基于IPA分析的西安江村溝垃圾填埋場景觀生態(tài)修復策略

張 斌

吳國源*

馬 皎

在生態(tài)文明“五位一體”的總體規(guī)劃中，“垃圾圍城”困境對生態(tài)文明建設的影響一直以來是多個學科關注的焦點問題。從2011年以來，國務院批準了住房和城鄉(xiāng)建設部等16個部門印發(fā)的《關于進一步加強城市固體廢物處理的工作意見》，力爭到2030年達到城鄉(xiāng)固體廢物處理水平接近發(fā)達國家水平。要達到這個目標，必須在依靠生態(tài)修復技術的基礎上，明確環(huán)境受眾群體對所處環(huán)境狀態(tài)和所提供服務的滿意度問題。公眾環(huán)境滿意的指標往往包括在一些與環(huán)境保護有關的評價體系當中，國家生態(tài)文明建設示范城市(縣、區(qū))要求“生態(tài)文明建設公眾滿意度≥80%”[1]。最近，國家綠色發(fā)展指標體系[2]也納入了“公眾對生態(tài)環(huán)境質量的滿意度”，就公眾滿意度而言，IPA分析法(Importance-Performance Analysis)即重要性及其表現(xiàn)分析法，備受學者和專家的青睞，文獻[3-6]等從不同角度對公眾就環(huán)境滿意度進行了研究。本研究中的公眾景觀生態(tài)環(huán)境滿意度主要指垃圾填埋場周邊村民在體驗垃圾場自身及周邊景觀生態(tài)環(huán)境的過程中，對垃圾填埋場景觀生態(tài)保護狀況的累計感受。

目前，國內垃圾填埋場景觀生態(tài)修復研究多集中在封場后的改造及生態(tài)恢復[7-8]，而國外對垃圾場進行景觀重建更側重于場地帶來的社會效益[9-11]。基于IPA分析法以環(huán)境受眾人群滿意度測量去指導城鄉(xiāng)邊界棕地景觀生態(tài)修復的認識與討論相對缺乏。本研究以西安江村溝垃圾填埋場為研究對象，運用“重要性-績效分析”方法(又稱IPA分析方法)設計調查問卷，并從村民景觀生態(tài)感知角度出發(fā)，探討村民對周邊垃圾填埋場實際景觀生態(tài)感知與期望之間的關系，以及影響村民景觀生態(tài)感知的重要因素。結合景觀生態(tài)恢復技術，對垃圾填埋場的景觀生態(tài)恢復提出相關設計策略。

1 研究方法

1.1 實驗場地

實驗場地位于距離西安市中心15km的東郊白鹿原江村溝垃圾填埋場。垃圾填埋場始建于1993年，總庫容4 900m3，主要包括生活垃圾衛(wèi)生填埋區(qū)、垃圾滲濾液處理站、垃圾沼氣發(fā)電站三大部分。白鹿原為三級黃土臺塬地貌，該垃圾處理廠處于三級臺塬中的二級狄寨塬，比平原高出140m，是東西走向的溝，全長5.6km，中間是容積較大的坑，直徑1.6km，兩端筑壩，屬山谷型填埋場(圖1)。由于江村溝深切黃土臺塬，因此成為黃土臺塬中潛水排泄的天然通道，致使黃土層中的潛水以泉水和面狀滲流的形式排至江村溝中，形成地表徑流。

江村溝垃圾場垃圾來源為居民區(qū)、商業(yè)體、企事業(yè)單位及政府部門和市政清潔等的廢玻璃、金屬、紙張、織物等可回收循環(huán)利用物品，廢電池、燈管、藥品、油漆等對人和環(huán)境有潛在危害的物品，餐廚垃圾、落葉修剪物及其他各種各樣的廢棄物。其組成成分統(tǒng)計見表1。

圖1 實驗場地區(qū)位圖

圖2 實驗場地土壤采集點編號及分布圖

圖3 景觀生態(tài)滿意度模型

1.2 土壤測試

本研究小組于2018年7—9月依據(jù)周邊村民生活與生產(chǎn)行為，選取江村溝垃圾填埋場內部及周邊生活生產(chǎn)區(qū)共計57處土壤測試采集點(圖2)。實驗依據(jù)垃圾填埋場的地勢、風向及填埋單元，在對可能產(chǎn)生污染的流向上進行了分析，并為不同采集點確定了編號。其中，編號13-24、27-31、57是垃圾填埋場內部不同區(qū)域的采集點，編號1-6、25、26、40-43、46-49、52-56是垃圾填埋場周邊的農(nóng)田用地采集點，編號35、44、45、50、51是垃圾填埋場周邊村民的生活區(qū)采集點，編號7-12、32-34、36-39是垃圾場與農(nóng)田的邊界區(qū)采集點。57處采集點的樣本均為垃圾填埋場排出的滲濾液與土壤的混合物。

實驗將采集樣本送往陜西師范大學化學分析實驗室進行土壤重金屬元素含量測試，并于2019年3月獲得實驗數(shù)據(jù)。

1.3 IPA模型

景觀生態(tài)滿意度是指公眾對景觀和服務的實際感受與期望之間的比較程度。當感知低于預期時，公眾會感到不滿，甚至抱怨和抵制；當感知接近預期時，公眾就會感到滿意；當感知遠遠超過預期時，公眾就會產(chǎn)生信任；當公眾不滿意時，如果采取積極的措施來進行景觀補償，也有可能使公眾由不滿轉變?yōu)闈M意，最終成為一個忠誠可信的公眾[12]。

而IPA“重要性-績效分析”方法，著重考察滿意度(表現(xiàn)值)與重要性(期望值)這2個維度之間的關系，也就是公眾感知與期望之間的關系(圖3)。依據(jù)文獻[13-15]中的研究界定影響公眾景觀生態(tài)性感知的主要因素為空氣質量、揚塵處理、廢氣處理、異味、河水水質、飲用水達標、廢水處理、垃圾收集、垃圾清運、垃圾處理、植物種類、土壤狀態(tài)、生物種類、景觀美觀度和景觀生態(tài)維護15項。

1.4 問卷調查

研究小組對江村溝垃圾填埋場周邊村民進行了走訪調查，同時邀請90位村民填寫調查問卷。共回收問卷90份，其中有效問卷79份。本研究采用標準的李克量表，每個備選子因素都是向同一梯度變化，并且每個子項都是平行關系。對景觀生態(tài)滿意度的備選項賦值為“非常滿意＝5、滿意＝4、說不清楚＝3、不滿意＝2、非常不滿意＝1”，對景觀生態(tài)期望重要性的備選項賦值為“非常重要＝5、重要＝4、說不清楚＝3、不重要＝2、非常不重要＝1”，以計算出具體的滿意度及重要性分值，方便后期數(shù)據(jù)分析及比較。問卷中還包括有關個人特征的問題，如年齡、性別、家庭人數(shù)、收入、居住時間等。在回收問卷之后，隨機選出20戶進行回訪。另外邀請垃圾填埋場工作人員3位、環(huán)保工作人員2位、村民干部2位組成專家訪談組，進行深入的專家訪談。

表1 江村溝垃圾組成成分

2 結果

2.1 各測點土壤情況

江村溝垃圾填埋場內各測點土壤的實測研究結果表明：不同采樣點土壤與對照點相比，所處地勢越低，土壤樣本中的有機質、全N、全P含量越高；各測點含有多種污染物且測點間的污染程度和含量有明顯差異；15、22、23、24、57測點的污染物種類最多，為污染嚴重區(qū)；場地呈現(xiàn)出8種類型的污染斑塊，分別是1)以1、15、23、24、57為代表受Ca、Cr、Sr、Pb、Mn、Ni、Cu污染，2)以22為代表受Cr、Sr、Pb、Mn、Ni污染，3)以9、16為代表受Ca、Cr、Sr、Ni、Cu污染，4)以30為代表受Ca、Cr、Pb、Mn、Cu污染，5)以46為代表受Cu污染，6)以12、13為代表受Ca、Cr、Ni污染，7)以3、37為代表受Ca、Sr、Ni、Cu污染，8)1-57均受堿污染。對周邊土壤的調查表明，何家村、江村溝水庫北坡及肖家寨水庫南塬邊3個采樣點土壤中Hg的含量比填埋場修建前增加了2倍以上。57處土壤采集點的實測重金屬污染種類、污染程度及分布情況如圖4所示，結果顯示垃圾場內部、邊界區(qū)、農(nóng)田區(qū)、生活區(qū)4個區(qū)域均受垃圾污染影響，呈現(xiàn)出不同污染程度和污染物的差異，同一區(qū)域又有不同的污染物種類及含量。

2.2 問卷情況

為了鑒別測量問卷的質量，必須對問卷進行信度和效度的測量。信度是指問卷的可靠程度，是評價調查問卷是否具有有效性和可靠性的有效分析方法[16]。Cronbach's α即內部一致性系數(shù)，是目前最常見的信度指標，Cronbach's α達到0.7以上就被認為是具有較高的信度指標[17]。本研究采用SPSSAU 10.0對15個指標進行 Cronbach's α檢驗，得到的一致性系數(shù)為0.752，說明問卷的信度較好。

2.2.1 影響景觀生態(tài)感知因素重要性與滿意度測量

圖4 57處樣本重金屬種類及分布圖

本次調研村民人群中的控制變量自然屬性部分：平均年齡45，50歲以上的人群占到41%，趨于老齡化；而女性多于男性，占59%；戶均人口為4.13。此次調研的數(shù)據(jù)對影響景觀生態(tài)感知的15個因素的重要性及滿意度進行了排序(表2)，其中村民對15個景觀生態(tài)感知影響因素的重要性(期望值)的平均得分為3.47～4.21，4分以上的因子有4個，分別是植物種類(4.21)、飲用水達標(4.17)、土壤生態(tài)(4.05)和生物種類(4.01)。調研中部分村民回憶，垃圾場建造前環(huán)境中植被茂盛、植物種類繁多，隨著植被的減少，感受到空氣及土壤質量、生物種類都有所下降，并且從視覺美感上喪失了景觀韻律。因此村民非常懷念垃圾場建造前的自然環(huán)境，認為植被茂盛、植被種類多是景觀生態(tài)的基礎，也是最為重要的一點；而飲用水是村民生活的基本保障，認為在生態(tài)系統(tǒng)中水環(huán)境遭受破壞也是影響生態(tài)性感知的重要因素之一；土壤生態(tài)、生物種類也是排名靠前的2個因素，村民生產(chǎn)依靠土壤環(huán)境，他們認為土壤條件、農(nóng)作物生長與生態(tài)滿意度成正比關系。

村民對江村溝垃圾場及周邊景觀生態(tài)的實際感知度(表現(xiàn)值)的平均得分為2.77～3.88，因子的滿意度均值均未超過村民的期望值均值。村民滿意度3.70分以上的因子有3個，分別為飲用水達標(3.88)、垃圾收集(3.76)和垃圾清運(3.72)，表明村民對江村溝垃圾填埋場景觀生態(tài)性感知的這3個因子比較滿意。村民對飲用水質量相對滿意，生活用水質量在專門部門的監(jiān)管下已經(jīng)達標，能夠保障村民對生活用水的基本需求；而垃圾的收集及清運問題，在調查的過程中村民也表示滿意度較高，與以往相比配備了專門的垃圾收集堆放處，垃圾設施設備及清運也較為完善；而植物種類、土壤生態(tài)、河水水質這3項的滿意度最低均未超過3.00分。

2.2.2 IPA生成表現(xiàn)值與期望值

利用SPSSAU 10.0對問卷進行了分析，得到問卷的期望重要性和感知度的均值分別為3.78和3.30，以選擇的重要性和感知度的均值作為IPA圖4個象限的分界點，生成IPA圖(圖5)。

由生成IPA分析圖可知，位于第四象限域的因素有4個，其中偏差較大的為11植物種類、12土壤狀態(tài)、13生物種類，因此這3點是未來景觀生態(tài)修復的重點改進方面；而14景觀美觀度、15景觀生態(tài)維護的滿意度均未超過重要度數(shù)值，即村民普遍認為周邊環(huán)境的美觀度需要提升，對于建設的后期維護不夠滿意。

圖5 15個感知因素IPA生成圖

3 設計策略

3.1 綠色針灸概念提出

垃圾填埋場的景觀生態(tài)修復是復雜而漫長的過程。一方面，依據(jù)IPA期望值和重要性的分析結果，在15個景觀生態(tài)感知因素中優(yōu)先從植物種類、土壤生態(tài)和生物種類三方面入手，讓3個因素相互促進，可以起到整個景觀生態(tài)修復工程的先鋒作用；另一方面，根據(jù)江村溝垃圾填埋場土壤測試，整個場地土壤污染程度和污染物的差異，需要有針對性的修復方法。因此，本研究立足生產(chǎn)、生活、生態(tài)提出“綠色針灸”的概念，根據(jù)輕重緩急從而對癥下藥。首先，根據(jù)土壤測點的污染物成分、含量、位置及地形特征所形成的污染斑塊，對場地進行類型劃分。其次，由各類型斑塊的特點選擇隔離或治理方法：隔離是林帶包圍垃圾場，隔離氣味與視線，人工隔離溝阻隔滲濾液滲透，雨水溝收集雨水，防止二次污染；治理是針對污染較為嚴重的區(qū)域，采取客土、封閉、固化甚至化學藥劑介入進行強力修復。最后，利用不同植物對不同污染物的吸附作用改善土壤質量，逐步恢復場地的景觀生態(tài)和生物多樣性。

圖6 植物與土壤生態(tài)關系圖

3.2 植物配置與土壤生態(tài)

從村民對景觀生態(tài)感知的IPA分析結果可知，植物與土壤作為江村溝垃圾填埋場景觀生態(tài)修復的重點改進方面，直接關系到農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境和村民生活環(huán)境。土壤實驗也明確了不同區(qū)域土壤的污染成分，而植物與土壤的依存關系及景觀生態(tài)的持續(xù)性取決于植物與土壤的相互適應(圖6)。

在江村溝垃圾填埋場的土壤生態(tài)及景觀生態(tài)修復中，需要在各污染斑塊污染成分分析的基礎上，選擇相應植物對堿、重金屬等有害物質進行吸附。依據(jù)文獻[18-20]和具體地塊土壤污染成分的分析，對場地進行了植物配置(表3)。

4 結語

本文對西安江村溝垃圾填埋場內、周邊村民生活區(qū)及生產(chǎn)活動區(qū)的57處土壤進行了重金屬成分實驗和村民景觀生態(tài)性感知研究，驗證了江村溝垃圾場內部與周邊生活生產(chǎn)區(qū)污染源與村民生態(tài)性感知的一致性，并為后期的垃圾場棕地修復提供了一定的依據(jù)。垃圾場滲濾液對周邊生活生產(chǎn)區(qū)的土壤有一定的污染，主要表現(xiàn)在重金屬污染，影響了村民對土壤生態(tài)的感知滿意度。土壤的污染導致了植被種類的減少，村民對景觀植被種類感知的滿意度極低。因此本文提出以植被配置吸附土壤重金屬的景觀生態(tài)修復手段恢復村民對景觀生態(tài)感知的滿意度，利用大斑塊改善整體土壤生態(tài)環(huán)境，針對各個區(qū)域土壤污染程度及差異性形成針對性小斑塊，最后運用植物對土壤酸堿度、重金屬等進行改善，期望能夠提高村民對垃圾填埋場景觀生態(tài)感知的滿意度。

“景觀生態(tài)修復”關乎“天、地、人”三才的共同系統(tǒng)，應明確生態(tài)系統(tǒng)不確定性之下眾多的影響因子，基于IPA分析的景觀生態(tài)滿意度對城鄉(xiāng)邊界棕地空間優(yōu)先需要生態(tài)修復因子的識別有一定的參考價值。以村民對垃圾填埋場的感知表現(xiàn)與期望值構建評價框架體系來明確優(yōu)先級確定景觀生態(tài)修復關鍵因素具有非常重要的現(xiàn)實意義，從而為政府部門決策提供參考依據(jù)，更加有效和有針對性地面對生態(tài)環(huán)境及自然環(huán)境帶來的不利影響。此外，以環(huán)境受眾人群滿意度測量去完善景觀生態(tài)補償機制，對于城市鄰避設施區(qū)域(垃圾填埋場)生態(tài)系統(tǒng)功能要求較高的生態(tài)區(qū)域而言具有較高的價值，為未來發(fā)展是否符合人群預期及景觀生態(tài)發(fā)展效果評價提供了理論基礎。同時，本文還存在一定的局限性，IPA形成的因素分類方式是探究周邊村民對景觀生態(tài)修復績效滿意度評價的一個視角，如何更全面地看待生態(tài)修復系統(tǒng)的績效影響因素尚有待深入研究，對景觀生態(tài)感知有效性可以進一步在時間和空間上進行驗證。

表2 景觀生態(tài)感知因素的重要性和滿意度排序

表3 各地塊土壤污染及植物配置

注：文中圖片均由張斌、李暢繪制。

致謝：感謝陜西師范大學化學分析實驗室提供的數(shù)據(jù)幫助；感謝研究小組對數(shù)據(jù)收集提供的幫助。