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雪缘园世界杯:國內近十年城市綠地研究進展——基于CiteSpace的知識圖譜分析

時間:2020-03-24  來源:林業知識服務  瀏覽:130次
為了全面把握國內城市綠地的研究進展,文章以中國知網的期刊數據作為來源,用可視化圖譜分析工具Citespace作為輔助,對4 528篇期刊文獻進行分析,并繪制關鍵詞共現、聚類分析、熱點動態變化等可視化的分析圖,結合文獻內容分析法,得出國內城市綠地研究的4個方面,討論了未來發展的研究方向可以考慮對綠地空間格局的優化以及多種效益權衡的綠地構建模式,從而為國內綠地系統規劃提供有力的借鑒。

雪缘园比分 www.ezrqk.com.cn 摘要:為了全面把握國內城市綠地的研究進展,文章以中國知網的期刊數據作為來源,用可視化圖譜分析工具Citespace作為輔助,對4 528篇期刊文獻進行分析,并繪制關鍵詞共現、聚類分析、熱點動態變化等可視化的分析圖,結合文獻內容分析法,得出國內城市綠地研究的4個方面,討論了未來發展的研究方向可以考慮對綠地空間格局的優化以及多種效益權衡的綠地構建模式,從而為國內綠地系統規劃提供有力的借鑒。

關鍵詞:城市綠地,Citespace,研究進展,知識圖譜分析

城市綠地一直以來都是業界學者關注的重點內容,其理論、方法、實踐在長期的研究中積累了大量的成果。隨著城市建設速度的加快,綠地的關注度不斷提高,劉濱誼、田國行 、王俊帝等對國內的綠地建設也做了一些總結與回顧。然而,隨著城市更新以及新的《城市綠地分類標準》(CJJ/T85-2017)的推出,城市綠地的研究呈現新的發展特點。因此了解國內近10年(2008—2018年)城市綠地的研究動態對指導國內城市綠地建設、完善綠地布局模式具有重要的意義。本文運用Citespace軟件,結合內容分析法,梳理國內近10年研究城市綠地的相關文獻,了解研究特征、熱點與發展趨勢,為國內綠地建設提供有益參考。

1 研究方法與數據采集

本文使用Citespace5.2版,數據來源于中國知網的中國學術期刊網絡出版總庫,檢索主題詞為“城市綠地”,時間跨度為10年(2008-2018年),數據收集時間為2018年8月31日,檢索類別僅為期刊,共導出4528篇文獻。文獻分析結果表明國內城市綠地方面的研究呈現起伏狀,整體保持著較高的關注度,總體處于比較成熟的階段。

本文基于Citespace工具,一方面從高被引文獻研究內容和研究動態變化分析研究的整體特征;另一方面運用Citespace的聚類功能,結合共現圖譜和時區演化圖(time zone),探索研究的熱點方向與前沿進展。

2 城市綠地研究整體特征

2.1 高被引文獻內容分析

通過對高被引文獻內容的分析,發現相關研究內容主要涉及3方面。一是綠地的可達性評價:可達性評價是新興的評價指標之一,劉常福總結了綠地可達性評價主要有4種方法,包括統計指標法、旅行距離法、最小距離法和引力模型法,并基于GIS平臺,在居住區尺度上研究可達性。二是低影響技術:綠地建設在緩解城市排水壓力中作用日漸重要,車生泉在總結國內外海綿城市建設的基礎上,提出了水生態功能與?;さ拇朧┖偷陀跋旒際蹩⒌耐揪?。三是生態綠廊建設:綠廊是城市綠地的重要部分,李開然研究了環境廊道的作用與建設方法,并以英國游憩型綠道建設為例展開討論。

2.2 研究動態變化

通過對不同時間區域綠地研究前沿的分析,可以看出熱點主要集中于2008年,如景觀評價、遙感技術等。2010年之后,城市公園的研究論文增多,熱點轉向相關專項研究如公園可達性以及綠色基礎設施。2015年之后,熱點逐漸集中到低影響技術開發、雨洪管理等水處理方法,這是以建設綠地的方式解決城市水澇問題的開端。

3 國內城市綠地研究熱點

筆者通過Citespace繪制關鍵詞共現圖,可以看出出現頻次較高的關鍵詞包括綠地系統、海綿城市、植物配置等。在統計的主要關鍵詞突變率中,海綿城市突變率高達57.24,是2015年城市綠地領域的研究焦點,同時也與國家的發展規劃相吻合。

運用Citespace的聚類功能以及LLR算法得到關鍵詞聚類圖譜,圖譜顯示了城市綠地研究的景觀格局、風景園林、居住區、綠地系統等13個主要聚類;通過這13個核心聚類,并結合研究領域的熱點方向與動態變化,定性地總結了國內近10年城市綠地研究的4大內容,即城市綠地空間格局構建、城市綠地生態服務功能、城市綠地定量評價方法、城市綠地植物配置結構與土壤基質。

3.1 城市綠地空間格局構建

關于綠地格局的研究文獻數量有1 334篇,可見其具有較高的研究價值。城市綠地空間格局的研究伴隨著城鎮化的起步發展由來已久,并逐漸成為城市生態學的主要組成內容。學者通過遙感影像數據的解譯以及景觀制圖工具,對所獲遙感進行提取、分類、劃分,篩選出最為相關的斑塊尺度、類型尺度、景觀尺度3方面的景觀格局指數,利用Fragstats軟件對其計算,計算出不同年份研究區域的景觀格局指數變化,從結果中歸納得出城市結構發展的驅動因子;根據城市化進程中的演變效應,提出綠地空間格局構建策略;結合景觀生態學的知識,通過優化城市綠地類型在連接度、滲透度與密度3個維度上的布局模式,優化景觀格局,改善城市生態環境。由于國內的研究尚處于發展階段,雖然也有關于城市生態源-匯景觀的研究,但數量較少,難以進一步研究景觀格局對生態環境的具體作用機制,也缺乏從生態安全角度考慮的具體配置生態用地模式的研究,這需要獲得長期的環境監測數據以及對演變模擬模型的優化,同時景觀演變效應的研究也應擴大范圍,如城市土壤、基礎設施等。

3.2 城市綠地生態服務功能

綠地的生態服務功能是城市環境協調的主體,通過對3363篇相關文獻研究得知,城市綠地具有多種生態功能:增加小范圍綠化可以達到局部降溫增濕的效用,優化景觀格局能夠緩解城市熱島,調節微氣候減少空氣污染,綠地的固氮釋氧可以維持城市居民所必須的生命物質(O2,CO2),植物向空氣環境釋放的負離子能夠緩解人的精神壓力,植物的色彩與形態還具有調節城市居民身心健康的康養作用等。

城市綠地的海綿效應可以在一定程度上抵御與緩解自然災害,低影響開發技術在緩解城市雨洪與降低城市污水方面的作用越來越重要。城市雨污水或經二次處理的中水通過植物根系的置換、土壤膠體的截留作用,能夠得到水質凈化,再經由人工匯水裝置、自然下沉綠地等設施進行城市雨污水的循環利用。建設海綿城市是應對城市雨洪災害的方法之一,雨洪模擬模型軟件隨之迅速發展,為海綿城市建設提供科學指導,但模擬尚存在缺乏除污等功能研究、災害預報不完善以及模型參數不準確等問題。需要綜合各種模型的優勢,進行多種算法的結合應用是對模型的合理完善,并結合3S技術以及城市的面源污染不確定性的分析研究,定量化模擬水質、水量的耦合模型將是今后的研究重點。

3.3 城市綠地定量評價方法

城市綠地的服務功能評價一直是關注的熱點,并已從早期的定性評價逐漸深入到定量的評價體系中。在1897篇研究城市綠地定量評價方法的文獻中,總結類型涵蓋大、中、小3個尺度。

3.3.1 綠地分類方法研究

大尺度城市規劃的角度意在探索一種切實有效的綠地分類方法指導城市規劃。利用地理信息技術GIS和RS對空間數據如遙感影像數據的獲取與分析,結合景觀生態學的相關知識,檢測城市綠地分布的合理性,其檢測結果誤差小、效率高,較之傳統的人工實地核查更為科學客觀,成為如今城市生態建設的重要手段。張永彬在對唐山市綠地類型提取的研究中,利用城市綠地在波段4,2,1組合上的光譜、紋理和空間特征的明顯不同進行綜合判斷和提取,分類精度達到85.11%,較之以往單一使用光譜特征更為準確。但這種方法對數據的要求較高,需要高精度且合適的影像與波段圖,由于外界環境如云層、天氣等的影響,數據難以獲取,具有一定的局限性。

3.3.2 綠地功能評價研究

中尺度包含城市綠地的功能性評價。

1) 綠地生態效益評價。綠地生態效益評價包括從綠地規劃初始階段的用地適宜性評價到規劃建成后的綠地功能效益評估,是一個連續的過程。通過GIS重分類場地因子數據得出用地適宜性評價圖,后期通過生態效益評價模型如CityGreen等定量分析綠地的生態功能具有科學意義與前瞻性,但目前國內研究較為基礎,研究實踐結果很少,缺乏針對我國實際情況的運行參數與數據庫,針對能源、生物多樣性的應用研究也較少,這將成為未來探索的方向。

2) 綠地可達性評價??紗鐨云蘭勰P陀τ米罟惴旱撓謝撼邇P?、費用阻力模型與引力勢能模型。結合空間句法知識,從空間關系出發對空間結構進行精確量化,計算結果穩定且可靠性高,但運算基礎不能消除環境因素如交通、噪音等狀況,因此評價指標的篩選將成為進一步的研究對象。

3) 生態服務評價。生態服務評價即是對綠色基礎設施進行生態服務價值的評價,結合生態服務評價模型(GEEM- (GIS-based Eco-services Evaluation Model),對各類生態因子如斑塊、廊道等參數量化分析,數據化展示生物多樣性的支持能力和碳調節能力,但研究對象多局限于植被,與城市灰色基礎設施結合較少,各類生態因子的權重也有待驗證。

3.3.3 植物個體定量研究

小尺度多是從植物配置的定量化研究著手,統計植物基本狀況如個體生長量、出現鳥類頻率等近20種相關因子,采用主成分分析法對指標因子進行標準化分析,客觀評價植物配置的優劣,具有創新性與可行性,但其局限在于諸多指標值的獲得如美感度調查存在主觀性,各因子的權重比也有待商榷。目前有關植物釋氧、固氮等的定量研究較多,但相對于植物生態功能的綜合化定量化研究卻很少,筆者僅檢索到3篇,主要是通過測定植物的固碳、釋氧、吸熱、滯塵4項生態效益的經濟價值來衡量,評估對象較少,缺乏對植物綠量等因素的研究,指標體系不夠完善,單一的轉化為經濟價值是否合理也有待討論。

3.4 城市綠地植物配置結構與土壤基質

學者們對植物的配置模式也有一定的關注度(966篇)。傳統植物景觀設計只關注視覺效果,而忽略對內的生態需要和對外的生態功能,植物生態位概念的引入成為植物配置的根本原則。地被植物在城市綠地中面積最大,作用效果最明顯,是植物景觀的主要組成部分,地被植物依據其生長習性可以分為基礎型地被、骨干型地被以及點綴型地被。不同的地被類型有不同的配置原則,規劃設計時應采用自然多層次的植物類型,應充分考慮植物習性,統籌多要素進行種植。

植物與土壤相互依存,一方面,植物可以通過分解土壤微生物以及對土壤表層污染物的降解,對城市土壤進行更新,以緩解土壤PH值偏高、容重增加、重金屬污染嚴重等問題,另一方面,土壤也為植物的生長提供了適宜的環境。我國的土壤環境日趨嚴峻,已成為影響國內綠地建設的關鍵限制因素。目前,國內學者開始針對土壤的物理、生物、化學特性進行研究,通過降低土壤板結增加孔隙、提高含水率、降低土壤容重、增加土壤微生物數量、提高土壤酶活性、增加土壤有機質等方式改善土壤質量。在目前研究的基礎上,可以加強對土壤污染源的研究力度,利用RS數據集與GIS技術建立土壤質量監測模型,結合使用高分辨率傳感器以及遙感數據的不斷更新對城市環境進行反演與數值模擬,共同達到監測城市環境的作用,以改善城市整體的空間質量。

4 總結與展望

4.1 總結

國內研究城市綠地的文獻涉及學科廣泛,熱點主要集中在2008年,研究方法逐漸科學與深入。一是綠地功能研究的深入:從宏觀尺度上的綠地生態格局研究逐漸深入到單個綠地斑塊、單個喬灌木的生態功能,內容深入,方法科學,對城市綠地建設的指導意義非常重要。二是綠地評價方法的優化:城市綠地的評價方法從早期的定性評價轉向更加科學直觀的定量評價,使民眾以及城市決策者更加直觀地看到城市綠地帶來的價值。需要說明的是,隨著研究的深入,國內學者發表外文期刊的比例提高,只關注國內知網文獻具有一定的局限,因此,在之后的研究過程中應擴大文獻平臺,以避免結論的片面性。

4.2 展望

1) 綠地空間格局的優化。在城市規劃過程中,雖然劃定了綠地的空間,但是數量分散、規模不大,因此如何集約化利用土地成為當前的挑戰。在尺度研究上,目前多是針對城市范圍的格局研究,缺乏多尺度綜合研究,未來可增加市域范圍(城市與城市之間)與鄰里尺度方面的研究。

2)多種效益權衡的綠地構建方法。現有的研究注重綠地的輸出效應,將人的健康需求與行為心理作用割裂開來,在近10年的綠地研究文獻中鮮有環境心理方面的文獻,但是通過康復花園設計的成功案例,說明了人的心理與綠地環境有著密不可分的關系。在今后的綠地研究領域,可以結合人的環境行為心理,多維度多角度規劃城市綠地。

第一作者:戴菲(1974- ),女,博士,教授,研究方向為城市綠色基礎設施、綠地系統規劃
通信作者:陳明(1991- ),男,博士研究生,研究方向為城市綠色基礎設施



來源:林業知識服務
作者:戴菲 楊超 陳明
編輯:海露
審核:Harry
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編輯:海露

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