基于生态系统服务供需评价的城市河流景观提升策略*

姜芊孜 王广兴 李金煜

山东建筑大学建筑城规学院 济南 250101

生态系统服务的供需关系反映了生态系统与人类社会的平衡关系，决定了自然与人类社会能否可持续发展。当前，城市河流生态系统正面临供给效能退化、供给与需求错位等问题，全面认识城市河流生态系统服务供需耦合机制是协调河流不同尺度下空间权利和利益、进行科学管理与决策的重要手段[1－2]。

国外对河流生态系统服务的评价研究多聚焦在供给或需求的某一服务维度，如用KINEROS工具研究调节服务的价值量[3]；通过参与性制图评估城市滨河区域的供给服务[4]；通过社会文化偏好评估文化服务的需求等[5]。而从供需双方对城市河流生态系统服务进行评价的研究较少。相比之下，国内学者从供需角度展开了初步的研究，如通过重要性—绩效方法研究滨水空间文化服务的供需特征[6]；探索滨水空间生态系统服务供需匹配的空间智慧[7]；对乡村水系进行供需评价并提出重构策略[8]等。但多数对需求服务的研究是从土地利用、服务半径、人口密度等宏观数据出发，较少考虑使用者的需求意愿；还有些研究对供需指标的权重量化不足，且案例地多集中在水网较丰富的南方城市，针对北方城市河流的研究较为匮乏。因此，城市河流亟需一种考虑公众意愿、科学量化供需指标、维持供需关系均衡的新思路[9]。本研究旨在:构建科学的判断矩阵对指标进行量化；从公众意愿角度获取需求评价的测度指标；依据评价结果探索适用于北方城市河流水生态系统服务供需均衡的景观规划与设计策略。

1 城市河流水生态系统服务供需评价体系构建

1.1 概念内涵与测度指标

城市河流水生态系统服务供给是指河流通过自身的形态结构、生境特征及物理化学过程等提供的净化水体、调节洪涝、游憩休闲等服务[10]。遵循科学性、整体性、典型性的指标筛选原则，结合已有研究文献[11]，确定供给评价的服务类型为调节服务、支持服务与文化服务，其下包括8个维度和22个测度指标(表1)。

表1 城市河流水生态系统服务供给测度指标[11]

表1 （续）

城市河流水生态系统服务需求是指在一定的时空条件下，城市河流具有一系列被人类需求利用的生态产品和服务效能的能力，它受到人口基数、当下政策、生态条件、历史文化等因素的影响[12]，兼具非排他性与潜在竞争性[13]。在需求评价方面，研究侧重对公众意愿的调查，选取与供给评价测度相对应的8个维度设置12项指标(表2)，通过问卷调查与公众赋值获取需求评价得分。

表2 城市河流水生态系统服务需求测度指标

1.2 指标权重的确定

利用AHP法，通过yaahp程序构建判断矩阵计算各测度指标的权重[14]。首先，将每一服务类型下的维度分解为下一层级的指标，将指标按支配关系分为若干组；然后，通过这种递进的层级结构构建判断矩阵；最后，在判断矩阵中通过两两比较确定不同指标的重要性程度。令Wi为维度指标的权重，每一维度下指标标准的和为1，公式为式(1):

式(1)中，n＝1，2，…上一层级所含的指标可作为下一层级指标的比较标准进行两两比较，如aij表示某一层级下第i个标准与第j个标准的相对重要性，aij取正整数及其倒数，由此构建判断矩阵的取值规则(表3)[15]。将所有层级在判断矩阵(aij)中两两对比，确定不同指标和维度的权重值，构建水生态系统服务供需指标权重体系(表4)。

表3 判断矩阵取值规则

表4 城市河流水生态系统服务供需指标权重体系

2 研究场地概况与研究单元划分

济南市西泺河－玉绣河流经济南市市中区、历下区和天桥区，南起八里洼，北至小清河，全长约10.99 km，包括西泺河、西圩壕和玉绣河3个河段。玉绣河是重要的景观河道；西泺河、西圩壕几乎全被高架覆盖，形成了上层行车、中层停车、下层行洪的空间结构[16]。根据对流域汇水区及周边道路的分析，将八里洼路以北、小清河以南、北园高架路以西及明湖西路以东的区域确定为研究范围，面积为37.59 km2，绿地率为34.12%，平均坡度为16.02%，海拔为－0.8～45 m。

根据河道断面类型划分4个河道单元[17]:八里洼广场—马鞍山路段、马鞍山路—青年桥段、青年桥—明湖北路段、明湖北路—北园高架段。为便于收集河岸两侧数据，又细分AW—DE 8个研究段。

3 济南市西泺河-玉绣河水生态系统服务供需特征

3.1 服务供给特征

根据各河段长度占河流总长的比值确定各河道单元的权重分别是:八里洼广场—马鞍山路段(0.27)、马鞍山路—青年桥段(0.13)、青年桥—明湖北路段 (0.35)、明湖北路—北园高架段(0.25)；对各河道单元的水生态系统服务供给进行量化评价(表5)，并制作水生态系统服务供给的雷达图示(图1)。

表5 西泺河—玉绣河水生态系统服务供给总体评价结果

图1 西泺河—玉绣河水生态系统服务供给雷达图

经统计，河流整体服务供给为2.77，其中调节服务最高，为3.11，其次是支持服务，文化服务供给最低。从分段来看，马鞍山路—青年桥段供给服务最高，为3.14；八里洼广场—马鞍山路段最低，为2.57；明湖北路—北园高架段与青年桥—明湖北路段分别为3.01与2.62。

3.2 服务需求特征

在研究单元内利用问卷调查法收集周边居民对城市河流不同维度的需求程度，问卷发放180份，有效回收168份。将问卷结果进行汇总、统计，得到需求服务评价结果(表6)，并用雷达图表示(图2)。

表6 西泺河—玉绣河水生态系统服务需求总体评价结果

图2 西泺河—玉绣河水生态系统服务需求雷达图

河流整体需求服务得分为3.06，从不同服务类型的公众需求看，文化服务＞调节服务＞支持服务；分段来看，明湖北路—北园高架段需求评价得分最高，为3.18；青年桥—明湖北路段与八里洼广场—马鞍山路段分别为3.13与2.96；马鞍山路—青年桥段得分最低，为2.82。

3.3 服务供需匹配特征

将供需得分拟合对比，用供需得分的比值表示匹配情况，得到供需匹配评价结果(表7)，其中比值等于1表示完全匹配，比值大于1表示供给能力大于需求程度，比值小于1表示供给能力小于需求程度，比值与1相差越大表示匹配程度越低，并将结果制成雷达图示(图3)。

由表7可知，河流总体的水生态系统服务供需匹配值为0.91，供给小于需求。从分段看，河道的生态系统服务供需匹配程度由高到低呈现马鞍山路—青年桥段(1.11) ＞明湖北路—北园高架段(0.95) ＞八里洼广场—马鞍山路段(0.87) ＞青年桥—明湖北路段(0.84)。

调节服务方面，河流整体调节服务比值为1.02，匹配程度较高。从分段来看，供略小于需的河段有八里洼广场—马鞍山路段(0.96) 与明湖北路—北园高架段(0.97)，两段都需继续加强河流的水质净化与小气候调节能力。供大于需的河段有马鞍山路—青年桥段(1.19) 与青年桥—明湖北路段(1.04)，青年桥—明湖北路段则需要重点提升水质净化与小气候调节服务。

支持服务方面，河流整体支持服务比值为0.88，供给小于需求。从分段看，供大于需的河段有马鞍山路—青年桥段(1.01) 与八里洼广场—马鞍山路段(1.13)，这两段植物覆盖度高，生物多样性丰富，能满足居民的需求。供小于需的河段为青年桥—明湖北路段(0.68) 与明湖北路—北园高架段(0.85)，这两段均需提高乔木与水生植物覆盖度，增加生物多样性。

表7 西泺河—玉绣河水生态系统服务供需匹配评价结果

图3 西泺河—玉绣河供需匹配雷达图

文化服务方面，河流整体文化服务比值为0.80，在提供游憩机会与审美欣赏方面需要重点提升。从分段看，明湖北路—北园高架段比值为0.97，供给略小于需求。供大于需的河段有马鞍山路—青年桥段(1.07)。供给小于需求的河段中，八里洼广场—马鞍山路段(0.66) 应注重水景设施与游憩设施的多样性；青年桥—明湖北路段(0.69) 需注重历史文化与提供教育机会两个维度的提升。

4 提升策略

4.1 调节服务提升策略

河流整体调节服务供给略大于需求，供需基本匹配。建议完善雨污分流、雨水收集与净化系统，构建河流廊道范围内的绿色基础设施网络，提高河流廊道范围内绿色景观网络的稳定性，提升河流的调节服务。

针对调节服务供给明显小于需求的河段，优先发展薄弱项实现针对性的精细修补。八里洼广场—马鞍山路段与明湖北路—北园高架段供给不足，建议优先发展生态保育功能，通过优化护岸结构、扩大滨水植物缓冲带宽度、调整植物类型与结构等措施全面提升水质净化、雨洪管理与小气候调节服务；青年桥—明湖北路段供略大于需，建议丰富水生植物，增加雨水设施；马鞍山路—青年桥段供给大于需求，建议保留现有雨洪设施并持续优化。

4.2 支持服务提升策略

河道整体支持服务供给小于需求，建议通过街旁绿地、商业区绿地、居住区绿地的连接构建绿色生态网络，增加桥下空间的垂直绿化面积，丰富水生植物多样性，形成多层次、多类型、低维护的滨河绿色网络，提升河流的支持服务。

针对支持服务供给明显小于需求的河段，通过生态措施实现服务提升。青年桥—明湖北路段位于城市高架桥下，服务供给受驳岸类型、乔灌草盖度、交通、服务设施等因素的影响，建议改为生态驳岸，增加乔灌草盖度以及垂直绿化面积，加强河道两岸的连通性，提升支持服务。明湖北路—北园高架段建议丰富水生植物与自然动物种类。八里洼广场—马鞍山路段供大于需，马鞍山路—青年桥段供需基本匹配，建议维持河道现状并持续优化，适当丰富驳岸绿化与水生植物种类。

4.3 文化服务提升策略

河流整体文化服务的供给远小于需求，建议加强河岸与周边用地的交通联系，建立慢行交通系统，同时丰富游憩场地和景观设施，营造可观、可游的城市河流休闲空间，提升河流的文化服务。

文化服务供给明显小于需求的河段，需考虑居民的使用需求，提升河道的综合服务能力。青年桥—明湖北路段文化服务的供给水平较低，建议增强河道两岸的贯通性，丰富游憩设施，营造绿道与慢行道相串联的线性休闲空间，为居民提供开放舒适的空间环境。在八里洼广场—马鞍山路段，建议增加游憩场地，为居民的交往和日常活动提供支持。马鞍山路—青年桥段供给大于需求，建议引入环境教育系统，提升文化服务层次；明湖北路—北园高架段有充足的游憩场地、滨河绿地以及文化遗址(张养浩墓)，可以此为依托打造河流景观与历史文化并重的滨河开放空间，提升文化服务的供给水平。

5 结语

伴随快速城市化进程，城市河流水生态系统服务存在着供需失衡的问题。本文以济南市西泺河—玉绣河为研究对象，从水生态系统服务供需匹配的视角切入，分析了河流整体与河段单元水生态系统服务的供需匹配特征，并基于供需失衡原因从3种服务类型入手提出了河流整体和河段单元的规划设计策略。研究引入yaahp权重系统加强了指标量化的科学性，利用外业调研与问卷调查相结合获取基础数据，评价过程既考虑了河流景观规划与设计的空间要素，又充分考虑了使用者的需求意愿，河流生态系统服务供需评价范式可在规划前期分析中进一步推广应用。本文提出的评价体系聚焦在水生态系统服务的调节、支持和文化服务3方面，未考虑供给服务；在需求评价方面对周边土地利用、人口密度等宏观指标考虑不足，今后可将宏观数据与公众意愿结合完善需求评价的指标体系。此外，公众的主观意愿与认知水平也会影响问卷结果的准确性与客观性，后续研究可进一步优化问卷内容，确保服务需求的调查结果客观严谨。