昆明市烏龍古漁村片區(qū)海綿系統(tǒng)評價及功能分區(qū)研究

郝 杰,耿 麗,王 錦

(1.西南林業(yè)大學 園林園藝學院,云南 昆明 650224；2.上海水石建筑規(guī)劃設計股份有限公司,云南 昆明 650224)

1 引言

傳統(tǒng)村落是我國農(nóng)耕文明的結(jié)晶且擁有豐富的自然資源和文化資源,具有較高的歷史、文化、藝術(shù)和科學價值,是保護價值較高的村落[1]?，F(xiàn)階段傳統(tǒng)村落的研究主要集中在民居建筑、鄉(xiāng)村村落形態(tài)、村落的保護和發(fā)展、文化地理區(qū)劃等方面[2]。由于新業(yè)態(tài)的引入，引起的私搭亂建，居民的自建行為對城市建筑風格的粗劣模仿導致了村落景觀的同質(zhì)化，村落地域文化逐漸喪失[3]，對于傳統(tǒng)村落的保護成為了當今傳統(tǒng)村落研究的熱點之一，當前針對傳統(tǒng)村落的保護規(guī)劃主要集中在對于村落風貌的保護和景觀規(guī)劃設計上，研究方法局限于村落內(nèi)部層面上的保護規(guī)劃而忽略了整體的生態(tài)安全。本研究以昆明市呈貢區(qū)烏龍古漁村片區(qū)為研究地，運用AHP層次分析法對場地進行海綿系統(tǒng)評價[4]，海綿體具有吸水、凈水、蓄水等功能，海綿體劃分為人工海綿體和生態(tài)海綿體，生態(tài)海綿體的調(diào)蓄功能以及修復功能都強于人工海綿體[5]。根據(jù)場地生態(tài)海綿系統(tǒng)評價結(jié)果，通過構(gòu)建山湖村海綿系統(tǒng)解決地表徑流的問題，維護滇池生態(tài)安全，協(xié)調(diào)村落與周圍環(huán)境的關(guān)系。

2 研究地與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究地概況

烏龍古漁村片區(qū)位于云南省昆明市呈貢區(qū)滇池東岸,東鄰雨花街道,南與大漁鄉(xiāng)接壤,西靠七星山及滇池,北接斗南街道,地處東經(jīng)102°79′，北緯24°86′，總面積84.27 hm2(圖1)。烏龍村擁有超過600年的歷史文化，整個村落片區(qū)位于滇池保護紅線以內(nèi),擁有極佳的景觀資源并且孕育了獨特的“漁浦文化”。

圖1 烏龍古漁村片區(qū)

2.2 數(shù)據(jù)來源及處理

選取2021年3月17日的Google Earth遙感衛(wèi)星影像圖作為底圖，利用ArcGIS軟件對遙感影像圖進行土地利用類型進行重分類處理將分類后的數(shù)據(jù)作為研究因子；把獲取的場地CAD高程數(shù)據(jù)進行柵格化處理得到DEM數(shù)據(jù)，DEM柵格數(shù)據(jù)利用ArcGIS獲取各單因子數(shù)據(jù)；各單因子數(shù)據(jù)圖層進行加權(quán)疊加獲得研究區(qū)域海綿系統(tǒng)評價等級圖，按照海綿系統(tǒng)評價圖等級進行了功能分區(qū)。

3 研究方法

3.1 評價因子選取及等級劃分

生態(tài)海綿系統(tǒng)評價和建設用地適宜性評價兩者評價方法類似，建設用地適宜性評價融合了生態(tài)學、經(jīng)濟學、地理學及其他相關(guān)學科的原理和方法,是一種綜合性的研究方法[6]。主要根據(jù)場地的現(xiàn)狀生態(tài)條件結(jié)合其他的影響因素評價對于某種用途的敏感性程度和限制性大小，劃分其等級[7]。建設用地適宜性綜合評價多采用基于GIS的多因子疊加分析法[8，9]，以及AHP層次分析法進行權(quán)重分析?；贕IS 平臺的單因子分析和多因子綜合評價已成為主流，結(jié)合 GIS 技術(shù)的多種評價方法的綜合運用，成為區(qū)域用地適宜性研究的發(fā)展趨勢[10]。在建設用地適宜性評價的過程中，關(guān)于指標的選擇以及權(quán)重的確定都是研究評價問題的關(guān)鍵[11]。本研究借鑒相關(guān)研究成果選取高程、坡度、匯流量、建設用地類型4個評價因子構(gòu)建海綿系統(tǒng)評價體系，根據(jù)烏龍村的具體情況和各個因子對海綿體性能的影響不同，將海綿體的各個要素劃分為3個等級，并按附分法從低到高以1、3、5對其進行附值來代表海綿性能的高低(表1)。

表1 生態(tài)海綿要素單因子評價等級劃分

3.2 評價因子權(quán)重的確定

研究區(qū)域生態(tài)海綿性能評價的結(jié)果的準確性與評價指標的權(quán)重二者之間存在著相關(guān)的聯(lián)系[12]。研究采用AHP層次分析法對所選擇的4個評價因子，2個中間層建立判斷矩陣模型；AHP層次分析法是對各要素在總要素中的重要性進行比較，將結(jié)果以判斷矩陣的形式表現(xiàn)出來，構(gòu)成判斷矩陣模型[13]。同時邀請數(shù)名在風景園林學、生態(tài)學、環(huán)境學以及地理學方面的專家來對其生態(tài)海綿性能來從高到低對評價因子進行打分賦值，獲取各個因子的相對權(quán)重值。通過層次分析法中的判斷矩陣一致性可知其CR=0.0176，其值小于0.1，滿足判斷矩陣的一致性要求可以對以上權(quán)重值進行處理，在不同的層級上將各因子進行兩兩對比，定量描述，反應出每一個層級相對重要性次序的權(quán)重值，從而得到各評價因子的權(quán)重[14](表2)。

表2 各評價因子權(quán)重值

3.3 構(gòu)建評價模型

本研究通過采用ArcGIS的多因素評價模型對各個因單子進行生態(tài)海綿性能綜合評價，通過對各因子的評價結(jié)果進行賦分，綜合分值越高的說明其生態(tài)海綿性能就越高，反之則越小，兩者呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。評價模型的計算公式如下：

(1)

式(1)中：K代表每個評價單元的綜合分值；i代表第i個評價因子；xi代表第i個因子的取值；ai代表第i個因子的權(quán)重。

4 結(jié)果及分析

4.1 單因子評價結(jié)果

利用ArcGIS對選取因子的數(shù)據(jù)進行處理，結(jié)合海綿體的等級標準進行劃分，得到各單因子海綿性能的高低評價圖(圖2)。

場地的高程對土壤的侵蝕有較大的影響。高程越高，土壤的侵蝕度就越大，水土保持的難度也就越大，其海綿性能就越低。烏龍村的地形除七星山區(qū)域外地勢比較平坦，七星山地形較高其海綿性能較差，農(nóng)田和建設用地地形較低其海綿性能較高(圖2a)。

坡度的大小對于水土的保持起到較大的影響，同時也與植物的豐富度和生長發(fā)育情況具有一定的相關(guān)性。坡度越大，土壤越不穩(wěn)定，水土保持難度就越大，其海綿性能就越低。七星山地勢相對險峻，坡度較大，其保水能力較小，海綿性能較低；其余區(qū)域地勢比較平坦，坡度較小，海綿性能也比較高(圖2b)。

場地雨水匯流量對海綿體的蓄水能力和排水能力也有影響，匯流量越大的區(qū)域越適合布局海綿設施，越要保留原始下墊面的關(guān)鍵過程，海綿城市建設適宜性得分越高[15]，匯流量越小的區(qū)域用于海綿體建設的面積就越小，海綿性能就越低。根據(jù)對場地的雨水匯流量的計算可知場地的雨水主要匯流在南面一側(cè)，從北往南逐漸減少(圖2c)。

不同的用地類型在一定的程度上影響著場地的蓄水能力，對場地的海綿性能高低產(chǎn)生不同的影響。林地區(qū)域植被類型豐富水土保持能力強，耕地區(qū)域植被類型相對單一水土保持能力相較于林地也降低，研究區(qū)域中除林地和耕地以外的區(qū)域水土保持能力是最低的。烏龍村由于人類活動的原因?qū)龅卦斐闪瞬煌潭鹊挠绊?，研究區(qū)域南邊及北邊區(qū)域由于人類活動的影響較小，以林地為主植被最為豐富，七星山大部分區(qū)域也以林地為主植被類型比較豐富，其海綿性能是最高的；研究區(qū)域內(nèi)的農(nóng)田以及位于七星山上的部分梯田以耕地為主植被類型比較單一，海綿性能次之；村落建設區(qū)域植被類型最低，其海綿性能最差(圖2d)。

圖2 各因子海綿性能評價

4.2 生態(tài)海綿性功能分區(qū)及雨水合理利用策略

通過對選取的各個因子進行加權(quán)疊加獲得場地海綿系統(tǒng)功能分區(qū)圖(圖3)。在評價圖中顏色程度越深的區(qū)域代表其生態(tài)海綿性能越好，對于這一部分需要加強保護，必需限制建設開發(fā)；顏色淺的則相反，根據(jù)得到的海綿性分析圖的分值將場地分為3個區(qū)域，結(jié)合現(xiàn)狀特點將場地劃分為生態(tài)建設區(qū)、生態(tài)修復區(qū)、生態(tài)保護區(qū)。

生態(tài)建設區(qū)主要是村落建筑區(qū)尤其以中心區(qū)為主，該區(qū)域因為工程建設以及人為活動的原因?qū)龅氐淖匀画h(huán)境造成了一定程度的破壞，由于大部分硬質(zhì)地面的原因無法對雨水進行合理地回收利用，容易造成積水和污染環(huán)境。對于生態(tài)建設區(qū)而言應按照海綿體建設要求進行雨水處理，在保證對生態(tài)環(huán)境最小破壞的基礎(chǔ)上進行合理有序的低影響開發(fā)與更新，對地表水系及雨水進行凈化處理后排入滇池自然水體：①設置滲水路面來緩解地下管道排水的壓力以及補充地下水；②對于一些雨水聚集的區(qū)域可建設生態(tài)植草溝來減少地表流量的排放，植物可以起到儲存雨水保持水土的作用,同時還能夠起到維持生態(tài)多樣的作用。

生態(tài)恢復區(qū)主要就是場地中的農(nóng)田以及位于山上的梯田區(qū)域，該部分區(qū)域由于其自身的生態(tài)海綿體受到一定的限制需要通過調(diào)節(jié)來改善其自身的限制,提升生態(tài)海綿體的適宜性:①保護田園景觀：在尊重現(xiàn)有植被、景觀基底的條件下，保留足夠的生態(tài)田園用地,不過多地進行人為的活動，通過最小的干預，串聯(lián)農(nóng)田、綠廊、濕地、景區(qū)空間，完善生態(tài)基地的連續(xù)性；②設置雨水處理措施：對排入?yún)^(qū)域內(nèi)的雨水或廢水進行雨水收集處理,通過種植農(nóng)作物來存蓄并凈化流入?yún)^(qū)域內(nèi)的地表徑流水體，通過不同的植物進行沉淀過濾后不僅可以凈化水質(zhì)、降低污染，還能為植物的生長提供水資源豐富農(nóng)業(yè)類型。

圖3 功能分區(qū)

生態(tài)保護區(qū)為場地的林地和靠近滇池的濕地區(qū)域，整個區(qū)域植被豐富，以密林為主，擁有最好的生態(tài)資源，場地的海綿性能也是最好的。對于這一部分而言主要以保護為主，保護村落周邊山體輪廓的完整性，禁止開山挖土及其破壞山體界面連續(xù)性及完整性的生產(chǎn)生活行為，禁止濫砍濫伐、毀林開墾，注重山林防火工作的常態(tài)化管理，對場地進行簡單的整理設計，結(jié)合豎向設計搭建多級臺階，梳理匯水路徑。加大海綿體的保育和修復構(gòu)建山體、林地等“大海綿體”為主要目標，實現(xiàn)海綿規(guī)?；?。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

通過對烏龍村片區(qū)海綿系統(tǒng)建設現(xiàn)狀進行調(diào)查，得到場地生態(tài)海綿體分布現(xiàn)狀。借鑒用地適宜性評價方法對場地進行生態(tài)海綿系統(tǒng)評價，綜合評價結(jié)果可以將場地劃分為3個不同的功能分區(qū)：生態(tài)建設區(qū)、生態(tài)恢復區(qū)、生態(tài)保護區(qū)。綜合場地現(xiàn)狀生態(tài)建設區(qū)為村落建筑區(qū)域，生態(tài)修復區(qū)為場地中的農(nóng)田以及山上的梯田部分，生態(tài)保護區(qū)為林地以及靠近滇池的濕地部分。針對每個不同的區(qū)域提出了相應的措施，為村落的保護規(guī)劃提供一定的依據(jù)。

5.2 討論

烏龍村片區(qū)作為環(huán)滇區(qū)域中重要的生態(tài)保護地，維持整體的生態(tài)安全就是通過保護規(guī)劃來維護現(xiàn)有的景觀資源和修復破碎度嚴重的景觀環(huán)境，具體的保護措施可以結(jié)合生態(tài)海綿系統(tǒng)的評價結(jié)果針對不同的功能分區(qū)落實滇池保護的上述生態(tài)要求，保護滇池生態(tài)安全協(xié)調(diào)村落與周圍環(huán)境的關(guān)系。由于在研究過程中對于海綿因子賦分所采用的專家打分法存在著主觀因素，對結(jié)果會造成一定影響，導致海綿因子權(quán)重值存在著誤差，在往后的研究中會繼續(xù)深化探索。