高海拔社会-生态资产制图:厄瓜多尔卡哈斯国家公园帕拉莫地区的碳储存与栖息地提供动态

《Land》:Mapping High-Altitude Socio-Ecological Assets: Carbon Storage and Habitat Provision Dynamics in the Páramo of Cajas National Park, Ecuador

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月13日 来源:Land 3.5

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  城市绿地(UGS)服务不匹配是建成区更新中亟待解决的关键公共空间问题。现有研究大多从绿地供给或可达性的角度评估UGS服务水平,但对人口需求、UGS供给与UGS可达性之间的不匹配,以及不同不匹配类型相关的建成环境背景关注不足。本研究以沈阳市中心城区为案例,构建了

  
城市绿地(UGS)服务不匹配是建成区更新中亟待解决的关键公共空间问题。现有研究大多从绿地供给或可达性的角度评估UGS服务水平,但对人口需求、UGS供给与UGS可达性之间的不匹配,以及不同不匹配类型相关的建成环境背景关注不足。本研究以沈阳市中心城区为案例,构建了UGS服务不匹配类型学,并结合非UGS建成环境指标、XGBoost和SHAP,识别了不同不匹配类型的空间特征及基于模型的非线性关联。结果表明:(1)沈阳市中心城区的UGS服务问题可分为五种类型。优先改善区、潜在激活区和资源丰富区合计占研究区域的56.05%,表明需求、资源和可达性之间的不匹配具有较高的空间覆盖率。(2)不同的不匹配类型对应于差异化的建成环境特征。优先改善区与服务短缺、功能集聚度弱、开发强度低和公共交通支撑不足同时出现。潜在激活区具有相对良好的功能和交通基础,但其UGS服务转化仍不充分。(3)SHAP结果显示,公共交通邻近度、功能集聚度和建筑形态是与基于模型的类型区分相关的关键指标。平均建筑层数和POI密度对优先改善区的贡献在超过其断点后下降,表明在该模型内,该类型更可能出现在开发强度和功能集聚度不足的区域。通过整合需求-供给-可达性关系、UGS服务不匹配类型学和建成环境特征,本研究为建成区UGS服务诊断提供了一个更具空间针对性的分析框架,并支持从均质化绿地供给向类型特定服务优化的转变。
城市绿地(Urban Green Space, UGS)是城市生态系统和公共空间系统的重要组成部分,具有生态调节、休闲游憩、社会交往和健康促进等多重功能。在健康城市、韧性城市和可持续发展背景下,UGS已从单纯的生态用地或景观问题,转变为公共服务供给、环境正义和城市更新的重要议题。在高密度建成区,绿地资源往往受已有土地利用、路网和开发强度的制约,居民能否便捷地获取绿地服务,比绿地总量更能反映实际绩效。然而,现有研究多从供给总量或可达性单维度切入,较少将人口需求、UGS供给和UGS可达性三者纳入统一框架,更缺乏对不同不匹配类型所嵌入的建成环境背景的刻画。因此,本研究以沈阳市三环内连续建成区为案例,构建了UGS服务不匹配类型学,并结合非UGS建成环境指标、极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting, XGBoost)和Shapley加性解释(SHapley Additive exPlanations, SHAP),识别不同不匹配类型的空间特征及非线性关联,旨在为建成区UGS服务诊断和更新提供空间差异化依据。该研究发表于《Land》。

研究人员采用多源空间数据和可解释机器学习方法。数据来源包括:OpenStreetMap路网、百度地图开放平台公园AOI(Area of Interest)、安居客住宅小区挂牌户数(结合2020年第七次全国人口普查沈阳市平均每户2.18人估算人口需求)、高德开放平台建筑、兴趣点(Point of Interest, POI)和公共交通站点数据。方法上,首先利用高斯两步移动搜索法(Gaussian-based Two-Step Floating Catchment Area, G2SFCA)计算步行可达性(步行速度80 m/min,最大通行时间30 min),并将人口需求、UGS供给和可达性聚合到500 m网格(共1927个网格单元)。随后采用三分位分位数分类将各指标划分为低、中、高三级,通过叠加分析划分UGS服务不匹配类型。在此基础上,构建包括建筑形态、路网、功能环境和公共交通四个维度共11项非UGS建成环境指标,使用Kruskal-Wallis检验比较类型间差异,并以XGBoost分类器结合SHAP方法解析指标对类型区分的非线性贡献。

研究结果分为三部分。第一,UGS服务不匹配的空间格局。人口需求、UGS供给和可达性的高值区在空间上不完全重叠。叠加分析识别出五种不匹配类型:优先改善区(Priority Improvement Area, PIA)、潜在激活区(Potential Activation Area, PAA)、服务匹配区(Well-served Area, WSA)、资源丰富区(Resource-rich Area, RRA)和低需求背景区(Low-demand Background Area, LBA)。其中PIA、PAA和RRA合计占研究区域的56.05%,表明需求、供给和可达性之间的不匹配在沈阳市中心城区广泛存在,而非局限于局部服务短缺区域。PAA占比最大(32.07%),说明该区域的主要问题并非资源缺失,而是既有需求或资源条件下服务转化不充分。第二,不匹配类型间的建成环境分化。Kruskal-Wallis检验显示所有11项建成环境指标在五种类型间差异显著,POI密度、POI多样性、距地铁站距离(DMS)、平均建筑层数(MF)和距公交站距离(DBS)是主要区分维度。PAA和WSA通常具有较高的功能集聚度、开发强度和公共交通邻近性;PIA和LBA则呈现弱功能集聚、低开发强度和较差的交通邻近性;RRA的资源条件较好,但周边功能集聚和开发强度有限。第三,建成环境指标的非线性关联。XGBoost-SHAP结果显示,DMS和POI密度的整体SHAP重要性最高,其次为DBS、MF和POI多样性。SHAP依赖图识别出多个统计断点:MF和POI密度对PIA的贡献在超过断点(分别为6.86层和348)后显著下降,表明PIA更可能出现在开发强度和功能集聚不足的区域;POI密度对PAA的贡献在约168处出现断点并在高值区间保持正向,说明较高功能集聚度与PAA识别正相关;DMS对PAA和WSA的贡献在超过约2700 m和2600 m后减弱或转为负向,表明地铁邻近度对服务匹配有重要作用;POI密度对LBA的贡献在600处快速转为负向,进一步区分了低需求背景与服务短缺区域。

讨论部分强调,仅靠可达性评估无法区分服务短缺、服务激活潜力和低需求背景等不同不匹配性质。类型学诊断能够更精细地识别规划问题,并针对不同类型提出差异化策略:PIA应优先解决日常服务短缺,可通过口袋公园、步行路线修补和入口改善等措施;PAA应重点提升现有绿地的服务转化效率,如优化公园入口布局、跨街可达性和步行连续性;RRA应加强绿地资源与周边需求和功能活动的嵌入,改善步行连接和公共活动功能;WSA应维持现有服务条件;LBA则需谨慎投资,可考虑弹性预留和低强度维护。研究还指出局限性,包括UGS数据主要来自公园AOI、人口需求为估算值、可达性仅考虑步行网络、XGBoost模型验证性能中等(验证准确率0.500±0.011),SHAP结果应视为探索性关联而非因果效应。

研究结论部分翻译如下:本研究以沈阳三环内地区为案例,基于人口需求、UGS供给和G2SFCA可达性构建了UGS服务不匹配类型学,并结合非UGS建成环境指标、XGBoost和SHAP分析了不同不匹配类型的空间差异和非线性关联。结果表明:(1)研究区识别出五种UGS服务不匹配类型,PIA、PAA和RRA合计表明需求、供给和可达性的不匹配在沈阳市中心城区广泛存在,其中PAA反映了既有需求或供给条件下服务转化不充分,
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