基于層次分析法的植物景觀評(píng)價(jià)
——以太谷西苑公園為例

贠 劍，郭慧鳳，王志玲，薄 偉，王 君

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西 晉中 030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西 晉中 030801；3.山西太原動(dòng)物園，山西 太原 030000）

城市公園作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分，承擔(dān)著改善植物綠地景觀和減緩人民生活壓力的重要作用.西苑公園是山西省晉中市太谷城區(qū)最大的城市公園.2015年政府對(duì)西苑公園進(jìn)行了園林提升改造，目前，西苑公園已成為附近上萬(wàn)居民休閑娛樂(lè)的場(chǎng)所.隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)周邊景觀環(huán)境綠化植物的選擇與配置提出了更高要求.從傳統(tǒng)意義上對(duì)美景和功能的關(guān)注轉(zhuǎn)為景觀體驗(yàn)的舒適度需求上.同時(shí)，人口老齡化以及弱勢(shì)群體的特殊心理需求，也對(duì)景觀設(shè)計(jì)提出了更高要求.應(yīng)對(duì)現(xiàn)有景觀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，找出制約景觀品質(zhì)的關(guān)鍵因子，充分發(fā)揮城市公園的人文生態(tài)價(jià)值.層次分析法是定性和定量、主觀和客觀相結(jié)合的決策方法，可將主觀判斷導(dǎo)入評(píng)價(jià)模型，并加以量化，已廣泛應(yīng)用于高校園林綠地以及熱門園林的評(píng)價(jià)當(dāng)中［1-5］.其主要評(píng)價(jià)角度體現(xiàn)在植物的觀賞價(jià)值和生態(tài)價(jià)值，比如，使用AHP法對(duì)建蘭［6］、酢漿草屬［7］、獨(dú)蒜蘭屬植物［8］等園林植物的觀賞性進(jìn)行了評(píng)價(jià)并給出優(yōu)化建議.何詩(shī)靜［9］采用4個(gè)指標(biāo)層“生物多樣性、植物群落鄉(xiāng)土性、生活型結(jié)構(gòu)、植物健康和養(yǎng)護(hù)管理”對(duì)公園植物生態(tài)功能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出適合武漢的優(yōu)良植物結(jié)構(gòu)模式.筆者從植物造景的生態(tài)效益、景觀效益和生理影響出發(fā)，采用層次分析法，對(duì)山西省晉中市太谷區(qū)西苑公園的不同植物景觀單元進(jìn)行評(píng)價(jià)及分析，提出合理化植物配置模式，指導(dǎo)城市公園植物景觀的提升.

1 材料與方法

1.1 調(diào)查方法

2020年秋天，對(duì)山西省晉中市太谷區(qū)西苑公園的植物色彩搭配、植物配置模式、植物與周邊硬質(zhì)環(huán)境的協(xié)調(diào)性等方面進(jìn)行調(diào)查拍照；并對(duì)特殊植物進(jìn)行標(biāo)本采集，對(duì)照《園林樹(shù)木學(xué)》和《中國(guó)植物志》確定植物種類.運(yùn)用層次分析法（AHP）對(duì)公園現(xiàn)有植物景觀進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià).

1.2 調(diào)查樣地概況

1.2.1 基本概況 調(diào)查樣地位于山西省晉中市太谷區(qū)城西北處，占地6 hm2，北臨金谷西街，西臨南山南路，東接山西交通技師學(xué)院，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°33′1.14″～ 112°33′9.27″，北緯37°25′48.00″～37°25′59.06″.屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季干燥，夏季炎熱，秋季涼爽，冬季寒冷.年平均氣溫10～12℃.

1.2.2 植物資源組成 西苑公園主要喬木種類有19種，隸屬12科18屬，其中，落葉15種，常綠4種；主要灌木種類有9種，隸屬6科7屬，其中，落葉5種，常綠4種（表1）.

表1 西苑公園主要綠化喬木、灌木Tab.1 Main greening of trees and shrubs in Xiyuan Park

續(xù)表1

1.3 層次分析法

1.3.1 綜合評(píng)價(jià)體系建立 根據(jù)西苑公園的景觀特點(diǎn)，并借鑒前人研究成果［10-12］來(lái)構(gòu)建植物景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.第一層是目標(biāo)層，為西苑公園植物景觀評(píng)價(jià)，記為A.第二層是標(biāo)準(zhǔn)層，為生態(tài)效益、景觀效益、心理感受，分別記為B1、B2、B3.第三層是指標(biāo)層，其中，生態(tài)效益下評(píng)價(jià)準(zhǔn)則包括公園物種多樣性（C1）、植物郁閉度（C2）、植物配置層次結(jié)構(gòu)對(duì)空氣凈化能力的影響（C3）、植被覆蓋率（C4）；景觀效益下評(píng)價(jià)準(zhǔn)則包括植物觀賞部位的豐富度（C5）、植物的整形修剪與布置（C6）、植物與周圍山石水體建筑的協(xié)調(diào)性（C7）、植物色彩和季相（C8）；心理感受下評(píng)價(jià)準(zhǔn)則包括對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求（C9）、對(duì)景觀審美的感受（C10）、整體環(huán)境帶來(lái)的感受（C11）.以每個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)的總分為100分做出滿意度評(píng)價(jià)，邀請(qǐng)公園游客和景觀園林相關(guān)專業(yè)學(xué)生和專家填寫(xiě)調(diào)查問(wèn)卷，根據(jù)西苑公園不同角度拍攝的照片對(duì)11個(gè)指標(biāo)層進(jìn)行打分.

1.3.2 權(quán)重確定 構(gòu)造判斷矩陣，采用“1-9標(biāo)度法”［13-14］，根據(jù)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度，兩兩相較，基于咨詢專家和查閱文獻(xiàn)，構(gòu)建每層指標(biāo)的判斷矩陣，得出最大特征向量，并檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性［15］.通過(guò)判斷CR值，驗(yàn)證各層次指標(biāo)是否通過(guò)一致性檢驗(yàn)，當(dāng)CR＜0.1時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性.計(jì)算出每項(xiàng)指標(biāo)相應(yīng)的權(quán)重值，以判斷各指標(biāo)的相對(duì)重要性（表2～表5）.結(jié)果表明，矩陣的最大特征向量分別為：3.009 2、4.010 4、4.060 6、3.000 0，對(duì)應(yīng)的權(quán)重的一致性經(jīng)統(tǒng)計(jì)得出分別是：0.007 9、0.003 9、0.022 4、0.000 0，均小于0.100 0，符合要求.

表2 判斷矩陣（A-Bi）Tab.2 Judgment matrix（A-Bi）

表3 判斷矩陣（B1-Cj）Tab.3 Judgment matrix（B1-Cj）

表4 判斷矩陣（B2-Cj）Tab.4 Judgment matrix（B2-Cj）

表5 判斷矩陣（B3-Cj）Tab.5 Judgment matrix（B3-Cj）

1.3.3 綜合評(píng)價(jià)分級(jí) 通過(guò)景觀綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法得到綜合評(píng)價(jià)分值.景觀綜合評(píng)價(jià)得分式中Xi表示評(píng)價(jià)因子權(quán)重值，F(xiàn)i表示評(píng)價(jià)因子評(píng)分.利用公式CEI=S/SO×100%確定公園植物景觀等級(jí)［16］，最終使用“差值百分比分級(jí)”法劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)（表6），劃分標(biāo)準(zhǔn)在前人研究成果的基礎(chǔ)上結(jié)合了不同植物配置模式的實(shí)際打分情況而設(shè)定［17］.

表6 景觀質(zhì)量等級(jí)表Tab.6 Table of landscape quality grade

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配置下空氣顆粒物分析

將不同配置模式下路邊的PM值與林內(nèi)的PM值做差得到凈吸收量（圖1）.一般情況下，路邊PM1.0和PM2.5均比林內(nèi)PM1.0和PM2.5大，具體表現(xiàn)為：?jiǎn)坦嗖荽钆洌締坦啻钆洌締滩荽钆洌竟嗖荽钆?，表明喬灌草搭配?duì)空氣中塵埃和飄塵的滯留能力較強(qiáng)，能夠起到較好的凈化空氣的作用，而灌草搭配對(duì)空氣中塵埃和飄塵的滯留能力最弱，因此，運(yùn)用多樣化的植物配置模式，將有效降低空氣中的有害顆粒.

圖1 不同配置模式對(duì)PM1.0和PM2.5的凈吸收量Fig.1 Net absorption of PM1.0 and PM2.5 in different configuration modes

2.2 植物景觀綜合評(píng)價(jià)

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)層B和指標(biāo)層C的權(quán)重，確定了指標(biāo)層C中各評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于目標(biāo)層A的重要性權(quán)值，即層次總排序（表7）.

表7 西苑公園植物景觀的評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.7 Evaluation results of plant landscape in Xiyuan Park

由表7可知，在標(biāo)準(zhǔn)層中，生態(tài)效益權(quán)重值為0.539 6，排第一，景觀效益權(quán)重值次之，心理健康影響權(quán)重值最小，說(shuō)明在城市公園改造中首先應(yīng)注重生態(tài)效益的改善.在指標(biāo)層中，生態(tài)效益的4個(gè)指標(biāo)因子中按權(quán)重值由大到小排為：植被覆蓋率＞植物配置層次結(jié)構(gòu)對(duì)空氣凈化能力的影響=公園物種多樣性＞植物郁閉度.因此，在滿足一定的植被覆蓋率條件下，需注重植物配置的豐富度，尤其是增加公園喬灌草復(fù)合層次，盡可能地發(fā)揮城市公園的生態(tài)效益.景觀效益的4個(gè)指標(biāo)因子按權(quán)重由大到小排序?yàn)椋褐参锷屎图鞠啵局参锱c周圍山石水體建筑的協(xié)調(diào)性＞植物的整形修剪與布置＞植物觀賞部位的豐富度.在優(yōu)化時(shí)，需重點(diǎn)考慮不同植物的色彩和季相變化.心理需求的3個(gè)指標(biāo)因子按權(quán)重由大到小排為：整體環(huán)境帶來(lái)的感受＞對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求＞對(duì)景觀審美的感受.因此，公園景觀設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意植物和亭臺(tái)樓閣的合理搭配，進(jìn)而營(yíng)造雖由人作、宛若天開(kāi)的整體景觀.層次總排序權(quán)值最大為植被覆蓋率，說(shuō)明西苑公園植物綜合景觀的提升首先要保證一定的植被覆蓋率.

在不同植物景觀配置下，由上述得到的各指標(biāo)因子權(quán)重與打分分值相乘得到權(quán)重得分，進(jìn)而得到綜合得分，根據(jù)CEI判斷植物質(zhì)量等級(jí)（表8）.

表8 西苑公園植物景觀綜合評(píng)價(jià)Tab.8 Comprehensive evaluation of plant landscape in Xiyuan Park

續(xù)表8

喬灌草植物配置下的景觀質(zhì)量等級(jí)最高，為Ⅰ級(jí)，喬灌草較灌草、喬草和喬灌，有豐富的復(fù)合層次，空氣凈化能力較強(qiáng)，且針葉、闊葉，常綠、落葉搭配，四季景象變化明顯，群落展現(xiàn)出較高的視覺(jué)質(zhì)量.灌草配置CEI最低，由于缺乏喬木，植物配置的立體層次性不夠突出，因此植物配置過(guò)程中要增強(qiáng)立體層次，使林冠線高低錯(cuò)落，富有變化.由表7、表8可知，雖然心理需求的權(quán)重值最低，但不論何種植物配置，心理需求的評(píng)分較生態(tài)效益和景觀效益得分都為最高，說(shuō)明植物綠地景觀帶給人身心健康的影響是景觀設(shè)計(jì)不容忽視的部分.

3 討論與結(jié)論

在引用其他綠地景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)［18］的基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合不同植物配置模式對(duì)PM1.0和PM2.5的吸附能力，共同構(gòu)建了西苑公園植物景觀評(píng)價(jià)模型.結(jié)果表明，西苑公園植物景觀首先要滿足生態(tài)效益和景觀效益.因此，以喬、灌、草搭配，營(yíng)造多層次的、高覆蓋度的植物景觀是此類城市公園景觀提升的重點(diǎn).在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)師應(yīng)充分考慮人對(duì)景觀的整體需求，應(yīng)從人的舒適度以及視覺(jué)感受等方面進(jìn)行優(yōu)化.

結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果，提出以下建議：1）優(yōu)化立體空間景觀效果；鑒于公園中垂直空間的景觀略顯單薄，建議在具體實(shí)施中適當(dāng)增加藤本植物，以及加入城市主題花壇和花境，根據(jù)不同種類和色彩搭配體現(xiàn)當(dāng)?shù)匚幕厣?9］；2）優(yōu)先考慮人對(duì)景觀的需求；當(dāng)前湖岸兩側(cè)人行步道的垂柳容易引起飄絮，使游人過(guò)敏，建議科學(xué)合理規(guī)劃，替換一些優(yōu)勢(shì)行道樹(shù)樹(shù)種，如銀杏、白蠟、欒樹(shù)等落葉喬木；3）優(yōu)化公園次干道景觀；當(dāng)前次干道種植的金銀花和沙地柏匍匐性很強(qiáng)，景觀層次感略顯凌亂；4）兒童游樂(lè)區(qū)的植物可進(jìn)行優(yōu)化：兒童游樂(lè)區(qū)為西苑公園的重點(diǎn)項(xiàng)目，整體區(qū)域植物較少且色彩單一，建議適當(dāng)增加五角楓、紅楓、金葉欒樹(shù)和金葉白蠟等秋色葉或變色葉喬木，并引入一些葉形有特色、枝干富有形態(tài)美、趣味性強(qiáng)的植物，增進(jìn)兒童活動(dòng)區(qū)形狀、色彩的多樣性.

本研究將不同植物配置對(duì)人的心理影響因子融入城市公園植物景觀評(píng)價(jià)體系中，具有一定的創(chuàng)新性.然而，植物除具有空氣凈化、美化、綠化的作用外，不同植物配置對(duì)負(fù)氧離子、芬多精以及環(huán)境小氣候等康養(yǎng)因子的影響尚未有明確論斷.讓城市公園通過(guò)植物釋放健康因子，進(jìn)而提升其公共健康服務(wù)功能，將是后續(xù)研究的重點(diǎn).