景观感知评价的上海市非正式绿地空间优化及管理策略

基于景观感知评价的上海市非正式绿地空间优化及管理策略

 

摘要：【目的】挖掘非正式绿地（informalgreenspace,IGS）的生态系统服务（ecosystemservice,ES）价值，对缓解城市绿地供应不足、提升城市绿色空间品质具有重要意义。

 

【方法】以位于上海市的6个典型非正式绿地为例，采用统计分析、重要性-绩效分析（importance-performanceanalysis,IPA）等多种分析方法，从整体评价和受访者群组分析2个层面揭示受访者感知的ES指标的丰度、多样性、一致性等指数的差异，以及其差异与不同IGS之间的联系。

 

【结果】发现受访者对4个ES类别中12个指标的感知评价存在显著差异，其中受访者在所有样地中感知的支持服务发挥了高重要性-高绩效水平，支持服务可被认为是IGS提供的最重要、最高性能和最高优先级的ES类型。供给服务和文化服务被认为是非正式绿地中重要性最高但绩效较差的服务类型。

 

【结论】提出了考虑样地关键要素差异化、介入用地管理和结合文化服务的优化及管理策略，结果对提供居民感知的ES视角下IGS空间的优化及管理策略具有积极意义。

 

1研究背景与意义

 

城市绿地是丰富生物多样性、提高城市生态系统稳定性的基本要素，也是创造健康社区环境的重要空间。绿地供应不足将导致城市生态系统脆弱，产生如热岛效应、空气污染、内涝、交通拥堵、传染病频发等城市问题[1]。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》（简称“十四五”规划）提出了至2025年城市建成区绿化率超43%、森林覆盖率提高至24.1%等约束性指标，明确了建设高品质绿色城市景观、提高生态系统服务功能和自维持能力的重要建设目标[2]。

 

非正式绿地（informalgreenspace,IGS）泛指因无人管理或缺乏维护但实际发挥绿地作用的用地[3-5]。相较于公园绿地等正式绿地，IGS中非乡土物种和乡土物种的稀有种比例通常更高、植被结构更为多样、更加接近自然生境，IGS作为居民的非正式休闲场所，提供了与传统绿地系统差异化的生态系统服务功能[4]。尽管公园绿地等正式绿地被认为提供了全方位的生态系统服务（ecosystemservice,ES）[6]，但已有研究表明，居民对于无序的自然空间的需求日益增长[7]。现有关于IGS的研究多集中在概念界定、管理策略[3]、城市更新及景观营造[8]、自生植被特征[9]、大规模自动识别[10]及ES价值[11]等方面。其中，IGS各类空间形态指标均与ES显著相关，ES评价为IGS在不同尺度、不同城市界面的价值评估提供了有效参考[11]。

一项系统检索了5个数据库（WebofKnowledge、Scopus、GoogleScholar、CiNii和J-STAGE）的综述研究表明，1961—2014年间发表的IGS相关文章中超过60%研究了IGS内部及外部特征对某一ES类型的影响[4]，其中部分研究从感知、偏好、用途等层面评价了IGS提供的单一ES价值[4]。还有学者进一步关注了IGS提供的多种ES价值，衡量了IGS在ES中的文化服务和支持服务等方面发挥的潜力与价值[12]。因此，有学者提出挖掘IGS的ES价值，可调动发挥IGS的“补丁”作用，缓解城市绿地供应不足，提升城市绿色空间品质[13]。

 

然而，ES评价不仅来自自上而下的专家评估，还与居民自下而上的参与过程高度相关[14]。既往研究表明，居民主观评估与景观感知直接影响了他们使用绿地（尤其是IGS）的方式[15]。而社会感知的相关研究往往重点关注居民感知的ES重要性以及其与特定景观特征之间的联系[16-17]，内容多集中在利益相关者角度下的ES感知与绿地效益评估[18]、ES感知影响因素[19]等。有研究认为ES感知评价是反馈ES价值的基础，也是实现ES功能的关键环节[20]。已有研究表明，将重要性-绩效分析（importance-performanceanalysis,IPA）纳入ES感知评价可进一步获得居民满意度和优先级心理地图[21]，从而可以帮助提供对于绿地管理的针对性建议。因此，本研究从居民感知的ES视角出发，将ES感知评价的重要性-绩效特征纳入IGS空间评价及管理。在此基础上，构建IGS空间优化及评价标准指标、调动发挥其ES的补充作用，对“十四五”规划的生态文明建设目标具有现实意义。

 

本研究以长三角地区高密度城市——上海市为例，结合其高密度城市土地利用特点，在有限的土地面积上合理管理城市IGS空间以提升绿色空间品质，具有典型性与代表性。

 

基于高分辨率遥感影像及实地调研，识别并标记上海市典型的IGS，通过问卷调查收集受访者感知ES的重要性-绩效特征，结合受访者群组差异分析，提出IGS空间优化及管理策略，作为后期规划决策和政策干预的基础。

 

2研究地区与研究方法

 

2.1研究地区选取和概况

 

本研究选取上海市主城区为研究地区，首先，基于上海市主城区遥感影像数据、中心城单元规划[22]，识别上海主城区的IGS并筛选公园绿地及潜在的IGS样地，用于开展研究。本研究基于多光谱Sentinel-2无云影像（2021年5月21日），计算归一化差异植被指数（normalizeddifferencevegetationindex,NDVI），NDVI最大值对应植被的最高覆盖率，据此初选IGS样地。根据识别结果，IGS整体呈块状分散分布于上海市主城区，总面积约42.8km2，约占上海市主城区总面积3.7%，规模可观。参考Sikorski[5]等基于城市尺度的IGS的调查结果以及中国《公园设计规范》[23]，本研究初选了绿地率大于65%、植被覆盖率大于30%[24]、可自由进出的具有代表性的IGS样地30个。参考Rupprecht等[4]对IGS的定义，进一步将自生植被覆盖特征作为主要判断依据，筛选出场地基础条件较好且至少有一个自生植被演替阶段的6个代表性IGS样地作为主要研究对象（图1）。



本研究于晴朗无风的白天分别采集各样地的照片用于问卷调查。6个样地存续时间都在5年以上，其中4个样地是由建筑拆除后遗留的空地，其余2个样地为长期处于闲置状态的空地（表1）。

 

 

2.2研究框架与数据收集

 

2.2.1研究框架

 

研究框架包括样地筛选、ES感知评价和管理策略生成3个部分（图2）。1）基于现有IGS的ES评价研究，分别从ES类别和ES指标2个层面总结IGS发挥的主要ES价值（表2）。其中ES类别包括供给服务（ES1）调节服务（ES2）、文化服务（ES3）、支持服务（ES4）。



2）基于千年生态系统评估（TheMillenniumEcosystemAssessment）、专家讨论及文献调查结果（表3），建立受访者在IGS中感知的ES的IPA框架，进行IGS的ES感知评价。




3）使用问卷调查的方法来收集有关ES感知的定量数据，于2023年6月进行了预实验，并于2023年10月在风铃系统上进行了最终调查，获取居民人口统计学特征信息、居民使用IGS的频率、活动类型以及对IGS提供的ES重要性-绩效的感知情况①。最后，在分析结果的基础上，探讨主要研究发现及IGS优化管理路径。

 

 

2.2.2问卷调查数据收集

 

该调查向上海市所有的IGS使用者开放，且只收集了19岁以上的受访者的信息。最终调查问卷要求受访者提供以下4个部分信息。1）人口统计学特征信息，包括性别、年龄、教育背景等。2）IGS样地使用方式，包括居民使用IGS的频率以及活动时间、在IGS中进行的休闲活动类型（备选方案包括6项常见的娱乐活动及其他活动）。3）打分信息。基于李克特量表，从1（完全不重要/非常不同意）到5（非常重要/非常同意）分别对IGS样地中感知的4个ES类型的重要性水平及其绩效进行评分[34]。4）照片选择。问卷提供了关于细分的12个感知ES指标的详细描述，受访者根据过去的使用经验，从场地现场照片中选择不超过4个IGS样地，用以判断受访者是否认为该样地提供了对应的ES价值（表3）。

 

2.3研究指标及数据分析

 

首先，对问卷前3个部分进行描述性统计分析。其次，为更好地理解受访者对6个IGS所提供的ES重要性-绩效特征的感知评价，根据问卷中的第三部分，即4个ES类型的IPA评价，绘制IPA结果图纸。再次，基于受访者对6个不同IGS所能提供的12个ES指标感知绩效评价，即问卷第四部分，计算每个样地的ES感知指标，并将指标分为2个层次——整体层次和受访者类别层次。最后，基于研究结果，探讨IGS管理策略。

 

2.3.1感知的ES类别重要性-绩效分析（IPA）

 

IPA最早应用于对产品或服务的偏好及其性能的评价，以了解消费者的满意度[35-36]，现已被应用于包括ES感知评价[34,37-38]在内的多学科领域。本研究统计了居民对6个样地的4种ES类别感知评价的IPA结果，用于制定针对性策略。为最大限度地避免产生天花板效应，即因测验题目过于容易，而致使大部分调查项目得分普遍较高的现象，参考相关研究[33,39]推荐的“以数据为中心”的IPA绘图方法，将十字线分别放置在所测量的IPA结果的整体平均值上。笔者绘制了基于JohnA.Martilla经典优化解释[35]的IPA示意图（图3），表示6个样地中ES感知评价的IPA结果。

 

2.3.2感知的ES指标分层量化分析

 

基于整体分析和受访者类别2个层面，本研究分别计算和分析了受访者对ES指标的感知情况。首先，参考既往研究，采用丰度指数[40]（abundanceindex,AI）和香农多样性指数[40-42]（Shannon’sdiversityindex,DI）来表征受访者对每个样地ES指标感知评价的整体情况。丰度指数被定义为受访者在每个特定IGS中感知的ES指标总数，香农多样性指数被定义为受访者对特定IGS的ES指标感知评价的整体多样性水平。2个指标的计算式AIDIPi式中，与分别表示了每个样地的ES丰度指数和香农多样性指数，N代表受访者感知的ES指标总数（表3），表示在每个样地中感知到某一类型（i）ES的受访者总数。

 

 

其次，采用相对丰度指数[40]（relativeabundanceindex,RAI）和一致性指数[40]（consistencyindex,CI）测量不同受访者群组对ES指标感知的差异。根据受访者对IGS的了解程度将他们分为3组：组1是不太了解IGS的受访者，组2是比较了解IGS的受访者，组3是非常了解IGS的受访者。RAI被定义为特定受访者群组中感知特定样地的ES指标总数所占的比例。CI被定义为受访者群组间对同一样地相对丰度的成对比较值。这2个指标的计算式：

 

PijRAInRAImRAI式中，代表在某个IGS样地j感知到特定ES指标i的人数，M代表IGS样地的总数，和分别代表受访者群组n和m在样地中感知的ES指标的相对丰度指数，是指3个受访者群组相对丰度指数的算术平均值。

 

3研究结果

 

3.1一般性统计分析

 

 

共有375名居民参与调查，其中350名受访者接受并完成了全部问题，由于设置了奖励机制，因此问卷响应率较高，达到了93.3%。分析350名受访者人口统计学特征（表4），发现受访者女性群体比例较高。在8个年龄组中，30~34岁的受访者人数最多；还发现大部分受访者受教育程度较高，其中69.40%的受访者为大专或大学本科学历，并且大部分（80.86%）受访者认为自己对IGS比较了解或非常了解。

 

 

将受访者对IGS的使用方式进行统计分析（图4），发现受访者对IGS的使用频率整体较低，在所有的活动类型中，选择散步的受访者最多，选择亲子活动和露营2项活动的受访者数量次之。

 

3.2感知的ES类别IPA结果

 

IPA假设受访者对每个样地所能提供的4类ES的重要性和绩效评价是不同的，因此对每个样地的每一种ES的IPA结果进行配对T检验，结果表明，6个样地4类ES感知评价的IPA都具有显著差异（p<0.001）。在所有的样地中，对于每一种ES类型，受访者的重要性评价通常会高于绩效评价（表5）。这些结果表明，居民认同这些IGS所能提供的不同ES类型的重要性，但他们对相关服务的绩效表现不够满意。

 

利用IPA，将受访者对6个IGS样地的4类ES的感知情况进行分析（图5）。结果表明，受访者认为没有一种ES类别属于第二象限（Ⅱ），即具备低重要性、高绩效的感知评价结果。大部分受访者都将ES感知评价结果归属于第一象限（Ⅰ）或第三象限（Ⅲ），并且所有样地中的支持服务都属于第一象限（Ⅰ），发挥了高重要性-高绩效水平，说明受访者对所有样地的支持服务都感到满意。此外，有4个样地（样地2、4、5、6）的供给服务也被认为发挥了高重要性水平，这可能与样地1和样地3物种丰富度和植被覆盖率相对较低有关。然而，以上4个样地中只有样地5的供给服务和样地4的文化服务属于第四象限（Ⅳ），即重要性高、绩效低，表明在这2个样地以上述2个服务类型为核心ES，未来值得重点关注。并且除了样地4，其他所有样地的文化服务都属于第三象限（Ⅲ），被认为处于低优先级水平。受访者对于IGS所能够提供的文化服务以及目前发挥的效力的认可度较低。

 

3.3感知的ES指标分层量化评价结果

 

通过分层量化，研究得到了IGS样地整体的ES指标和基于受访者类别的ES指标评价结果。笔者统计了受访者对6个IGS样地感知ES指标评价的丰度指数和多样性指数。首先，在6个样地中，样地5有最高的丰度指数，样地4、样地2和样地6次之，样地3和样地1的丰度指数相对较低。其次，6个样地的多样性指数数值较为接近（表6）。

 

基于3个受访者群组在IGS样地中感知ES指标的相对丰度指数和一致性指数的统计结果（表7、8）表明，不太了解IGS的受访者（组1）在样地2和样地5感知到的ES较多；比较了解IGS的受访者（组2）在样地4和样地2中感知到的ES相对丰度指数较多；非常了解IGS的受访者（组3）与组1受访者表现一致，在样地5感知到的ES类别相对丰度指数最多，其次是样地2。

 

此外，3组受访者在样地1中感知的ES相对丰度指数都较低。然而，组1和组3的受访者在样地1中感知的ES一致性指数较低，说明2组受访者对该类IGS的看法差异较大。受访者对于样地2和样地5观点趋同，3组受访者感知的ES相对丰度指数的一致性较高。对于样地3，组1和组2之间的一致性较弱。对于样地4和样地6的感知ES丰度指数，组2和组3之间的一致性较弱。

 

4讨论

 

4.1受访者对IGS的观点与使用特征讨论

 

以受访者人口社会学特征评估受访者对IGS的观点与使用特征差异，结果与许多先前的研究一致，愿意接受该项调查的大部分受访者受教育程度较高，几乎所有的受访者学历都在大专或大学本科以上[43]。这与受教育程度越高的居民通常对自然环境问题和某些无形的ES价值更了解有关，因此调查问卷响应率更高[15,44]。

 

首先，从使用频率和时长来看，尽管大部分受访者认为自己对IGS比较了解，但他们并不经常访问和使用IGS，这说明公众对使用IGS的接受程度可能相对较低。已有研究指出，通过增加标识和导航设施，例如指示牌、地图和路径标记，可提高IGS的可识别性和易于进入性[4]。在场地内部增设长凳和小型基础设施等低干预、低成本措施，可有效提高公众对IGS的接受度，在干预后，受访者使用IGS的频率提高了5倍，IGS的娱乐价值得到进一步提升[4,45]。

 

其次，从活动类型看，受访者在IGS的活动以散步为主，这与全球其他地区的结果保持一致。值得注意的是，尽管受访者都认为IGS提供了与公园绿地差异较大的ES文化服务[4-5,46]，但在中国，受访者参与IGS的主要活动类型（如亲子活动和露营），与全球其他地区居民在IGS中的主要活动类型（欣赏美景、遛狗）存在差异[5,10,46]。

 

此外，虽然日本和澳大利亚的研究证明荒地等IGS为儿童和青少年提供了与自然接触、体验冒险的绝佳机会，但考虑到场地安全性，越来越多的父母限制孩子进入和使用这些空间[4,47]，因此他们通常不会考虑将IGS作为亲子活动空间。尽管场地安全性在现有调研中尚未被受访者纳入考虑，但潜在的安全隐患可能在未来影响和限制IGS发挥ES价值。本研究结果表明，居民对IGS的态度和使用方式不仅存在个体差异，并且有明显的地域差异。

 

4.2受访者对IGS中感知的ES看法及IGS管理策略启示

 

由于IGS使用与管理方式具有较强的自发性，且存在显著地域差异[4,10,46]，基于ES感知评价的IGS研究可调动发挥其潜在绿化价值，缓解公园绿地供应不足的现状。因此，本研究从ES的IPA和ES指标分层量化评价2个方面分析居民对于IGS的感知与评价。

 

4.2.1基于ES的IPA的IGS管理策略

 

1）结果表明，在IGS提供的4类ES中，支持服务（生物多样性维持、土壤质量维护）被认为是最重要、最高绩效和最高优先级的。这与大部分现有研究一致，说明居民认可IGS在防止水土流失以及生境营造与栖息地支持方面的价值[4-5]。柏林的证据表明，建立城市尺度的生态制图单元可有效测度城市潜在绿地价值，有助于最大程度地发挥IGS的ES价值[48]。此外，由于IGS中外来入侵物种占比通常较高，部分研究建议绘制专门的入侵物种地图，以保护IGS中的本土物种[5,12]。

 

2）受访者认为IGS的文化服务和供给服务十分重要但并未发挥较高性能。这与欧洲及澳大利亚的其他相关研究结果存在差异，当地居民认为具备一定规模及植被生长状况较好的IGS在提供自然教育、游憩休闲体验，促进身心健康等方面发挥了较高的文化服务价值[4,27]。原因可能是尽管IGS通常比许多其他城市生态系统对集约化管理的需求较低，但仍然需要一定程度的管理，以保证文化服务和供给服务的提供。

 

3）几乎所有样地的ES调节服务都被认为既不重要，也没有发挥较高性能。相对而言，植被覆盖率较高的样地中感知的调节服务绩效水平相对更高，但调节服务不是唯一影响因子，并且在其他服务的重要性-绩效表现水平中影响不显著。这可能与2个方面因素有关：一方面，本研究中的IGS样地主要位于主城区高密度地段且样地规模较小，难以发挥增湿降温、吸烟滞尘等作用；另一方面，IGS的自然生境状态（植被结构、特征等）影响了居民的预期使用方式，因此，居民对IGS的需求以接触和亲近自然为主。总体而言，与其他3类ES相比，调节服务没有得到高度重视与认可。

 

总体而言，虽然IGS的ES感知评价结果揭示了不同ES类型的感知差异，但支持服务被认为发挥了主导作用。现有研究认为，感知支持服务的主导作用在一定程度上可能削弱调节服务和供给服务与IGS的ES绩效水平[5]。特别地，文化服务被认为绩效水平不足，处于低优先级水平[5]。基于以上结果，需要对IGS进行优化调整并将其纳入城市的绿色基础设施，才能最大限度地提高ES价值。

 

1）对基础条件较好的IGS可在城市尺度重新考虑转化为可管理的附属绿地，增强绿地连通性，从而发挥多维度ES价值的潜力。但由于IGS的分布较为分散，会导致转化成本相对较高。

 

2）根据IGS面积、物种丰富度、是否滨水等条件提出更为明确的管理方案。既往研究表明，加强对IGS的管理，例如管理人员定期巡查，增设监控等措施可以有效提升IGS的使用频率并促进其发挥价值[4,45]。由于不同样地结果差异较大，建议根据IGS面积、物种丰富度、是否滨水等条件提出更为明确的管理方案。

 

3）充分发挥IGS的文化服务价值。由于在许多地区中，只有文化服务才能使绿地的存在在决策过程中发挥作用，从而受到当地规划的保护，因此应特别考虑调动发挥IGS文化服务价值。而ES文化服务是由人和生态系统共同创造的[49]，所以很有可能通过促进其广泛使用，将自生植被、景观美学、游憩等功能需求与土地管理、公众参与结合，进而促进居民对于IGS的认知与使用。

 

4.2.2基于ES指标分层量化评价的IGS管理策略

 

本研究根据受访者对当前感知的ES指标分层量化结果进一步提出针对性优化管理建议。首先，丰度指数最低的样地1被认为提供了最多样的ES，这可能是因为空旷的IGS为居民的各类活动创造了更为灵活的空间。结合IPA评价，通过建立入侵物种地图来优先清除IGS中的入侵物种，可能是提高ES多样性指数的有效途径[45-46]。其次，本研究发现所有样地的多样性指数十分接近，这可能是因为，尽管IGS样地之间的树冠覆盖率存在较大差异，但几乎所有IGS都呈现缺乏管理的杂乱状态，从而影响了受访者对ES生物多样性维持服务的感知。

 

此外，本研究结果揭示了不同受访者群组感知到的ES相对丰度指数的一致性较高，但ES一致性指数较低的规律。说明尽管所有受访者都认为IGS提供的ES相对丰度指数较低，但是他们对IGS的了解程度和认可度差别较大。居民对IGS的了解程度极大影响了他们进入和使用IGS的频率，特别是对于基础条件相对较差的IGS更是如此。这与现有研究的观点一致[5,11]。

 

 

因此，考虑到受访者和IGS场地条件差异，研究进一步提出了2个管理思路。1）通过加强自然教育、增强环境意识，可促进城市居民对于IGS的了解，对于发挥IGS的ES价值具有积极意义。2）考虑到4个ES类别和12个细化指标的结果差异，并且不同ES类型间本就存在权衡与协同关系两方面因素，因此，可进一步结合IPA框架，权衡同一样地内的ES服务类型[32]，提出针对性的优化建议。

 

5结论与展望

 

在高密度城区中城市可开发空间日益受限的前提下，如何有效挖掘IGS的ES价值，以提升绿地系统韧性，是本研究的主要目标。考虑到人类既是城市环境变化的主要驱动力，也是保护或发展城市环境的主要目标群体，因此，本研究从居民感知视角出发，研究中国高密度城区的居民如何与IGS互动，以及居民在IGS中感知ES价值差异及原因。

 

 

基于受访者自下而上的开发使用方式，从受访者感知的ES类别重要性-绩效评价、ES指标差异及受访者群组差异3个维度估算感知的IGS的ES价值。虽然受访者感知的ES类别重要性-绩效评价因样地和受访者群组而存在显著差异，但受访者普遍认可IGS提供ES价值的潜力，并且因指标不同而存在差异。本研究结果对于挖掘IGS的潜在价值与优化方向，以及提供居民感知的ES视角下的IGS空间优化及管理策略具有积极意义。

 

本研究从ES感知评价差异出发，提出了考虑样地关键要素差异化、介入用地管理和结合ES文化服务的优化及管理策略。尽管，本研究基于受访者感知视角对IGS提供的ES进行了调查，但IGS在提供栖息地、发挥娱乐和景观美学、促进身心健康等ES层面显然还有更多未开发的潜力。此外，本研究仅调查了6个代表性样地的居民ES感知评价结果，具有一定的局限性。未来研究可进一步丰富受访人群背景和IGS样地类型、加入专家和管理人员的视角、增加与公园绿地等不同绿地类型的对比研究，完善IGS的ES价值体系的挖掘，提供更为系统全面的IGS优化及管理策略。