基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需評(píng)價(jià)的城市河流景觀提升策略*

姜芊孜 王廣興 李金煜

山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院 濟(jì)南 250101

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需關(guān)系反映了生態(tài)系統(tǒng)與人類社會(huì)的平衡關(guān)系，決定了自然與人類社會(huì)能否可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前，城市河流生態(tài)系統(tǒng)正面臨供給效能退化、供給與需求錯(cuò)位等問題，全面認(rèn)識(shí)城市河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需耦合機(jī)制是協(xié)調(diào)河流不同尺度下空間權(quán)利和利益、進(jìn)行科學(xué)管理與決策的重要手段[1－2]。

國(guó)外對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評(píng)價(jià)研究多聚焦在供給或需求的某一服務(wù)維度，如用KINEROS工具研究調(diào)節(jié)服務(wù)的價(jià)值量[3]；通過參與性制圖評(píng)估城市濱河區(qū)域的供給服務(wù)[4]；通過社會(huì)文化偏好評(píng)估文化服務(wù)的需求等[5]。而從供需雙方對(duì)城市河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究較少。相比之下，國(guó)內(nèi)學(xué)者從供需角度展開了初步的研究，如通過重要性—績(jī)效方法研究濱水空間文化服務(wù)的供需特征[6]；探索濱水空間生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需匹配的空間智慧[7]；對(duì)鄉(xiāng)村水系進(jìn)行供需評(píng)價(jià)并提出重構(gòu)策略[8]等。但多數(shù)對(duì)需求服務(wù)的研究是從土地利用、服務(wù)半徑、人口密度等宏觀數(shù)據(jù)出發(fā)，較少考慮使用者的需求意愿；還有些研究對(duì)供需指標(biāo)的權(quán)重量化不足，且案例地多集中在水網(wǎng)較豐富的南方城市，針對(duì)北方城市河流的研究較為匱乏。因此，城市河流亟需一種考慮公眾意愿、科學(xué)量化供需指標(biāo)、維持供需關(guān)系均衡的新思路[9]。本研究旨在:構(gòu)建科學(xué)的判斷矩陣對(duì)指標(biāo)進(jìn)行量化；從公眾意愿角度獲取需求評(píng)價(jià)的測(cè)度指標(biāo)；依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果探索適用于北方城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需均衡的景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)策略。

1 城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

1.1 概念內(nèi)涵與測(cè)度指標(biāo)

城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給是指河流通過自身的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生境特征及物理化學(xué)過程等提供的凈化水體、調(diào)節(jié)洪澇、游憩休閑等服務(wù)[10]。遵循科學(xué)性、整體性、典型性的指標(biāo)篩選原則，結(jié)合已有研究文獻(xiàn)[11]，確定供給評(píng)價(jià)的服務(wù)類型為調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)與文化服務(wù)，其下包括8個(gè)維度和22個(gè)測(cè)度指標(biāo)(表1)。

表1 城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給測(cè)度指標(biāo)[11]

表1 （續(xù)）

城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求是指在一定的時(shí)空條件下，城市河流具有一系列被人類需求利用的生態(tài)產(chǎn)品和服務(wù)效能的能力，它受到人口基數(shù)、當(dāng)下政策、生態(tài)條件、歷史文化等因素的影響[12]，兼具非排他性與潛在競(jìng)爭(zhēng)性[13]。在需求評(píng)價(jià)方面，研究側(cè)重對(duì)公眾意愿的調(diào)查，選取與供給評(píng)價(jià)測(cè)度相對(duì)應(yīng)的8個(gè)維度設(shè)置12項(xiàng)指標(biāo)(表2)，通過問卷調(diào)查與公眾賦值獲取需求評(píng)價(jià)得分。

表2 城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求測(cè)度指標(biāo)

1.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

利用AHP法，通過yaahp程序構(gòu)建判斷矩陣計(jì)算各測(cè)度指標(biāo)的權(quán)重[14]。首先，將每一服務(wù)類型下的維度分解為下一層級(jí)的指標(biāo)，將指標(biāo)按支配關(guān)系分為若干組；然后，通過這種遞進(jìn)的層級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建判斷矩陣；最后，在判斷矩陣中通過兩兩比較確定不同指標(biāo)的重要性程度。令Wi為維度指標(biāo)的權(quán)重，每一維度下指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的和為1，公式為式(1):

式(1)中，n＝1，2，…上一層級(jí)所含的指標(biāo)可作為下一層級(jí)指標(biāo)的比較標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行兩兩比較，如aij表示某一層級(jí)下第i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與第j個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)重要性，aij取正整數(shù)及其倒數(shù)，由此構(gòu)建判斷矩陣的取值規(guī)則(表3)[15]。將所有層級(jí)在判斷矩陣(aij)中兩兩對(duì)比，確定不同指標(biāo)和維度的權(quán)重值，構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需指標(biāo)權(quán)重體系(表4)。

表3 判斷矩陣取值規(guī)則

表4 城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需指標(biāo)權(quán)重體系

2 研究場(chǎng)地概況與研究單元?jiǎng)澐?/h2>

濟(jì)南市西濼河－玉繡河流經(jīng)濟(jì)南市市中區(qū)、歷下區(qū)和天橋區(qū)，南起八里洼，北至小清河，全長(zhǎng)約10.99 km，包括西濼河、西圩壕和玉繡河3個(gè)河段。玉繡河是重要的景觀河道；西濼河、西圩壕幾乎全被高架覆蓋，形成了上層行車、中層停車、下層行洪的空間結(jié)構(gòu)[16]。根據(jù)對(duì)流域匯水區(qū)及周邊道路的分析，將八里洼路以北、小清河以南、北園高架路以西及明湖西路以東的區(qū)域確定為研究范圍，面積為37.59 km2，綠地率為34.12%，平均坡度為16.02%，海拔為－0.8～45 m。

根據(jù)河道斷面類型劃分4個(gè)河道單元[17]:八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段、馬鞍山路—青年橋段、青年橋—明湖北路段、明湖北路—北園高架段。為便于收集河岸兩側(cè)數(shù)據(jù)，又細(xì)分AW—DE 8個(gè)研究段。

3 濟(jì)南市西濼河-玉繡河水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需特征

3.1 服務(wù)供給特征

根據(jù)各河段長(zhǎng)度占河流總長(zhǎng)的比值確定各河道單元的權(quán)重分別是:八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段(0.27)、馬鞍山路—青年橋段(0.13)、青年橋—明湖北路段 (0.35)、明湖北路—北園高架段(0.25)；對(duì)各河道單元的水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給進(jìn)行量化評(píng)價(jià)(表5)，并制作水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的雷達(dá)圖示(圖1)。

表5 西濼河—玉繡河水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給總體評(píng)價(jià)結(jié)果

圖1 西濼河—玉繡河水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給雷達(dá)圖

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，河流整體服務(wù)供給為2.77，其中調(diào)節(jié)服務(wù)最高，為3.11，其次是支持服務(wù)，文化服務(wù)供給最低。從分段來(lái)看，馬鞍山路—青年橋段供給服務(wù)最高，為3.14；八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段最低，為2.57；明湖北路—北園高架段與青年橋—明湖北路段分別為3.01與2.62。

3.2 服務(wù)需求特征

在研究單元內(nèi)利用問卷調(diào)查法收集周邊居民對(duì)城市河流不同維度的需求程度，問卷發(fā)放180份，有效回收168份。將問卷結(jié)果進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)，得到需求服務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果(表6)，并用雷達(dá)圖表示(圖2)。

表6 西濼河—玉繡河水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求總體評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2 西濼河—玉繡河水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)需求雷達(dá)圖

河流整體需求服務(wù)得分為3.06，從不同服務(wù)類型的公眾需求看，文化服務(wù)＞調(diào)節(jié)服務(wù)＞支持服務(wù)；分段來(lái)看，明湖北路—北園高架段需求評(píng)價(jià)得分最高，為3.18；青年橋—明湖北路段與八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段分別為3.13與2.96；馬鞍山路—青年橋段得分最低，為2.82。

3.3 服務(wù)供需匹配特征

將供需得分?jǐn)M合對(duì)比，用供需得分的比值表示匹配情況，得到供需匹配評(píng)價(jià)結(jié)果(表7)，其中比值等于1表示完全匹配，比值大于1表示供給能力大于需求程度，比值小于1表示供給能力小于需求程度，比值與1相差越大表示匹配程度越低，并將結(jié)果制成雷達(dá)圖示(圖3)。

由表7可知，河流總體的水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需匹配值為0.91，供給小于需求。從分段看，河道的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需匹配程度由高到低呈現(xiàn)馬鞍山路—青年橋段(1.11) ＞明湖北路—北園高架段(0.95) ＞八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段(0.87) ＞青年橋—明湖北路段(0.84)。

調(diào)節(jié)服務(wù)方面，河流整體調(diào)節(jié)服務(wù)比值為1.02，匹配程度較高。從分段來(lái)看，供略小于需的河段有八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段(0.96) 與明湖北路—北園高架段(0.97)，兩段都需繼續(xù)加強(qiáng)河流的水質(zhì)凈化與小氣候調(diào)節(jié)能力。供大于需的河段有馬鞍山路—青年橋段(1.19) 與青年橋—明湖北路段(1.04)，青年橋—明湖北路段則需要重點(diǎn)提升水質(zhì)凈化與小氣候調(diào)節(jié)服務(wù)。

支持服務(wù)方面，河流整體支持服務(wù)比值為0.88，供給小于需求。從分段看，供大于需的河段有馬鞍山路—青年橋段(1.01) 與八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段(1.13)，這兩段植物覆蓋度高，生物多樣性豐富，能滿足居民的需求。供小于需的河段為青年橋—明湖北路段(0.68) 與明湖北路—北園高架段(0.85)，這兩段均需提高喬木與水生植物覆蓋度，增加生物多樣性。

表7 西濼河—玉繡河水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需匹配評(píng)價(jià)結(jié)果

圖3 西濼河—玉繡河供需匹配雷達(dá)圖

文化服務(wù)方面，河流整體文化服務(wù)比值為0.80，在提供游憩機(jī)會(huì)與審美欣賞方面需要重點(diǎn)提升。從分段看，明湖北路—北園高架段比值為0.97，供給略小于需求。供大于需的河段有馬鞍山路—青年橋段(1.07)。供給小于需求的河段中，八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段(0.66) 應(yīng)注重水景設(shè)施與游憩設(shè)施的多樣性；青年橋—明湖北路段(0.69) 需注重歷史文化與提供教育機(jī)會(huì)兩個(gè)維度的提升。

4 提升策略

4.1 調(diào)節(jié)服務(wù)提升策略

河流整體調(diào)節(jié)服務(wù)供給略大于需求，供需基本匹配。建議完善雨污分流、雨水收集與凈化系統(tǒng)，構(gòu)建河流廊道范圍內(nèi)的綠色基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，提高河流廊道范圍內(nèi)綠色景觀網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，提升河流的調(diào)節(jié)服務(wù)。

針對(duì)調(diào)節(jié)服務(wù)供給明顯小于需求的河段，優(yōu)先發(fā)展薄弱項(xiàng)實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的精細(xì)修補(bǔ)。八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段與明湖北路—北園高架段供給不足，建議優(yōu)先發(fā)展生態(tài)保育功能，通過優(yōu)化護(hù)岸結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大濱水植物緩沖帶寬度、調(diào)整植物類型與結(jié)構(gòu)等措施全面提升水質(zhì)凈化、雨洪管理與小氣候調(diào)節(jié)服務(wù)；青年橋—明湖北路段供略大于需，建議豐富水生植物，增加雨水設(shè)施；馬鞍山路—青年橋段供給大于需求，建議保留現(xiàn)有雨洪設(shè)施并持續(xù)優(yōu)化。

4.2 支持服務(wù)提升策略

河道整體支持服務(wù)供給小于需求，建議通過街旁綠地、商業(yè)區(qū)綠地、居住區(qū)綠地的連接構(gòu)建綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，增加橋下空間的垂直綠化面積，豐富水生植物多樣性，形成多層次、多類型、低維護(hù)的濱河綠色網(wǎng)絡(luò)，提升河流的支持服務(wù)。

針對(duì)支持服務(wù)供給明顯小于需求的河段，通過生態(tài)措施實(shí)現(xiàn)服務(wù)提升。青年橋—明湖北路段位于城市高架橋下，服務(wù)供給受駁岸類型、喬灌草蓋度、交通、服務(wù)設(shè)施等因素的影響，建議改為生態(tài)駁岸，增加喬灌草蓋度以及垂直綠化面積，加強(qiáng)河道兩岸的連通性，提升支持服務(wù)。明湖北路—北園高架段建議豐富水生植物與自然動(dòng)物種類。八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段供大于需，馬鞍山路—青年橋段供需基本匹配，建議維持河道現(xiàn)狀并持續(xù)優(yōu)化，適當(dāng)豐富駁岸綠化與水生植物種類。

4.3 文化服務(wù)提升策略

河流整體文化服務(wù)的供給遠(yuǎn)小于需求，建議加強(qiáng)河岸與周邊用地的交通聯(lián)系，建立慢行交通系統(tǒng)，同時(shí)豐富游憩場(chǎng)地和景觀設(shè)施，營(yíng)造可觀、可游的城市河流休閑空間，提升河流的文化服務(wù)。

文化服務(wù)供給明顯小于需求的河段，需考慮居民的使用需求，提升河道的綜合服務(wù)能力。青年橋—明湖北路段文化服務(wù)的供給水平較低，建議增強(qiáng)河道兩岸的貫通性，豐富游憩設(shè)施，營(yíng)造綠道與慢行道相串聯(lián)的線性休閑空間，為居民提供開放舒適的空間環(huán)境。在八里洼廣場(chǎng)—馬鞍山路段，建議增加游憩場(chǎng)地，為居民的交往和日?；顒?dòng)提供支持。馬鞍山路—青年橋段供給大于需求，建議引入環(huán)境教育系統(tǒng)，提升文化服務(wù)層次；明湖北路—北園高架段有充足的游憩場(chǎng)地、濱河綠地以及文化遺址(張養(yǎng)浩墓)，可以此為依托打造河流景觀與歷史文化并重的濱河開放空間，提升文化服務(wù)的供給水平。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨快速城市化進(jìn)程，城市河流水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)存在著供需失衡的問題。本文以濟(jì)南市西濼河—玉繡河為研究對(duì)象，從水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需匹配的視角切入，分析了河流整體與河段單元水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供需匹配特征，并基于供需失衡原因從3種服務(wù)類型入手提出了河流整體和河段單元的規(guī)劃設(shè)計(jì)策略。研究引入yaahp權(quán)重系統(tǒng)加強(qiáng)了指標(biāo)量化的科學(xué)性，利用外業(yè)調(diào)研與問卷調(diào)查相結(jié)合獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)過程既考慮了河流景觀規(guī)劃與設(shè)計(jì)的空間要素，又充分考慮了使用者的需求意愿，河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供需評(píng)價(jià)范式可在規(guī)劃前期分析中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。本文提出的評(píng)價(jià)體系聚焦在水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的調(diào)節(jié)、支持和文化服務(wù)3方面，未考慮供給服務(wù)；在需求評(píng)價(jià)方面對(duì)周邊土地利用、人口密度等宏觀指標(biāo)考慮不足，今后可將宏觀數(shù)據(jù)與公眾意愿結(jié)合完善需求評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。此外，公眾的主觀意愿與認(rèn)知水平也會(huì)影響問卷結(jié)果的準(zhǔn)確性與客觀性，后續(xù)研究可進(jìn)一步優(yōu)化問卷內(nèi)容，確保服務(wù)需求的調(diào)查結(jié)果客觀嚴(yán)謹(jǐn)。