公路建设项目景观视觉影响评价的方法研究

戴永立，王临清

(环境保护部环境工程评估中心，北京 100012)

1 公路景观视觉影响评价研究现状

景观是由不同土地单元组成，具有明显视觉特征的地理实体。景观影响是对景观结构、功能和质量方面的影响，相对而言，景观视觉影响则强调景观外貌的改变，以及对人的视觉效果的影响。随着生态文明建设新时期的到来，人们对景观质量的要求日益提高，景观视觉影响评价成为公路建设项目环境影响评价的一个重要组成部分。

景观生态学的理论和方法是景观视觉评价与景观保护的基础。工程活动的景观视觉影响评价，就是评价或预测某种工程活动 (如公路取土场的设置)将会给原有景观带来多大程度的改变和视觉冲击。客观来看，工程活动与原始景观的对比越强烈，与观察者距离越近，其视觉冲击就越大，景观视觉影响的程度就越高。美国的VRM［1］将具体的工程活动分解为形体、线条、色彩、质地4个方面，与原有景观的4个方面进行对比评价;部分学者［1］在公路的景观影响评价中，将观察者视觉距离、工程场地沿公路方向长度、工程场地面积大小、本底景观类型、工程场地坡度等5个因素作为视觉冲击程度分级的依据。

美国有关政府部门在多个涉及到景观保护与规划中均采用了景观生态学方法进行景观评价与保护，较为典型的有内务部土地管理局的VRM(Visual Resource Management)［1］、联邦公路局的VIA(Visual Impact Assessment for Highway Projects)［3］、农业部林务局的 VMS(Visual Management System)以及代替VMS的更加注重自然生态系统保护的 SMS(Scenery Management System)［4］等。近年来，也有学者［5，6］采用心理物理学派的观点，运用相片法并结合大众评分，探讨了在道路景观美景度感知中不同群体的感知差异表现及其原因。

在国内，王晓俊［7，8］在介绍了美国风景资源管理系统及其方法的基础上，提出了我国的风景资源管理和视觉影响评估;王红［9］针对公路景观的特点，提出用相对坡度、景观与道路使用者的距离、景观在视域内的出现几率、景观醒目程度等4个因素来评价公路沿线的环境景观敏感度;贺志勇等［10］建议采用景观生态学的方法基于遥感 (RS)和地理信息系统 (GIS)技术评价公路建设的景观影响;胡文友等［11］从高速公路景观规划的思路出发，提出通过对公路沿线景观进行美学质量评价、景观阈值评价、景观敏感度评价和特殊景观评价，进而进行综合的景观影响评价。

总体来看，由于缺乏统一的评价标准和方法，景观视觉影响评价带有很大的主观性和不确定性。如何科学、客观地评价公路建设中各类工程活动对景观视觉环境的影响，进而提出具有针对性的景观保护措施，是当前公路环境保护中关心的热点问题之一。笔者以既有青藏公路改建完善项目为例，以其施工建设中具有代表性的取土场设置，探讨公路建设的景观视觉影响方法，并提出针对性的保护措施。

2 公路景观视觉影响评价的方法研究

2.1 青藏公路及其景观敏感性

青藏公路格尔木至拉萨段全长1131km，长期以来承担着90%以上的进出藏物资运输和85%以上的进出藏客运任务，一直被誉为“西藏生命线”。2006年，青藏公路拟在保持现有公路技术等级 (二级)的前提下，进行包括环境整治工程在内的“改建完善工程”，包括整修路基147.2km，维修路面288.8km，重建桥梁9座，增设涵洞251道，增设服务区5处等内容，共需土方90.9×104m3，设21个取土场。

由于青藏公路沿线平均海拔超过4000m，涉及高山、湖泊、草原等多种景观类型，其中五道梁段和那曲段景观独特且极为敏感，因此研究工程活动对公路景观视觉影响十分必要。

2.2 青藏公路沿线景观分类

景观分类是开展景观评价、规划和保护的基础。2008年，Dumas等提出了地中海城市-森林界面分类系统 (MUFIC)，主要依据遥感影像和景观格局指数对城市景观进行定量分类。景观生态分类系统是景观分类的主要流派，分类时强调景观的生态功能特征，基于植被类型和土地利用等参数。公路景观的一个显著特点是呈狭长带状分布，涉及多水平、多尺度的景观分类系统。RS和GIS技术的发展为大范围内的景观分类提供了可能。

借助于美国陆地资源卫星Landsat TM影像解译的青藏公路沿线的土地利用数据，结合青藏高原植被图、青藏高原土壤类型图、青藏高原地貌类型图等，加上实地踏勘和定位公路沿线村镇及特殊景观资源点的位置及大小，利用GIS技术，在ARCGIS软件中将青藏公路沿线景观划分为17种类型，包括:高山冰雪、湖泊、河流、林地、高山灌丛、沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原、疏林地、高寒荒漠、戈壁、沙地 (沙丘)、盐碱地、裸地 (包括了裸岩石砾地及裸土地等)、农田、人文聚落 (城镇、村落、厂矿用地)、特殊人文景观 (主要指沿线庙宇、玛尼堆、纪念标识等特别景点)等。其中五道梁段、那曲段的景观类型划分结果见图1、图2。

图1 五道梁段公路景观类型划分Fig.1 Landscape classification of Wudaoliang Part

图2 那曲段公路景观类型划分Fig.2 Landscape classification of Naqu Part

2.3 景观美学评价

一般来说，景观美学评价包括景观实体的客观美学质量和观察者的主观感受评价两个部分。对于美学质量评价，国外学者先后提出了美景度估测模型［12，13］、风景比较评判法［14，15］、环境评判模型［16］等一系列评价理论和方法，美国不同政府部门的景观管理系统中也都有景观美学评价的详细步骤和方法。观察者的主观感觉受到观察者的背景、经历、情绪、体会等多方面因素的影响，本研究中暂不考虑。

张阳、董小林［17］主张从自然景观、人文景观以及公路建设影响3个方面出发，采用层次分析法对公路沿线景观质量进行分级。武彦林等［18］提出了公路沿线视觉资源管理的概念，并采用分类打分的方式确定公路沿线景观质量分级。沈渭寿等［19］在景观美学评价中采用了专家打分法来划分景观质量级别。借鉴已有成果，本研究根据地形变化 (0～12分)、植被覆盖度 (0～20分)、水体丰富程度 (0～18分)、颜色丰富程度 (0～10分)、景观的协调性 (0～20分)、景观的特异性 (0～20分)等要素进行综合评价，将青藏公路沿线各类景观按美学质量进行分级，结果见表1。

表1 青藏公路沿线景观美学质量评价结果Tab.1 Quality assessment results of Qinghai-Tibet Highway

2.4 视觉敏感性分析

视觉敏感性是用来衡量观察者对某一景观注意程度的一个概念，人们注意力越集中的风景点，其敏感性程度就越高，即在该点的任何变化就越能影响人们审美态度的改变［20］。视觉对景观感知的敏感性是分析景观视觉影响的根本因素之一，要对公路建设过程中的景观视觉影响进行评价，必须将视觉敏感性分析纳入模型之中。VMS中把视觉敏感性划分为3个等级:高敏感区、中敏感区、低敏感区，我国也有学者开展过这方面的研究［8，21］。

一般而言，观察者观察景观的视角和距离决定了景观的视觉敏感性，视角越大、景观与观察者的视觉距离越近，景观的易见性就越高，景观的视觉敏感性越高。对公路景观而言，司乘人员是最主要的观察者，分析公路沿线景观的视觉敏感性可以简化为公路两侧景观相对于公路的陡峭程度 (相对坡度)和景观与公路中心线距离的分析。

根据青藏公路沿线相对坡度特点，本研究以区域地形特点替代公路与景观的相对坡度。在视觉距离的划分上，美国的VMS和我国的环境影响评价技术方法推荐了不同的景带划分标准［22，23］，本研究中采用我国环境影响评价技术方法中推荐的距离参数。由此，将青藏公路沿线景观的视觉敏感性分为高、中、低3个级别 (见表2)。

表2 青藏公路沿线视觉敏感性分级Tab.2 Visual sensitivity classification of Qinghai-Tibet Highway

2.5 景观保护级别划分

以景观质量评价和视觉敏感性分析为基础，应用矩阵分析，将青藏公路沿线区域的景观保护级别划分为I级、Ⅱ级、Ⅲ级、IV级 (见表3)。

表3 青藏公路沿线区域景观保护级别的划分Tab.3 Landscape conversation classification of Qinghai-Tibet Highway

根据上述矩阵，利用GIS的叠图法进行处理，即可绘制青藏公路格尔木-拉萨段沿线区域景观保护分区分级图，其中五道梁段、那曲段的景观保护分区见图3、图4。

图3 五道梁段公路景观保护分级Fig.3 Landscape conservation classification of Wudaoliang Part

图4 那曲段公路景观保护分级Fig.4 Landscape conservation classification of Naqu Part

其中，I景观级保护区主要包括了所有的A级景观以及部分距离公路近且高度敏感的B级景观;Ⅱ级景观保护区主要是距离公路较近且有一定敏感性的B级景观、或者高敏感的C级景观;Ⅲ级景观保护区主要是距离公路很远且低敏感的B类景观、有一定敏感性的C类景观、少数距离公路较近且高敏感的D类景观;IV级景观保护区主要是D级景观以及敏感性很低的C级景观，从景观保护角度适宜作为工程活动场地。

3 工程施工作业典型区—取土场的景观视觉影响应用分析

选取青藏公路改建完善工程中的取土场设置，应用景观视觉影响评价方法来分析。

取土场的形体、线条与周围现状景观的对比度大小，均取决于工程场地面积大小，取土面积越大，则工程活动的视觉冲击就越强;取土场取土之后的色彩、质地与周围现状景观的对比度，则是与原有景观的植被丰实程度相关，原始的植被越茂盛，工程活动场地设置的视觉冲击就越强。本研究将工程活动景观影响程度划分为强、中、弱3个等级 (见表4)。

将表3的景观保护分区结果与表4的内容再次进行叠置，即可对具体工程活动的景观视觉影响进行评估。本次研究中，将评估结果分为较弱、中等、较强、剧烈4种 (见表5)。

表5 青藏公路景观视觉评估系统的建立Tab.5 Establishment of visual management system of Qinghai-Tibet Highway

其中，景观视觉影响评价结果为“较弱”，意味着景观影响可以接受;评价结果为“中等”，意味着施工完毕后进行简单处理 (如场地平整、覆盖表层土等)，基本上可以保证公路沿线景观不受影响，属于宽松的有条件接受;评价结果为“较强”，意味着不但在施工活动中要非常小心，而且在施工完毕后也必须采取认真的修复和补救措施(如人工植被恢复、景观重建等)才能够保证不会形成“景观疮疤”，属于严格的有条件接受;对于评价结果为“剧烈”的工程活动，即使在工程完毕后采取周密的修复措施，景观也基本上不可能恢复到原来的状态，因此从理论上讲必须调整原有的设计方案。

综上，可按照如下步骤应用景观视觉影响评价方法:

(1)根据景观美学质量分级，确定设计文件中取土场设置区域的景观质量等级;

(2)判断取土场区域地形特征是山区、丘陵或平原，以确定景观视角的视觉敏感性;

(3)根据设计文件中取土场与公路的距离，确定观察者距离的视觉敏感性;

(4)采取现场调查及遥感影像解译方法，分析取土场所在区域的植被覆盖度，确定工程活动与原始景观色彩、质地方面对比的视觉冲击强度;

(5)根据设计文件中每一处取土场的取土面积 (或由取土量、取土深度计算取土面积)，确定工程活动与原始景观在形体、线条方面对比的视觉冲击强度。

4 评价结果分析与建议

4.1 结果分析

根据青藏公路改建完善工程初步设计文件，本次改扩建完善工程拟设置21处取土场，其所处位置、区域景观类型、地形特征、取土距离、取土面积、植被覆盖等均为已知。利用上述方法逐个评估取土场的景观视觉影响结果，结果见表6。

表6 青藏公路拟设置取土场的景观视觉影响评价Tab.6 Landscape visual impact assessment of Qinghai-Tibet Highway

根据对21处取土场景观视觉影响评价结果，2处取土场设置的影响程度为“剧烈”，4处为“中等”，15处为“较弱”。绝大多数取土场的评价结果为“较弱”和“中等”，说明设计单位在一定程度上考虑了景观因素，但由于缺乏科学、客观的指导，仍然有K3625+800处及K3693+600处的取土场设置距离公路过近、原始景观植被覆盖度较高，景观视觉影响评价模型评价结果为“剧烈”，需要修改原有的取土场设计方案。

根据景观视觉影响的相关因素分析，取土场的重新选址可以从以下几个角度考虑:取土场设置在C级或D级景观区域、搬迁至远景带或背景带、大幅度减小取土面积等。经过科研人员与工程设计单位的沟通，这两处取土场最终都进行了重新选址，实现了景观视觉影响评价结果指导工程活动的目标。

4.2 效果与建议

一套科学、规范而又行之有效的景观视觉影响评价技术，并将其评价成果应用到景观保护和规划中来，是公路景观视觉影响评价的关键所在。本次研究所建立的公路景观影响评价模型，主要是针对青藏高原上长距离线性工程的改建、重建工程设计，从模型设计最初到应用于工程实践中，都取得了较好的效果。然而，该评价方法是否适用新建公路或平原地区，可能存在着诸多问题有待进一步研究。

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