城市绿色空间研究进展与展望

刘 畅，张晓瑞，b

合肥工业大学 a.建筑与艺术学院，b.数字人居环境研究实验室，安徽 合肥 230009

0 引言

城市绿色空间的概念最早起源于《大伦敦开发空间法》中“城市开放空间”。19世纪后半叶，霍华德提出的田园城市中将绿色空间纳入城市规划的有机组成。随着1843年第一个城市公园——伯肯海德公园建立，以公园为主的绿色空间逐渐发展成为改善城市环境的一项基础设施。在之后伦敦城市规划和莫斯科绿地系统规划中，绿色空间逐渐开始引导城市空间结构的产生。现阶段健康城市建设中，不仅保证居民健康生活的需要，而且体现了“环境—行为—健康”协调可持续发展理念。当今随着新时代社会矛盾的转变，城市中“人与空间”的矛盾日渐凸显，灰色空间占城市空间的比例上升，从而一定程度上导致了城市承载力下降、生态环境恶化等问题，影响居住者的公共健康。为了更好地推进城市绿色空间理论及实践研究，文章系统梳理了国内研究的主要内容和技术方法，以此发现研究的关键问题和存在的不足。

1 理论概述

1.1 基本概念

在城市绿色空间的理论体系中，国内外对其有不同的见解[1]。国外学者认为城市绿色空间能改善城市生态环境，范围包括城市绿地、运动场、私人花园、正式和非正式的绿色森林、道路边缘、废弃土地和园艺。国内相关学者对其概念理解也有所不同，李锋、王如松认为城市绿色空间是由园林绿地、城市森林、立体空间绿化、城市农田和绿化廊道等构成的绿色网络体系[2]。邢忠认为城市绿色空间是指城市规划区范围内自然与半人工的绿地空间，分为建设区外围林地、农田、水域等与城市建设区内公园绿地、防护绿地等公共性质的绿化用地[3]。王思元[4]认为绿色空间是以自然植被和人工植被为主要存在形态，能发挥生态平衡功能并且对生态环境、景观空间和居民休闲生活有积极作用、绿化环境较好的用地，包括城市用地及其他非建设性的绿色开放空间，比如河流水岸、耕地、绿地以及其他非建设用地。综合来说，城市绿色空间是指在城市内部空间为居民提供生态、教育、休闲等服务价值的开放或半开放的空间，是由绿地空间、湿地和水域共同组成的空间系统。

与绿色空间不同的是，城市绿地主要包括城市中主要有植被覆盖的用地空间。范围包含了城市建设中用于绿化空间的土地，以及包含非城市建设用地，如城市绿化隔离带等对城市生态景观具有积极作用的其他区域。而城市绿色空间是从两方面对传统的绿地概念进行了拓展：一是描述了与由城市建筑、广场等构成的“灰色空间”对应的一种空间关系；二是涵盖了国土空间中所有人工参与或自然主导的开放空间，并参与构成“蓝绿空间”[5]是国土空间生态安全格局的基础。

1.2 关键问题

通过中国知网资源检索，以“城市绿色空间”作为主题词，共检索到316篇期刊文章，其中有107篇来自核心期刊。国内最早对于城市绿色空间研究的文章来自于1985年，浅谈居住区绿色空间的不同营造形式对人心理、身体健康的影响。目前关于城市绿色空间的研究有街区级、组团级及市域级3个不同尺度的绿色空间体系[6]。不同尺度及语境下绿色空间也发挥不同作用以创建居民健康生活。作为宏观尺度下的城市绿色空间系统，比较侧重于整体景观格局构造以及基于遥感等技术下的某个城市空间布局模式、城市绿道及可达性、数量规模等理论实践研究。微观视角下的社区街道绿色空间则是侧重于植物对环境的影响作用，进而探索分析了植物康养、体力活动对聚居环境的作用机制。基于上述基本理论，可以归纳出城市绿色空间理论的关键问题，即景观生态空间格局和公共健康问题。

1.2.1 景观空间格局

景观空间格局是由不同大小、形状的景观要素经过排列组合，组成的景观单元空间分布类型。城市绿色空间格局对于城市生态环境的发展有长期性、结构性的作用，对于构建绿色、集约、低碳的国家级新区的建设同样具有重要的意义，是提高城市绿色空间生态环境效率的重要方式。在城市日益趋于存量发展的今天，完善城市绿色空间格局并探索其模式已成为当务之急。现多数学者采用将土地利用类型进行递进分析的方法来预测城市绿色景观格局[7]。

1.2.2 公共健康

世界卫生组织(WTO)在1984年提出构建“健康城市”的概念，2016年联合国大会《人居Ⅲ议程》强调提出，构建城市绿色空间生态网络对21世纪公共健康发展具有重要作用。2018年习近平总书记考察时提出建设“公园城市”。从历史上看，城市公园和绿色空间的出现是由于城市中传染病的肆掠所致，公共卫生的发展促进了以健康为导向的景观设计进一步发展。在城市空间生命共同体中，实现经济绿色低碳、文化繁荣创新是未来城市的发展目标。

2 应用研究

整体来看，目前地理学、生态学、医学、林学以及社会学等国内外对城市绿色空间研究均有涉及但略有不同，但对于城市绿色空间概念界定大体一致。现国内研究侧重于景观格局、风景园林规划以及宏观层面的城市生态，而国外过多注重环境、公共健康领域研究。通过CiteSpace软件对中国知网302篇“城市绿色空间”为主题的期刊文献进行分析，得到其最大的聚类关键词(图1)分别为“绿色空间”“风景园林”“心理健康”“园林城市”“城市规划”以及“遥感”，可以发现目前国内城市绿色空间研究专业受限，主要以风景园林及城市规划专业，未出现具体的跨学科研究，研究单一化。同时对关键词进行突现分析(图2)，得出“屋顶花园”曾在1996—2014年研究较多，近些年未有更深研究。近些年，研究者更多的将目光重点放在“公众参与”“城市更新”“公园城市”以及“体力活动”中。以此得出，未来研究将注重在公众参与下可进行体力活动的城市更新设计。文章通过城市规划、公共健康以及城市绿色空间定量研究进行概括论述。

图1 关键词聚类及时空分布图Fig.1 Keyword clustering and spatiotemporal distribution map

图2 关键词突现图Fig.2 Keywords emergent graph

2.1 城市空间格局规划和城市生态

通过知网期刊检索发现，1985—2022年，中国关于城市绿色空间研究主要集中在空间规划与生态保护。在景观生态学、城市规划等相关理论的支持下，国内关于城市空间格局与生态规划研究主要涉及城市边缘区、城市规划区两个方面。

2.1.1 城市边缘区绿色空间规划保护

城市边缘区是指城市发展到一定阶段之后，以城市建成区的基本界限为内边界，以城市物质要素如工业、居住、交通、绿地等的扩散范围为外边界，延伸至城市周边广大农业用地的区域，是乡村向城市过渡地带，是土地开发最活跃的地带[8]。城市边缘区的绿色空间则是指位于城市边缘的自然或近自然区域，其主要功能是维护生态，保护土地和服务城市，如农田、森林等[9]。

周婕等人[10]在对城市边缘区绿色空间体系架构中提出主要组成要素为农业绿地、林业绿地、休憩绿地、环保绿地及水域湿地，并在开发过程中注重合理开发利用土地资源、坚持完善城市边缘区生态支持系统，并结合有效控制城市过度膨胀扩张以增强城市边缘区绿色空间构建。基于城市边缘区绿色空间的基本特征，汪淳等人[11]提出参考生态景观、社会经济发展、居民行为认知、现状威胁综合评价因子，进行城市边缘区绿色空间范围界定，从而考虑绿色空间中人地关系的影响。孟婕认为以景观生态规划与涉及理念推进城市边缘区乡村景观规划，注重地方特色景观保护，促进城乡协调发展。王思元等人[12]提出针对不同城市绿色空间格局的规划优化策略，认为城市边缘区绿色空间格局分为“绿环/绿楔”“镶嵌式绿块”“绿色补丁”3种类型，未来规划发展注重塑造复合生境、增加功能内容及形式，塑造弹性空间，建立生态补偿机制等。城市边缘区绿色空间作为城市外围的绿色走廊，拥有大量优质的生态资源，对生物的繁衍和城市生态系统稳定具有重要作用。邢忠等人[13]借鉴美国“绿图”的规划设计方法，提出城乡结合部空间的生态网络构建。冯一凡等人[14]以北京市丰台区南宫郊野公园为例，将城市边缘区构建成适宜的生态栖息地，融入环境教育，营造更加丰富的生态景观。城市边缘区绿色空间规划体系是城市绿地系统规划一部分，也是促进区域协调、过渡衔接及有机融合的纽带。同时，杨亦松[15]从郊野公园视角下，总结出二道绿隔空间结构及未来建设思路。

2.1.2 城市规划区绿色空间更新保护

城市规划区绿色空间的营造是国内城市绿色空间的研究重点。随着城市体量的不断扩大，面临实现绿化生态、改善人居环境品质的发展有限等问题。董璐[16]认为应加强城市规划区绿色空间规划，采取建设屋顶花园、治理河流等措施丰富绿色空间生态效益。目前，屋顶花园已经成为一种广泛应用的集约型城市公共空间[17]。胡兰[17]提出在把握本体建筑与屋顶花园的整体关系，深入其生态功能设计，以此补偿地面绿化面积不足，起到改善生态质量的作用。基于城市规划及相关理论，剖析城市公共空间与城市肌理的关系，结合复合化的交通体系，使得城市绿色空间形成可持续的网格化生态格局。

近几年来，国内关于城市绿色空间景观格局的成果被引用频次最高的文献与城市内涝相关。唐钰嫣等人[18]利用景观格局指数来进行建模等水文分析，主要通过探究景观格局对城市暴雨产汇量的影响来判断绿地的连通性对城市生态及内涝风险的作用。研究表明绿地景观格局对雨水径流量具有较显著的影响，建设用地斑块的聚集度越高、破碎程度越低，其优势度越高，内涝灾害风险就越高，而城市景观空间对城市内涝的影响刚好相反。同时研究表明城市绿色空间格局对于改善人居环境和城市空间结构具有重要价值。张彪[19]等通过北京10年内土地覆盖变化信息，评估绿色空间滞留雨水的能力，并认识城市绿色空间对雨水径流的控制作用。城市绿色空间格局对城市生态具有举足轻重的作用，城市绿色空间体系由具有健康效用的斑块、廊道、场地以及脚踏石构成，实质就是通过廊道将城市中不同大小的斑块连结，构成城市生态网络，是减少城市热岛效应的合适途径，普遍研究反映城市绿地降温效应具有重要生态价值[20]。此外，刘滨谊[21]认为热舒适度是评价城市绿色空间的重要途径，通过热舒适度评价方法，结合平均投票 (PMV)、标准有效温度 (SET*)、生理等效温度 (PET)和通用热气候指数 (UTCI)评价指标进行空间回归分析，再通过从空间、个人、气候构成的三元框架总结热舒适度的影响因素。

2.2 公共卫生与健康问题

在城市更新进程中，城市绿色空间改善是将健康理念融入城市建设过程的重要切入点。作为人工干预的“第二自然”，绿地对城市居民健康的影响主要体现在：一是促进居民室外运动及体力活动；与室内活动场所相比，绿色环境活动可以引导居民健康运动，提升居民身体素质，改善公共健康。二是对居民心理疏导；根据卡普兰的注意力恢复理论以及乌尔里希压力释放理论来看，城市绿色开放空间作为调节人情绪的积极缓解要素，能够提供娱乐休闲空间，缓解快节奏生活产生的压力，并降低患有精神疾病的风险。

以公共卫生为基础的城市绿色空间早在19世纪就受到西方学者的关注，如园林城市、有机疏散、邻里单元等。工业化和城镇化的快速发展，导致城市公共设施落后，人们缺乏活动空间，空气污染日益严重，一些西方国家也爆发了大规模的传染病，逐渐意识到景观空间的重要地位，进而引入了城市绿色空间。如今，随着2019-nCoV急性呼吸道疾病在全球蔓延，公共卫生、康复景观和园艺疗法引起了公众对公共健康的思考和关注。通过利用空间回归分析法，探究了病例分布与绿色开放空间的可达性，以此判断传染病与城市环境的关系，并对未来健康城市规划提供借鉴。王兰[22]利用文献分析软件对国外绿色空间和呼吸健康关系进行分析，发现不同区域属性、人群及空间尺度存在差异原因，并提出未来完善不同尺度下绿色暴露测度方法。目前国内外通过关注PM2.5等污染物实测的研究以进一步缓解空气污染。在研究尺度上，主要集中在园林植物通过吸附污染物能力以及不同群落结构对城市生态的作用。在宏观尺度上也有基于遥感分析植被覆盖度和空气污染物的大气气溶胶光学厚度，以此来探讨二者之间的相关性，从而减缓空间污染物。孙佩锦[23]通过回归模型和曲线拟合探索城市绿色空间与人群体力活动的关系，认为与人群体力活动有关的是城市公园内部的公共服务设施。

在涉及绿色空间与居民心理健康关系的研究中，国内研究主要在于城乡规划、城市经济、林业和环境科学，国外文献侧重于生态环境、公共空间与职业健康学、城市研究、地理学等。结合医学、生态学、心理学等学科的指标和方法，形成科学研究体系，深入探讨绿地生态效益与人类健康(包括心理健康)之间的直接因果关系，是未来研究的重点方向[24]。在公共空间健康环境中，应尽可能采用纵向和实验研究设计，探索绿色空间在各种环境下的暴露值；通过关注公共绿色空间周围环境的影响，了解不同用户群体如何参与绿地活动，进一步研究绿色空间体力活动的量化方法，利用行人网络和空间句法，了解绿色空间的具体定量价值；并且通过了解不同用户群体如何参与绿色空间活动，更好地了解绿色空间的属性与体育活动的关系。国内研究表明，城市绿地与居民心理健康存在相关性，多数实证研究证实了正相关性。

2.3 城市绿色空间定量研究

在国土空间背景之下，从全局观的角度来健全生态斑点—廊道机制网络，此外空间格局的定量研究(表1)也能助力于规划及政策的生态效益评价，通过识别生态斑块分布的空间互补结构以及构建立体空间绿化体系，从而对城市生物多样性提供保护。目前国内关于空间格局多是依托于遥感等技术平台的支持，绿色空间格局的定量化研究不仅要揭示城市化进程中产生的生态环境效益，更应当与整体规划或者相关宏观政策结合[25]。在部署城市绿化干预措施时，应对多元社会环境挑战，保护城市生态系统，改善已经建成的环境和气候恢复能力，都会需要大量的学术理论支持。

表1 城市绿色空间定量研究方法[28]Table 1 Quantitative research method of urban green space

目前基于ArcGIS的最小累计阻力模型是构建生境网络廊道的普遍方法，借助于InVEST-MCR复合型模型来思考城市绿色空间的生境网络格局构建和如何维护生物多样性。城市绿色斑块具有降低空气污染物的生态功能，从而改善城市风、热环境，加速有害颗粒物扩散，减少循环污染。成超男[26]采用遥感影像与大数据结合的形式研究城市绿色空间时空变化，探析了其对城市热环境的改善作用。在未来应更加扩大基于人的需求的环境定量研究，并且细分城市环境空间，以此获得关于城市绿色空间服务水平与服务压力更加准确的影响因素。如今北京、武汉、南京、广州等城市已经考虑规划城市绿色通风景观廊道，以缓解城市空气污染。研究多以ENVI-met 分析模拟为主，以植物及其群落为主要研究对象，结合绿化覆盖率、绿地格局，对城市颗粒物和AOD(城市尺度)进行探索。在城市维度的语境下，绿色空间合理引导城市规划发展方向，保护生态环境。

3 存在问题

整体来说，城市绿地空间在调节城市小气候、缓解空气污染和促进公共健康等功能受到广泛关注。这反映了当前城市绿色空间跨学科研究的趋势。城市绿色空间作为各个城市空间规划涉及的有效决策支持方法和工具[27]，相比城市绿地，这形成了整体的生态网络结构，功能更加全面。尽管现从各个方面进行了有效探究，但仍存在许多问题很不足，综合来看主要表现在以下几个方面。

(1)在现有的理论体系构架下，未突破学科壁垒，未来城市的可持续发展需要多学科融合。城市绿色空间的研究范围在建筑学、城乡规划学以及风景园林学中有界限，未来城市的可持续发展需要多学科融合。风景园林学科中长期关注“绿地”“景观营造”，对于“景观空间”“绿色空间”研究欠缺，对于整体城市空间的整体性和系统性价值认识不清[29]。总体研究方向集中在景观格局变化及环境效益的方面，对于城市绿色空间演变及生态效益等方面研究文献有限，缺乏更深层次及系统性的研究成果。

(2)关于数据的可视化表示，对数据分析和人工智能算法等前沿技术领域关注不够。当前数字公共空间方向的研究主要集中在如何利用大数据和空间位置信息进行视觉呈现和分析，这对于空间学科来说无疑是非常重要的。然而，与量化数据的空间分析方法相比，目前城市绿色空间研究的体系结构未得到新的突破，也没有取得更多创新性、实质性进展。基于人的需求的城市绿色空间评价研究有限，研究获取数据较少仍有待提高，以人为本的人居环境发展仍是主要方向[26]。虽然数据量化挖掘分析和人工智能算法等前沿数字技术在相关研究中显示出强大前景空间，但至今在绿色空间领域这方面研究较少并且不够深入。

4 研究展望

根据城市绿色空间理论研究的关键问题和存在不足，综合研究现状和未来发展需要，未来应从研究方法、评价体系、空间规划三方面进行深入研究。

4.1 方法改进

多学科视角下，基于定量和定性研究方法，判定城市绿色空间的生态价值及其社会价值。随着大数据时代的发展，数字技术的飞快发展给城市绿色空间研究提供新的思路。景观数字技术手段呈现出多元化、技术化的特点，各学科普遍呈现“以计算机技术为依托，论证(实测或访谈)与模拟、预测或模型评价相结合”的研究趋势。未来城市绿色空间格局与定量研究在丰富和发展上，更加注重格局研究与空间规划的结合，并可以运用到生态系统服务评价中。

4.2 评价体系完善

目前关于城市绿色空间建成环境服务水平的量化评估与提升研究尤为不足，并且分类评价范围较小且模糊。未来可通过利用数字结构模型，结合定量研究，提出一个系统性、标准化的评价体系，更准确、详细的衡量该地区城市绿色空间的生态价值和社会价值，以理解和实测绿色空间对环境的贡献与作用。

4.3 空间规划格局优化

目前正处于国土空间规划背景下，为了不断推进实施生态文明建设，作为影响城市生态系统、社会发展以及经济增长的重要因素，空间规划不断强化生态空间开发保护格局的构建策略。一是严格保护山水林田湖草等重要生态要素基础上，强化生态要素之间联通，增加系统稳定性。二是聚焦城市水灾防控和城市韧性，提高其公共服务能力，保障城市绿地服务的公平性。在智慧生态城市建设的背景下，目前对于城市绿地格局评价与优化的研究主要以遥感卫星影像、GIS以及大数据为支撑，利用多源数据进行空间信息提取、动态监测、情景模拟、了解用户群需求等综合方法，对城市绿色空间格局进行定量和定性分析。

5 结语

今后风景园林专业发展不能局限于传统的绿地系统，而应向多元化、复杂的城市绿色公共空间系统扩展。城市绿地是城市生态系统的主要载体，更是推动建设“公园城市”的重要抓手。依托城市街区绿地，根据生态垫脚石原则，识别和组织斑块生境和廊道生境，形成斑块连接的生境网络，提高城市绿色空间生态效益。以绿色空间发展格局引导未来城市空间规划发展和生态文明需求，来推动城市生态可持续发展。在当今中国城市建设从增量开放走向存量更新的过程中，风景园林学科的研究对象从单一城市绿地拓展为公共空间，城市绿色空间不仅属于公共空间的一部分，更是城市生态可持续发展的重要载体，于此认为公共绿色空间应成为未来风景园林学科关注和进步的方向。