基于生態系統服務供需評價的城市河流景觀提升策略*

姜芊孜 王廣興 李金煜

山東建筑大學建筑城規學院 濟南 250101

生態系統服務的供需關系反映了生態系統與人類社會的平衡關系，決定了自然與人類社會能否可持續發展。當前，城市河流生態系統正面臨供給效能退化、供給與需求錯位等問題，全面認識城市河流生態系統服務供需耦合機制是協調河流不同尺度下空間權利和利益、進行科學管理與決策的重要手段[1－2]。

國外對河流生態系統服務的評價研究多聚焦在供給或需求的某一服務維度，如用KINEROS工具研究調節服務的價值量[3]；通過參與性制圖評估城市濱河區域的供給服務[4]；通過社會文化偏好評估文化服務的需求等[5]。而從供需雙方對城市河流生態系統服務進行評價的研究較少。相比之下，國內學者從供需角度展開了初步的研究，如通過重要性—績效方法研究濱水空間文化服務的供需特征[6]；探索濱水空間生態系統服務供需匹配的空間智慧[7]；對鄉村水系進行供需評價并提出重構策略[8]等。但多數對需求服務的研究是從土地利用、服務半徑、人口密度等宏觀數據出發，較少考慮使用者的需求意愿；還有些研究對供需指標的權重量化不足，且案例地多集中在水網較豐富的南方城市，針對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、科學量化供需指標、維持供需關系均衡的新思路[9]。本研究旨在:構建科學的判斷矩陣對指標進行量化；從公眾意愿角度獲取需求評價的測度指標；依據評價結果探索適用于北方城市河流水生態系統服務供需均衡的景觀規劃與設計策略。

1 城市河流水生態系統服務供需評價體系構建

1.1 概念內涵與測度指標

城市河流水生態系統服務供給是指河流通過自身的形態結構、生境特征及物理化學過程等提供的凈化水體、調節洪澇、游憩休閑等服務[10]。遵循科學性、整體性、典型性的指標篩選原則，結合已有研究文獻[11]，確定供給評價的服務類型為調節服務、支持服務與文化服務，其下包括8個維度和22個測度指標(表1)。

表1 城市河流水生態系統服務供給測度指標[11]

表1 （續）

城市河流水生態系統服務需求是指在一定的時空條件下，城市河流具有一系列被人類需求利用的生態產品和服務效能的能力，它受到人口基數、當下政策、生態條件、歷史文化等因素的影響[12]，兼具非排他性與潛在競爭性[13]。在需求評價方面，研究側重對公眾意愿的調查，選取與供給評價測度相對應的8個維度設置12項指標(表2)，通過問卷調查與公眾賦值獲取需求評價得分。

表2 城市河流水生態系統服務需求測度指標

1.2 指標權重的確定

利用AHP法，通過yaahp程序構建判斷矩陣計算各測度指標的權重[14]。首先，將每一服務類型下的維度分解為下一層級的指標，將指標按支配關系分為若干組；然后，通過這種遞進的層級結構構建判斷矩陣；最后，在判斷矩陣中通過兩兩比較確定不同指標的重要性程度。令Wi為維度指標的權重，每一維度下指標標準的和為1，公式為式(1):

式(1)中，n＝1，2，…上一層級所含的指標可作為下一層級指標的比較標準進行兩兩比較，如aij表示某一層級下第i個標準與第j個標準的相對重要性，aij取正整數及其倒數，由此構建判斷矩陣的取值規則(表3)[15]。將所有層級在判斷矩陣(aij)中兩兩對比，確定不同指標和維度的權重值，構建水生態系統服務供需指標權重體系(表4)。

表3 判斷矩陣取值規則

表4 城市河流水生態系統服務供需指標權重體系

2 研究場地概況與研究單元劃分

濟南市西濼河－玉繡河流經濟南市市中區、歷下區和天橋區，南起八里洼，北至小清河，全長約10.99 km，包括西濼河、西圩壕和玉繡河3個河段。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、下層行洪的空間結構[16]。根據對流域匯水區及周邊道路的分析，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。

根據河道斷面類型劃分4個河道單元[17]:八里洼廣場—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數據，又細分AW—DE 8個研究段。

3 濟南市西濼河-玉繡河水生態系統服務供需特征

3.1 服務供給特征

根據各河段長度占河流總長的比值確定各河道單元的權重分別是:八里洼廣場—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)；對各河道單元的水生態系統服務供給進行量化評價(表5)，并制作水生態系統服務供給的雷達圖示(圖1)。

表5 西濼河—玉繡河水生態系統服務供給總體評價結果

圖1 西濼河—玉繡河水生態系統服務供給雷達圖

經統計，河流整體服務供給為2.77，其中調節服務最高，為3.11，其次是支持服務，文化服務供給最低。從分段來看，馬鞍山路—青年橋段供給服務最高，為3.14；八里洼廣場—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 服務需求特征

在研究單元內利用問卷調查法收集周邊居民對城市河流不同維度的需求程度，問卷發放180份，有效回收168份。將問卷結果進行匯總、統計，得到需求服務評價結果(表6)，并用雷達圖表示(圖2)。

表6 西濼河—玉繡河水生態系統服務需求總體評價結果

圖2 西濼河—玉繡河水生態系統服務需求雷達圖

河流整體需求服務得分為3.06，從不同服務類型的公眾需求看，文化服務＞調節服務＞支持服務；分段來看，明湖北路—北園高架段需求評價得分最高，為3.18；青年橋—明湖北路段與八里洼廣場—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 服務供需匹配特征

將供需得分擬合對比，用供需得分的比值表示匹配情況，得到供需匹配評價結果(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，并將結果制成雷達圖示(圖3)。

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

調節服務方面，河流整體調節服務比值為1.02，匹配程度較高。從分段來看，供略小于需的河段有八里洼廣場—馬鞍山路段(0.96) 與明湖北路—北園高架段(0.97)，兩段都需繼續加強河流的水質凈化與小氣候調節能力。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提升水質凈化與小氣候調節服務。

支持服務方面，河流整體支持服務比值為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—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—玉繡河水生態系統服務供需匹配評價結果

圖3 西濼河—玉繡河供需匹配雷達圖

文化服務方面，河流整體文化服務比值為0.80，在提供游憩機會與審美欣賞方面需要重點提升。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—馬鞍山路段(0.66) 應注重水景設施與游憩設施的多樣性；青年橋—明湖北路段(0.69) 需注重歷史文化與提供教育機會兩個維度的提升。

4 提升策略

4.1 調節服務提升策略

河流整體調節服務供給略大于需求，供需基本匹配。建議完善雨污分流、雨水收集與凈化系統，構建河流廊道范圍內的綠色基礎設施網絡，提高河流廊道范圍內綠色景觀網絡的穩定性，提升河流的調節服務。

針對調節服務供給明顯小于需求的河段，優先發展薄弱項實現針對性的精細修補。八里洼廣場—馬鞍山路段與明湖北路—北園高架段供給不足，建議優先發展生態保育功能，通過優化護岸結構、擴大濱水植物緩沖帶寬度、調整植物類型與結構等措施全面提升水質凈化、雨洪管理與小氣候調節服務；青年橋—明湖北路段供略大于需，建議豐富水生植物，增加雨水設施；馬鞍山路—青年橋段供給大于需求，建議保留現有雨洪設施并持續優化。

4.2 支持服務提升策略

河道整體支持服務供給小于需求，建議通過街旁綠地、商業區綠地、居住區綠地的連接構建綠色生態網絡，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、低維護的濱河綠色網絡，提升河流的支持服務。

針對支持服務供給明顯小于需求的河段，通過生態措施實現服務提升。青年橋—明湖北路段位于城市高架橋下，服務供給受駁岸類型、喬灌草蓋度、交通、服務設施等因素的影響，建議改為生態駁岸，增加喬灌草蓋度以及垂直綠化面積，加強河道兩岸的連通性，提升支持服務。明湖北路—北園高架段建議豐富水生植物與自然動物種類。八里洼廣場—馬鞍山路段供大于需，馬鞍山路—青年橋段供需基本匹配，建議維持河道現狀并持續優化，適當豐富駁岸綠化與水生植物種類。

4.3 文化服務提升策略

河流整體文化服務的供給遠小于需求，建議加強河岸與周邊用地的交通聯系，建立慢行交通系統，同時豐富游憩場地和景觀設施，營造可觀、可游的城市河流休閑空間，提升河流的文化服務。

文化服務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能力。青年橋—明湖北路段文化服務的供給水平較低，建議增強河道兩岸的貫通性，豐富游憩設施，營造綠道與慢行道相串聯的線性休閑空間，為居民提供開放舒適的空間環境。在八里洼廣場—馬鞍山路段，建議增加游憩場地，為居民的交往和日?；顒犹峁┲С?。馬鞍山路—青年橋段供給大于需求，建議引入環境教育系統，提升文化服務層次；明湖北路—北園高架段有充足的游憩場地、濱河綠地以及文化遺址(張養浩墓)，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，提升文化服務的供給水平。

5 結語

伴隨快速城市化進程，城市河流水生態系統服務存在著供需失衡的問題。本文以濟南市西濼河—玉繡河為研究對象，從水生態系統服務供需匹配的視角切入，分析了河流整體與河段單元水生態系統服務的供需匹配特征，并基于供需失衡原因從3種服務類型入手提出了河流整體和河段單元的規劃設計策略。研究引入yaahp權重系統加強了指標量化的科學性，利用外業調研與問卷調查相結合獲取基礎數據，評價過程既考慮了河流景觀規劃與設計的空間要素，又充分考慮了使用者的需求意愿，河流生態系統服務供需評價范式可在規劃前期分析中進一步推廣應用。本文提出的評價體系聚焦在水生態系統服務的調節、支持和文化服務3方面，未考慮供給服務；在需求評價方面對周邊土地利用、人口密度等宏觀指標考慮不足，今后可將宏觀數據與公眾意愿結合完善需求評價的指標體系。此外，公眾的主觀意愿與認知水平也會影響問卷結果的準確性與客觀性，后續研究可進一步優化問卷內容，確保服務需求的調查結果客觀嚴謹。