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河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)體系與評價(jià)方法研究

2024-02-16 13:00張登成王中敏李亞俊樊皓劉揚(yáng)揚(yáng)
關(guān)鍵詞:賦分堤防河流

張登成,王中敏,李亞俊,樊皓,劉揚(yáng)揚(yáng)

長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所

河流岸線作為構(gòu)成河流自然生態(tài)空間的組成部分,通常是指河流兩側(cè)周圍一定范圍內(nèi)水陸相交的帶狀區(qū)域[1-3]。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,河流及周邊土地資源開發(fā)強(qiáng)度、范圍不斷擴(kuò)大,取排水設(shè)施、道路橋梁、水利水電工程建設(shè)以及外來物種入侵等造成河流岸線形態(tài)和生物群落結(jié)構(gòu)改變[2,4-5],導(dǎo)致岸線生態(tài)服務(wù)功能退化,對區(qū)域生態(tài)安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。近年來,隨著河長制的全面落實(shí),河流岸線保護(hù)與利用專項(xiàng)檢查行動(dòng)、重點(diǎn)水域監(jiān)督執(zhí)法等的開展,河流岸線生態(tài)狀況總體趨好[6]。但目前河流岸線修復(fù)研究和實(shí)踐聚焦于岸線功能區(qū)劃[7-9]、岸線利用影響因素[1,10]、生態(tài)修復(fù)方案[11-15]等,對岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)和評價(jià)方法的研究較少,導(dǎo)致河流岸線具體如何修復(fù)、修復(fù)到何種程度以及修復(fù)效果如何衡量等存在盲區(qū)[2,16],直接影響到河流岸線修復(fù)成效[17]。

《河湖健康評價(jià)指南(試行)》[18]基于河流健康概念,從“盆”“水”“生物”“社會(huì)服務(wù)功能”4 個(gè)方面建立了河流健康評價(jià)指標(biāo)體系與評價(jià)方法,其中與河流岸線相關(guān)的評價(jià)指標(biāo)包括岸線自然狀況、河岸帶寬度指數(shù)、違規(guī)開發(fā)利用水域岸線程度、岸線利用管理指數(shù)、防洪達(dá)標(biāo)率等;《河湖生態(tài)緩沖帶保護(hù)修復(fù)技術(shù)指南》[19]提出可用生態(tài)修復(fù)面積作為河湖生態(tài)緩沖帶修復(fù)效果的評價(jià)指標(biāo),有條件的地區(qū)也可將植被覆蓋率、生物多樣性指數(shù)等作為評價(jià)指標(biāo);DB33/T 2368—2021《海岸線整治修復(fù)評估技術(shù)規(guī)程》[20]根據(jù)海岸線整治修復(fù)工程類型,分類制定了海岸線整治修復(fù)的評估指標(biāo)體系與評價(jià)方法,與海岸線相關(guān)的指標(biāo)包括海岸自然形態(tài)、植被覆蓋率、沿岸鳥類活動(dòng)、近岸污染治理、自然景觀風(fēng)貌、人文景觀風(fēng)貌等;廖迎娣等[2]針對江蘇省長江岸線修復(fù)面臨的問題,構(gòu)建了岸線修復(fù)評價(jià)體系,包括4 項(xiàng)主要指標(biāo)(植被覆蓋率、水土保持度、原生植物恢復(fù)度、植物物種多樣性)以及2 項(xiàng)附加指標(biāo)(護(hù)岸型式多樣性、岸線曲折度)。上述規(guī)范和文獻(xiàn)提出的評價(jià)指標(biāo)均從不同側(cè)面反映了河流岸線的生態(tài)服務(wù)功能,但均無法全面反映河流岸線所具備的各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能,且部分評價(jià)指標(biāo)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求高,計(jì)算過程復(fù)雜,在實(shí)際河流管理工作中難以推廣。2021 年3 月1 日施行的《中華人民共和國長江保護(hù)法》(簡稱《長江保護(hù)法》)提出制定長江流域河流岸線修復(fù)規(guī)范,確定岸線修復(fù)指標(biāo),保障自然岸線比例,恢復(fù)河流岸線生態(tài)服務(wù)功能。因此,制定覆蓋面全、操作性強(qiáng)的河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)體系,對于精準(zhǔn)識(shí)別河流岸線存在的生態(tài)問題、科學(xué)評估河流岸線修復(fù)工程的實(shí)施效果極為必要,也是落實(shí)《長江保護(hù)法》的客觀要求。

筆者在調(diào)研國內(nèi)相關(guān)研究成果以及水利、生態(tài)環(huán)境、海洋等行業(yè)有關(guān)的技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上,依據(jù)科學(xué)性、全面性、獨(dú)立性和可操作性原則,結(jié)合河流岸線具備的防洪、控制侵蝕、保護(hù)水質(zhì)、生物棲息和景觀功能,構(gòu)建河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)體系與評價(jià)方法,以期為識(shí)別河流岸線生態(tài)問題、修復(fù)河流岸線生態(tài)服務(wù)功能、健全河流岸線管理長效機(jī)制提供依據(jù)和參考。

1 河流岸線的類型、結(jié)構(gòu)和生態(tài)服務(wù)功能

1.1 河流岸線的類型

根據(jù)人為活動(dòng)對河流岸線的干擾程度、河流岸線土地利用方式、生態(tài)退化特征等因素,可將河流岸線分為生態(tài)保護(hù)型與生態(tài)修復(fù)型兩大類[19]。其中,生態(tài)保護(hù)型河流岸線指生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀較好或無人為干擾或僅有輕度干擾的類型,可細(xì)分為植被良好型、沙漠型(河流水體直接與沙漠、戈壁相鄰的岸線)和巖石型(從多年平均最高水位線向陸域延伸有自然存在的寬度不小于10 m 巖石區(qū)的岸線)3 類。生態(tài)修復(fù)型河流岸線指受人為干擾而存在不同程度生態(tài)退化,需要采取生態(tài)修復(fù)措施的類型,根據(jù)堤防有無和土地利用類型,生態(tài)修復(fù)型河流岸線可細(xì)分為堤防型、農(nóng)田型、村落型、養(yǎng)殖塘型、城鎮(zhèn)型、河口型以及復(fù)合型(具有上述2 種及以上類型的河流岸線)7 類。

1.2 河流岸線的時(shí)空結(jié)構(gòu)

河流岸線作為河流生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)的過渡帶[21],是一個(gè)較復(fù)雜的地理景觀單元。河流岸線生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上與其他生態(tài)系統(tǒng)具有顯著的區(qū)別,其在空間和時(shí)間尺度具備典型的四維結(jié)構(gòu)特征,即從上游到下游的縱向結(jié)構(gòu)、從河床到泛濫平原的橫向結(jié)構(gòu)、從河川徑流到地下水的垂向結(jié)構(gòu)以及周期性岸線形態(tài)變化與生物群落演替的時(shí)間變化特征[22]。

從縱向來看,河流岸線主要由自然保護(hù)岸線(如重要濕地、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)、人文歷史景觀區(qū)等)、治理修復(fù)岸線(防護(hù)林帶、禁采區(qū)等)、開發(fā)利用岸線(港口碼頭、橋梁、取排水設(shè)施等)以及特定功能岸線(蓄洪排澇區(qū)、排污區(qū)等)等不同的景觀斑塊組成。

從橫向來看,河流岸線主要由水相輻射帶、水位變幅帶、陸相輻射帶3 個(gè)區(qū)域組成[23],其特征植物類群分別為沉水植物和浮葉植物、挺水植物、濕生植物(圖1)。其中水位變幅帶是河流高水位到低水位之間的區(qū)域,是河流岸線生態(tài)服務(wù)功能發(fā)揮的核心區(qū)域,其范圍取決于周期性的水位變幅、風(fēng)浪作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等[24]。

圖1 典型河流岸線垂直剖面結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic diagram of vertical profile structure of typical river shorelines

1.3 河流岸線的生態(tài)服務(wù)功能

河流岸線生境的特殊性、復(fù)雜性與空間高度異質(zhì)性,決定了其生態(tài)服務(wù)功能多樣性,河岸帶植被對水域和陸域生態(tài)系統(tǒng)之間的物質(zhì)流動(dòng)、能量流動(dòng)、信息流動(dòng)和生物流動(dòng)具備廊道、過濾器和屏障功能,有助于增加動(dòng)植物的種類、數(shù)量與分布,提高生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力,治理水土和保護(hù)穩(wěn)定河岸,調(diào)節(jié)微氣候和美化環(huán)境[4,24]。同時(shí),河流岸線生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的邊緣效應(yīng),導(dǎo)致其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)脆弱,成為生物多樣性喪失的重災(zāi)區(qū)之一[4,22]。近年來我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,河流周邊區(qū)域人口不斷聚集,取排水設(shè)施、道路橋梁、水利水電工程建設(shè)等人為活動(dòng)對河岸帶生態(tài)系統(tǒng)造成破壞,導(dǎo)致出現(xiàn)河岸帶生境退化、生物多樣性下降、面源污染加劇等問題[5,25]。

綜合國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展[4,21-22,24,26-27],河流岸線生態(tài)服務(wù)功能可以歸納為防洪、控制侵蝕、保護(hù)水質(zhì)、生物棲息、景觀功能5 項(xiàng):1)防洪功能。河岸帶尤其是大型河流的河濱帶,具有大量持水性能良好的土壤和植被,對洪水的耐受性強(qiáng),洪水期間能夠在短時(shí)間內(nèi)阻滯、蓄積洪水,然后在較長時(shí)間內(nèi)慢慢向下游釋放,有效降低洪峰流量[21-22]。2)控制侵蝕功能。河岸帶植物根系通過增強(qiáng)土壤表層的強(qiáng)度,以提高河岸帶的穩(wěn)定性,從而降低河水的侵蝕速度,此外河岸帶植被還具備減緩水面漂浮物和冰塊產(chǎn)生的沖刷影響[22]。3)保護(hù)水質(zhì)功能。河岸帶植被對農(nóng)田等面源污染具有較強(qiáng)的過濾和緩沖作用,通過植被帶對污染物的過濾、滲透、吸收、滯留、沉積等作用,實(shí)現(xiàn)污染物入河濃度和入河量下降,達(dá)到維護(hù)河流水質(zhì)的目的[27]。4)生物棲息功能。河岸帶生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為水陸交錯(cuò)的過渡帶,從水相輻射帶到陸相輻射帶,溫度、濕度、光照強(qiáng)度、水流流速等生境因子具有高度異質(zhì)性,可為兩棲動(dòng)物、鳥類、爬行動(dòng)物等野生動(dòng)物提供多樣性場所,滿足其棲息、攝食、繁殖等需求[11]。5)景觀功能。河流岸線具有眾多的自然景觀和人文景觀,其良好的生態(tài)環(huán)境對于提升城市景觀層次具有重要作用[1],在保護(hù)河岸帶生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上,適度開發(fā)岸線景觀功能,是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處、提高濱水環(huán)境水平的重要舉措。

2 河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)與方法

2.1 評價(jià)指標(biāo)選取原則與篩選步驟

評價(jià)指標(biāo)的選取需要客觀反映河流岸線生態(tài)服務(wù)功能,各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)應(yīng)從不同方面體現(xiàn)河流岸線生態(tài)服務(wù)功能,此外還應(yīng)考慮相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的難易程度以及計(jì)算過程的規(guī)范性等方面。因此,評價(jià)指標(biāo)選取主要遵循以下原則:1)科學(xué)性。選取的評價(jià)指標(biāo)以及構(gòu)建的評價(jià)指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)必須客觀真實(shí)反映河流岸線生態(tài)服務(wù)功能特點(diǎn)。2)全面性。選取的評價(jià)指標(biāo)能夠全面反映河流岸線的防洪、控制侵蝕、保護(hù)水質(zhì)、生物棲息、景觀等生態(tài)服務(wù)功能,且具有指示性。3)獨(dú)立性。評價(jià)指標(biāo)之間應(yīng)相互獨(dú)立,其含義不重疊,各自發(fā)揮效用。4)可操作性。評價(jià)指標(biāo)的含義明確,統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法規(guī)范且較為簡便,立足于較易獲取的可收集、監(jiān)測或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),便于操作與實(shí)踐。

評價(jià)指標(biāo)篩選主要包括指標(biāo)梳理和指標(biāo)遴選2 個(gè)步驟:1)指標(biāo)梳理。查閱了2013—2023 年發(fā)表的與岸線修復(fù)、岸線資源評估、岸線生態(tài)完整性評價(jià)、河流健康評估等直接相關(guān)的參考文獻(xiàn)45 篇,以及水利、海洋、生態(tài)環(huán)境等行業(yè)技術(shù)規(guī)范6 項(xiàng),梳理出與岸線功能相關(guān)的評價(jià)指標(biāo)68 個(gè)。2)指標(biāo)遴選。按照構(gòu)建的準(zhǔn)則層將上述評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分類,將采用次數(shù)不少于3 次的指標(biāo)作為候選指標(biāo),在此基礎(chǔ)上結(jié)合指標(biāo)篩選的原則,綜合確定各準(zhǔn)則層對應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)2~3 項(xiàng)。

2.2 評價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)評價(jià)指標(biāo)選取的原則,構(gòu)建了河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)的指標(biāo)體系(圖2)。該指標(biāo)體系包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層,其中目標(biāo)層為河流岸線生態(tài)服務(wù)功能,準(zhǔn)則層對應(yīng)河流岸線的防洪、控制侵蝕、保護(hù)水質(zhì)、生物棲息、景觀功能5 項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能,指標(biāo)層包括防洪達(dá)標(biāo)率、堤防安全、植被覆蓋率、岸坡穩(wěn)定性、排污口布局合理程度、生態(tài)緩沖帶狀況、生物多樣性指數(shù)、植物群落狀況、水鳥狀況、景觀生態(tài)價(jià)值、景觀舒適度11 項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)。

圖2 河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)Fig.2 Hierarchy structure of ecological service function evaluation indicators for river shorelines

2.3 評價(jià)指標(biāo)分析

2.3.1 防洪功能指標(biāo)

防洪功能反映河流岸線抵抗洪水、保障堤防安全的能力,包括防洪達(dá)標(biāo)率、堤防安全2 項(xiàng)指標(biāo)。

防洪達(dá)標(biāo)率用于評價(jià)河流堤防及沿河口門建筑物防洪達(dá)標(biāo)情況。防洪達(dá)標(biāo)率統(tǒng)計(jì)達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的堤防長度占堤防總長度的比例,有堤防交叉建筑物的,須考慮堤防交叉建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)比例。防洪達(dá)標(biāo)率計(jì)算公式如下:

式中:RFDRI為河流防洪達(dá)標(biāo)率,%;LRDA為河流達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)的堤防長度,m;LRD為河流堤防總長度,m;nSL為河流堤防交叉建筑物達(dá)標(biāo)數(shù)量,個(gè);nSSL為河流堤防交叉建筑物總數(shù),個(gè)。

堤防安全評價(jià)應(yīng)根據(jù)堤防的級別、類型、歷史和保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等進(jìn)行安全評價(jià),包括堤防工程質(zhì)量復(fù)核、防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核、滲流安全性復(fù)核、結(jié)構(gòu)安全性復(fù)核等。根據(jù)SL/Z 679—2015《堤防工程安全評價(jià)導(dǎo)則》,得出堤防各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果以及堤防運(yùn)行管理和工程質(zhì)量評價(jià)結(jié)果等級(如一類、二類、三類等),并進(jìn)行評價(jià),據(jù)此綜合判斷堤防安全程度。

2.3.2 控制侵蝕指標(biāo)

控制侵蝕反映河流岸線抵抗侵蝕的能力,包括植被覆蓋率、岸坡穩(wěn)定性2 項(xiàng)指標(biāo)。

植被覆蓋率指自然或人工植被(包括葉、莖、枝)在地面的垂直投影面積占管理范圍總面積的比例,是反映河流岸線綠化程度的指標(biāo)。計(jì)算公式如下:

式中:rpc為植被覆蓋率,%;Aci為岸段i的植被覆蓋面積,km2;Aai為岸段i的岸帶面積,km2;Lvci為岸段i的長度,km;L為所評價(jià)河流岸線的總長度,km。

岸坡穩(wěn)定性是反映河流岸線發(fā)生變形破壞的程度指標(biāo),與岸坡傾角、岸坡高度、植被覆蓋率、河岸基質(zhì)、坡腳沖刷強(qiáng)度等因素相關(guān)。計(jì)算公式如下:

式中:VBS為河流岸線穩(wěn)定性賦分;VSA為岸坡傾角賦分;VSC為岸坡植被覆蓋率賦分;VSH為岸坡高度賦分;VSM為河岸基質(zhì)賦分;VST為坡腳沖刷強(qiáng)度賦分。

2.3.3 保護(hù)水質(zhì)指標(biāo)

保護(hù)水質(zhì)是反映河流岸線阻控外源污染、防止水質(zhì)惡化的生態(tài)服務(wù)功能,包括排污口布局合理程度、生態(tài)緩沖帶狀況2 項(xiàng)指標(biāo)。

2.3.3.1 排污口布局合理程度

排污口布局合理程度是反映河流岸線點(diǎn)源污染控制的功能指標(biāo),主要考慮飲用水源保護(hù)區(qū)內(nèi)排污口設(shè)置情況、排污形成的影響程度、單位河流岸線長度排污口分布密度3 個(gè)指標(biāo),并進(jìn)行賦分。每個(gè)賦分標(biāo)準(zhǔn)判別條件均不重復(fù),當(dāng)涉及不同賦分標(biāo)準(zhǔn)的判別條件時(shí),采用各等級賦分標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)平均計(jì)算得到綜合賦分值。綜合賦分值越高,表明河流岸線排污口布局越合理,越利于保護(hù)水質(zhì)。

排污所形成的影響程度可依據(jù)河流岸線單個(gè)排污口排污形成的混合區(qū)長度和寬度綜合確定。在岸邊點(diǎn)源穩(wěn)定排放情況下,不考慮岸邊反射影響,平面二維水質(zhì)數(shù)學(xué)模型的解析解為:

式中:x和y分別為笛卡爾坐標(biāo)系X向和Y向的坐標(biāo),m;C(x,y)為x、y點(diǎn)的污染物濃度,mg/L;m為污染物排放速率,g/s;C0為河流排放口初始斷面混合濃度,mg/L;h為斷面水深,m;Ey為污染物橫向擴(kuò)散系數(shù),m2/s;u為縱向平均流速,m/s;k為污染物綜合衰減系數(shù),s?1。

污染混合區(qū)縱向最大長度(Lsmax)采用下式計(jì)算:

污染混合區(qū)橫向最大長度(Ltmax)采用下式計(jì)算:

式中:Ca為污染物允許升高濃度,mg/L。Ca=Cs-Ch,Cs為水功能區(qū)所執(zhí)行的污染物濃度標(biāo)準(zhǔn)限值,mg/L;Ch為河流上游污染物濃度,mg/L。

單位河流岸線長度排污口分布密度用于評價(jià)河流岸線范圍內(nèi)排污口數(shù)量與岸線長度的比值,計(jì)算公式如下:

式中:D為排污口分布密度,個(gè)/km;Ns為排污口數(shù)量,個(gè)。

2.3.3.2 生態(tài)緩沖帶狀況

生態(tài)緩沖帶狀況是反映河流岸線面源污染阻控能力的指標(biāo),可通過岸邊植被攔截降水和減少地表徑流、土壤和沉淀物吸附、植物吸收、微生物吸收、反硝化作用等過濾掉大量污染物,因此該指標(biāo)主要考慮植被類型、植被帶寬度等條件進(jìn)行賦分。當(dāng)評價(jià)岸線涉及到不同賦分標(biāo)準(zhǔn)的判別條件時(shí),采用各等級賦分標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)平均計(jì)算得到綜合賦分值。綜合賦分值越高,表明河流岸線生態(tài)緩沖帶攔截污染物的效果越好,越利于保護(hù)水質(zhì)。

2.3.4 生物棲息指標(biāo)

生物棲息是反映河流岸線提供生物棲息環(huán)境的生態(tài)服務(wù)功能,采用生物多樣性指數(shù)、植物群落狀況、水鳥狀況等指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。

生物多樣性指數(shù)是綜合考慮區(qū)域內(nèi)生物物種數(shù)和種群數(shù)量,用以反映河流岸線生物多樣性水平的指標(biāo)。計(jì)算公式如下:

式中:H'為生物多樣性指數(shù);S為樣品中生物種類總數(shù);N為樣品中的個(gè)體總數(shù)量;nj為樣品中第j種的個(gè)體數(shù)量。

植物群落狀況是反映河流岸線植被為生物提供棲息環(huán)境、食物來源等的指標(biāo),岸線植物群落包括喬木植物、灌木植物、濕生植物、挺水植物、沉水植物等,根據(jù)植物種類和數(shù)量的多寡以及分布情況進(jìn)行分級判斷。評價(jià)河流岸線植物群落狀況時(shí),每5~10 km 選取1 個(gè)評價(jià)斷面,取各斷面賦分的平均值作為植物群落狀況得分。對斷面區(qū)域內(nèi)岸線植物種類、數(shù)量、外來物種入侵狀況等進(jìn)行調(diào)查,結(jié)合現(xiàn)場驗(yàn)證,按照豐富、較豐富、一般、較少、無5 個(gè)等級分析河流岸線植物群落狀況。

水鳥狀況是反映河流岸線范圍內(nèi)生物棲息狀況的指標(biāo),包括鳥類的種類、數(shù)量等。結(jié)合現(xiàn)場觀測記錄作為賦分依據(jù),也可采用參考點(diǎn)倍數(shù)法,以河流水域岸線形態(tài)重大變化前的歷史參考時(shí)段的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基點(diǎn),宜采用20 世紀(jì)80 年代或以前的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

2.3.5 景觀功能指標(biāo)

景觀功能指河流岸線與水域相互搭配、融合形成的珍貴自然和人文景觀,具有觀賞、游憩、審美等價(jià)值,以滿足人們對高品質(zhì)親水生活的需求。采用景觀生態(tài)價(jià)值、景觀舒適度2 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。

景觀生態(tài)價(jià)值是反映岸線景觀觀賞性、景觀價(jià)值和景觀連通性的指標(biāo)。采用自然或人文景觀價(jià)值、景觀連通性、區(qū)域代表性等進(jìn)行分級評價(jià)。

景觀舒適度是反映岸線景觀游憩、服務(wù)和管理設(shè)施的完備程度在觀賞、游憩和審美等方面給人帶來的主觀感受。采用公眾滿意度、游憩服務(wù)設(shè)施等進(jìn)行分級評價(jià)。

2.4 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與評價(jià)方法

2.4.1 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

綜合相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及該領(lǐng)域研究現(xiàn)狀[2,3,26,28],確定各評價(jià)指標(biāo)的賦分標(biāo)準(zhǔn)和效用賦值(表1)。

表1 各評價(jià)指標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)和效用賦值Table 1 Scoring standards and utility values for each evaluation indicator

2.4.2 綜合評價(jià)方法

2.4.2.1 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

參考國內(nèi)外研究成果[26,29-30],采用層次分析法,通過決策打分確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)各評價(jià)指標(biāo)對河流岸線生態(tài)服務(wù)功能影響的相對程度,通過評價(jià)值指標(biāo)之間的兩兩比較確定每個(gè)評價(jià)指標(biāo)的相對重要性。

為檢驗(yàn)判別矩陣的一致性,計(jì)算一致性指標(biāo)(CI)。根據(jù)CI 計(jì)算隨機(jī)一致性比值(CR),即CR=CI/RI(RI 為隨機(jī)一致性指標(biāo),可通過查表獲?。?。當(dāng)CR<0.1 時(shí),認(rèn)為判斷矩陣滿足一致性要求[26]。

式中:λmax為判斷矩陣最大特征值;n為矩陣的維數(shù)。

2.4.2.2 綜合評價(jià)

選擇河流岸線生態(tài)服務(wù)功能綜合指數(shù)(ESI)作為綜合評價(jià)指標(biāo),該指標(biāo)以各項(xiàng)具體評價(jià)指標(biāo)為基礎(chǔ),按照目標(biāo)層、準(zhǔn)則層及指標(biāo)層逐層加權(quán)的方法,計(jì)算得到河流岸線生態(tài)服務(wù)功能綜合指數(shù)。其中各項(xiàng)具體評價(jià)指標(biāo)采用多屬性效用理論進(jìn)行綜合評價(jià)[29],在[?1,1]進(jìn)行效用賦值。ESI 計(jì)算公式如下:

式中:Iiw為指標(biāo)層第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重(各指標(biāo)權(quán)重之和為1);Iir為指標(biāo)層第i個(gè)指標(biāo)的賦分,賦分范圍為[?1,1];Cjw為準(zhǔn)則層第j個(gè)準(zhǔn)則的權(quán)重(各準(zhǔn)則權(quán)重之和為1)。

在綜合評價(jià)指數(shù)的取值范圍內(nèi)劃分不同的等級標(biāo)準(zhǔn),詳見表2。

表2 河流岸線生態(tài)服務(wù)功能綜合指數(shù)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation criteria for ecological service function comprehensive index of river shorelines

3 討論

本文構(gòu)建了以防洪功能、控制侵蝕、保護(hù)水質(zhì)、生物棲息、景觀功能5 項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能為準(zhǔn)則層的綜合評價(jià)體系,在此基礎(chǔ)上對應(yīng)各項(xiàng)準(zhǔn)則層分別選取典型評價(jià)指標(biāo),以全面反映河流岸線生態(tài)服務(wù)功能。選取的評價(jià)指標(biāo)均能夠從某個(gè)方面反映河流岸線生態(tài)服務(wù)功能,各指標(biāo)之間存在較好的獨(dú)立性,且指標(biāo)的概念意義明確,對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的要求不高,計(jì)算過程簡便,在實(shí)際工作中具有廣泛的應(yīng)用前景。

國內(nèi)外關(guān)于岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)的指標(biāo)較多,為本次評價(jià)指標(biāo)梳理提供了基礎(chǔ)和參考,但在指標(biāo)梳理過程中發(fā)現(xiàn)如下問題:1)部分指標(biāo)概念意義不明確,如自然岸線保有率[3],何為自然岸線本身就難以認(rèn)定,導(dǎo)致該指標(biāo)計(jì)算過程中存在較大人為偏差;2)部分指標(biāo)可操作性不強(qiáng),如原生植物恢復(fù)度[2],首先需要對研究區(qū)域開展實(shí)地調(diào)查、走訪和歷史資料查閱等基礎(chǔ)工作,形成該區(qū)域的原生植物名錄,完成該項(xiàng)工作需要較高專業(yè)儲(chǔ)備和大量時(shí)間與精力,實(shí)際工作中完成難度較大;3)部分指標(biāo)不屬于河流岸線關(guān)注的指標(biāo),如濱岸帶水質(zhì)優(yōu)劣程度[3],河流岸線重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)緩沖帶對非點(diǎn)源污染的攔截、稀釋和降解等作用,以實(shí)現(xiàn)保護(hù)河流水質(zhì)的目標(biāo),而不是河流水域本身的水質(zhì)狀況;4)部分指標(biāo)評價(jià)主觀性較強(qiáng),如岸線人為干擾類型[31]、岸線直接承受自然因素作用的程度[31]、環(huán)境衛(wèi)生狀況[31]等,岸線人為干擾類型根據(jù)岸線受到人為改造或干擾的情況進(jìn)行主觀判斷,環(huán)境衛(wèi)生狀況根據(jù)評價(jià)范圍內(nèi)生活、建筑、工業(yè)垃圾的定性分布情況進(jìn)行判斷?;诖?,本文盡可能選用了概念意義明確、操作性強(qiáng)的評價(jià)指標(biāo),同時(shí)又能從不同維度較好地反映河流岸線生態(tài)服務(wù)功能狀況。

4 展望

依據(jù)科學(xué)性、全面性、獨(dú)立性和可操作性原則,針對河流岸線生態(tài)服務(wù)功能篩選評價(jià)指標(biāo),采用層次分析法和多屬性分析法,構(gòu)建了河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)指標(biāo)體系,該評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)方法可為精準(zhǔn)識(shí)別河流岸線生態(tài)問題、評估河流岸線修復(fù)工程效果等提供指導(dǎo)和依據(jù)。今后在河流岸線修復(fù)具體評價(jià)過程中,仍有大量需要深入研究的工作。

(1)同一河流的上下游、左右岸、干支流的岸線形態(tài)和生態(tài)服務(wù)功能差異顯著,因此在實(shí)際操作中宜采取分段進(jìn)行河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià),不同河段評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重也應(yīng)有所側(cè)重,故需深入研究評價(jià)河段分段劃分的原則和方法,以及不同類型岸線評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定方法。下階段可選取典型河流進(jìn)行河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評估試點(diǎn),最終形成適用于河流岸線生態(tài)服務(wù)功能評價(jià)的技術(shù)規(guī)范或操作指南。

(2)自然岸線通常包括天然未開發(fā)岸線或通過生態(tài)修復(fù)基本達(dá)到岸線生態(tài)服務(wù)功能的河流岸線?!堕L江保護(hù)法》提出“保障自然岸線比例,恢復(fù)河流岸線生態(tài)服務(wù)功能”。本研究提出了河流岸線生態(tài)服務(wù)功能綜合指數(shù)與自然岸線之間的對應(yīng)關(guān)系,但是否將經(jīng)生態(tài)修復(fù)后處于“良”及以上等級的河流岸線判定為自然岸線,尚需要開展進(jìn)一步研究。

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