水土保持植被恢復(fù)與建設(shè)工程美景度評價初探
——以長溝泵站工程管理區(qū)為例

馬士龍，樊 華，馮晏輝，翁麗珠

(1.中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，天津 300222； 2.水利部 水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，北京 100120)

近年來，隨著全國生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，水利工程永久占地范圍內(nèi)水土保持植被恢復(fù)與建設(shè)工程的服務(wù)功能由傳統(tǒng)的水土保持，逐漸向景觀、游憩和水土保持等多種功能轉(zhuǎn)變，但是在滿足水土保持功能的基礎(chǔ)上，將景觀、游憩功能最大化的研究開展得較少。筆者以南水北調(diào)東線長溝泵站管理區(qū)為例，將其園區(qū)分為河渠景觀、建筑景觀、棄土場景觀及園路景觀等4種景觀類型，利用SBE(Scenic Beauty Evaluation)法對其美景度進(jìn)行研究，并選取植被覆蓋度、植物種配置、微地形塑造及硬質(zhì)化比率4類評價指標(biāo)，建立多元回歸模型，探討4類指標(biāo)對園區(qū)美景度的影響程度，以期為水利工程永久占地范圍內(nèi)的水土保持設(shè)計及景觀塑造提供依據(jù)和參考。

1 研究區(qū)概況

長溝泵站是南水北調(diào)東線工程的第十一級抽水梯級泵站，位于山東省濟(jì)寧市長溝鎮(zhèn)新陳莊村北、梁濟(jì)運(yùn)河?xùn)|岸。該區(qū)為暖溫帶半濕潤季風(fēng)性氣候，多年平均氣溫13.7～16.0 ℃，多年平均降水量478.00 mm；地形地貌以魯西南黃泛沖積平原與沖積湖積平原為主；土壤以淤泥、裂隙黏土、壤土、砂土和鹽堿土等為主，土壤肥沃，有機(jī)質(zhì)含量較高。

長溝泵站管理區(qū)按照用途不同可以分為河渠區(qū)、建筑物區(qū)、綠化區(qū)及棄土區(qū)4個部分，其植被恢復(fù)與建設(shè)工程采取園林式景觀綠化標(biāo)準(zhǔn)，植物較為多樣，主要以耐鹽堿、抗性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種為主。常綠喬木選用雪松、黑松、青杄、淡竹、大葉女貞等，落葉喬木選用銀杏、金絲柳雄株、毛白楊雄株、五角楓、中國紅楓、復(fù)葉槭、白蠟樹、黃山欒樹、雜交馬褂木等；常綠灌木選用小葉女貞(球根苗)、石楠(球根苗)、小龍柏、扶芳藤(球根苗)、砂地柏等，花灌木選用叢生紫薇、紫葉李、紫葉碧桃、白花山碧桃、日本晚櫻、紫丁香、榆葉梅、欒枝梅、珍珠梅、木槿、蠟梅等；地被類植物選用粗壯景天、鳶尾、日本繡線菊、細(xì)葉麥冬、五葉地錦、白三葉等。為保證植物措施的后期養(yǎng)護(hù)管理，綠化區(qū)內(nèi)布設(shè)了自動噴灌設(shè)施。長溝泵站管理區(qū)整體綠化效果很好，被評為“濟(jì)寧市市級園林式單位”。

2 研究方法及方案

2.1 景觀美學(xué)評價

2.1.1 評價方法

景觀美學(xué)評價興起于20世紀(jì)60年代，發(fā)展至今形成了專家學(xué)派、心理物理學(xué)派、認(rèn)知或心理學(xué)派及經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)象學(xué)派[1]等四大學(xué)派。盡管各個學(xué)派之間存在分歧，但是學(xué)者普遍接受景觀質(zhì)量由景觀本身的特性和評判者的審美共同決定這一觀點(diǎn)。由DANIEL和BOSTER于1976年提出的SBE法，主要用于自然風(fēng)景、森林景觀、旅游環(huán)境等方面的評價[2]。但隨著SBE法的發(fā)展，目前其在公園、道路、鄉(xiāng)村景觀等各類景觀資源評價中均有應(yīng)用。美景度值計算公式為

(1)

SBEi=(MZi-BMMZ)×100

(2)

式中：MZi為受測物i的平均z值(z為單側(cè)正態(tài)分布分位數(shù))；CPik為受測物i評分值≥k的累計頻率；f(CPik)為累積正態(tài)函數(shù)分布頻率；m為景觀評價的等級數(shù)；SBEi為受測物i的美景度值；BMMZ為基準(zhǔn)景觀平均z值。

本次研究將長溝泵站管理區(qū)景觀評價等級采用5分制量表，分為：很不美(-2)、不美(-1)、一般(0)、美(1)、很美(2)。

2.1.2 材料取樣

根據(jù)長溝泵站管理區(qū)景觀屬性的不同，將園區(qū)劃分為河渠景觀、建筑景觀、園路景觀及棄土場景觀4種景觀類型，并對每一種類型進(jìn)行拍照取樣，按照不同的評價指標(biāo)每個樣地至少拍攝4張照片，共拍攝了30張照片。所有照片均由同一人于2020年8月19日上午9:00—11:30(晴天)拍攝，相機(jī)采用尼康D700，拍攝焦距統(tǒng)一為24 mm，拍攝高度與拍攝者人眼齊平，拍攝過程保持一定的景深，并確保拍攝過程中其他因素的相似度。

2.1.3 景觀評判

評價人員：評價者人數(shù)為25人，大多來自國內(nèi)主要水利設(shè)計院，專業(yè)包括水利工程、風(fēng)景園林、水土保持、農(nóng)田水利、環(huán)境生態(tài)及環(huán)境工程等，職稱包括工程師、高級工程師及教授級高級工程師。

景觀評價：本研究選擇室內(nèi)照片進(jìn)行評價。第一步，將照片制作成幻燈片，用投影儀在室內(nèi)放映，設(shè)定每張幻燈片放映20 s，不可倒回放映，以減少人為誤差；第二步，評價人員現(xiàn)場從主觀觀感和專業(yè)要求角度，采用背靠背的形式對每張照片進(jìn)行景觀評價，并按照景觀評價等級進(jìn)行賦值；第三步，隨機(jī)選取基線景觀(本研究為樣本13)，確定其SBE=0，當(dāng)測算SBE>0則說明景觀美景度高于基線景觀，當(dāng)SBE<0則相反。

2.2 評價回歸模型

2.2.1 指標(biāo)選取

綜合考慮景觀的人文性、藝術(shù)性及生態(tài)性特征，選取植被覆蓋度、植物種配置、微地形塑造(雕塑、景觀平臺等)及硬質(zhì)化比率作為景觀評價指標(biāo)，表征長溝泵站管理區(qū)美景度值，并將每種指標(biāo)分成4個級別，每個級別按等間隔賦值(見表1)。

2.2.2 指標(biāo)賦值

評價人員按照評價指標(biāo)現(xiàn)場對不同的景觀類型及樣本取樣點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，依據(jù)評價指標(biāo)的級別現(xiàn)場采用背靠背形式對每一個評價指標(biāo)進(jìn)行賦值。計算所有評價人員評價指標(biāo)分值的數(shù)學(xué)平均值即為每一個樣本的指標(biāo)分值，將其作為評價指標(biāo)量值。

表1 美景度評價指標(biāo)及賦值

2.2.3 景觀評價回歸模型

將美景度值作為因變量，景觀評價指標(biāo)作為自變量，應(yīng)用SPSS軟件建立數(shù)學(xué)模型，探討美景度值與景觀評價指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系[3]，并進(jìn)行多元回歸分析，建立美景度值與評價指標(biāo)的回歸方程，從而討論各類評價指標(biāo)對園區(qū)美景度的影響程度。

3 美景度值計算與分析

應(yīng)用景觀美學(xué)評價方法計算每一個樣本的MZ值和SBE值，并按照不同的景觀類型對SBE值進(jìn)行分類(見表2)，統(tǒng)計SBE值的最大值、最小值、平均值及標(biāo)準(zhǔn)差等數(shù)據(jù)(見表3)。由表2、表3可以知，長溝泵站管理區(qū)SBE值最大為139.50，最小為-44.75，得分為負(fù)值的有7個，得分為正值的有23個。

總體來說，研究區(qū)美景度值基本合理，景觀設(shè)計屬于中上游水平。各景觀類型中，河渠景觀類型5個樣本中負(fù)值出現(xiàn)頻率為20%，建筑景觀類型5個樣本中未出現(xiàn)負(fù)值，棄土場景觀類型7個樣本中負(fù)值出現(xiàn)頻率為29%，園路景觀類型13個樣本中負(fù)值出現(xiàn)頻率為31%。這表示除建筑景觀類型外，其余景觀類型在景觀設(shè)計上均存在局部缺陷，需要改進(jìn)和完善。

4 美景度評價模型建立與分析

4.1 評價指標(biāo)分值

通過現(xiàn)場調(diào)查及樣本對照，將所有評價人員的評價指標(biāo)分值進(jìn)行數(shù)學(xué)平均，得到每一個樣本的指標(biāo)分值，見表4。

表2 所有樣本SBE值

表3 SBE值統(tǒng)計

4.2 相關(guān)性分析

將每一個樣本的SBE值作為因變量，評價指標(biāo)分值作為自變量，分析兩者之間的相關(guān)程度(見表5)。結(jié)果表明，SBE值與植物種配置、植被覆蓋度、硬質(zhì)化比率均存在極顯著的相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，但是與微地形塑造相關(guān)性不顯著(P>0.05)。根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小，可知對水土保持植被恢復(fù)與建設(shè)工程美景度值的影響程度為植物種配置>植被覆蓋度>硬質(zhì)化比率>微地形塑造。

4.3 擬合回歸模型

將美景度值(Y)與植被覆蓋度(X1)、植物種配置(X2)和硬質(zhì)化比率(X3)進(jìn)行擬合回歸，其相關(guān)系數(shù)R=0.84。依據(jù)回歸模型參數(shù)(見表6，顯著性水平α=0.05)，擬合方程為Y=-15.03+1.72X1+7.43X2-1.33X3。

表4 景觀評價指標(biāo)分值

表5 SBE值與評價指標(biāo)相關(guān)程度

表6 回歸模型參數(shù)

5 結(jié)論與討論

研究表明：①長溝泵站管理區(qū)景觀設(shè)計中除建筑景觀類型外，其余景觀類型在景觀設(shè)計上均存在局部缺陷，需要改進(jìn)和完善；②對水土保持植被恢復(fù)與建設(shè)工程美景度值的影響程度為植物種配置>植被覆蓋度>硬質(zhì)化比率>微地形塑造；③美景度值與植物種配置、植被覆蓋度存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，與硬質(zhì)化比率存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與微地形塑造相關(guān)性不顯著，其線性回歸方程為Y=-15.03+1.72X1+7.43X2-1.33X3。