水土保持植被恢复与建设工程美景度评价初探——以长沟泵站工程管理区为例

马士龙，樊 华，冯晏辉，翁丽珠

(1.中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222； 2.水利部 水利水电规划设计总院，北京 100120)

近年来，随着全国生态文明建设的推进，水利工程永久占地范围内水土保持植被恢复与建设工程的服务功能由传统的水土保持，逐渐向景观、游憩和水土保持等多种功能转变，但是在满足水土保持功能的基础上，将景观、游憩功能最大化的研究开展得较少。笔者以南水北调东线长沟泵站管理区为例，将其园区分为河渠景观、建筑景观、弃土场景观及园路景观等4种景观类型，利用SBE(Scenic Beauty Evaluation)法对其美景度进行研究，并选取植被覆盖度、植物种配置、微地形塑造及硬质化比率4类评价指标，建立多元回归模型，探讨4类指标对园区美景度的影响程度，以期为水利工程永久占地范围内的水土保持设计及景观塑造提供依据和参考。

1 研究区概况

长沟泵站是南水北调东线工程的第十一级抽水梯级泵站，位于山东省济宁市长沟镇新陈庄村北、梁济运河东岸。该区为暖温带半湿润季风性气候，多年平均气温13.7～16.0 ℃，多年平均降水量478.00 mm；地形地貌以鲁西南黄泛冲积平原与冲积湖积平原为主；土壤以淤泥、裂隙黏土、壤土、砂土和盐碱土等为主，土壤肥沃，有机质含量较高。

长沟泵站管理区按照用途不同可以分为河渠区、建筑物区、绿化区及弃土区4个部分，其植被恢复与建设工程采取园林式景观绿化标准，植物较为多样，主要以耐盐碱、抗性强的乡土树种为主。常绿乔木选用雪松、黑松、青杄、淡竹、大叶女贞等，落叶乔木选用银杏、金丝柳雄株、毛白杨雄株、五角枫、中国红枫、复叶槭、白蜡树、黄山栾树、杂交马褂木等；常绿灌木选用小叶女贞(球根苗)、石楠(球根苗)、小龙柏、扶芳藤(球根苗)、砂地柏等，花灌木选用丛生紫薇、紫叶李、紫叶碧桃、白花山碧桃、日本晚樱、紫丁香、榆叶梅、栾枝梅、珍珠梅、木槿、蜡梅等；地被类植物选用粗壮景天、鸢尾、日本绣线菊、细叶麦冬、五叶地锦、白三叶等。为保证植物措施的后期养护管理，绿化区内布设了自动喷灌设施。长沟泵站管理区整体绿化效果很好，被评为“济宁市市级园林式单位”。

2 研究方法及方案

2.1 景观美学评价

2.1.1 评价方法

景观美学评价兴起于20世纪60年代，发展至今形成了专家学派、心理物理学派、认知或心理学派及经验或现象学派[1]等四大学派。尽管各个学派之间存在分歧，但是学者普遍接受景观质量由景观本身的特性和评判者的审美共同决定这一观点。由DANIEL和BOSTER于1976年提出的SBE法，主要用于自然风景、森林景观、旅游环境等方面的评价[2]。但随着SBE法的发展，目前其在公园、道路、乡村景观等各类景观资源评价中均有应用。美景度值计算公式为

(1)

SBEi=(MZi-BMMZ)×100

(2)

式中：MZi为受测物i的平均z值(z为单侧正态分布分位数)；CPik为受测物i评分值≥k的累计频率；f(CPik)为累积正态函数分布频率；m为景观评价的等级数；SBEi为受测物i的美景度值；BMMZ为基准景观平均z值。

本次研究将长沟泵站管理区景观评价等级采用5分制量表，分为：很不美(-2)、不美(-1)、一般(0)、美(1)、很美(2)。

2.1.2 材料取样

根据长沟泵站管理区景观属性的不同，将园区划分为河渠景观、建筑景观、园路景观及弃土场景观4种景观类型，并对每一种类型进行拍照取样，按照不同的评价指标每个样地至少拍摄4张照片，共拍摄了30张照片。所有照片均由同一人于2020年8月19日上午9:00—11:30(晴天)拍摄，相机采用尼康D700，拍摄焦距统一为24 mm，拍摄高度与拍摄者人眼齐平，拍摄过程保持一定的景深，并确保拍摄过程中其他因素的相似度。

2.1.3 景观评判

评价人员：评价者人数为25人，大多来自国内主要水利设计院，专业包括水利工程、风景园林、水土保持、农田水利、环境生态及环境工程等，职称包括工程师、高级工程师及教授级高级工程师。

景观评价：本研究选择室内照片进行评价。第一步，将照片制作成幻灯片，用投影仪在室内放映，设定每张幻灯片放映20 s，不可倒回放映，以减少人为误差；第二步，评价人员现场从主观观感和专业要求角度，采用背靠背的形式对每张照片进行景观评价，并按照景观评价等级进行赋值；第三步，随机选取基线景观(本研究为样本13)，确定其SBE=0，当测算SBE>0则说明景观美景度高于基线景观，当SBE<0则相反。

2.2 评价回归模型

2.2.1 指标选取

综合考虑景观的人文性、艺术性及生态性特征，选取植被覆盖度、植物种配置、微地形塑造(雕塑、景观平台等)及硬质化比率作为景观评价指标，表征长沟泵站管理区美景度值，并将每种指标分成4个级别，每个级别按等间隔赋值(见表1)。

2.2.2 指标赋值

评价人员按照评价指标现场对不同的景观类型及样本取样点进行调查，依据评价指标的级别现场采用背靠背形式对每一个评价指标进行赋值。计算所有评价人员评价指标分值的数学平均值即为每一个样本的指标分值，将其作为评价指标量值。

表1 美景度评价指标及赋值

2.2.3 景观评价回归模型

将美景度值作为因变量，景观评价指标作为自变量，应用SPSS软件建立数学模型，探讨美景度值与景观评价指标之间的相关关系[3]，并进行多元回归分析，建立美景度值与评价指标的回归方程，从而讨论各类评价指标对园区美景度的影响程度。

3 美景度值计算与分析

应用景观美学评价方法计算每一个样本的MZ值和SBE值，并按照不同的景观类型对SBE值进行分类(见表2)，统计SBE值的最大值、最小值、平均值及标准差等数据(见表3)。由表2、表3可以知，长沟泵站管理区SBE值最大为139.50，最小为-44.75，得分为负值的有7个，得分为正值的有23个。

总体来说，研究区美景度值基本合理，景观设计属于中上游水平。各景观类型中，河渠景观类型5个样本中负值出现频率为20%，建筑景观类型5个样本中未出现负值，弃土场景观类型7个样本中负值出现频率为29%，园路景观类型13个样本中负值出现频率为31%。这表示除建筑景观类型外，其余景观类型在景观设计上均存在局部缺陷，需要改进和完善。

4 美景度评价模型建立与分析

4.1 评价指标分值

通过现场调查及样本对照，将所有评价人员的评价指标分值进行数学平均，得到每一个样本的指标分值，见表4。

表2 所有样本SBE值

表3 SBE值统计

4.2 相关性分析

将每一个样本的SBE值作为因变量，评价指标分值作为自变量，分析两者之间的相关程度(见表5)。结果表明，SBE值与植物种配置、植被覆盖度、硬质化比率均存在极显著的相关关系(P<0.01)，但是与微地形塑造相关性不显著(P>0.05)。根据相关系数的大小，可知对水土保持植被恢复与建设工程美景度值的影响程度为植物种配置>植被覆盖度>硬质化比率>微地形塑造。

4.3 拟合回归模型

将美景度值(Y)与植被覆盖度(X1)、植物种配置(X2)和硬质化比率(X3)进行拟合回归，其相关系数R=0.84。依据回归模型参数(见表6，显著性水平α=0.05)，拟合方程为Y=-15.03+1.72X1+7.43X2-1.33X3。

表4 景观评价指标分值

表5 SBE值与评价指标相关程度

表6 回归模型参数

5 结论与讨论

研究表明：①长沟泵站管理区景观设计中除建筑景观类型外，其余景观类型在景观设计上均存在局部缺陷，需要改进和完善；②对水土保持植被恢复与建设工程美景度值的影响程度为植物种配置>植被覆盖度>硬质化比率>微地形塑造；③美景度值与植物种配置、植被覆盖度存在显著的正相关关系，与硬质化比率存在显著的负相关关系，与微地形塑造相关性不显著，其线性回归方程为Y=-15.03+1.72X1+7.43X2-1.33X3。