室內(nèi)立體綠化植物品質(zhì)性狀綜合評價體系構(gòu)建

楊會玲 胡奇 胡波 韓勇

|摘要|建立室內(nèi)立體綠化植物品質(zhì)性狀綜合評價體系，為快速篩選植物和提升景觀效果提供技術(shù)支撐。通過應(yīng)用試驗(yàn)對41種室內(nèi)綠化墻常用植物主要品質(zhì)性狀進(jìn)行觀察統(tǒng)計，并應(yīng)用專家咨詢法、層次分析法和K-Means聚類法建立評價體系。篩選出12個對室內(nèi)立體綠化植物品質(zhì)性狀影響較大的因子。應(yīng)用層次分析法對各影響因子的權(quán)重進(jìn)行定量評價，其中觀賞時間、葉面積和花占比的影響最大，權(quán)重分別為0.163、0.162和0.111;對41個室內(nèi)立體綠化植物進(jìn)行聚類分析的結(jié)果為，優(yōu)等級5個、良等級24個和差等級12個。評價結(jié)果與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)相符，表明應(yīng)用建立的評價體系能很好地對室內(nèi)立體綠化植物進(jìn)行評價和分級。

立體綠化是城市綠化的重要形式之一，是改善城市生態(tài)環(huán)境，豐富城市綠化景觀重要而有效的方式[1]。發(fā)展室內(nèi)立體綠化能豐富綠化空間結(jié)構(gòu)層次和立體景觀藝術(shù)效果[2-3]，有助于凈化室內(nèi)空氣、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、吸塵、減少噪音、阻隔紫外線和改善室內(nèi)環(huán)境小氣候[4-9]。探討和建立可量化的植物品質(zhì)性狀評價指標(biāo)和行之有效的綜合評價方法，是豐富室內(nèi)立體綠化植物的種類，提升景觀觀賞效果，創(chuàng)新立體綠化形式和促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的必然要求。品質(zhì)或觀賞性狀綜合評價在作物、園林和園藝植物方面有很多報道。楊學(xué)軍[10]評價了4種地錦屬植物的生態(tài)適應(yīng)性和生態(tài)功能，建立了相應(yīng)的評價模型;許禎昱[11]建立了立體綠化景觀評價體系，并對長沙市公園中的20個景觀樣點(diǎn)進(jìn)行綜合質(zhì)量評價;銀屏[12]以武漢市立體綠化為研究對象，探討其在植物、自然、社會、經(jīng)濟(jì)等方面的影響，并建立層次結(jié)構(gòu)模型，運(yùn)用層析分析方法進(jìn)行探討性評價。立體綠化實(shí)現(xiàn)形式已經(jīng)從利用植物攀緣特性的藤蔓式逐步過渡到配備了水肥灌溉系統(tǒng)、自控系統(tǒng)和補(bǔ)光系統(tǒng)的模塊式和鋪貼式植物墻[13]，應(yīng)用范圍也擴(kuò)展至室內(nèi)。植物墻為植物的生長創(chuàng)造了更為適宜的環(huán)境，植物的選擇更為豐富，建立有效的評價體系來篩選合適的植物也更為急迫和重要。本研究以室內(nèi)立體綠化中常用的41種植物為研究對象，對其主要觀賞性狀進(jìn)行觀察記錄，建立一套基于主要觀賞性狀和定量分析的評價體系，為快速篩選立體綠化適用植物、豐富植物選擇種類和提高觀賞時間提供科學(xué)依據(jù)。

材料與方法

試驗(yàn)時間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2015年4月～2016年6月在南京高淳龍墩湖現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)園內(nèi)進(jìn)行。2015年4月1日將41種植物營養(yǎng)袋苗放置于園區(qū)辦公區(qū)室內(nèi)植物墻上。

試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為所試植物41種（表5）。

試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每種植物安放30株整齊一致的營養(yǎng)袋苗，設(shè)置3次重復(fù)。在植株基本失去觀賞性，影響植物墻整體觀感時，更換營養(yǎng)袋苗。每5天觀察記錄各植物的觀賞品質(zhì)、更換時間和數(shù)量。

測定性狀與方法

◆性狀篩選 參考前人研究結(jié)果[10-14]，結(jié)合專家、立體綠化工程施工方、客戶的意見和實(shí)際情況，選擇葉型等12個性狀作為評價性狀。

◆性狀測定方法 觀花時間：植株盛花期的持續(xù)時間;花占比：盛花期時花的體積面積占植株總觀賞體積的比例;觀賞時間：從全部到70%的植株觀賞品質(zhì)良好的持續(xù)時間;應(yīng)用時間：能在市場上以不高于全年平均價格購買的時間;單價：每株?duì)I養(yǎng)袋苗的價格;報廢率：更換下來的營養(yǎng)袋苗經(jīng)養(yǎng)護(hù)后死亡的比例;葉型、葉色、光照適應(yīng)性和最低生長溫度參照包滿珠的方法[15]。

統(tǒng)計分析方法

◆各因子權(quán)重的計算 采用層次分析法[16-17]計算12個測試性狀的權(quán)重。根據(jù)立體綠化觀賞性狀構(gòu)成各因子的相互關(guān)系和隸屬關(guān)系，構(gòu)建了評價體系中各影響因子的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系（表1）。

根據(jù)各影響因子對品質(zhì)性狀的貢獻(xiàn)和各因子的重要程度，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建出層次結(jié)構(gòu)關(guān)系（表1）中較低層指標(biāo)相對于各自對應(yīng)的高層指標(biāo)的判斷矩陣（表2）。判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)結(jié)果列于矩陣下方。一致性檢驗(yàn)結(jié)果表明，表3中各矩陣的階數(shù)n與矩陣的最大特征根λ之差在允許的范圍之內(nèi)，說明所構(gòu)建的判斷矩陣中各影響因子的相互關(guān)系比較一致。判斷矩陣中因子的取值1、3、5、7和9，分別代表一個性狀對另一個性狀的重要性相同、稍強(qiáng)、強(qiáng)、很強(qiáng)和絕對強(qiáng)。

將表2中影響因子Pi所屬各矩陣按列歸一化后，用“和法”求表3所列各矩陣的特征向量，再用特征向量和表3中各矩陣按列歸一化后的相應(yīng)項(xiàng)兩兩乘積之和即為各影響因子（Pi）相對于所隸屬品質(zhì)性狀（Ci）的權(quán)重值。同樣方法可計算出品質(zhì)性狀（Ci）相對于綜合品質(zhì)Z的權(quán)重值。用Ci的權(quán)重值乘以P1～P6的權(quán)重值，用C2的權(quán)重值乘以P7、P8的權(quán)重值，用C3的權(quán)重值乘以P9～P10的權(quán)重值，用C4的權(quán)重值乘以P11、P12的權(quán)重值即得各影響因子（Pi）相對于總目標(biāo)綜合評價值（Z）的最終權(quán)重值。

◆聚類分析 利用SPSS軟件對41個植物進(jìn)行聚類分析。

結(jié)果與分析

各因子評分標(biāo)準(zhǔn)的確定

參考相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合專家意見，對影響立體綠化植物性狀的12個因素擬定了一個3分制的評分標(biāo)準(zhǔn)（表3），為性狀評價提供了一個較為全面、客觀統(tǒng)一的依據(jù)。

各影響因子的權(quán)重值

計算結(jié)果（表4）表明，觀賞時間對立體綠化植物綜合性狀的影響最大，其權(quán)重值為0.163;其次是葉面積、花占比和單價，權(quán)重值分別為0.162、0.111和0.096;其它因子的影響相對較小。

立體綠化觀賞植物的的得分及分級

根據(jù)表4中每個影響因子Pi相對于室內(nèi)立體綠化植物品質(zhì)性狀Z的權(quán)重值乘以表3提供的各因子評價標(biāo)準(zhǔn)的分值，計算出每種植物的綜合性狀得分。用K-Mean聚類方法將41種植物劃分為3級，代碼1～3分別代表室內(nèi)立體綠化植物綜合品質(zhì)優(yōu)、良、差（表5）。其中優(yōu)等級植物5個，良等級24個和差等級12個。

討論

評價因子的選擇決定了評價體系的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。通過選擇具體的評價因子和設(shè)定詳細(xì)的因子分值標(biāo)度，達(dá)到評價因子既能全面、準(zhǔn)確地體現(xiàn)觀賞特征，又便于操作的要求。實(shí)際的評價結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際相符，說明所選的評價因子設(shè)置具有合理性。

品種性狀評價常用的分析方法有綜合評分法[18]、模糊綜合評判法[19-21]、多元統(tǒng)計分析法[22-24]（主成分分析、因子分析和聚類分析等）和層次分析法[14，17]等。由于本研究選擇的12個評價性狀中并非所有性狀間都存在相關(guān)性，且花色和香味等評價因子需主觀賦權(quán)，因而選用層次分析法作為評價方法。12個評價因子的量化分析結(jié)果表明觀賞時間（0.163）、葉面積（0.162）和花占比（0.111）3個因子的權(quán)重最大。觀賞時間直接決定了觀賞品質(zhì)和維護(hù)成本;葉面積決定了觀賞效果的一致性和整體性，葉小且密集的植物因其在弱光環(huán)境下葉片容易發(fā)黃和脫落一般不適于應(yīng)用;明顯而美麗的花朵是景觀的點(diǎn)睛之處。性狀因子的權(quán)重、量化分析結(jié)果也符合預(yù)期結(jié)果。采用K-Means聚類方法將立體綠化植物分為3類。5個優(yōu)等級的植物可作為造景的基礎(chǔ)植物大面積使用;根據(jù)環(huán)境條件和設(shè)計要求選擇使用良等級的植物;不推薦使用差等級的植物。

立體綠化作為地面綠化的延伸，造景方法、景觀評價和植物選擇遵循相似的標(biāo)準(zhǔn)，供選的植物材料豐富多樣。植物選擇主要是受到具體環(huán)境條件的限制，本文以光線充足處的室內(nèi)墻為研究載體，制定了室內(nèi)立體綠化植物綜合評價體系，對立體綠化常用植物進(jìn)行了分級。根據(jù)評價等級選擇植物，并兼顧觀賞效果、造價成本和后期維護(hù)是提高立體綠化景觀觀賞性的有效方法。隨著立體綠化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更多的植物種類、更先進(jìn)的實(shí)現(xiàn)方式和更完備的配套系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，評價體系必然也會不斷優(yōu)化和完備。

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[引用信息]楊會玲，胡奇，胡波，等.室內(nèi)立體綠化植物品質(zhì)性狀綜合評價體系構(gòu)建[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2020，40（01）：60-64.