永定河“官屈段”河流廊道植物景觀評價*

楊瑞瑩 劉 璐 劉志成 張任菲 李 豪 蘇俊伊

北京林業大學園林學院 北京 100083

生態體系由“斑塊-廊道-基質”構成，其中，生態廊道包括3種基本類型，即線狀生態廊道、帶狀生態廊道和河流廊道[1-2]。河流廊道是指河流及河流兩側與環境基質相區別的帶狀空間區域，是以河道、河漫灘及高地邊緣過渡帶為載體的生態系統，可分為2個子生態系統——河流通道和其兩側的植物群落[3-4]。河流通道兩側的植物群落作為河流廊道的重要組成部分，是河流廊道生態體系保護、修復的核心內容，具有生態、美學、社會經濟等重要功能作用。河流廊道植物景觀作為生物多樣性的重要支撐結構，承載了動物的休憩、活動、食源等功能[3，5]。

永定河作為“六河五湖”中的重要河流之一，是京津冀地區重要的水源涵養區、生態屏障和生態廊道。但自20世紀70年代起，永定河北京段開始面臨河道斷流、水資源開發嚴重、生態功能退化、部分河段防洪能力不足等一系列問題，嚴重制約了京津冀地區經濟社會的健康發展[6]。對永定河河流廊道植物景觀進行評價是進行植物修復規劃的前提和依據，對河流廊道的綜合治理與生態修復具有重要意義。

已開展的永定河河流廊道治理研究多考慮河岸帶整體，且多采用一些系統工程的方法。本文從近自然評價出發，采用AHP層次分析法綜合評價永定河河流廊道植物景觀的不足與可借鑒之處，為其生態建設提供有力的科學指導。

1 研究區概況

按照“以流域為整體、區域為單元、山區保護、平原修復”的原則，山區建設生態安全屏障，平原建設綠色生態走廊，將永定河劃分為山峽段(三家店以上)、平原城市段(三家店至梁各莊)、平原郊野段(梁各莊至屈家店)、濱海段(屈家店至防潮閘)4個區段[7]，其中，平原城市段包括“五湖一線”改造區段和沙質斷流區段。本研究范圍為永定河官廳水庫至屈家店，以沙質斷流區為主，兼顧上游山峽段與平原郊野段，河段長約200 km。

2 研究方法

2.1 調查方法

采用衛星影像圖與實地情況相結合的方式進行樣地選擇。借助Google Earth進行斑塊、廊道和基質的差異性分析，根據河流形態、土地利用狀況和植物代表性原則，將永定河河流廊道分為連續的差異河段[8]，每個差異河段選擇一個樣地作為代表。在實地調查中，共選擇了23個樣地[9-10]。

河流廊道結構由河道、河漫灘和高地邊緣過渡帶3部分組成[3]，選擇河漫灘及高地邊緣過渡帶進行植物景觀調研，采用典型樣方取樣法[11-12]，各樣地從河道邊緣起，垂直于河流方向選取1～12個有代表性的樣方(草本樣方為1 m×1 m，灌木為5 m×5 m，喬木為10 m×10 m)[13-14]至高地邊緣過渡帶邊界。現場用GPS進行準確定位記錄并開展詳細調查，分別記錄植物種類、數量、植被覆蓋度等，并對植物群落形態特征等現場打分[15]。在實地調查中，共設置了96個樣方。

2.2 綜合評價指標體系構建

2.2.1 評價指標選擇

河流廊道植被帶融合了植物的生態和美學等復合特征，采用AHP層次分析法[16-18]對其現狀進行評價需依據現有研究，結合調研選擇有代表性、可操作性與可比性強的評價指標建立一套科學的綜合評價體系(圖1)。以植物的生態效應(B1)和美學效應(B2)[19]作為準則層，進一步篩選出14個典型的影響因子作為指標層，其中生態效應準則層共9個因子[2-3，20-21]，美學效應準則層共5個因子[17，22-24]。

圖1 永定河河流廊道植物景觀評價體系

2.2.2 評價標準確定

通過大量前期資料收集、國內外標準對比和現場調研等，結合研究區段河流廊道植物景觀特點及實際情況確定評價標準(表1)。評分標準為5級分值(0～4)，分值越高，狀況越好，分值越低，狀況越差。

表1 河流廊道植物景觀評價因子具體評價指標及其權重

2.2.3 評價模型構建

1)運用AHP進行各指標權重計算[25]，對各指標層指標的重要性做兩兩比較，構建判斷矩陣。經一致性檢驗后得到各評價指標的層次內權重W1，再分別與所處準則層的權重求積，得到指標層指標的綜合權重W2。2)將各指標層指標的調查值或計算值轉換為評分值(0～4分)Ni，i為第i個指標。3)計算各樣地植物景觀得分值。用Ni與其綜合權重求積并加所有指標層指標的該項求積值，得到各樣地綜合評分值RV，用Ni與層次內權重求積并加和各效應所屬全部指標層指標的該項求積值得到各準則層得分值[8]。4)對各樣地植物景觀進行等級劃分。根據得分值劃分為“非常好、較好、一般、較差、差”5個狀態等級[26]。5)根據樣地排名，統計山峽段與平原段得分高的樣地各指標平均得分值作為區段整體最優值，同時統計全部樣地中各項指標的最高得分值作為各指標最優值。

3 結果與分析

3.1 永定河河流廊道植物景觀總體評價

由圖2可知:山峽段所取樣地的平均RV值最高，為2.514分；平原郊野段所取樣地的平均RV值為2.172分；平原城市段平均RV值為1.981分。這表明山峽段植物景觀評價整體最高，平原城市段評價最低。從圖3可知，研究區段植物群落的生態效應遠高于美學效應，說明在保證河流廊道植物景觀生態效應的前提下，應重點提升植物景觀美學價值。

圖2 河流廊道植物景觀評價各樣地總評分值

圖3 河流廊道植物景觀各樣地準則層指標評分值

由表2可知:狀態等級為非常好和較好的樣地占比21.7%，基本位于山峽段與平原郊野段，其受到的人為干擾小，較好地保留了河岸帶植物景觀的自然生態特征；狀態等級為一般和較差的樣地占比為26.1%和17.4%，這部分樣地受到了較強的人工干擾，但生態功能基本維持穩定，可采取一定措施進行適當治理與改善；狀態等級為差的樣地占比34.8%，基本位于沙質斷流區，平原城市段植物景觀受到的人工干擾破壞最大，亟需進行生態修復。

表2 狀態等級及狀態描述

3.2 永定河河流廊道各樣地植物景觀評價

由圖2可知，河流廊道植物景觀評價中，山峽段樣地2的RV值最高，平原郊野段樣地19的RV值最低，而平原城市段樣地8的RV值在整個平原段中最高。根據圖4和現場調研結果，對樣地2、8、19的植物景觀評價如下:

樣地2中權重占比較高的指標(C1、C3、C8)得分都為4(圖4)，表明樣地2植物茂密，基本無人為干預，較好地保留了近自然生態景觀。上層植物主要有毛白楊(Populus tomentosa)、楓楊(Pterocarya stenoptera)，中層植物主要有檉柳(Tamarix chinensis)，下層植物主要有蘆葦(Phragmites australis)、中 華 蠅 子 草(Silene gallica)、狗尾草(Setaria viridis)等。樣地2水平與垂直結構基本完整，植物之間無斷層現象，這種植物配置不僅能增強河岸景觀效果，也能夠提高河岸帶植物的結構穩定性。此外，樣地2的C10、C4、C5指標都有較高評分，說明樣地2的生態功能較強。

樣地8生態效應指標中C1、C7與C8分值在3～4(圖4)，表明樣地8植物生態效應較好。樣地8的原始生態環境已基本不存在，但其被破壞后再建的植物景觀已恢復大部分的生態效應與美學效應，且美學效應指標分值普遍較高，具有較強的觀賞性。

圖4 樣地各評價指標評分值

樣地19原始河道已完全消失，變為大面積的人工林及農田、村莊等。人工林植物種類單一，上層喬木以楊樹(Populus canadensis)為主，部分區域下層種植桃樹(Prunus persica)。植物群落物種多樣性較低，存在強烈人為干擾，植物整體感觀差。

3.3 植物景觀各指標狀態評價

如圖5所示，永定河河流廊道層次豐富性類型不足、植物豐富度指數不高。鄉土性和人工植物比例指標得分為2～4分的樣地占比為83%和74%，說明鄉土性植物的運用較廣泛。經調查，永定河河流廊道植物多以毛白楊、旱柳(Salix matsudana)、榆樹(Ulmus pumila)、桃樹等北京地區鄉土植物為主，但大部分植物為后期人工栽植，生長年限短，平原段存在較多人工林且種類單一，不利于植物的生態功能及生態結構穩定性。植被帶斑塊數量指標評分值較平均，植物景觀連續性變化較大，對能量傳輸、動植物遷徙等有一定影響。植物群落異色物種多樣性與植物群落形態特征指標0～2分的評分值分別占96%和91%，說明植物群落所形成的景觀單元形態風貌缺乏獨特性，景觀色彩變化缺少豐富性。

圖5 指標層各評分值所占比例

根據樣地排名，山峽段選取樣地1、2和4，平原段選取樣地8和20，統計各指標最優值(表3)。結合最優值，分析得出永定河河流廊道植物景觀綜合治理與生態修復各指標優化控制值，某些單項因子可能并非最高，但所有因子集合表現為共同的最佳狀態。這些樣地雖受到不同程度的人工干擾與破壞，但植物景觀的近自然生態格局仍有所保留，其各項因子對其他樣地的構建具有重要參考價值。

表3 各指標最優值及優化控制值

根據各指標因子的實際意義分析一般狀態與良好狀態的優化控制范圍。調控措施如下:在生態效應上，應保證植被覆蓋度達到90%以上。山峽段植物群落構成應盡量完整，植被緩沖寬度要求在30～200 m，減少人為用途外來植物的使用；平原段由于植物物種更豐富，可適當種植人為用途植物，但人工植物比例不應超過50%，植物緩沖帶寬度盡量達到200 m以上，后續的治理和生態修復盡量恢復自然生態環境狀況。在美學效應上，山峽段植物景觀應達到良好以上狀態，觀賞性多樣性盡量豐富；平原段由于存在較多觀賞活動，植物群落色彩多樣性與植物群落形態特征可多樣化。

綜上，根據表3對各因子進行調控后，研究范圍內各樣地植物景觀的平均RV值可從2.162提升到2.737，植物景觀狀態從較差提升到非常好。

4 討論

永定河山峽段與平原段客觀建設條件各不相同，植物景觀規劃時對各因子的控制標準也需結合實際情況進行探討。山峽段植物近自然生態景觀較好，人工干預小，但受地形限制，河道狹窄且密布鵝卵石，河岸土壤稀薄養分有限等[27-28]，在規劃時應對河岸帶自然植物景觀進行嚴格保護，促進植物群落連片成面，提高植物生態效能，改善山峽段植物的豐富性與連續性。永定河平原段植物景觀遭到較大破壞，人工干擾大，且部分河岸帶被周邊農田、菜地等侵蝕，應退耕還林，恢復河道原有植物群落結構，如長江重慶區段[29]以及五源河[30]都應通過優化植物群落種植進行植物景觀修復。平原城市段“五湖一線”改造區段用地類型已基本成型，在修復時整體應以提升為主，除考慮植物群落優勢種、植物搭配模式外，還要考慮植物景觀所能提供的游憩觀賞功能。沙質斷流區植物景觀破壞嚴重，且河岸帶被相當比例的外來植物占據，并取代原有河岸帶鄉土植物的生態位[9]，在修復時應重點以鄉土植物的推廣為主，選擇多年生植物建立穩定群落，以較小的生態代價恢復植被覆蓋[27]。

本研究僅從生態與美學兩方面對永定河植物景觀進行評價，但植物景觀的功能包含了生態、美學、經濟、心理等多方面，未來可增加植物景觀經濟與游憩教育等方面的研究，進一步完善評價體系。

5 結論

通過對永定河植物景觀進行評價，可以發現目前永定河河流廊道的植物景觀整體不佳，超半數樣地處于較差與差狀態，且集中于平原城市段。生態效應中的植物豐富度、植被緩沖帶寬度、河岸植被帶平均高度與層次豐富性，以及美學效應各因子均為永定河河流廊道植物景觀修復中的關鍵性控制因子。因此，通過調整植物群落結構、植物搭配模式、植物種類、植被緩沖帶寬度可以提高植物景觀評分值。