化名城保护规划(2002年)》《南京历史文化名城保护规划(2010年)》《南京市城市总体规划(2007—2020)》《南京市绿地系统规划(2013—2020)》《南京市城市总体规划(1991—2010)》《南京市城市总体规划(2011—2020)》，借助ArcGIS对地图进行地理配准、矢量化等处理，比例精度为1:10 000。

1.3 研究方法

1)空间聚类分析。

空间自相关作为一种空间聚类分析方法，可探究空间上某区域属性值是否与其邻域存在相关性，能够有效揭示地理要素之间的空间聚集或离散分布特征。本研究利用全局自相关和局部自相关模型测度公园绿地与居住用地之间的空间耦合模式，通过GeoDa软件实现。

局部空间自相关分析有Moran散点图和局部Moran'sI统计量等方法。Moran散点图以图形形式显示每个地区与其周边单元的空间相互关系；局部Moran'sI值能够计算相关性的估计值。

2)地理探测器。

地理探测器能够分析不同分层内驱动因子对公园绿地与居住用地空间耦合关系的解释力度，并能进一步探测因子两两交互作用后的解释力。本研究采用地理探测器中的因子探测、生态探测、风险探测、交互探测工具分析公园绿地与居住用地空间耦合的影响因素[25]。

2 公园绿地与居住用地的时空耦合特征

2.1 公园绿地的时空演变特征

2006—2020 年，南京主城区公园绿地总规模呈现稳步增长的趋势，16 年间共增长733.24hm2，年均增长45.83hm2。其中，2012—2017年增长速度最快，共增长588.22hm2，年均增量达117.64hm2。2017—2020年增速放缓，整体趋于稳定。

古城区公园绿地格局稳定，河西新城、主城南北两侧边缘区的公园绿地扩张明显(图2)。2006年，尺度较小的公园绿地主要环绕明城墙与绕城高速周围分布，大型公园绿地分布在幕燕风景区、紫金山-玄武湖地区、西部夹江风光带及城南雨花台-菊花台等区域，形成“两环四片”格局雏形。2006—2012年，公园绿地规模在主城南北两端的部分街道略有增加。2012—2017年，公园绿地面积急剧增长，环古城墙周边、河西新城及城北大部分地区的公园绿地大量建设，部分大型公园进行扩建改造。2017—2020年，公园绿地整体格局变化不大，古城区内格局趋于稳定，城北的燕子矶及城南的铁心桥、雨花等主城边缘街道的公园绿地有一定扩展。

图2 2006—2020年公园绿地演变特征

2.2 居住用地的时空演变特征

2006—2020年，南京主城区居住用地面积整体呈现快速增长趋势，共增长1 725.77hm2，年均增长107.86hm2。2006—2012年增长幅度最大，共增长905.04hm2；2017—2020年增速最快，年均增量达256.32hm2。

空间上以主城区边缘街道的居住用地规模扩张为主，明城墙内的古城区居住用地建设趋近饱和，整体变化较小(图3)。2006—2012年，主城北部片区的居住用地急剧增加，集中在宝塔桥、迈皋桥、小市等街道，主城西部、南部及东部地区的部分街道均有零散增加。2012—2017年，主城北部的燕子矶、迈皋桥及中心地区梅园新街道的居住用地增长缓慢。2017—2020年，居住用地整体格局趋于均衡，主城中心片区街道的居住用地规模基本不变，城北燕子矶、迈皋桥、红山街道，城南的红花街道，以及城东孝陵卫街道的居住用地部分扩展。

图3 2006—2020年居住用地演变特征

2.3 公园绿地与居住用地的空间耦合模式

1)整体空间关系。

整体而言，公园绿地与居住用地表现出显著的空间聚集关系，置信水平均在90%以上，受二者扩张速度不同步的影响，其聚集趋势有所波动(表1)。

表1 2006—2020年公园绿地与居住用地的全局自相关指数

2)空间耦合模式特征。

结合局部Moran'sI值与Moran散点图，将空间耦合关系分为高水平耦合、低水平耦合、公园绿地主导、居住用地主导4种模式，分别对应Moran散点图中的“H-H”“L-L”“HL”“L-H”4个象限(图4、5)。其中，高水平耦合表示该街道及邻近单元的公园绿地、居住用地面积占比在研究单元间均较高，空间上形成高值聚集区域；低水平耦合表示空间上形成低值聚集区域；公园绿地主导或居住用地主导表示该街道与周边单元的公园绿地、居住用地差异较大，空间上仅二者其一处于优势地位，若公园绿地面积占比较高的高值单元被居住用地低值单元包围，则为公园绿地主导区域，反之为居住用地主导区域。各模式具体布局特征及演化规律如下。

图4 2006—2020年公园绿地与居住用地的Moran散点图

图5 2006—2020年公园绿地与居住用地的空间耦合模式图

(1)高水平耦合区域二者占比高、强聚集，由主城东西两侧向西北片区聚集分布。该模式的居住用地扩展速度较快，公园绿地面积占比稳定，二者数量差距波动缩小。高水平耦合区域趋向于分布在大型山水景观周边，红山、兴隆街道及紫金山地区的自然条件优越，公园绿地聚集，同时周边区域的居住用地建设稳步推进，因此持续表现为高水平耦合分布状态。

(2)低水平耦合区域二者规模差距大、多离散，沿主城区西北—东南方向连片分布，古城中心聚集趋势增强。该模式包含古城区大部分商业化程度较高的街道，居住用地面积远大于公园绿地，二者数量差距较大。古城中心的中央门、湖南路、新街口等街道商业化程度突出，公园绿地建设明显受限，与居住用地的空间离散程度逐年增强；主城南部公园绿地与居住用地建设力度逐年加大，二者空间耦合水平有所提升，低水平耦合区域趋于离散分布。

(3)公园绿地主导区域的公园绿地规模优势持续增强，由古城区聚集向离散分布转变。公园绿地面积占比由32%快速增长至48%，与居住用地的数量差距持续扩大。2006年的4个公园绿地主导型街道相对聚集在古城区中心，2012年后，街道数量减少且较为分散。玄武湖地区与雨花街道的公园绿地规模较大且稳步增长，同时与周边地区的居住用地相对分离，持续表现为公园绿地主导的空间耦合模式。

(4)居住用地主导区域的居住用地规模稳步增长，于古城外围的东北、西南片区呈破碎化分布趋势。居住用地面积占比由23%上升至31%，公园绿地占比小但增速较快，二者差距呈现波动缩小的趋势。居住用地主导区域的空间格局变化较大，主城北部的燕子矶、迈皋桥街道在2006—2012年受公园绿地建设影响较大，二者空间耦合水平提升；主城南部地区的沙洲、赛虹桥、红花等街道的居住用地扩展迅速，同时围绕居住区建设的小型公园绿地规模有所增加，导致该区域的空间布局变化突出，逐步显现出居住用地主导的空间模式特征。

3 影响因素的地理探测

3.1 指标体系构建

鉴于指标的代表性、可量化性和数据的可获得性，综合相关研究[15，26-27]，从自然条件、邻里特征、规划政策3个方面选取16个指标为自变量，以局部Moran'sI值为因变量，探究公园绿地与居住用地空间耦合模式的影响因素(表2)，并采用皮尔逊相关系数确定各影响因素的作用方向。

表2 公园绿地与居住用地空间耦合模式的影响因素

3.2 地理探测器结果分析

1)因子探测、生态探测及风险探测的综合结果(表3)。

第一类问题属于开放型数学问题，它们指向数据分析观念的本质理解，涉及应用数据意识、数据分析方法和数据随机性3个层面．具体地说，就是通过创设以“空气质量”为主题的问题情境，以不同城市空气质量的比较、对城市近期蓝天数的预测等数学任务，为职前教师提供过程化的问题思考空间，以此考察其在知识的内在逻辑关系上对数据分析内容的理解和把握．限于篇幅，这里呈现其中两个问题．

表3 因子探测结果

(1)自然条件整体影响程度较大，对公园绿地与居住用地的空间耦合起核心支撑作用。公园绿地与居住用地的选址受自然条件的影响显著，海拔较高、有一定地形起伏的燕子矶、紫金山周边吸引力较强。护城河、秦淮河等水体集中分布区的公园绿地建设适宜性较高，但与居住用地聚集区相对分离，加剧了二者的空间离散趋势。

(2)邻里特征的影响程度较小，整体对公园绿地与居住用地的空间耦合呈离散作用，在特定水平范围内具有辅助催化作用。2006—2020年，南京主城区的交通设施由古城区向周边迅速扩展，带动休闲娱乐、医疗、商业等基础设施资源聚集，驱动居住用地建设发展，挤压公园绿地发展空间，导致二者空间分布趋于分离。

(3)规划政策的解释力显著高于其他因素，对公园绿地与居住用地的空间耦合具有关键导向作用。南京城市绿地系统规划在2006—2020年于主城南北两侧规划了大量社区公园、小区游园建设，并注重与居住区的均衡布局，对空间耦合起到显著促进作用。历史文化名城保护规划将公园绿地聚集的紫金山-玄武湖、雨花台-菊花台等区域划为环境风貌保护区，保护其中的自然山水格局，同时对历史城区加强空间尺度、街巷格局的保护，强调主城区传统民居机理与历史文脉的延续，在保障公园绿地、居住用地不被侵占的同时，促进了二者的结合建设。

2)交互探测结果。

大部分因子的交互作用表现为双因子增强，水体、居住用地规划与部分邻里特征间的交互作用为非线性增强，其解释力的提升效果较为显著，进一步体现出邻里特征的辅助催化作用。总体而言，自然条件、规划政策为约束空间耦合的基础与支撑，二者与邻里设施的协同增强作用能够将影响力度最大化。

3.3 不同空间耦合模式的影响因素分析

结合地理探测器结果与影响因素的离散区间分布，分析公园绿地与居住用地时空耦合关系中不同模式的影响因素差异。不同时间段内4个模式的影响因素解释力变化较小，表明各模式成因较为稳定。

1)高水平耦合区域的形成受自然条件、邻里特征、规划政策各因素协同促进。该类型街道位于紫金山、燕子矶等海拔较高且有一定坡度的地区，自然条件优越，山水资源丰富，是绿地系统规划、历史文化名城保护规划的核心片区，且规划范围逐年扩大，进一步促进了公园绿地、居住用地的高水平耦合。同时，此类街道距商业中心较远，商业配套、休闲娱乐等邻里设施相对较少，但公交站、地铁站等交通设施配置完善，能够吸引高档小区、别墅住宅等居住用地的建设发展，提升其与公园绿地的空间耦合水平。

2)低水平耦合区域受内部交通、商业配套、生活配套等邻里特征制约明显。此类型街道在古城区及周边呈片状分布，距离商业中心较近，交通、金融、休闲娱乐等邻里设施配套密集，公园绿地与居住用地易受其他城市功能空间挤压，阻碍二者扩展，导致空间分布相对分离。同时，此类型区域商业化性质强，建设空间趋于饱和，缺乏绿地系统规划、历史文化名城保护规划等有利政策的促进，因此二者规模水平差距大、分布分散。

4)居住用地主导区域受中心区位、内部交通、商业配套等优良邻里特征驱动，兼具坡向、水体等良好自然环境的促进作用。此类街道聚集的河西新城是主城区交通、商业、医疗等公共资源的重点扩展地区，邻里配套水平占优，对居住的吸引力大于古城区。同时，基础设施的聚集挤压了大尺度公园绿地建设空间，导致其与居住用地相对分离，增强了居住用地的空间主导地位。

4 结论与讨论

4.1 结论

本文以南京主城区为典型案例地，聚焦街道单元，借助空间聚类分析、地理探测器等方法，从时空视角深入揭示了2006、2012、2017、2020年公园绿地与居住用地的空间耦合模式及影响因素，得到如下结论。

1)公园绿地的规模增长滞后于居住用地，二者在古城区的格局较为稳定，主城边缘变化突出。公园绿地与居住用地的规模均呈稳步增长的趋势，居住用地扩展速度较快，在2006—2012年增量最多；公园绿地增量最多的时段为2012—2017年，最大增幅时段滞后于居住用地。古城区格局变化较小，河西新城及主城南部、北部扩展明显。

2)公园绿地与居住用地整体表现为空间聚集关系，聚集趋势波动减弱，空间分布趋于均衡。从数量上看，除公园绿地主导区域外，各模式中二者规模差异逐年缩小。从空间上看，高水平耦合区域在大型山水景观周边聚集分布；低水平耦合区域集中在商业化性质较强的古城区；公园绿地主导、居住用地主导区域主要分布在古城外围，极化现象逐年削弱，空间分布呈现破碎化、均衡化的趋势。

3)公园绿地与居住用地的空间耦合受自然条件的核心支撑、规划政策的关键导向、邻里特征的辅助催化作用。高水平耦合区域受三者影响协同促进；低水平耦合区域受邻里特征制约明显；公园绿地主导区域得益于良好自然环境支撑和规划导向促进；居住用地主导区域受优良邻里设施驱动，兼具坡向、水体等良好自然条件。

4.2 讨论

公园绿地与居住用地的空间耦合模式受自然条件、邻里特征、规划政策等因素的综合作用。南京主城区的基础设施配置随着城市建设的不断完善而趋向均衡化，其影响程度也随之均质化，规划政策的关键导向作用则始终维持在较高水平。在城市生态转型的关键期，因地制宜地优化公园绿地布局，改善其服务品质，是践行公园城市理念、实现以人民为中心的理想人居环境的必然途径。

整体而言，公园绿地与居住用地的空间耦合水平随城市空间演变仍有所波动，需要充分借助绿地系统规划、公园城市建设、生活圈构建等有利政策优化公园绿地规划布局。具体来看，综合分析4种空间耦合模式，可为公园绿地规划布局提供分区分类、精准优化的新视角。1)高水平耦合区域享有自然资源、区位设施、规划政策等综合优势条件，可进一步通过划定生态缓冲区和构建区域生态网络体系，在保障自身优势自然条件和政策支撑的同时，对周边用地开发进行有效防控，平衡商业、休闲等邻里设施扩张，消除潜在威胁。2)低水平耦合区域受交通、商业等功能空间挤压显著，建设空间有限，可依托道路、商业区、古城墙及护城河等空间见缝插绿，增加小尺度公园绿地数量，增强公园绿地与居住用地空间布局的系统性与连通性，构建“城绿共融”的绿道网络。3)公园绿地主导区域拥有优质自然资源，应注重保量增质，改善游憩环境，推动实施绿色触媒项目，提升公园绿地的区域活力与吸引力；同时合理完善基础设施，借助交通、区位等条件发挥大尺度公园绿地的游憩辐射作用。4)居住用地主导区域依托便利的邻里设施基础，可将“15分钟生活圈”作为规划导向，以城市更新推动绿化建设，加强以居住区为核心的社区公园、口袋公园等游憩空间的配置升级，注重开放共享与功能融合。

公园绿地是与居民居住、生活关系最为密切的绿地类型，本研究将其作为整体研究对象，系统揭示与居住用地的时空耦合模式及影响因素的作用规律，有利于从宏观规划视角把握二者空间布局规律，营造“绿地与居住协同”的优良人居环境，具有较好理论与现实意义。然而，公园绿地自身尺度、类型繁杂，包含游园、社区公园、综合公园、专类公园等不同类型，居住用地亦有分类差异，后续研究仍需从不同类型公园绿地视角，深入探讨二者的空间耦合规律及深层机理。

注：文中图片均由邵莉婷绘制。

注释：

① 相关数据来自《南京市商业网点规划(2004—2010)》《南京市商业网点规划(2015—2030)》。

② 相关数据来自《南京市绿地系统规划(2013—2020)》《南京市城市总体规划(2007—2020)》《南京历史文化名城保护规划(2002年)》《南京历史文化名城保护规划(2010年)》《南京市城市总体规划(1991—2010)》《南京市城市总体规划(2011—2020)》。