水土保持植被恢復與建設工程美景度評價初探
——以長溝泵站工程管理區為例

馬士龍，樊 華，馮晏輝，翁麗珠

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

近年來，隨著全國生態文明建設的推進，水利工程永久占地范圍內水土保持植被恢復與建設工程的服務功能由傳統的水土保持，逐漸向景觀、游憩和水土保持等多種功能轉變，但是在滿足水土保持功能的基礎上，將景觀、游憩功能最大化的研究開展得較少。筆者以南水北調東線長溝泵站管理區為例，將其園區分為河渠景觀、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)法對其美景度進行研究，并選取植被覆蓋度、植物種配置、微地形塑造及硬質化比率4類評價指標，建立多元回歸模型，探討4類指標對園區美景度的影響程度，以期為水利工程永久占地范圍內的水土保持設計及景觀塑造提供依據和參考。

1 研究區概況

長溝泵站是南水北調東線工程的第十一級抽水梯級泵站，位于山東省濟寧市長溝鎮新陳莊村北、梁濟運河東岸。該區為暖溫帶半濕潤季風性氣候，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，有機質含量較高。

長溝泵站管理區按照用途不同可以分為河渠區、建筑物區、綠化區及棄土區4個部分，其植被恢復與建設工程采取園林式景觀綠化標準，植物較為多樣，主要以耐鹽堿、抗性強的鄉土樹種為主。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、細葉麥冬、五葉地錦、白三葉等。為保證植物措施的后期養護管理，綠化區內布設了自動噴灌設施。長溝泵站管理區整體綠化效果很好，被評為“濟寧市市級園林式單位”。

2 研究方法及方案

2.1 景觀美學評價

2.1.1 評價方法

景觀美學評價興起于20世紀60年代，發展至今形成了專家學派、心理物理學派、認知或心理學派及經驗或現象學派[1]等四大學派。盡管各個學派之間存在分歧，但是學者普遍接受景觀質量由景觀本身的特性和評判者的審美共同決定這一觀點。由DANIEL和BOSTER于1976年提出的SBE法，主要用于自然風景、森林景觀、旅游環境等方面的評價[2]。但隨著SBE法的發展，目前其在公園、道路、鄉村景觀等各類景觀資源評價中均有應用。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為單側正態分布分位數)；CPik為受測物i評分值≥k的累計頻率；f(CPik)為累積正態函數分布頻率；m為景觀評價的等級數；SBEi為受測物i的美景度值；BMMZ為基準景觀平均z值。

本次研究將長溝泵站管理區景觀評價等級采用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

根據長溝泵站管理區景觀屬性的不同，將園區劃分為河渠景觀、建筑景觀、園路景觀及棄土場景觀4種景觀類型，并對每一種類型進行拍照取樣，按照不同的評價指標每個樣地至少拍攝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，相機采用尼康D700，拍攝焦距統一為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：評價者人數為25人，大多來自國內主要水利設計院，專業包括水利工程、風景園林、水土保持、農田水利、環境生態及環境工程等，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：本研究選擇室內照片進行評價。第一步，將照片制作成幻燈片，用投影儀在室內放映，設定每張幻燈片放映20 s，不可倒回放映，以減少人為誤差；第二步，評價人員現場從主觀觀感和專業要求角度，采用背靠背的形式對每張照片進行景觀評價，并按照景觀評價等級進行賦值；第三步，隨機選取基線景觀(本研究為樣本13)，確定其SBE=0，當測算SBE>0則說明景觀美景度高于基線景觀，當SBE<0則相反。

2.2 評價回歸模型

2.2.1 指標選取

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

2.2.2 指標賦值

評價人員按照評價指標現場對不同的景觀類型及樣本取樣點進行調查，依據評價指標的級別現場采用背靠背形式對每一個評價指標進行賦值。計算所有評價人員評價指標分值的數學平均值即為每一個樣本的指標分值，將其作為評價指標量值。

表1 美景度評價指標及賦值

2.2.3 景觀評價回歸模型

將美景度值作為因變量，景觀評價指標作為自變量，應用SPSS軟件建立數學模型，探討美景度值與景觀評價指標之間的相關關系[3]，并進行多元回歸分析，建立美景度值與評價指標的回歸方程，從而討論各類評價指標對園區美景度的影響程度。

3 美景度值計算與分析

應用景觀美學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值進行分類(見表2)，統計SBE值的最大值、最小值、平均值及標準差等數據(見表3)。由表2、表3可以知，長溝泵站管理區SBE值最大為139.50，最小為-44.75，得分為負值的有7個，得分為正值的有23個。

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

4 美景度評價模型建立與分析

4.1 評價指標分值

通過現場調查及樣本對照，將所有評價人員的評價指標分值進行數學平均，得到每一個樣本的指標分值，見表4。

表2 所有樣本SBE值

表3 SBE值統計

4.2 相關性分析

將每一個樣本的SBE值作為因變量，評價指標分值作為自變量，分析兩者之間的相關程度(見表5)。結果表明，SBE值與植物種配置、植被覆蓋度、硬質化比率均存在極顯著的相關關系(P<0.01)，但是與微地形塑造相關性不顯著(P>0.05)。根據相關系數的大小，可知對水土保持植被恢復與建設工程美景度值的影響程度為植物種配置>植被覆蓋度>硬質化比率>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)和硬質化比率(X3)進行擬合回歸，其相關系數R=0.84。依據回歸模型參數(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 景觀評價指標分值

表5 SBE值與評價指標相關程度

表6 回歸模型參數

5 結論與討論

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