永定河“官屈段”河流廊道植物景观评价*

杨瑞莹 刘 璐 刘志成 张任菲 李 豪 苏俊伊

北京林业大学园林学院 北京 100083

生态体系由“斑块-廊道-基质”构成，其中，生态廊道包括3种基本类型，即线状生态廊道、带状生态廊道和河流廊道[1-2]。河流廊道是指河流及河流两侧与环境基质相区别的带状空间区域，是以河道、河漫滩及高地边缘过渡带为载体的生态系统，可分为2个子生态系统——河流通道和其两侧的植物群落[3-4]。河流通道两侧的植物群落作为河流廊道的重要组成部分，是河流廊道生态体系保护、修复的核心内容，具有生态、美学、社会经济等重要功能作用。河流廊道植物景观作为生物多样性的重要支撑结构，承载了动物的休憩、活动、食源等功能[3，5]。

永定河作为“六河五湖”中的重要河流之一，是京津冀地区重要的水源涵养区、生态屏障和生态廊道。但自20世纪70年代起，永定河北京段开始面临河道断流、水资源开发严重、生态功能退化、部分河段防洪能力不足等一系列问题，严重制约了京津冀地区经济社会的健康发展[6]。对永定河河流廊道植物景观进行评价是进行植物修复规划的前提和依据，对河流廊道的综合治理与生态修复具有重要意义。

已开展的永定河河流廊道治理研究多考虑河岸带整体，且多采用一些系统工程的方法。本文从近自然评价出发，采用AHP层次分析法综合评价永定河河流廊道植物景观的不足与可借鉴之处，为其生态建设提供有力的科学指导。

1 研究区概况

按照“以流域为整体、区域为单元、山区保护、平原修复”的原则，山区建设生态安全屏障，平原建设绿色生态走廊，将永定河划分为山峡段(三家店以上)、平原城市段(三家店至梁各庄)、平原郊野段(梁各庄至屈家店)、滨海段(屈家店至防潮闸)4个区段[7]，其中，平原城市段包括“五湖一线”改造区段和沙质断流区段。本研究范围为永定河官厅水库至屈家店，以沙质断流区为主，兼顾上游山峡段与平原郊野段，河段长约200 km。

2 研究方法

2.1 调查方法

采用卫星影像图与实地情况相结合的方式进行样地选择。借助Google Earth进行斑块、廊道和基质的差异性分析，根据河流形态、土地利用状况和植物代表性原则，将永定河河流廊道分为连续的差异河段[8]，每个差异河段选择一个样地作为代表。在实地调查中，共选择了23个样地[9-10]。

河流廊道结构由河道、河漫滩和高地边缘过渡带3部分组成[3]，选择河漫滩及高地边缘过渡带进行植物景观调研，采用典型样方取样法[11-12]，各样地从河道边缘起，垂直于河流方向选取1～12个有代表性的样方(草本样方为1 m×1 m，灌木为5 m×5 m，乔木为10 m×10 m)[13-14]至高地边缘过渡带边界。现场用GPS进行准确定位记录并开展详细调查，分别记录植物种类、数量、植被覆盖度等，并对植物群落形态特征等现场打分[15]。在实地调查中，共设置了96个样方。

2.2 综合评价指标体系构建

2.2.1 评价指标选择

河流廊道植被带融合了植物的生态和美学等复合特征，采用AHP层次分析法[16-18]对其现状进行评价需依据现有研究，结合调研选择有代表性、可操作性与可比性强的评价指标建立一套科学的综合评价体系(图1)。以植物的生态效应(B1)和美学效应(B2)[19]作为准则层，进一步筛选出14个典型的影响因子作为指标层，其中生态效应准则层共9个因子[2-3，20-21]，美学效应准则层共5个因子[17，22-24]。

图1 永定河河流廊道植物景观评价体系

2.2.2 评价标准确定

通过大量前期资料收集、国内外标准对比和现场调研等，结合研究区段河流廊道植物景观特点及实际情况确定评价标准(表1)。评分标准为5级分值(0～4)，分值越高，状况越好，分值越低，状况越差。

表1 河流廊道植物景观评价因子具体评价指标及其权重

2.2.3 评价模型构建

1)运用AHP进行各指标权重计算[25]，对各指标层指标的重要性做两两比较，构建判断矩阵。经一致性检验后得到各评价指标的层次内权重W1，再分别与所处准则层的权重求积，得到指标层指标的综合权重W2。2)将各指标层指标的调查值或计算值转换为评分值(0～4分)Ni，i为第i个指标。3)计算各样地植物景观得分值。用Ni与其综合权重求积并加所有指标层指标的该项求积值，得到各样地综合评分值RV，用Ni与层次内权重求积并加和各效应所属全部指标层指标的该项求积值得到各准则层得分值[8]。4)对各样地植物景观进行等级划分。根据得分值划分为“非常好、较好、一般、较差、差”5个状态等级[26]。5)根据样地排名，统计山峡段与平原段得分高的样地各指标平均得分值作为区段整体最优值，同时统计全部样地中各项指标的最高得分值作为各指标最优值。

3 结果与分析

3.1 永定河河流廊道植物景观总体评价

由图2可知:山峡段所取样地的平均RV值最高，为2.514分；平原郊野段所取样地的平均RV值为2.172分；平原城市段平均RV值为1.981分。这表明山峡段植物景观评价整体最高，平原城市段评价最低。从图3可知，研究区段植物群落的生态效应远高于美学效应，说明在保证河流廊道植物景观生态效应的前提下，应重点提升植物景观美学价值。

图2 河流廊道植物景观评价各样地总评分值

图3 河流廊道植物景观各样地准则层指标评分值

由表2可知:状态等级为非常好和较好的样地占比21.7%，基本位于山峡段与平原郊野段，其受到的人为干扰小，较好地保留了河岸带植物景观的自然生态特征；状态等级为一般和较差的样地占比为26.1%和17.4%，这部分样地受到了较强的人工干扰，但生态功能基本维持稳定，可采取一定措施进行适当治理与改善；状态等级为差的样地占比34.8%，基本位于沙质断流区，平原城市段植物景观受到的人工干扰破坏最大，亟需进行生态修复。

表2 状态等级及状态描述

3.2 永定河河流廊道各样地植物景观评价

由图2可知，河流廊道植物景观评价中，山峡段样地2的RV值最高，平原郊野段样地19的RV值最低，而平原城市段样地8的RV值在整个平原段中最高。根据图4和现场调研结果，对样地2、8、19的植物景观评价如下:

样地2中权重占比较高的指标(C1、C3、C8)得分都为4(图4)，表明样地2植物茂密，基本无人为干预，较好地保留了近自然生态景观。上层植物主要有毛白杨(Populus tomentosa)、枫杨(Pterocarya stenoptera)，中层植物主要有柽柳(Tamarix chinensis)，下层植物主要有芦苇(Phragmites australis)、中 华 蝇 子 草(Silene gallica)、狗尾草(Setaria viridis)等。样地2水平与垂直结构基本完整，植物之间无断层现象，这种植物配置不仅能增强河岸景观效果，也能够提高河岸带植物的结构稳定性。此外，样地2的C10、C4、C5指标都有较高评分，说明样地2的生态功能较强。

样地8生态效应指标中C1、C7与C8分值在3～4(图4)，表明样地8植物生态效应较好。样地8的原始生态环境已基本不存在，但其被破坏后再建的植物景观已恢复大部分的生态效应与美学效应，且美学效应指标分值普遍较高，具有较强的观赏性。

图4 样地各评价指标评分值

样地19原始河道已完全消失，变为大面积的人工林及农田、村庄等。人工林植物种类单一，上层乔木以杨树(Populus canadensis)为主，部分区域下层种植桃树(Prunus persica)。植物群落物种多样性较低，存在强烈人为干扰，植物整体感观差。

3.3 植物景观各指标状态评价

如图5所示，永定河河流廊道层次丰富性类型不足、植物丰富度指数不高。乡土性和人工植物比例指标得分为2～4分的样地占比为83%和74%，说明乡土性植物的运用较广泛。经调查，永定河河流廊道植物多以毛白杨、旱柳(Salix matsudana)、榆树(Ulmus pumila)、桃树等北京地区乡土植物为主，但大部分植物为后期人工栽植，生长年限短，平原段存在较多人工林且种类单一，不利于植物的生态功能及生态结构稳定性。植被带斑块数量指标评分值较平均，植物景观连续性变化较大，对能量传输、动植物迁徙等有一定影响。植物群落异色物种多样性与植物群落形态特征指标0～2分的评分值分别占96%和91%，说明植物群落所形成的景观单元形态风貌缺乏独特性，景观色彩变化缺少丰富性。

图5 指标层各评分值所占比例

根据样地排名，山峡段选取样地1、2和4，平原段选取样地8和20，统计各指标最优值(表3)。结合最优值，分析得出永定河河流廊道植物景观综合治理与生态修复各指标优化控制值，某些单项因子可能并非最高，但所有因子集合表现为共同的最佳状态。这些样地虽受到不同程度的人工干扰与破坏，但植物景观的近自然生态格局仍有所保留，其各项因子对其他样地的构建具有重要参考价值。

表3 各指标最优值及优化控制值

根据各指标因子的实际意义分析一般状态与良好状态的优化控制范围。调控措施如下:在生态效应上，应保证植被覆盖度达到90%以上。山峡段植物群落构成应尽量完整，植被缓冲宽度要求在30～200 m，减少人为用途外来植物的使用；平原段由于植物物种更丰富，可适当种植人为用途植物，但人工植物比例不应超过50%，植物缓冲带宽度尽量达到200 m以上，后续的治理和生态修复尽量恢复自然生态环境状况。在美学效应上，山峡段植物景观应达到良好以上状态，观赏性多样性尽量丰富；平原段由于存在较多观赏活动，植物群落色彩多样性与植物群落形态特征可多样化。

综上，根据表3对各因子进行调控后，研究范围内各样地植物景观的平均RV值可从2.162提升到2.737，植物景观状态从较差提升到非常好。

4 讨论

永定河山峡段与平原段客观建设条件各不相同，植物景观规划时对各因子的控制标准也需结合实际情况进行探讨。山峡段植物近自然生态景观较好，人工干预小，但受地形限制，河道狭窄且密布鹅卵石，河岸土壤稀薄养分有限等[27-28]，在规划时应对河岸带自然植物景观进行严格保护，促进植物群落连片成面，提高植物生态效能，改善山峡段植物的丰富性与连续性。永定河平原段植物景观遭到较大破坏，人工干扰大，且部分河岸带被周边农田、菜地等侵蚀，应退耕还林，恢复河道原有植物群落结构，如长江重庆区段[29]以及五源河[30]都应通过优化植物群落种植进行植物景观修复。平原城市段“五湖一线”改造区段用地类型已基本成型，在修复时整体应以提升为主，除考虑植物群落优势种、植物搭配模式外，还要考虑植物景观所能提供的游憩观赏功能。沙质断流区植物景观破坏严重，且河岸带被相当比例的外来植物占据，并取代原有河岸带乡土植物的生态位[9]，在修复时应重点以乡土植物的推广为主，选择多年生植物建立稳定群落，以较小的生态代价恢复植被覆盖[27]。

本研究仅从生态与美学两方面对永定河植物景观进行评价，但植物景观的功能包含了生态、美学、经济、心理等多方面，未来可增加植物景观经济与游憩教育等方面的研究，进一步完善评价体系。

5 结论

通过对永定河植物景观进行评价，可以发现目前永定河河流廊道的植物景观整体不佳，超半数样地处于较差与差状态，且集中于平原城市段。生态效应中的植物丰富度、植被缓冲带宽度、河岸植被带平均高度与层次丰富性，以及美学效应各因子均为永定河河流廊道植物景观修复中的关键性控制因子。因此，通过调整植物群落结构、植物搭配模式、植物种类、植被缓冲带宽度可以提高植物景观评分值。