石家庄滹沱河生态修复工程环境效益评估：基于WorldView-3影像与激光雷达分析

2.1 研究对象概况

本次研究区域为河北省石家庄市(38°08′–38°11′N, 114°30′–114°39′E)滹沱河生态修复工程城区段两岸的公共绿地，总面积2877hm2，其中河道水域面积约为791hm2, 公共绿地面积约为2086hm2。生态修复工程于2015年开始，至2020年基本完成，区域内原有278hm2在生态修复工程前已存在的城市公共绿地和次生植被，而其余绿地则是生态修复的过程中随着总体规划统一施工建设。新建设的绿地植物景观类型主要以人工种植的植物群落为主。

场地内部人工植被群落的水平结构均以具有明确边界的单一物种斑块为主，群落的垂直结构以单层种植为主。公共绿地的营建为城市未来拥河发展提供了预留的公共开放空间，其中包含滹沱花海、滹沱梅园、明曦湖公园、滹沱湿地等多个具有影响力的城市公共景观(图2)。

2.2 数据采集和处理

WorldView-3影像采集时间为2020年11月5日。根据现场调研初步识别的植被类型地图标记，将研究范围植被群落类型和其他地表覆盖分为11个特征分类(表2)，其中包含8种植被类型和3种非植被类型。根据现场调研的标记选取了18%个数据样本，其中20%用于检验。落叶阔叶林的3个分类采用再分类的方法，即先将阔叶林的特征作为一个大类，再进行二次分类。通过对结果进行检验，分类的总体准确率为84%。

由于研究范围内各园区、景点的植物景观具有明显的特征差异，根据研究范围内植物景观特点对评价单元重新划定为17个植物景观分区（图2），提取各个分区内的分类特征分布（图3）。根据分区的分类统计情况，各区均具有典型的植被群落景观特征，除了J、G、B、O4个分区，其他分区的植被群落类型以ND（Q、F分区）、MD（M、C、H、P、L、K分区）和BI（A、D、E、I、N分区）为主。

植物群落样方采用数字绿土公司出品的LiBackpack BGC50背包激光雷达扫描系统。在2021年8月—2022年7月的夏季，对BI、LA、WE以外的SD、MD、ND、NC、BU这5种植被群落类型各选取3~5个典型样方进行采集，共采集21个植被群落样方（图2）。典型样方的选取由初步调查所拍摄的照片集比对筛选决定。其中，原场地单一、混交阔叶林2个类型的样方选择由2015年（生态修复工程建设前）和2020年（建设后）的Google Map卫星图对比确定。

2.3 植被类型环境效益参数

5种群落类型的环境效益参数计算结果（图4）表明，SD群落在植被碳密度、植被降温增湿能力、植被滞尘能力和树冠雨水截留能力4个指标中表现最好，而MD次之。BU群落除了树冠雨水截留能力之外，其余指标效益表现较差，可能是由于灌木群落的种植密度和冠层形态，导致了灌木群落很高的树冠覆盖率。指标的样方数据均具有较好的收敛性，因此采用平均值来代表对应植被群落类型的环境效益，通过解译的样方参数对类型植被的环境参数进行计算，获取各植被类型的环境效益参数（表3）。

2.4 环境效益空间制图

将植被群落尺度的环境效益评价结果根据植被类型进行空间映射，绘制研究范围内各植物景观分区的综合环境效益空间分布图（图5），并对各植物景观分区的各项环境效益进行分区统计（图6），识别4类环境效益参数在各个植物景观分区的分值，从而获得各区域综合环境效益的空间分布特征和4类环境效益在各个区域内的表现。