广州空中花园的3个使用便捷性和多元性

摘    要：发展空中花园是高密度城市解决公共空间不足、响应绿色人居的重要举措，掌握其分布特征与影响因素对存量发展阶段垂直空间的精准配置具有重要意义。以广州中心城区为例，通过识别高清影像图与实地踏勘建立718个空中花园GIS数据库，从建筑功能、建筑高度和地块形态3个方面分析其分布特征和影响因素。

结果表明：

1)总体上，75%的空中花园分布在高层高密度地块，57%位于居住类建筑，59%位于高层和超高层建筑，空中花园虽然在一定程度上对地面绿地起到了补充作用，但屋顶利用率较低且各类建筑、地块内部发展不均衡；

2)空中花园分布总体上与地面互补度呈显著正相关、与综合需求度和技术难度呈显著负相关，高密度地块的影响模式与总体样本一致，但低密度地块表现为均不相关。研究结果说明空中花园分布与地面绿地供给、空中花园需求均存在一定程度的错配。未来绿色空间供需匹配研究亟须从二维转向三维，结合立体空间进行地面-空中的一体化评估、规划和设计，尤其要增强空中花园的使用便捷性和多元性。

 

基金项目：国家自然科学基金面上项目“三维视角下建成区附属开放空间供需匹配测度与共享机制研究”(编号52278053)、国家重点研发计划项目子课题“南方代表性城市社区空间格局演变与生态影响”(编号2022YFF1303101)、教育部人文社科基金一般项目“线上-线下社交对城市开放空间活力格局的影响机制与优化路径研究”(编号21YJAZH032)、广东省基础与应用基础研究基金项目“基于多源数据的城市形态特征及其生态环境效应研究——以珠三角城市群为例”(编号2020A1515110307)和广州市科技计划项目“城市空间结构的碳排放效应及其低碳化路径——以广州市为例”(编号202102020255)共同资助

 

存量时期空间规划的核心不是“分土地”而是在对各类城市规律充分掌握的基础上，不同功能在垂直空间和不同时间的精准配置曰。发展空中花园及加强立体化连接是未来解决公共空间增量需求与存量空间受限矛盾的重要策略2-57因此，掌握高密度中心城区空中花园分布特征及影响因素，对存量发展阶段垂直空间的精准配置   

 

 具有重要意义。:空中花园是指位于建筑中间层(平台花园)或屋顶(屋顶花园)的绿色空间[6]。空中花园作为较新型的公共服务设施，不但能提供类似于地面绿地的功能和效益，而且能够最大限度地解决城市高密度地区地面绿色空间不足的问题，因而逐渐成为学术界研究的重点[7]。早期研究主要集中在空中花园的生态效益方面，包括物理环境温湿度的影响[8-9]、绿化植物选种和配置等[10-11]，随后拓展到空中花园造景设计[12-13]、工程与安全[14-16] 等。

随着研究的深入，研究视角逐渐多元化，如关注空中花园与人的主观感受之间的关系[17-19]等。2019年新冠疫情发生后，空中花园的研究更加细致，包括空中花园的分类特征[20-21]、按照“15分钟城市圈”优先布局绿色屋顶等[22]。其中，空中花园分布的影响因素也是重要研究方向，包括社会经济[23-24]、法规政策[25-26]和物质空间[27-28]等。

如Tian等通过对中国香港不同区域屋顶花园数量与地形、屋顶面积、建筑密度、建筑高度、人口密度的相关性分析发现，屋顶面积总体上对屋顶花园数量呈正向影响，建筑高度对屋顶花园数量总体上没有显著影响；不同因子对中国香港不同区域的影响模式不同，如地形、建筑密度对香港岛和南区呈正向影响，人口密度和建筑密度对黄大仙区和九龙地区呈负向影响；另外，研究发现中国香港空中花园的发展与城市的发展不相适应，屋顶和平台没有得到充分利用，也没有充分补偿有限的地面绿地[27-28]。

 

 总体而言，由于数据获取难度较大，现有研究大多局限于空中花园的个案研究，而关系到城市总体分布特征及其影响因素的研究相对有限，且多集中于奥地利、中国香港等发达国家和地区，中国大陆相关研究更加缺乏。基于此，本文以广州市中心城区为例，通过高空影像图及现场踏勘获得空中花园和地块形态信息，采用绿比值及差异系数测度空中花园总体分布和发展水平；建立包括建筑密度、容积率、建筑平均高度、绿地率等反映空中花园所在地块形态特征的指标，采用多元回归模型分析影响空中花园分布的因素，以期为存量阶段通过垂直空间的精准配置获得绿色开放空间增量发展提供理论依据和方法。

 

 1  研究方法

 

 1.1  研究范围

 

 选取广州市越秀区、天河区的高密度建成区为研究对象，范围东至科韵路、西至解放中路，北至广园快速路和内环路、南至珠江，面积约42.55km2(图1)。该区域楼宇和人口密集，地面空间有限，增加绿地的潜力较小，常住人口与工作人口密度达2.5万人/km2(第七次全国人口普查数据)，人均公园绿地面积3.95m2，远低于国家公园城市的最低标准(9m2/人)。研究范围内共有空中花园718个，其中屋顶花园516个，平台花园202个(位于裙楼楼顶或中间层平台的记为平台花园，位于建筑最高层楼顶的记为屋顶花园)。

 

 1.2  数据获取

 

 本研究采集空中花园的数量、面积及其所在楼顶或平台的面积表征空中花园的分布情况，采集地块总面积、建筑高度、建筑基底面积、建筑密度、人口密度、绿地率和容积率等地块空间形态指标表征影响空中花园分布的物质层面影响因素。数据主要来自谷歌卫星地图的初步识别及实地调研核算，数据获取分为3个阶段：



1)业内准备(2020年10—11月)，制定研究计划和调查图表，将研究范围按照市政路划分为7个片区、530个地块，7组风景园林专业学生(每组1名研究生+5名本科生)通过高清影像图初步标记空中花园位置和数量；



2)实地踏勘复核(2020年12月—2021年2月)，每组学生根据初步标记的内容，实地踏勘空中花园所在地，纠正或补充空中花园位置、数量，测量和记录花园所在建筑高度、建筑类型等；3)业内整理、计算，建立空中花园GIS数据库(2021年3—4月、9—10月)(图2)。

 

 1.3  分析方法 

 

 

 从广州空中花园的数量和发展水平出发，首先分析空中花园的总体分布特征，进而分析空中花园在不同形态的街区、不同功能的建筑和不同高度的建筑中的分布差异。数量上，采用GIS核密度和分类百分比作为表征指标；发展水平上，采用平均绿比值R和差异系数CV作为表征指标。其中，平均绿比值R为地块内各空中花园面积Si占其所在屋顶/平台总面积Ai百分比的平均数(公式1)。

国内规定屋顶或平台绿化面积应超过50%，才能产生显著的生态效益，绿比值越高，说明空中花园发展水平越高。绿比值差异系数CV为某类建筑屋顶花园绿比值的标准差(公式2)与其均值的百分比(公式3)，反映了该类建筑单个屋顶花园的发展水平与其平均值的偏差。差异系数位于0~15%为小变异，16%~35%为中等变异，大于36%为高度变异，差异系数越大，说明内部发展越不均衡。

 

 

 一般而言，影响公共空间的形成因素包括社会经济、政策规范和物质环境3个方面，而建成区物质空间特征及其空中花园分布格局是社会经济、政策规范影响下的综合反映。因此，本研究着重从物质环境层面建构空中花园影响因素指标体系。参考简·雅各布斯经典城市活力理论提出的6个维度11个指标的“简指数”指标体系[29] 及Tian等对中国香港空中花园影响因素的研究成 果[27-28]，建构由3个维度7个指标组成的影响空中花园分布的指标体系(图3)。

 

 3个维度包括地面互补度S(Supplement)、综合需求度D(Demand)和技术难度T(Technology)。地面互补度和综合需求度分别代表传统地面绿地影响的供需2个层面，技术难度代表空中花园这一特定类型相比地面绿地建设面临的特定问题。地面互补度S表征地块对空中花园的补充满足程度，指标包括绿地率xgr和绿地面积xs，均为正向指标。

 

 综合需求度D描述地块对空中花园的需求程度，指标包括地块人口密度xpd、建筑密度xbd和容积率xpr，均为正向指标。技术难度T表征空中花园建造施工和管理维护的难度，指标为地块内空中花园所在建筑的平均高度xbh，为负向指标。

 

 7个变量均为连续变量，所有变量经归一化去量纲后，再进行加权处理，采取相等权重原则，分别计算3个指数(公式4~6)。

 

 采用多元线性回归模型分析影响空中花园分布的因素，选取空中花园个数yN作为因变量，地面互补度S、综合需求度D和技术难度T作为自变量，b0、b1、b2、b3为回归系数(公式7)。