华南地区城市公园绿地防灾韧性评估指标体系研究

杨文越 杨如玉 邱雅静

全球气候变化引起的自然灾害及公共卫生安全问题使得华南地区城市可持续发展面临重大挑战[1-2]。近年来，在极端高温、暴雨天气和季节缺水等极端气候干扰下，华南地区城市也面临森林火灾、城市内涝和淡水污染等潜在风险。与此同时，在快速城镇化和城市高密度发展背景下，城市防灾减灾体系面临严峻挑战，由此引发了学界和社会各界对韧性城市等概念的广泛关注。

韧性城市是指城市面临突发自然和社会危机时，能够较快适应和反馈，维持城市的基本运行，并快速恢复稳定的城市形态[3]。鉴于城市系统的复杂性和多元性，从微观角度出发，增强城市各子系统，如公园绿地、街道等的防灾韧性，通过其传递协同作用，能够提升城市系统防灾韧性。根据《千年生态评估》(Millennium Ecosystem Assessment)，城市公园绿地通过自然过程维持长期健康的生态系统服务，提供供给、支持、调节和文化服务功能以加强城市应对极端气候事件和不确定干扰的能力，有助于提升城市韧性和安全性[4]。部分学者在城市绿地的社会和生态韧性以及绿色基础设施对城市韧性的重要性等方面作出贡献[5-8]。但公园绿地防灾韧性评估指标体系作为评价和指导城市公园绿地防灾韧性规划的标准，目前的研究尚处于初步阶段。部分学者从城市绿地规模、形态、类型、区位等方面对其韧性进行评价和量化[9-12]；有学者从城市绿地建设用地适宜性角度评价其防灾韧性[13]；还有研究基于生态系统服务供需匹配理论，提出城市绿地韧性测度框架[14]。然而目前仍未形成一套针对城市公园绿地全面有效的防灾韧性评估指标体系，也较少考虑到气候变化给公园绿地带来的冲击。

在此背景下，文章通过分析华南地区城市主要自然灾害和公园绿地防灾过程与功能，进而运用层次分析法构建一个基于气候变化视角的、应对多种灾害类型的、多时序的城市公园绿地防灾韧性评估指标体系。最后，以广州珠江公园为例对该指标体系进行实证检验，并根据不同灾害类型对提升珠江公园绿地防灾韧性提出优化措施。文章结论有助于在理论上深入理解公园绿地防灾韧性的各项功能及作用；帮助城市规划师、景观设计师和决策者明确城市公园绿地防灾韧性指标和方向，旨在优化和提升华南地区城市公园绿地防灾韧性。

1 华南地区城市主要自然灾害

根据《华南区域气候变化评估报告决策者摘要及执行摘要(2012)》、2018—2020年粤港澳大湾区气候监测公报和近5年华南地区各省、自治区及特别行政区气候公报，气候变化背景下华南地区主要面临以下自然灾害。

1)气温显著偏高，极端高温天气发生频率大。

1961年以来，粤港澳大湾区平均气温呈波动上升状态，于2019年达到最高[15]。截至2020年，广州市已连续5年出现极端高温天气[16]；2019年香港全年最低气温达到1884年以来最高值[17]。极端高温天气会加快传染病的传播和复苏，导致居民心血管系统疾病和呼吸系统疾病等发病率增加，影响心理健康。

2)暴雨、台风天气频发，城市内涝严重。

据气候公报显示，2016—2020年几乎各省、自治区及特别行政区均遭受暴雨天气袭击，局地洪涝严重[18]。登陆华南沿海地区的强台风多，并且继2018年台风“艾云尼”“山竹”和2020年台风“海高斯”之后均出现严重的城市内涝[15]。特大台风暴雨天气导致的山体滑坡和树木倒伏可能造成二次伤害。

3)季节性缺水，存在森林火灾隐患。

气象报告显示，华南地区地表水资源枯水期延长，季节性缺水频率呈总体增加趋势。一般华南地区进入11月后降雨持续减少，可能发生季节性缺水，风干物燥，导致森林火灾风险加大。2019年10月中旬至年底，大湾区平均降水仅4.2mm，同年，珠三角地区9月份以来共发布多达256次森林火险预警[17]。

2 城市公园绿地防灾过程与功能

通过研究华南地区常见严重灾害情况，结合公园绿地固有的防灾避险功能，本文将公园防灾需求总结为4类：应对极端高温灾害，应对暴雨、台风和城市内涝，应对森林火灾以及应对其他灾害(图1)。根据灾害的发生时序，将公园绿地防灾功能分为：灾前防灾、灾时减灾和灾后救灾三大类。需要注意的是，不同灾害中，城市公园绿地防灾功能可能作用于灾害的不同时序。譬如，在极端高温灾害中，公园绿地主要于灾时发挥减灾功能，森林火灾则侧重于灾前防灾和灾后救灾。因此，本文仅提取关键时序的衡量指标以评估公园绿地防灾韧性。

图1 华南地区城市公园绿地防灾韧性评估指标相关性研究框架

2.1 极端高温灾害

灾时：降低极端高温伤害的公园绿地调节气候功能。

公园绿地应对极端高温灾害，以灾时减灾为主。总结以往的研究，本文主要考虑以下方面。(1)植被覆盖：植被碳汇作用和蒸腾作用可有效缓解温室效应及城市热岛效应。其中，落叶乔木、常绿乔木的碳汇作用远超灌木类以及花草竹类植物[19]；乔灌木比例越高且城市绿量越大，蒸腾吸收热量越高，可有效降低环境温度[20]。另外，乡土树种对高温环境适应力和恢复力优于引种植物。综上，将乔灌木植被覆盖率、树木中乔木比重、三维绿量和乡土树种覆盖率纳入指标体系。(2)局地微气候：合理布置公园绿地通风廊道可形成微气候环境，园内与周边水体有助于提高热舒适度[21]。

2.2 暴雨、台风和城市内涝

1)灾前：防御强台风灾害的抗风防风功能。

强台风造成的公园绿地受损由自然因素及人为因素导致。自然因素主要取决于树木抗风性和防风树种丰富度[22]。人为因素则包括树木生长空间充足程度、树木日常养护力度和防风措施的定期维护情况[23-24]。公园绿地防风韧性还与“狭管效应”有关，部分公园绿地存在高层密集建筑或峡谷地形形成狭窄过风通道，气流流过通道时加速，即产生“狭管效应”[25]，加剧大风天气或台风对公园绿地的损害。因此，防风树种的数量及丰富度、树木生长空间、树木日常养护力度、狭窄过风通道区域树木布局层次及形式是考察公园绿地防御台风功能的衡量指标。

2)灾时：减少城市内涝灾害的公园绿地雨洪调节功能。

公园绿地可主要通过降雨再分配、雨水渗透和雨洪储蓄再利用以缓解城市雨洪压力，减缓城市内涝灾害。(1)降雨再分配：公园绿地中不同高度的植物冠层能先于土壤及地面截留雨水，以减少雨水对地面的冲刷及地表径流[26]。(2)雨水渗透：土壤和其他透水下垫面可增加雨水渗透，减缓地表径流，减轻雨洪压力[27]。(3)雨洪储蓄再利用：利用雨水调蓄设施，构建雨水收集回用系统，可减缓城市内涝[28]。同时，水体的生态驳岸可缓冲洪水冲击，提高水体滞蓄能力[29]。综上，该功能可衡量指标为公园绿地中透水下垫面比重(包括土壤及透水铺装等)、雨水调蓄设施和水体驳岸类型。

图2 珠江公园现场情况

3)灾后：应对水体污染的公园绿地水体净化功能。

公园绿地中植被和人工水体净化措施可减轻城市内涝引起的水体污染危害。(1)植被净化：通过植物的吸附及阻隔能力净化水质，同时，水生植物对水生生态系统修复和公园绿地水质改善发挥重要作用[30]。(2)人工净化：人工手段水体净化包括人工曝气、重金属化学固定和生态浮岛建设等措施，可有效加快水体净化的速度[31]。综上，公园绿地净化水质功能可衡量指标为植被覆盖率、培植水生植物的水体面积比重和人工水体净化措施。

2.3 森林火灾

1)灾前：防御火灾灾害的公园绿地缓冲隔离功能。

森林火灾重在防御，一方面隔离外部环境火灾，另一方面谨防园内森林火灾。在公园绿地边缘种植防火性强树种，设置复层防火林带，可有效降低公园受到外部火灾干扰[32]。对于园内森林，减少易燃林、增加植物多样性和减少林下枯落物，可从根源上减少火灾发生，提高森林自然防火能力[33]。综上，公园绿地防火隔离功能可衡量指标为公园绿地边缘防火树种比重、公园绿地边缘复层防火林带、易燃林面积比重、林地植物多样性和林下易燃枯落物覆盖度。

2)灾后：火灾灾害后公园绿地生态修复功能。

火灾后公园绿地生态修复功能以耐火性和再生性植物比重为衡量指标。这类植物对火灾有一定抵抗能力，且灾后萌蘖能力强，能提高公园绿地火灾自我修复能力。

2.4 其他灾害

1)灾时：应对多种灾害的公园绿地避险功能。

公园绿地内部灾害发生时，其逃生通道的属性特征和基础设施决定了逃生时间和便捷程度。公园绿地出入口数量、宽度与交通便捷度；避灾通道数量、宽度与通达性；与外界生命线的交通连接和疏散标志4个指标可作为公园绿地逃生通道衡量标准。

若灾害不仅发生于公园绿地内部，譬如地震，城市公园绿地应作为避险场所，按功能定位可分为长期、中短期和紧急避险绿地，灾害发生后可为避难人员提供生活保障和集中救援机会[7，32]。根据设计导则，本文将公园绿地避险功能衡量指标定为服务半径、有效避险面积及竖向设计3个指标。

2)灾后：公园绿地灾后管控修复机制。

灾害发生后，建立完善的公园绿地灾后管控修复机制，有利于居民紧急救援，缩短反应时间，加快城市自我修复时间。公园绿地灾后管控修复机制可以从应急管理和修复养护两方面进行评价。

3 城市公园绿地防灾韧性评估体系构建

3.1 层次分析法及评估指标的选择

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)原理是将一个复杂的、具有多种解决方案的决策问题，分化多个判断准则，并针对每个准则的判断指标去解决问题[34]。本文运用AHP法构建指标体系的步骤如下。首先，建立决策框架模型，以城市公园绿地防灾韧性水平作为目标层；将每个灾害类型的评估因子作为准则层，每个准则中的评估指标作为指标层(表1)。指标体系考虑了公园绿地本身属性及其周边环境。其次，借助专家打分法，按每个灾害类型划分，将每个准则以及指标的重要性进行两两比较，计算出全部指标重要性权重。最后，对每个指标进行赋分，运用实地调查法对实证研究对象的现场情况进行调查，据此算出的各项灾害得分即为判断结果。本研究运用层次分析法软件Yaahp 10.3进行快速建模和计算。

表1 城市公园绿地防灾韧性评估指标评估标准表

3.2 城市公园绿地防灾韧性评估体系

1)准则层判断矩阵及权重。

分别将4种灾害的准则层评估因子进行成对比较，构建判断矩阵，通过计算得出各准则的权重并检验一致性。B1～B11权重分别为0.333、0.667、0.250、0.250、0.500、0.137、0.625、0.239、0.550、0.210和0.240。

2)指标层判断矩阵及权重。

将每个准则层各项指标进行成对比较，构建判断矩阵，通过计算得出各个指标的权重并检验其一致性，指标权重见表2。

4 城市公园绿地防灾韧性评估实证应用——以广州珠江公园为例

本文选取广州珠江公园为实证对象，对已构建的指标体系进行实证检验(表2)。

综合表2中各指标得分，珠江公园在极端高温；暴雨、台风、城市内涝；森林火灾和其他灾害的防灾韧性得分分别为3.39、3.60、2.93和4.16，即在以上方面的防灾韧性分别为“良好”“良好”“中”和“优秀”。珠江公园防灾韧性的总得分为3.52，总体防灾韧性为“良好”。

表2 珠江公园防灾韧性评估表

根据评价结果，本文从应对极端高温、暴雨台风和城市内涝、森林火灾以及其他灾害4个方面对珠江公园绿地提出以下建议。1)极端高温：珠江公园植物覆盖度、植物层次、植物生长情况和树木日常养护力度等在广州城市公园绿地中起到模范作用，但从整体空间结构看，可进一步通过地形和植物的布局来引导夏季风，形成适宜的通风廊道。2)暴雨、台风和城市内涝：在防风方面，公园中有倒伏隐患的树种主要是榕树，部分榕树种植在硬质铺装中且树池较小，导致气生根难以接触土壤，从而抗风性不高。建议扩大树坑面积，使树木有足够的生长空间，并可结合修剪、加固支架等技术措施降低台风损害。在雨水处理方面，建议增加人工雨水调蓄设施和人工水体净化措施；园路、休憩广场等需要硬质铺装的区域应尽量采用透水性铺装，方便在暴雨时减缓地表径流。另外，水体驳岸可尽量恢复其自然形态，提高湖泊蓄滞洪水能力，同时种植水生植物，有助于净化雨水，减轻目前水质浑浊问题。3)森林火灾：珠江公园火灾防灾韧性较薄弱，即使城市公园森林火灾是极偶然事件，在公园的设计和管理上也应给予高度重视。首先，公园绿地边缘应选用防火树种并种植复层防火隔离带，有效阻止火灾蔓延；其次，提高园内防火、耐火树种种植率，同时加强干燥季节的防火管理，及时清理林下枯枝落叶，做好日常灌溉工作。4)其他灾害：建议完善园内疏散应急标志，结合公园绿地标识系统，指示避险场所和疏散通道。公园的提升设计可考虑增加有效避险空间，同时配备好应急救援物资安置处、应急指挥中心和救助中心的驻扎区域。

5 结论

在华南地区气候变化背景下，结合城市公园绿地防灾韧性需求，本文通过层次分析法构建了涵盖灾前、灾时和灾后3个灾害时序的公园绿地防灾韧性评估指标体系，主要用于应对极端高温、暴雨台风和城市内涝、森林火灾以及其他灾害，指标体系包括11个准则和32个指标。研究结果得出各防灾韧性准则的贡献值排序：1)极端高温：局地微气候>植被降温；2)暴雨、台风和城市内涝：净化水质>防洪排涝=抗风防风；3)森林火灾：森林防火>生态修复>隔离火源；4)其他灾害：逃生通道>管控修复>防灾避险。研究结果有助于评估和指导华南地区城市公园绿地防灾韧性规划设计，对城市适应气候变化、城市可持续高质量发展和维护居民的人身安全及健康具有重要现实意义。

注：文中图片均由作者拍摄或绘制。