基于景觀評價的河道景觀規(guī)劃方法研究
——以昆明市盤龍江為例

劉佳駒 王宇泓 趙龍 郭懷成,?

1.北京大學環(huán)境科學與工程學院, 北京 100871; 2.北京林業(yè)大學園林學院, 北京 1000871; 3.河北軟件職業(yè)技術學院,保定 071000; ? 通信作者, E-mail： hcguo@pku.edu.cn

隨著城市化進程的推進, 城市水生態(tài)遭受嚴重的破壞, 兩者之間的矛盾日益突出。城市河道水質污染, 生物多樣性降低, 周邊綠地管理無序, 河道景觀面臨諸多生態(tài)問題[1]。將水體生態(tài)修復與城市河道景觀營造相結合, 成為治理河道生態(tài)問題及景觀特色表達的重要途徑, 可使河道生態(tài)系統(tǒng)恢復良性狀態(tài)。景觀評價是環(huán)境資源評價的重要內(nèi)容, 評價對象主要針對景觀環(huán)境, 是以人類生理感知和心理感知為主要載體并結合景觀現(xiàn)狀的綜合評價過程。參考某種標準或體系對景觀的價值做出判斷和認知, 并將其景觀價值量化成景觀評價數(shù)據(jù), 用于輔助景觀規(guī)劃設計, 提高景觀資源利用率, 并為今后景觀環(huán)境保護、開發(fā)和利用提供參考依據(jù)[2]。

國內(nèi)目前尚未對基于水體生態(tài)修復的河道景觀進行深入研究。不少城市已開始河道景觀規(guī)劃建設, 但大多沒有關注水體生態(tài)修復, 規(guī)劃過程和成效與以往無明顯區(qū)別, 僅僅基于美觀及文化需求,未有效地進行生態(tài)修復, 解決水體生態(tài)問題。由于我國河流眾多, 城市化發(fā)展過程中水體生態(tài)修復的需求迫切, 其研究在植物景觀規(guī)劃、綠色基礎設施等方面得到一定的進展。鐘建紅[3]提出通過提升水質改善技術來修復城市河流水環(huán)境。黃勇等[4]提出利用生物膜及沉淀塘, 并與景觀設計相結合來治理河道污染。荊玉琳[5]對基于城市河道生態(tài)景觀規(guī)劃的綠色基礎設施進行了研究。項延疋[6]以溫州市為例, 闡述城市內(nèi)河生態(tài)修復技術的應用。以上研究大多從生態(tài)修復技術出發(fā), 對基于水體生態(tài)修復的河道景觀規(guī)劃步驟及方法鮮有涉及。目前, 國內(nèi)外對河道景觀評價的研究定性的居多, 定量的偏少。陳翠玉等[7]運用層次分析法, 對居住區(qū)的植物景觀評價體系進行構建和運用。俞孔堅[8]很早就提出以調查分析法、民意測驗法和直觀評判法為主的景觀評價方法。李慶哲[9]結合河流生態(tài)修復理念和河流生態(tài)系統(tǒng)功能評價, 提出水體流動性、河流形態(tài)、護岸類型及河岸帶狀態(tài) 4 個評價子指標, 并運用到對伊通河的景觀評價中。

本文以盤龍江的景觀規(guī)劃實踐為例, 嘗試用定量的方法, 客觀地評價河道景觀現(xiàn)狀，提出一套基于景觀評價的城市河道景觀規(guī)劃方法體系, 在評價指標中加入水生態(tài)評價因子, 以利于協(xié)調水資源與人類活動的關系, 改善生態(tài)環(huán)境, 并承載城市功能,提升景觀品質。

1 材料與方法

1.1 研究對象

盤龍江位于云南省中部昆明市境內(nèi), 全長 26 km, 最寬處 56 m, 最窄處 19.2 m, 平均寬度 30 m。上游為牧羊河, 發(fā)源于嵩明縣西北部梁王山西麓白沙坡, 從黃石巖向南流入官渡區(qū)小河鄉(xiāng), 起于松華壩, 止于滇池。在《昆明城市總體規(guī)劃(2011—2020)》中, 將盤龍江定位為“一條滿足城市基本防洪、排澇的主要河道; 一條彰顯城市魅力、傳承河道水文化的絢麗景觀紐帶; 一條維持城市景觀生態(tài)安全的重要生態(tài)廊道”。盤龍江流經(jīng)村莊、郊區(qū)和城市, 兩岸自然和人文資源豐富, 水文條件多樣。

1.2 數(shù)據(jù)

景觀水文評價是進行水體生態(tài)修復規(guī)劃的基礎。在規(guī)劃前期, 本研究組對盤龍江進行了逐段水文數(shù)據(jù)采樣及評價, 采用層次分析法與距離指數(shù)法,對盤龍江水體景觀環(huán)境進行評價。以盤龍江松華壩源頭為起點, 至滇池入口進行水樣采集及分析, 并對周邊景觀環(huán)境進行測評記錄。采集點為 84 個, 評價因子包括水質、物種多樣性、水體透明度、防洪效應、水景利用率、景觀可達性、色彩美感度、形態(tài)美感度以及地域文化性[10-11]。其中, 水質、植物覆蓋率和防洪效應基于“十二五”國家水體污染控制與治理重大科技專項 2017年監(jiān)測數(shù)據(jù), 其余各項指標通過專家打分法確定得分。

對盤龍江上中下三段的各個觀察點進行影像記錄。出于專業(yè)性的考慮, 邀請 143 名風景園林專業(yè)的本科生和研究生, 通過現(xiàn)場調研、照片及視頻資料進行評價。因為風景園林專業(yè)學生具有一定的空間感知能力及專業(yè)素養(yǎng), 有助于提高評價結果的合理性。同時, 考慮到當?shù)鼐用窦坝慰蛯λw景觀的感受較為直觀, 可以反映使用者的真實需求, 我們隨機訪問了 150 名當?shù)鼐用窈陀慰? 通過現(xiàn)場發(fā)放調查問卷及訪談, 對各觀察點進行評價, 回收有效問卷 143 份。受訪的居民及游客中, 男性占 56.8%,女性占 43.2%, 基本上符合普查數(shù)據(jù)的男女比例,具有較好的代表性。年齡范圍為 6～68 歲, 不同年齡段對水體景觀質量的感受及空間特征的評價存在差異。結果顯示, 40～59 歲為河道水體景觀的主要使用者, 占參與調查的居民及游客總人數(shù)的 40.1%(圖1)。樣本特征采用顯著性檢驗(t檢驗)方法判定。

1.3 規(guī)劃步驟

本研究的技術路線如圖2 所示。

1.3.1 調查收集

現(xiàn)場調查和收集資料是水體景觀規(guī)劃的基礎,調查的深度和廣度直接影響后續(xù)河道景觀要素評價及景觀規(guī)劃的進程, 主要內(nèi)容包括水生態(tài)環(huán)境調查、社會經(jīng)濟環(huán)境調查以及景觀品質調查等。其中, 水生態(tài)環(huán)境調查主要包括水質、物種多樣性和水體透明度。社會性主要包括防洪效應、水景利用率和景觀可達性, 美學價值主要包括色彩美感度、形態(tài)美感度和地域文化性等。在現(xiàn)場調研的過程中, 結合河道景觀情況及發(fā)展方向與特色, 調整調查內(nèi)容。

1.3.2 河道景觀評價指標體系的構建

圖1 當?shù)鼐用窦坝慰驮u價人員年齡及受教育程度分布Fig.1 Age and education level distribution map of local residents and tourists

圖2 基于景觀評價的城市河道景觀規(guī)劃設計方法框架Fig.2 Framework diagram of urban river landscape planning and design method based on landscape evaluation

河道景觀評價分為 3 層： 目標層、準則層和指標層。河道水景觀是一個較復雜的綜合體, 水景、環(huán)境與人之間的交互作用體現(xiàn)水景觀的三方面功能： 生態(tài)性、社會性和藝術性, 評價指標也可相應地劃分為 3 個準則層： 生態(tài)性評價、社會性評價和藝術性評價。河道水景設計的藝術性難以用數(shù)字量化評價, 因此采取定性與定量相結合的方式, 將水景的生態(tài)性評價列為客觀性指標。社會性和藝術性評價盡可能列為主觀性指標, 以便更科學地反映水景的效果與價值。經(jīng)查閱資料并反復推敲, 最后確定 9 個評價因子(評價指標), 以水質、物種多樣性、水體透明度、防洪效應、水景利用率、景觀可達性、色彩美感度、形態(tài)美感度和地域文化性作為指標層。評價指標體系如表1所示。

1.3.3 水體修復的河道景觀要素評價

1)運用層次分析法確定指標體系中的權重, 進行單項河道指標評價。指標體系中每一層的指標可以依次與上一層的指標兩兩相比, 最終構建判斷矩陣。對于準則層, 生態(tài)性、社會性和藝術性指標的重要性為 F1：F2：F3=6.3：2.3：1.4。在生態(tài)性準則層,水質指標的重要性略大于物種多樣性及水體透明度指標(F11：F12：F13=4：3：3); 在社會性準則層, 水景利用率和防洪效應指標的重要性大于景觀可達性指標(F21：F22：F23=4：5：1); 在藝術性準則層, 色彩美感度、形態(tài)美感度和地域文化性指標的重要性基本上 相 等(F31：F32：F33=3.5：3.7：2.9)。建 立 判 斷 矩 陣,在進行一致性檢驗的前提下, 通過計算得到指標權重。

表1 河道景觀評價指標體系Table 1 Evaluation index system of river landscape

運用層次分析法與距離指數(shù)法, 對盤龍江上中下三段的景觀環(huán)境進行評價。根據(jù) AHP 法構建調查問卷, 請景觀專業(yè)的專家對權重設置打分, 得到 25 份有效調查問卷。利用有效調查問卷構造評價矩陣, 經(jīng)過一致性檢驗計算, CR＜0.1, 判斷矩陣達到一致性檢驗的要求, 所得的權重(表 2)符合科學規(guī)律。

2)對各個指標進行標準化處理, 以消除由于量綱不一致而無法直接比較的問題[12]。指標層的理想值確定方法如表 3 所示。城市河道的水質目標為III 類水, 故其理想值為 III 類水。河道水質監(jiān)測數(shù)據(jù)若達到 III 類水標準, 即為 1, 否則為 0。防洪標準以達到 50年一遇為理想值。水體透明度用塞克盤法測定。水景利用率為進入水景觀駐足游憩的人數(shù)(景觀使用者)與通過這個區(qū)域的總人數(shù)的比值。調查者每半小時統(tǒng)計一次, 求平均值, 設 50%為理想值。其余指標用主觀評分確定。

表2 河道景觀評價指標權重Table 2 Index weight for river landscape

3)綜合距離指數(shù)與層次分析法進行評價。

式中,xij為第i個子系統(tǒng)內(nèi)第j個指標的實際值,為第i個子系統(tǒng)內(nèi)第j個指標的理想值; dxij為第i個子系統(tǒng)內(nèi)第j個指標實際值與理想值之間的距離,dxij∈[0, 1];rij是第i個子系統(tǒng)內(nèi)第j個指標經(jīng)標準化后的標準值;xi是第i個子系統(tǒng)的實際值;是第i個子系統(tǒng)的理想值; DIi為第i個子系統(tǒng)的綜合距離,DIi∈[0, 1];aij為第i個子系統(tǒng)內(nèi)第j個指標的權重;DI為整個系統(tǒng)的綜合距離得分, DI∈[0, 1];bij為第i個子系統(tǒng)的權重。

表3 指標層理想值確定方法Table 3 Method for determining the ideal value of indicators

距離得分均在[0, 1]區(qū)間。當距離得分趨近 0時, 說明系統(tǒng)評價不理想; 當距離指數(shù)得分趨近 1時, 說明系統(tǒng)評價較理想。距離得分與河道景觀評價的對應關系如下： 0～0.25 為差, 0.25～0.5 為一般,0.5～0.75 為良好, 大于 0.75 為優(yōu)。盤龍江各段的景觀評價得分列于表4。

4)為了探討不同人群背景變量對河道景觀主觀指標層之間的差異性, 以人群作為自變量, 景觀評價得分作為因變量, 進行獨立樣本t檢驗分析,探討當?shù)鼐用?n=143)與大學生(n=143)在景觀可達性、色彩美感度、形態(tài)美感度及文化性等因變量上是否存在差異。

根據(jù)調研數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果(表 5), 發(fā)現(xiàn)當?shù)鼐用窈痛髮W生在景觀可達性(t=-6.17,p＜0.001)、色彩美感度(t=-5.18,p＜0.05)、形態(tài)美感度(t=-4.74,p＜0.05)三方面的差異達到顯著水平, 當?shù)鼐用癖却髮W生的景觀評分偏低, 景觀可達性指標差異最大。說明當?shù)鼐用駥坝^的滿意度更低, 特別是社會性層面。數(shù)據(jù)反映當?shù)鼐用駥λ坝^的需求與現(xiàn)狀供給不足之間的矛盾較大。對于文化性指標, 當?shù)鼐用衽c大學生評價結果的均值差距不大, 差異不顯著。兩類人群的評價結果有顯著性差異。當?shù)鼐用耖L期生活在此, 對水景觀的社會功能方面有較強的需求和認識, 且本次水景觀規(guī)劃的目的在于滿足當?shù)厝藢λ坝^的需求, 故在樣本選取過程中, 忽略大學生樣本數(shù)據(jù), 只考慮當?shù)鼐用瘛?/p>

2 結果與討論

通過 143 名當?shù)鼐用竦脑u價數(shù)據(jù), 對盤龍江上段各個指標層的評價因子進行打分, 使用距離指數(shù)法計算得出結果。對盤龍江上中下三段的量化分析結果表明, 在生態(tài)環(huán)境方面, 盤龍江上段優(yōu)于中段和下段, 這是由于盤龍江流經(jīng)城市后接納了污染物。在社會性方面, 盤龍江上段公共設施較少, 缺乏公共空間, 中段和下段的公共設施比較齊全。從整體上看, 盤龍江缺乏歷史文化地域性。在藝術性方面, 盤龍江上中下段較為一般, 建筑尺度與河流不協(xié)調, 部分建筑的退讓紅線距離不足。綜合評價發(fā)現(xiàn), 盤龍江上中下段的綜合得分逐步降低。由于盤龍江中段流經(jīng)城市, 經(jīng)濟社會發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成壓力, 故社會性指標與生態(tài)性指標有著較強的負相關性(圖 3 和表 4)。作為無論在生態(tài)環(huán)境, 還是景觀文化方面都承擔著重要功用的河道, 盤龍江的景觀現(xiàn)狀無法令人滿意。

表4 盤龍江各段景觀評價得分Table 4 Scores of Panlong River landscape evaluation

表5 不同人群對河道景觀評價值t檢驗結果Table 5T-test of assessment of river landscape by different populations

下面, 結合盤龍江各段的景觀現(xiàn)狀(圖 4(a1)～c1))逐段說明其評價結果, 并提出相應的規(guī)劃策略,改造效果如圖4(a2)～(c2)所示。

1)盤龍江上段生態(tài)環(huán)境的距離指數(shù)評分為 0.94(優(yōu)), 社會經(jīng)濟及美學指標評分分別為 0.45 和 0.44(均為一般)。盤龍江上段河道從松華壩至調水飲水接入點, 長約 2.21 km, 平均寬度約為 30 m。盤龍江上段河道周邊的建筑密度較小, 土地性質主要為未利用地。人類活動對盤龍江上段的影響較小, 自然景觀較豐富, 堤岸的親水性和可達性較高, 水質及生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調性在三段中最高。整體綠化較為原生態(tài)(圖 4(a1)), 密閉度高, 空間變化枯燥, 水質達到Ⅱ類水標準, 水體流速較快。兩岸景觀活動設施不統(tǒng)一, 使用效率較低。景觀品質方面, 駁岸形式過于單一, 東岸無機動車道, 東西兩岸皆無自行車道, 沒有形成系統(tǒng)的交通系統(tǒng), 步行道的親水性差。

圖3 盤龍江各段景觀距離得分Fig.3 Landscape distance scores of various sections of Panlong River

規(guī)劃策略盤龍江上段的綜合得分為 0.75 (良好), 其中生態(tài)環(huán)境指標得分較高, 但社會經(jīng)濟指標得分較低, 因此在規(guī)劃時應保持其在牛欄江調水工程中生態(tài)涵養(yǎng)的重要功能, 適當?shù)靥嵘幕蓍e功能。應當保護其原生態(tài)濕地風貌, 復興其田園風光,將現(xiàn)狀“龍川橋”等水利遺址進行修復加固, 充分挖掘原始水利和農(nóng)業(yè)文化。在環(huán)境治理方面, 實施河段清淤工程, 清理河岸周邊雜草。河床內(nèi)栽種水生濕生植物, 栽植低矮灌木, 美化生態(tài)駁岸。在堤岸下端以及河床內(nèi)安置景觀石。在植物配置設計方面, 以果花(如桃、梨、杏等)以及草花(如三色堇、百日草、四季海棠)為主, 結合農(nóng)耕田園風情文化,營造郊野景觀氛圍(圖 4(a2))[13]。

2)盤龍江中段生態(tài)環(huán)境的距離指數(shù)評分為0.72 (優(yōu)), 社會經(jīng)濟及美學指標評分分別為 0.68 和0.55 (均為一般)。盤龍江中段河道從北二環(huán)至南二環(huán), 長 6960 m, 平均寬 30 m。周邊用地主要包括居住用地、商業(yè)用地和教育用地等。該河段流經(jīng)昆明市最繁華的中心區(qū), 也是歷史文化較集中的區(qū)域,歷史悠久的銅牛雕塑在江邊昂首眺望。中段濱河周邊綠化率較高, 喬木長勢良好, 灌木無明顯特點,但是城市空間與河道缺乏有機聯(lián)系。河道附近有一定量的公共服務設施, 但歷史文脈傳承的展示空間不足。駁岸形式較單調, 欄桿風格變化較多。兩岸濱河道路交通流量較大, 人車混行, 秩序混亂。步行道路的親水性差, 并且與濱水空間缺乏聯(lián)系(圖4(b1))。

規(guī)劃策略盤龍江中段景觀綜合得分為 0.68(良好), 但社會經(jīng)濟和美學指標得分較低, 在規(guī)劃中應根據(jù)需求, 重點加強社會經(jīng)濟功能。在原有親水臺階等節(jié)點的基礎上, 加建親水木平臺, 并設置欄桿, 從而形成河道兩側親水性良好、連續(xù)的步行通道。臺階淹沒后, 做成卵石+濕生植物帶。對于會被水面淹沒的綠地, 加建或加高原有綠地的擋墻。保留原有綠地主體, 并加以美化。在植物配景方面,選取以杉樹和桉樹為代表的觀賞性植物。在駁岸的選取上, 力求親近自然, 營造杉林原野的河灘風情(圖4(b2))[13]。

圖4 盤龍江各段景觀現(xiàn)狀圖及改造意向圖Fig.4 Landscape current map and reconstruction intention map of each section of Panlong River

3)盤龍江下段生態(tài)環(huán)境的距離指數(shù)評分為0.52 (良好), 社會經(jīng)濟及美學指標評分分別為 0.72(一般)和 0.61 (良好)。盤龍江下段河道從南繞城高速至入滇池口, 長 890 m, 河面寬度 15 m。盤龍江下段已經(jīng)流出昆明市主城區(qū), 河道變得越來越狹窄。因接近下游, 沉積污染量較大。受居民生活污水排放影響, 河水水質與中段的差距較大。下段濱河環(huán)境質量較差, 河道兩側建筑多為低矮平房, 缺乏公共服務設施, 綠化效果也較差。景觀風貌較為統(tǒng)一,但缺乏多樣性(圖4(c1))。

規(guī)劃策略盤龍江下段綜合得分為 0.49 (一般), 各項指標均不盡如人意。建議在盤龍江入滇池口岸前段設計一個大型生態(tài)濕地公園, 在微觀尺度上對入滇池的河道進行水質凈化, 以便保護滇池水環(huán)境質量。同時, 為市民提供游憩休閑的理想綠色空間, 達到生態(tài)和社會發(fā)展的雙贏。在植物配置方面, 建議以楊柳、滇樸、八仙花和頭狀四照花為主,營造滇池岸線煙雨朦朧的高原湖泊水岸風情(圖 4(c2))[13]。

3 結論與展望

在城市化建設過程中, 對河道特色化景觀營造與水體景觀修復相結合的研究具有重要意義。但是, 以往的研究缺少對水質、水體流動性以及防洪效應等水文指標的考量。本文通過梳理國內(nèi)外對于河道景觀評價的相關研究, 構建了一套主、客觀相結合的評價指標體系。同時, 應用層次分析法確定指標的權重, 用距離指數(shù)法構建評價模型, 引入城市河道生態(tài)指標作為客觀指標, 定量地評價河道景觀。本文將景觀評價結果與城市功能區(qū)定位相結合, 用于輔助景觀規(guī)劃設計, 提出基于景觀評價的城市河道景觀規(guī)劃方法體系, 增強規(guī)劃設計的科學性及合理性, 具有普適性意義。

本研究基于對昆明市盤龍江的實地調研以及景觀評價結果分析, 對盤龍江的 3 段河道分別提出景觀規(guī)劃策略： 上段, 保持其牛欄江調水工程中生態(tài)涵養(yǎng)的重要功能, 適當提升文化休閑功能; 中段根據(jù)需求重點加強社會經(jīng)濟功能, 凸顯景觀文化性;下段, 建議設計一個大型生態(tài)濕地公園, 營造滇池岸線煙雨朦朧的高原湖泊水岸風情。上述策略可為盤龍江景觀規(guī)劃設計提供參考依據(jù), 促進河道景觀的品質提升, 讓河道更好地發(fā)揮生態(tài)、游憩等景觀功能。

在實施過程中, 應注意以下幾個方面： 1)在評價指標的選擇上, 本文以盤龍江為例, 選擇水質和水體透明度等指標, 在不同的項目規(guī)劃中, 應根據(jù)實際情況及數(shù)據(jù)可獲得性, 選擇不同的指標層因子,以便提高規(guī)劃的合理性; 2)在專業(yè)人士進行景觀評價的過程中, 除水資源的客觀指標外, 對景觀品質的評價常使用圖片資料, 與實際空間感受有一定的差距, 故在評價過程中, 應盡可能采用現(xiàn)場調研,或采用虛擬現(xiàn)實影像的方法還原真實場景; 3)本研究調查了專業(yè)大學生及當?shù)鼐用駜深悩颖? 并分析了兩類樣本間的差異性, 在今后的研究中, 可以就不同人群類型樣本的差異性進行分析, 并在規(guī)劃中制定相應的策略。