海綿城市植物景觀美感評價(jià)——以遂寧市為例

梁 雯，侯蘭功

(西南科技大學(xué)，四川綿陽 621010)

近年來，伴隨著大規(guī)模的城市建設(shè)，我國城市區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，大多城市下墊面變化增大、自然滯蓄能力減弱、降雨徑流污染負(fù)荷增強(qiáng)，水資源和環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，比起其他國家，我國城市面臨著更嚴(yán)峻的雨洪生態(tài)環(huán)境問題[1-5]，海綿城市成為了現(xiàn)代城市規(guī)劃的熱點(diǎn)之一。但是關(guān)于海綿城市的研究主要集中在技術(shù)方法上面，鮮有文獻(xiàn)涉及海綿城市植物景觀評價(jià)，而國內(nèi)近些年關(guān)于海綿城市的建設(shè)還在探索階段，對其植物景觀的評價(jià)存在不全面的問題。筆者選取國內(nèi)公布的第一批海綿城市試點(diǎn)城市之一的遂寧市作為案例，將AHP-模糊綜合評價(jià)法應(yīng)用在海綿城市植物景觀美感評價(jià)上，初步建立了海綿城市植物景觀美感評價(jià)體系。

1 研究區(qū)概述

遂寧位于四川盆地中部、涪江中游，105°03′26″～106°59′49″E，30°10′50″～31°10′50″N(圖1)。遂寧海綿城市共分布著低影響開發(fā)設(shè)施植物62科78屬86種，其中濕生植物11科14屬14種、水生植物9科9屬9種、耐水喬木4科4屬6種、濕地植物和濕地草本植物11科19屬24種、垂直綠化攀援植物5科6屬6種、綠色屋頂花灌木12科14屬15種、綠色屋頂喬木10科12屬12種。

圖1 遂寧市區(qū)位Fig.1 Location of Suining City

遂寧海綿城市低影響開發(fā)設(shè)施主要包括綠色屋頂、植草溝、下沉式綠地、雨水花園、雨水濕地以及濕塘6個(gè)方面。綠色屋頂多用天鵝絨草(Zoysiapacifica(Goudswaard) M. Hotta et S. Kuroki)、吉祥草(Reineckiacarnea(Andr.) Kunth)、美女櫻(VerbenahybridaVoss)、垂盆草(SedumsarmentosumBunge)、瓜葉菊(Pericallishybrida)、一串紅(SalviasplendensKer-Gawler)、爬山虎(Parthenocissustricuspidata)、常春油麻藤(MucunasempervirensHemsl.)、紫藤(Wisteriasinensis)、木香(AucklandialappaDecne)、牽牛花(Pharbitisnil(Linn.)Choisy)、梔子花(Gardeniajasminoides)、月季(RosachinensisJacq.)等；植草溝多用馬蹄金(DichondrarepensForst.)、細(xì)葉芒(Miscanthussinensiscv.)、狗牙根(Cynodondactylon(L.) Pers.)、斑葉芒(MiscanthussinensisAndress ‘Zebrinus’)等；下沉式綠地多用蒲葦(Cortaderiaselloana)、美人蕉(CannaindicaL.)、濕地松(Pinuselliottii)、水杉(MetasequoiaglyptostroboidesHu & W. C. Cheng)、池杉(TaxodiumascendensBrongn.)、落羽杉(Taxodiumdistichum(L.) Rich.)等；雨水花園多用蘆葦(Phragmitescommunis)、再力花(ThaliadealbataFraser)、蘆竹(Arundodonax)、垂柳(Salixbabylonica)、楓楊(PterocaryastenopteraC. DC)等；雨水濕地多用姜花(HedychiumcoronariumKoen)、茭白(Zizanialatifolia(Griseb.) Stapf)、慈姑(SagittariasagittifoliaL.)、石菖蒲(Acorustatarinowii)、旱傘草(Cyperusalternifolius)、水芹(Oenanthejavanica(Blume) DC)、睡蓮(NymphaeaL.)等；濕塘多用千屈菜(LythrumsalicariaL.)、黃菖蒲(IrispseudacorusL.)、大漂(Pistiastratiotes)、荇菜(Nymphoidespeltatum(Gmel.)O.Kuntze)等。

2 海綿城市植物景觀美感評價(jià)

層次分析法(the analytic hierarchy process)簡稱AHP法，是美國運(yùn)籌學(xué)教授Saaty在20世紀(jì)70年代提出的一種新的系統(tǒng)分析方法[6]。采用AHP法建立植物景觀美感評價(jià)指標(biāo)體系，并求出各指標(biāo)體系權(quán)重，能夠了解相對主要和次要的影響因素[7]。再應(yīng)用模糊評價(jià)法(fuzzy comprehensive evaluation)對該研究區(qū)域植物景觀美感度進(jìn)行評價(jià)，得出植物景觀美感等級，從而實(shí)現(xiàn)海綿城市植物景觀美感評價(jià)。

2.1評價(jià)體系的確定影響海綿城市植物景觀質(zhì)量的因子很多，經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和基礎(chǔ)資料分析，總結(jié)出海綿城市植物景觀在視覺質(zhì)量和生態(tài)效用上的4個(gè)構(gòu)成要素，共13項(xiàng)評價(jià)因子，建立相關(guān)的綜合評價(jià)指標(biāo)體系(表1)。最高層是綜合評價(jià)的最終目標(biāo)層(A)，第2層為準(zhǔn)則層(B)，第3層是隸屬于準(zhǔn)則層的指標(biāo)層(C)。

表1海綿城市植物景觀綜合評價(jià)指標(biāo)體系

Table1Comprehensiveevaluationindexsystemofplantlandscapeinspongecity

目標(biāo)層Target layer準(zhǔn)則層Rule layer指標(biāo)層Index layer海綿城市植物景觀(A)生態(tài)美(B1)植物物種多樣性(C1)Plant landscape in sponge city群落結(jié)構(gòu)豐富度(C2)植物鄉(xiāng)土性(C3)群落空間的異質(zhì)性(C4)植物與植物的協(xié)調(diào)共生性(C5)綜合生態(tài)效益(C6)形式美(B2)觀賞特性(C7)植物色彩與季相(C8)植物景觀與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性(C9)空間美(B3)植物景觀空間序列(C10)植物景觀層次(C11)意境美(B4)體現(xiàn)立意(C12)人性空間(C13)

2.2運(yùn)用AHP法確定指標(biāo)權(quán)重

2.2.1權(quán)重計(jì)算。判斷矩陣各元素的得分分別對應(yīng)著專家們對該指標(biāo)相對重要性的認(rèn)定。將每個(gè)層次各元素相對上一對應(yīng)層的重要性做出相互判斷，并用具有特定含義的數(shù)值表示，一般用1-9及其倒數(shù)的標(biāo)度方法，以此構(gòu)建該層次下各指標(biāo)的判斷矩陣。尺度1，2個(gè)因素i、j相比，i比j同等重要；尺度3，2個(gè)因素i、j相比，i比j稍微重要；尺度5，2個(gè)因素i、j相比，i比j明顯重要；尺度7，2個(gè)因素i、j相比，i比j強(qiáng)烈重要；尺度9，2個(gè)因素i、j相比，i比j絕對重要；尺度2、4、6、8，上述兩相鄰判斷的中值；倒數(shù)，因素i與因素j比較的判斷值為cij，則j與i比較的判斷值為cji=1/cij。

然后通過專家經(jīng)驗(yàn)和已有知識進(jìn)行判斷比較，給出每層因子相對重要性的判斷賦值，計(jì)算權(quán)重，得出表2～6。

表2 準(zhǔn)則層各指標(biāo)權(quán)重

表3 生態(tài)美指標(biāo)權(quán)重

2.2.2一致性檢驗(yàn)和結(jié)果分析。一致性檢驗(yàn)需計(jì)算一致性比率CR，當(dāng)CR=CI/RI<0.10時(shí)，則此判斷矩陣符合要求。否則就需要對判斷矩陣重新賦值，仔細(xì)修正，直到具有滿意的一致性為止。

表4 形式美指標(biāo)權(quán)重

表5 空間美指標(biāo)權(quán)重

表6 意境美指標(biāo)權(quán)重

對于1-9階判斷矩陣，RI取值分別為0.00、0.00、0.58、0.90、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45。

經(jīng)計(jì)算得出，目標(biāo)層(A)判斷矩陣的特征根λmax=4.234 5，經(jīng)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)，CR=0.087 8<0.01，符合矩陣的一致性。準(zhǔn)則層(B1)判斷矩陣的特征根λmax=6.615 7，經(jīng)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)CR=0.097 7<0.01，符合矩陣的一致性；準(zhǔn)則層(B2)判斷矩陣的特征根λmax=2.000 0，經(jīng)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)CR=0.000 0<0.01，符合矩陣的一致性；準(zhǔn)則層(B3)判斷矩陣的特征根λmax=3.053 6，經(jīng)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)CR=0.051 6<0.01，符合矩陣的一致性；準(zhǔn)則層(B4)判斷矩陣的特征根λmax=2.000 0，經(jīng)判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)CR=0.000 0<0.01，符合矩陣的一致性?？梢姡⒌木仃嚦闪?，可求出目標(biāo)層和準(zhǔn)則層的權(quán)重(表7)。

表7 準(zhǔn)則層和指標(biāo)層各指標(biāo)的權(quán)重

表7中C層權(quán)重反映了各個(gè)評價(jià)因子在整個(gè)海綿城市植物景觀評價(jià)體系中所占的重要程度?？梢姡鷳B(tài)美權(quán)重>意境美權(quán)重>空間美權(quán)重>形式美權(quán)重，因而在海綿城市中，生態(tài)優(yōu)先的原則始終貫穿于海綿城市的植物景觀建設(shè)中。在生態(tài)美評價(jià)因子中，排在前3位的是綜合生態(tài)效益、植物物種多樣性和植物與植物的協(xié)調(diào)共生性，可見維持植物物種的多樣性和協(xié)調(diào)共生性是海綿城市植物景觀建設(shè)的重要影響因素，其最終目標(biāo)是發(fā)揮綜合的生態(tài)效益；在形式美評價(jià)因子中，植物景觀與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性是排在第1位的，可見植物景觀與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性對海綿城市植物景觀美感質(zhì)量有較大影響；在空間美的評價(jià)因子中，植物景觀層次權(quán)重>植物景觀空間序列權(quán)重，植物景觀自身層次的豐富是其生動(dòng)景觀的重要影響因子；在意境美的評價(jià)因子中，體現(xiàn)立意和人性空間同樣重要，可見在海綿城市植物景觀的建設(shè)中既要注重體現(xiàn)立意又要體現(xiàn)人性空間。

3 基于AHP的美感度模糊綜合評價(jià)

模糊數(shù)學(xué)理論(fuzzy sets)是1965年由美國加利福利亞大學(xué)自動(dòng)控制論專家Zageh教授提出[8-9]。模糊數(shù)學(xué)綜合評價(jià)是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將不易定量的因素定量化，從而實(shí)現(xiàn)評價(jià)[10]。將海綿城市植物景觀評價(jià)劃分為5個(gè)等級：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級。模糊綜合評價(jià)值[10-8)劃分為I級，[8-7)劃分為Ⅱ級，[7-6)劃分為Ⅲ級，[6-4)劃分為IV級，[4-0)劃分為V級。采用模糊數(shù)學(xué)中的加權(quán)平均模型建立美感度綜合評價(jià)模型：

其中M是綜合評價(jià)分值，X是因子評分，W是指標(biāo)權(quán)重，n為因子數(shù)。

由上述方程得出遂寧海綿城市植物景觀等級(表8)。從表8可以看出，6種低影響開發(fā)設(shè)施的植物景觀綜合品質(zhì)水平存在一定差異。其中，I級景觀占1/2，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級各占1/6，可見遂寧海綿城市植物景觀還需要一定的調(diào)整和維護(hù)，同時(shí)也對海綿城市植物景觀的設(shè)計(jì)起到了一定的推進(jìn)作用。

表8遂寧海綿城市植物景觀美感評價(jià)

Table8TheaestheticevaluationofplantlandscapeinSuiningspongecity

低影響開發(fā)設(shè)施Low-impact development facilities綜合評分值Composite score景觀等級Landscape level下沉式綠地綠色屋頂Green roof6.436 9Ⅲ植草溝Grassed swales5.756 1Ⅳ下沉式綠地Sunken green space7.391 4Ⅱ雨水花園Rain garden8.450 6Ⅰ雨水濕地Rain wetland9.614 1Ⅰ濕塘Wet pond8.273 7Ⅰ

4 結(jié)語

在海綿城市植物景觀美感度評價(jià)中運(yùn)用AHP-模糊綜合評價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了可量化研究，既能客觀全面地評價(jià)建成的海綿城市植物景觀，又具有一定的實(shí)踐意義。植物景觀美感度的評價(jià)涉及多個(gè)因素，是一個(gè)綜合的復(fù)雜評價(jià)過程。該研究中，對影響海綿城市植物景觀的因子選擇上存在一定的局限性和主觀性，可能對評價(jià)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，在今后的研究中應(yīng)加入更多影響植物景觀美感度評價(jià)的因子，推動(dòng)海綿城市關(guān)于植物景觀的研究，具有一定的科學(xué)輔助意義。