北京市中心城區公共開放空間可達性研究

張瑤 張鵬

(哈爾濱師范大學地理科學學院，黑龍江 哈爾濱 150025)

城市中所有面向公眾開放的空間被劃定為公共開放空間[1]。有國內學者根據現有研究將公共開放空間定義為以綠地、公園和有一定綠化指數的廣場為空間表征的全天免費開放的城市開放空間，以滿足人們的日常游憩需求為主要功能[2]。在當今高密度的城市居住環境中，公共開放空間是城市居民活動游憩的主要空間，既能滿足市民的游憩活動需求，也承載了包含社會經濟發展，環境美化效益，多元文化傳承，防震避險減災等多項城市綜合功能。作為一種公共資源，公共開放空間是城市發展的一個重要方面，體現了城市的歷史底蘊、文化傳承和現代文明精神。隨著健康生活、綠色發展等理念的普及，公共開放空間的發展不僅要考慮到數量上的充足和質量上的提升，也要考慮到城市居民是否能便捷地享受到公共開放空間提供的服務。因此，公共開放空間的可達性研究對于提高城市宜居服務和提升城市居民福祉具有重要意義。

可達性是指從空間中任意一點到達目的地的難易程度，反映了人們到達目的地過程所克服空間阻力大小，常用時間、距離、費用等指標來衡量[3]?？蛇_性的概念于1959年首次提出[4]，被廣泛應用于城市公共服務設施規劃、交通工程等學科領域的研究[5]，是評價城市公共開放空間布局合理性，衡量社會資源分配公平性的重要指標[6]。國內外學者對空間可達性測度的方法主要包括網絡分析法、緩沖區分析法、供需比法、費用阻力法、最小鄰近距離法、重力模型法、累計機會法和兩步移動搜索法等。其中，網絡分析法是通過對地理網絡、城市基礎設施網絡完成數字模型化，模擬并剖釋資源在網絡上的流動與調配情況，從而對網絡結構和資源問題進行評價的空間分析方法[7]?；贕IS網絡分析法可以比較真實地反映出居民在城市空間中流動的進程，進而對公共開放空間的可達性做較為精準且客觀的分析。

目前，空間可達性的評價被廣泛應用于公共開放空間的相關規劃布局評價中，李小馬等基于GIS網絡分析法，分析了沈陽市的公園可達性和服務狀況[8]。邵琳等基于GIS平臺分析城市公園公共服務格局，將公眾的休閑需求與城市公園系統的布局規劃密切聯系起來[9]。劉一樺利用GIS平臺，對雅安市雨城區中心城區的城市公園可達性進行分析研究[10]。施拓等利用GIS中的緩沖區分析與空間網絡分析評價沈陽城市綠地公園的可達性[11]。張楠以哈爾濱市松北區城市公園綠地為研究對象，運用緩沖區分析與空間網格分析方法研究了城市綠地可達性[12]?？蛇_性研究對于城市公共開放空間的建設具有重要意義，現有關于北京市的可達性研究主要集中于公園綠地和城市軌道交通，缺少對于公共開放空間的研究。本文以北京市中心城區的公共開放空間為研究對象，依據網絡分析法原理，基于已獲得的道路網絡的矢量數據、城市人口數據[13]，構建北京市中心城區公共開放空間的可達性網絡，剖析可達性的分布特征，并通過地理探測器分析造成可達性空間差異的原因，旨在為北京市公共開放空間的城市空間布局優化提供參考依據。

1 研究區概況

北京市悠久的城市歷史發展造就了大量的公共空間元素，本文選擇的研究區域為《北京城市總體規劃(2016—2035年)》所確定的中心城區，總面積約1378km2，2020年常住人口1098.5萬人，包括東城區、西城區、海淀區、豐臺區、朝陽區、石景山區6個區縣。2019年北京市城市綠化與廣場用地面積達116.25km2。

圖1 北京市中心城區示意圖

2 研究方法與數據來源

2.1 數據來源

研究采用的數據主要包括北京市公共開放空間數據，北京市道路基礎數據和北京市人口數據。

城市公共開放空間數據中，公園統計數據來自北京市園林綠化局發布的北京市公園名錄(第1批)，2022年北京市中心城區有公園537個；廣場和綠道數據來自北京市公共數據開放平臺-網站數據(data.beijing.gov.cn)，2022年北京市中心城區有城市廣場114個，城市綠地102個?？傆嫻查_放空間753個。道路基礎數據基于OSM(Open Street Map)提取。根據步行和車行2種出行方式，構建步行和車行數據庫。設定步行速度步行5.4km·h-1，車行速度40km·h-1。北京市人口數據來自WorldPOP 2020。

2.2 研究方法

2.2.1 網絡分析法

空間實體按幾何形態可被抽象為點、線和面，一個基本的網絡由中心(center)、鏈(link)、節點(node)和阻力(impedance)構成[14]。對這些數據信息進行處理可以模擬居民進入公共開放空間的真實情況，即從居民區通過道路(鏈)花費一定的時間成本(阻力)，到達公共開放空間(中心)的過程。

中心是具有一定容量能夠接受或分配資源的節點所在的位置，即源地的源點，表達為點，以代表城市公共開放空間；鏈是具有方向性的抽象的線路，即網絡骨架，表達為線，代表為城市道路；節點是網絡中網線的匯合點，代表為道路交點；阻力是從中心到鏈或通過鏈時所需要花費的時間[15]。針對城市道路狀況，市民出行方式，公共開放空間服務功能等特點，結合市民到達不同公共開放空間的預期時間等因素考慮，以5min、10min、15min、30min、60min的時間間隔，生成居民以步行和車行方式下不同時間等級的公共開放空間可達范圍。

用GIS模擬城市空間分布情況，得出公共開放空間的服務區范圍圖、城市行政區劃圖與城市人口分布圖，在GIS技術平臺上做賦值、交集、疊加、剪裁、統計。用以下指標來評價城市現狀公共開放空間的服務情況[15]：

服務面積比=服務面積/研究區總面積×100%

(1)

服務人口比=服務人口/研究區總人口×100%

(2)

式中，服務面積比為居民在相應時間內可到達的公共開放空間的可達面積占研究區總面積的比值，其值越大公共開放空間服務范圍越廣；服務人口比為某用時區間內，公共開放空間可被利用的居民數量占研究區總人口的比值，其值越大代表在相應用時范圍內，公共開放空間的服務效率越高。

2.2.2 地理探測器

地理探測器是用以識別地理空間分異性及其驅動因子的統計學分析方法，可以根據空間異質性，分析自變量與因變量分布格局的一致性與因果關系[15]。研究借助地理探測器，采用因子探測模塊，辨識公共開放空間的有效影響因子。地理探測器的模型公式：

(3)

研究采用公共開放空間可達性為因變量，選擇人類活動、園林綠化、產業經濟、政府調控、城鎮化水平和人口狀態為自變量，見表1。

表1 公共開放空間可達性的潛在影響因素

3 結果與分析

3.1 北京市中心城區公共開放空間可達性的分布特征

3.1.1 中心城區公共開放空間整體可達性

北京市中心城區公共開放空間數量多、規模大，6個區共計753個公共開放空間設施點，目前已基本形成以舊城區為中心向外逐漸擴展的公共開放空間系統，包括城市廣場、城市綠地、生態公園、社區公園和綜合公園等多種類型，數量上以城市公園為主導，占全部公共開放空間的70%。從圖2可以看出，整體上中心城區呈現為核心城區的公共開放空間分布密集，周邊地區的公共開放空間可達性水平較低的分布情況，公共開放空間分布不均衡，公共開放空間主要集中在靠近城市核心區的區域，西北部、西南部以及東北部處于中心城區邊緣的地區公共開放空間分布較少。

圖2 北京市中心城區公共開放空間分布圖

整體來看，北京市中心城區公共開放空間可達性分布不均，呈現出核心區較高，邊緣區較低的“中心外圍”空間布局特征。從統計數據來看，30min內步行可達公共開放空間服務面積為1127.93km2，占研究區總面積1378km2的81.85%；10min內車行可達公共開放空間服務面積為1188.79km2，占比86.27%。有近20%的地區無法在30min內到達公共開放空間，近14%的地區無法在車行10min內到達公共開放空間。雖然服務面積基本覆蓋了研究區，但公共開放空間的總面積和分布合理程度仍有提升空間。

根據不同時間下的梯度服務范圍結果，可以得出北京市中心城區公共開放空間的服務面積現狀和服務人口現狀，見表2。

表2 北京市中心城區公共開放空間可達性指標

以最短出行時間為基準進行分析，步行0～5min可達面積與車行0～5min可達面積為261.08km2和878.26km2，覆蓋率為18.99%和63.87%。這表明北京市中心城區的公共開放空間場所僅有較少部分可以為居民提供便捷服務，大量城市公共開放空間需要通過5～30min左右的步行，或者5～30min的車行才能到達。因此，北京市中心城區的便捷服務能力仍需增強。

從步行和車行的可達面積對比來看，0～5min可達公共開放空間面積中，車行的可達面積為878.26km2，遠遠高于步行的261.08km2，這表明北京市中心城區的交通道路網絡發達，車行的速度優勢導致居民在5min的固定時間成本內前往公共開放空間時可以有更多的選擇空間。而步行5～10min的可達面積為277.5km2，車行為310.53km2，兩者的可達面積大致相似，可以觀察出，因為路況的復雜程度變大，在5～10min的時間成本下，車行的服務面積不再占優勢。在10～15min、15～30min步行路途中公共開放空間步行可達面積為258.82km2、330.53km2，車行服務面積為76.27km2、14.66km2，車行服務面積在此時間區間大多覆蓋于中心城區的邊遠地區，公共開放空間數量少，使得車行服務面積相較于同時間成本下的步行服務面積少了很多?？梢钥吹?，在相同的時間成本控制下，車行相較于步行的可選擇的公共開放空間范圍更多，優勢更加明顯，居民在公共開放空間的綠色出行方式上受到一定限制。為了提升公共開放空間的便捷服務能力，應該加大力度建設居民區附近的公共開放空間服務場所或便于步行可達的公共開放空間，既方便城市居民的出行，又能倡導低碳環保的綠色行動。

如表2所示，北京市中心城區的公共開放空間以步行30min作為出行指標，可以服務1140.76萬人，約占居住人口的93.2%。以車行10min作為出行指標，可以服務1188.79萬人，約占居住人口的97.1%。這與公共開放空間步行可達面積比81.85%，公共開放空間車行可達面積比86.27%的分析結果較為一致。

3.1.2 公共開放空間分區特征

分析各區可達性情況見表3，可看出6個城區可達性結果差異顯著，按照各區公共開放空間服務面積比進行排序為西城區>東城區>石景山區>朝陽區>豐臺區>海淀區。

表3 各區公共開放空間可達性指標

作為“首都功能核心區”，東城區和西城區的公共開放空間服務范圍顯著高于其他區域，這2個區屬于中心城區中的舊城區，公共開放空間的建設起步較早，分布均勻，且城區面積小，空間狹窄，路網稠密而人口分布相對密集。舊城區主要由街道和胡同構成，這種線性的空間結構決定了舊城區沒有人流量大的公共開放空間。街頭胡同是舊城區居民日常休息游憩、交往聯系的重要場所。在這些區域大量興起的街心花園、小公園成為舊城區公共開放空間的主要場所。傳統的廟會公園、新型城市廣場的興起，集購物、休閑、游憩為一體的商業步行街等也是重要的公共開放空間場地。北海公園、景山公園等皇家園林舊址在建設規模、建造質量等方面具有極大優勢，加上新建公共開放空間的補充，使得公共開放空間可達性總體最好?？梢詮木用竦膶嶋H需求出發，通過增設場所的出入口，提升使用效率，方便居民的路徑需求?；蛴眯⌒偷慕诸^綠地分布在人口密集的居民區，以小型綠地的增加提高城市居民的可達速度和可達覆蓋率，也能保證舊城區土地利用類型的穩定，緩解舊城區的環境壓力。

海淀區、朝陽區、豐臺區、石景山區是市域外擴的過渡區域。海淀區和豐臺區的服務效率最低，可達性區域分布呈現出兩極分化的趨勢，可達性高的區域集中在部分街道，且有區域存在不可達現象。部分用地以科技產業園為主，居住人口分布相對較少，游憩設施需求也相對較低。海淀區和豐臺區的面積大而居住密度較低，公共開放空間資源缺乏。需要通過完善公共開放空間活動設施，豐富公共開放空間服務設施類型，增加有效服務面積和空間出入口來提升公共開放空間的服務能力。

朝陽區和石景山區的可達性服務效率相近，在6區排名的中游，根據可達性分布情況，如圖3所示，可看出朝陽區面積較大，各地可達性有明顯差異，西部地區公共開放空間可達性明顯優于東部地區，其中，東湖、建外、團結湖、望京等地區的公共開放空間可達性狀況較好，而金盞等地區的公共開放空間可達性則較差；中部地區以及西部地區的公共開放空間分布密集，東部地區和南部地區靠近郊區，土地用地以農田和棚戶區為主，公共開放空間分布少；石景山區位于中心城區的西部，在用地性質上有較多的山地、林地，雖然綠地資源豐富，但并不屬于公共開放空間的范疇，可以利用在山地和林地中開發大量的城市森林公園，規劃便捷的公共開放空間路網，合理規劃公共開放空間選址等方式提高公共開放空間的服務覆蓋率。

圖3 北京市中心城區公共開放空間可達性分析

各區服務人口比指標的分析結果顯示，西城區和東城區的可達性最高，海淀區和豐臺區的可達性最低，且各區之間服務人口比的排行與服務面積比的分析結果基本一致。由此可見，服務人口比與服務面積比可以作為反映北京市中心城區城市公共開放空間可達性與服務狀況的指標。

3.2 北京市中心城區公共開放空間可達性的影響因素

3.2.1 單因子探測結果

根據地理探測器分析，獲得北京市中心城區公共開放空間可達性的影響因子探測結果，見表4。結果顯示，人類活動、園林綠化、產業經濟、政府調控、城鎮化水平和人口狀態均通過了0.01水平的顯著性檢驗。

表4 公共開放空間可達性影響因素解釋力測度

由表4可知，從影響程度看，各驅動因素解釋力由大到小排序依次為X1(0.869)、X2(0.578)、X12(0.544)、X4(0.502)、X3(0.473)、X8(0.470)、X9(0.440)、X10(0.439)、X7(0.260)、X6(0.193)、X11(0.144)、X5(0.065)。按照影響因子解釋力大小將其分為主導因子、次級因子和一般因子，其中，解釋力>0.55的影響因子為主導因子，包括POI數量和建成區開發面積，相對豐富的興趣點會匯聚更多人流，POI數量越多，周邊居民對于公共開放空間的需求越多，同樣，在開發強度高的建設區，建筑布局密集，人口密度大，也會直接影響公共開放空間的建設規劃；解釋力介于0.35～0.55為次級因子，包括居住密度、綠化覆蓋度、人均綠地面積、一般公共預算支出、居民人均可支配收入、老年人口比例；解釋力<0.35為一般因子，包括一般公共預算收入、GDP、常住人口和第三產業占比。解釋力在0.55以下的影響因子主要關于社會經濟，這表明除了規劃與政策的開發刺激外，社會經濟是公共開放空間的有效支撐條件，經濟越活越的地區可以為公共開放空間的建設提供更為充足的資金支持。

3.2.2 雙因子交互探測結果

通過地理探測器的雙因子交互探測作用得到的公共開放空間影響因素的交互探測結果，見表5，交互作用以雙因子增強為主，非線性增強為輔。其中，X1和X2交互作用對公共開放空間可達性的解釋力最強，其q值達到0.952，其次是X2與X3，以及X1與X12、X6等其他因子交互作用解釋力較強。相比之下，X5與其他因子交互作用解釋力一般，與X11交互作用解釋力最弱，q值僅0.227。據表分析，各影響因子解釋力存在互補增強效應，公共開放空間的各解釋因子并非獨立作用，而是多因子交互作用的結果；單因子探測結果中q值較小的因子經過交互探測作用后，解釋力大幅提升，說明這些因子是具有木桶效應的短板因子。因此，為提高公共開放空間可達性，可以有針對性的調整公共預算，因城制宜地發展第三產業，增加第三產業從業人數，提高第三產業占比，補齊短板，增強短板因子對公共開放空間可達性的解釋力，提高城市公共開放空間建設水平。

表5 公共開放空間可達性影響因素的交互探測結果

4 結論與討論

北京市中心城區具有鮮明的建筑高度集聚且人口居住密度大的特點，分析其公共開放空間可達性對于識別供需矛盾，提高服務質量，改善空間布局有重大意義。通過構建北京市中心城區公共開放空間可達性評價指標，探究北京市中心城區公共開放空間步行和車行的可達性狀況與服務情況，基于網絡分析法和ArcGIS技術平臺，對6個區753個公共開放空間進行可達性分析，并通過地理探測器探究其影響因素，研究結果如下。

北京市中心城區公共開放空間分布已基本形成以舊城區為中心向外逐漸擴展的公共開放空間系統，包括社區公園、生態公園、綜合公園、城市綠地和城市廣場等多種類型，數量上以城市公園為主，占全部公共開放空間的70%。

北京市中心城區公共開放空間呈現出核心高，邊緣低的“中心外圍”空間布局特征，公共開放空間的分布大多集中在靠近城市核心區的區域，西北部、西南部以及東北部處于中心城區邊緣的地區公共開放空間分布較少；公共開放空間步行可達面積比為81.85%，車行可達面積比為86.27%。北京市中心城區的公共開放空間面積覆蓋范圍和分布合理程度仍有提升空間。

仍有大量城市公共開放空間需要花費更多出行成本才能到達，公共開放空間的便捷服務能力仍需增強。同時，在步行與車行的可達面積比對結果中，在相同的時間成本控制下，車行相較于步行的可選擇的公共開放空間范圍更多，優勢更加明顯，導致居民在公共開放空間的綠色出行方式上受到一定限制。

中心城區6個區的公共空間可達性存在明顯差異，具體排名為西城區>東城區>石景山區>朝陽區>豐臺區>海淀區。

北京市中心城區公共開放空間的可達性結果是多因子交互作用的結果，POI數量和建成區開發面積是主導作用因素。適應公共開放空間發展要求，調整公共預算，因城制宜地實施第三產業發展是未來主要戰略方向。

基于以上研究結論，提出以下對策建議。

增加區域內的公共開放空間覆蓋面積，并提高公共開放空間的便捷開放程度。公共開放空間的數量和規模是影響公共開放空間可達性的主要原因。因地制宜，根據已有的自然資源或已存在的公共開放空間服務設施，打造或進一步優化公共開放空間，消除服務盲區，提升公共開放空間的可達性。形成完整體系，功能完備的公共開放空間服務系統。部分城市核心區建設已經相對成熟，但現存的公共開放空間仍無法滿足居民游憩需求，這部分地區可以建設小微綠地，以其面積小、功能復合、形態多樣的優勢特點，為提高公共開放空間的服務水平提供更多可能。對于路程復雜、位置與居住區方向不一致等情況而導致需要花費更多出行成本的出入口，進行增設或位置的調整，方便居民就近到達公共開放空間。此外，交通網絡布局直接影響公共開放空間可達性，步行道路的缺失，高等級道路的阻隔都會增大出行阻力。優化路網密度較低的區域和居民區的內部道路，并通過建設過街天橋，地下通道等設施減少高等級道路造成的出行阻礙，構建連續的慢行道路體系。并且以更加方便的出行路況，鼓勵提倡城市居民選擇更綠色環保的出行方式。

各區根據地域特點，調整公共開放空間發展戰略，均勻分配各類型公共開放空間，切實做到惠民便民的公共開放空間分布格局。

制定多種要素驅動下的公共開放空間發展格局。牢牢把握POI數量和建成區開發面積、居住密度、綠化覆蓋度、人均綠地面積、一般公共預算支出、居民人均可支配收入，以及老年人口比例的區域性和差異性，補足公共開放空間發展過程中的短板問題，調整公共預算，發展第三產業。

本文研究結果可為提升北京市公共開放空間的布局優化提供參考，但存在一定的局限性，如僅分析了步行和車行2種出行方式的可達性，未考慮其他交通方式或組合型交通方式。且交通路網的構建過程中，出行時間、出行速度、路程等待時間等參數的設置均會影響可達性計算結果，對于居民出行的行為偏好研究有待加強。不同類型的公共開放空間以及場所本身對居民的吸引力、居民的游憩偏好均會導致可達性的精確度有所偏差，就如何進一步精確北京市公共開放空間可達性研究仍需進一步探討。