20世纪后期兴起的可持续发展理论使人们逐渐认识到,世界能源供应与生态环境正在面临严重危机,而城市作为能源消耗的中心,也是生态污染严重的地区。近年来一些国家倡导的低碳城市建设作为实现可持续发展的有效方式,正得到世界范围的关注。在大城市中建立TOD指导下的城市发展模式是实现低碳城市目标的重要方面之一,良好的步行环境又是实现TOD的重要因素之一,适宜步行也是可持续城市的基础。因此,各国近年来有关步行的研究呈现上升的趋势,尤其是步行网络研究更是近10年来的研究重点,吸引了来自城市设计、交通规划、公共卫生领域的专家学者开展不同角度的研究。
本文就国外近年来在此领域的研究进展进行全面探讨,重点讨论近10年以来的新动向,提出未来步行网络有待深入研究的几个方面,以期对我国在此领域的研究有所启示。
1 城市设计领域
城市设计作为传统的步行研究领域,早期研究呈现出点状化单项维度的特点,研究方法更多的是描述性的定性方法,规模一般是中观到微观尺度。
早期研究重点关注建成环境中具体的人的体验和建造质量,主要集中在街道活力与步行的关系的研究、街道生活与步行的关系,以及街道的舒适度与步行的关系。波塞尔曼(Bosselmann)研究了阳光、风速等影响步行舒适度的相关元素[1]。怀特(Whyte)研究了街道和城市广场[2]。在他们的研究中都发现,那些改善了气候条件的设计可以增强使用者的舒适度;为行人提供了购物的机会、免受风吹并能享受到阳光的广场也比较受欢迎。从城市美学的维度出发,波塞尔曼研究发现,在街区的建成环境中,窄立面和空间的有趣过渡可以使步行的时间感加快;而连续不间断的立面使步行的时间感减慢[3]。艾萨克斯(Isaacs)研究发现,在相同长度范围内,小尺度的路径相对大尺度的路径使人感觉更短[4]。杨·盖尔(Jan Gehl)在研究中,强调影响积极的步行体验的一组因素,这些因素包括:充足的人行道宽度,减少步行障碍,路径的连接性,大量的正式非正式的坐与看的机会,有趣的道路铺装和窄而透明的零售店铺立面[5]。
近年来,研究者开始从单一维度向网络化研究转变,同时开始尝试运用新的研究手段进行量化分析研究。波塞尔曼从行人动态体验和城市形态学的研究维度着眼,通过对威尼斯街道动态体验的描述归纳出影响城市公共空间网络可步行性的因素:(1)环境提供的行人穿过能力,即“渗透性”,它是公共空间网络为步行活动在道路交叉口提供选择的程度;(2)视觉易读性和丰富性;(3)机动车流量等;(4)街道的安全与防卫以及环境的清洁度[6]。波塞尔曼在此重视的是建成环境的步行网络化而不只是单一建成环境的质量。阿兰·雅各布斯(Allan Jacobs)的“对不同城市采用相同比例的1平方英里地图比较”的研究方法,在当今GIS和谷歌地图(Google map)的数字化支持下,提供了一种直观的量化分析方法[7]。
2 交通规划领域
1920年代,伴随着汽车的出现,现代主义交通规划相继诞生。以汽车为导向的交通规划价值体系被编入交通运输及街道设计标准之中,步行环境被严重忽视。直到1991年美国《联邦高速联合运输法案》和1998年的《21世纪运输产权法案》的诞生,美国联邦政策才开始偏离以汽车为中心的规划,转向以行人和自行车为中心。人们开始意识到,步行是任何形式出行的基础,适宜步行也是可持续城市的基础。美国各州开始重新研究街道设计标准,其中具有代表性的是“加州健康社区街道设计指南”[8],得州奥斯汀市和佛罗里达州也相继出台新的街道设计标准。道格拉斯·法尔(Douglas Far)在《可持续城市主义》(Sustainable Urbanism)一书中论及美国的生态社区规划评估体系(LEED-ND: Leadership in Energy & Environmental Design-Neighborhood Development),亦有详细的邻里层面的步行网络评价体系介绍[9]。
在欧洲,有早期的荷兰学者研究的“共享街道”理论;近年来“交通稳静化”[10]措施在欧洲各国全面推广,对优化步行环境起到了重要作用。
交通规划领域侧重宏观的量化研究,如能力、需求、流量、拥堵模式及区域土地利用模式等。相对于机动车出行数据库,步行和非机动交通数据严重缺乏。美国在1989—2000年间统计了1 600户家庭的出行特征,这是唯一可以用来纵向研究土地利用和交通行为变化影响的数据。在以往的研究中,多引用交通规划师以机动车需求为导向的测量方法,但这一方法是针对怎样有利于机动车在大尺度道路与高速路上行驶的统计数据。尤因(Ewing)指出,早期的研究中经常使用不恰当的步行研究数据,将城市环境的一些车行元素应用于步行研究中[11],由于一些对物质活动的测量方式并不可靠或无效,或者因为运用了适于驾车模式而不适于步行模式的研究框架,这些元素并不适用于步行研究[12]。但近年来交通规划研究越来越重视增补微观层面的分析,包括个案研究及定性研究[13]。
3 新的研究视角
3.1 公共健康领域对体力活动与城市形态关系的研究
近年来,流行病学专家和公共健康领域专家加入步行研究,在各领域的共同努力下,研究有了突破性进展。1970年代末,美国流行病学统计表明“不积极运动”的生活方式与许多疾病如糖尿病、心血管疾病、肥胖等有关(在1960年代早期,大量的文献都关注于吸烟对健康的影响)。人们这才开始认识到“不积极运动”的生活方式是当代公共健康领域的主要挑战之一。并开始发起“积极的生活方式”运动①。“积极的生活方式”是一种把体力活动整合到日常生活中的生活方式(体力活动是比锻炼更为宽泛的概念)。
在此背景下,美国罗伯特·伍德·约翰逊基金会(RWJF: Robert Wood Johnson Foundation)发起了“设计下的积极生活”(ALbD: Active Living by Design)[14]国家计划,它涉及医疗卫生、社会科学及建筑等领域。由于城市的空间环境越来越不适合人们的健康行为,日常的体力活动如步行、骑车等活动的空间越来越少,使人们的生活方式日益消极。研究者关注邻里住区层面的土地利用、交通方式、绿地系统与公共健康之间关系的研究,关注人工环境对于人们体力活动选择的不利影响。其中一个研究重点即步行与城市形态的关系以及影响步行出行的相关因素。
一项有关人们在哪里进行体力活动的研究发现,体力活动最常发生于邻里街道,其比例高达35%,其次是工作场所附近的街道,占13%[15]。邻里街道对于成年人进行体力活动是非常重要的资源。研究中进一步发现在住户附近的街道发生的体育活动与街道两方面的属性有关:(1)街道的吸引力(自然风景、建筑物的变化);(2)街道的连续性。
美国一项有关城市形态与公共健康的研究表明,城市形态、体育活动方式与一些健康问题存在某种联系[11]。这项研究显示居住在都市蔓延分散区(即郊区化蔓延形态)的人们比生活在都市紧凑布局区域的人们步行更少且体重增长更多,患高血压的概率也高。加州圣地亚哥一项关于邻里社区形态和肥胖关系的研究指出,住在更适宜步行的邻里社区里的居民每周参与更多的体育锻炼并且很少有肥胖者;而生活在不太适宜步行的社区居民60%都超重。
3.2 “可步行度”的测量
随着公共健康研究者对步行与城市形态关系的量化研究的深入,一些以前人们认为与步行没有相关性的要素开始显示出强烈的正相关性。例如步行与居住区密度、目的地服务设施、土地利用模式等都呈现正相关。研究者更进一步希望对“可步行度”进行测量。
综合以上研究进展,索斯沃斯(Southworth)对“可步行度”进行了定义:“建成环境通过人行的舒适和安全来支持和鼓励步行的程度,通过合理的时间将人与目的地联系起来,并在整个步行网络中提供视觉趣味”[16]。他进一步推荐了六项测量可步行化城市的标准:(1)道路网络的可达性与连通性;(2)步行与其他交通工具的连接;(3)土地混合利用程度;(4)道路安全性(交通、犯罪率);(5)道路的质量(街道宽度、路面材料与维护、街道标志、街道照明);
(6)道路的美学趣味(沿街建筑造型、色彩、透明度、自然景观)。这虽然是针对可步行化城市提出的步行测量标准,但为研究者们对步行网络的量化研究打开了思路。
接下来,大量研究者开始聚焦于如何测量道路网络的连通性,这是由于多项研究证明,在规划之初,道路网络的连通性问题是最好解决的,而一旦建成后,连通性问题又是最难补救的。表 1为作者汇总的近年来相关学者测量道路网络连通性的各种方法。
街区长度:其理论依据是越短的街区意味着越多的交叉口,也就意味着短距离出行和到目的地有更多的路线选择。以此为依据,一些美国城市限定新的发展项目的街区长度在300~600英尺(约91~183 m)之间,波特兰市规定街区上限为530英尺(约162 m),并推荐330英尺(约101 m)作为鼓励步行和骑车出行的街区长度。
街区面积:这一指标可以测量街区的长度、宽度和周长。街区面积指标比街区长度指标更具灵活性和准确性。理论依据同上。
● 街区密度:即单位面积的街区数量。其数值越大,即意味着更多的街区数、更小的街区和更多的交叉口,即道路连通性越高。
● 道路交叉口密度:单位面积内交叉路口的数量。其数值与道路连通性成正比。有学者在此基础上提出了断头路密度,即单位面积内断头路数量越多,道路连通性越差。还有学者提出十字交叉口密度,即单位面积内十字交叉口越多,连通性越高。
● 街道密度:单位面积内街道的直线长度。其数值越高即街道越多,亦即道路连通性越高。
● 连通节点比率:道路交叉口的数量与道路交叉口和断头路数量之和的比。其最大比率为1.0,比率越大意味着死巷数量越少,即连通性越好。
● 联系节点比率:在研究范围内,被道路节点分割的路段数量与节点数量的比率。
以上几种测量道路连通性的方式都是由一个比值来测量可步行性,而有些研究者提出“步行可达性”是评价可步行性更精确的量化指标。研究表明,到目的地的距离是单一的且是最大的影响人步行或车辆出行的因素[22]。有学者使用两个指标共同来评价“步行可达性”。其一为人体舒适的步行可承受范围。大量研究证明,人体舒适的步行可承受范围在300~1 200 m之间,时间为5~10分钟。其二为“路线直接性比率”(PRD: Pedestrian Route Directness)(图 1)[23]。路线直接性比率=出发点至目的地实际距离÷出发地至目的地直线距离。效率最高的出行路线应接近出发地至目的地直线距离,即PRD接近于1.0。赫斯(Hess)运用GIS技术对比研究了西雅图地区一个二战前的传统社区和一个二战后建设的郊区蔓延式社区[24]。前者拥有小街区的方格路网,道路两侧都有步行道,并且少有断头路,PRD数值为1.2。后者缺乏步行道,并且道路模式为美国郊区社区常见的曲线型和尽端路,其PRD为1.7,实际步行距离比前者多40%。托德(Todd)研究了加拿大汉密尔顿两种类似的社区,其中2个传统社区的PRD为1.3左右,2个郊区蔓延式社区为1.8以上[23]。可见,道路直接性比率可以更精确地量化衡量道路的可达性。
有研究从土地混合利用方面来测量可步行性,步行距离内出行目的地设施越齐全多样,就越具有步行出行动机。这就意味着,一个适宜步行的邻里住区里,居民步行10~20分钟内就可到达各种服务设施,如小学校、公园、商店、银行等。新城市主义者倡导回归网络状的连通性强的道路布局形态,即半径长度为步行距离的多用途混合用地,以公交线为依托,以公交车站为门户,公共广场与商业服务设施围绕车站布置,形成社区中心,方便舒适的步行系统由中心通往社区各处[25]。
3.3 步行网络的评估随着研究的深入,人们越来越迫切地感到需要整合以往定性研究与定量研究的方法,并从单一维度评估向全面评估城市步行网络的可步行性转变,希望对城市步行交通的建设提出具有实践指导性的建议。
有研究者建议从三方面收集数据:(1)定量测量与步行出行相关的变量(居住密度、道路连通性等);(2)自我评定层面的家庭调查;(3)受过训练的观察者对邻里环境的评估。后两项是相互替换或成对测量。在定量测量方面,近年来更多地运用GIS技术来定量测量邻里尺度的居住密度、道路连通性、土地混合利用、零售商业网络、开放空间、公交站点以及学校分布等与步行出行选择相关的变量。
澳大利亚学者建立了城市慢行交通系统审查工具“步行与自行车系统化环境评测”(SPACES: Systematic Pedestrian and Cycling Environmental Scan)[26];美国的圣路易斯和明尼苏达也分别建立了相关的步行评价体系“圣路易斯评测”(the St. Louis Instrument)[27]和“欧文—明尼苏达目录”(the Irvine-Minnesota Inventory)[28]。与此同时,英国建立了适应北部欧洲城市的“苏格兰可步行性评估工具”(SWAT: the Scottish Walkability Assessment Tool)[29]。
这些审查工具由受过训练的观察者对邻里街区步行环境进行评估并打分,同时综合量化数据共同形成评估意见。从表 2中可以看到,研究者综合了以往城市设计和交通规划领域的研究成果,同时运用GIS技术手段处理大量复杂的数据并配合审查工具的手段,形成全面客观的评估意见,为城市规划和建设决策者提供了可操作的辅助意见。
4 展望
近年来国外的研究发现,由于缺乏与步行交通相关的统计数据,城市形态与步行出行行为之间关系的研究显得不够可靠;同时,在建成环境如何影响出行方面,也受到短途非机动车出行数据缺乏的影响。因而,近期研究者不但关注于统计数据的完善,同时还着力完善理论模型。
有研究者建议,今后进一步的研究中需纳入个体的社会经济数据和种族信息(年龄、性别、种族、社会经济地位、健康状况等),这些社会学特征往往大大影响着非机动交通出行。除了居住密度、道路连通性、土地混合利用以外,其他有可能影响步行网络的因素也应该跟进研究,比如步行道的质量、步行信号、繁忙道路的中心岛、停车花费、自行车道和轻轨建设。一些与休闲出行相关的因素仍未得到研究,比如公园的特征、树荫、地形(街道的倾斜度、水系等自然屏障);还有一些环境因素可以客观测量,比如犯罪率和天气。一些交通研究已涉及天气和季节对出行的影响,但犯罪率对步行出行的影响还未有研究。
通过以上研究视角和研究方法的梳理,可以为国内的相关研究提供有价值的理论和实践参考。国内一些研究还停留在对西方既有理论的介绍与借鉴上,由于缺乏相关统计数据的积累及公开,开展量化研究难度较大;与此同时,由于缺乏深入的城市观察,无法准确详细地制定可以指导建设实践的城市步行网络评价体系。国外在步行网络评估工具的研究方面,已经开始聚焦于形成地方居住环境的城市肌理,与步行相关的环境因素会随着气候、景观、建筑形式、文化传统而变化,评估工具可以敏锐地感知并调整,与之相适应。我国在步行网络建设中也急需在完善各种统计数据的前提下,尽快推出适应各城市特点的步行网络评估工具,为各城市制定步行网络环境政策提供可靠的评估参考。
注释:① “积极的生活方式”是一种把体力活动整合到日常生活中的生活方式。其目标是一个人每天的体力活动至少累计达30分钟。人们可以通过步行、骑车通勤、娱乐性锻炼、在公园里游玩、在庭院里劳动、上楼梯和使用休闲器械来达到这一目标。源自:http://www.activelivingbydesign.org。 |
② ug/m3,即微克/m3,污染物浓度单位。——编者注 |
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