基于AHP法的濟(jì)南大明湖公園冬季植物景觀評價

盧 鑫，向言詞

(湖南科技大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖南湘潭 411201)

城市公園作為人與自然生態(tài)系統(tǒng)互動的主要場所和綠地系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分，對民眾身心健康、城市可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用[1-4]。植物景觀作為城市公園中向人們傳達(dá)美感和聯(lián)想的媒介，主要是指利用不同種類和規(guī)格的植物，控制空間內(nèi)的種植形式、空間布局和數(shù)量而形成的具有較高觀賞價值的景觀，不僅可以創(chuàng)造優(yōu)美的環(huán)境，而且在維護(hù)城市生態(tài)系統(tǒng)多樣性等方面發(fā)揮著重要作用[5-8]。

近年來，各種植物景觀評價方法得到應(yīng)用，如層次分析法(AHP)、美景度評價法(SBE)、審美評判測量法(BIB-LCJ)、語義分析法(SD)等，有利于提高城市公園植物景觀評價的科學(xué)性和準(zhǔn)確性[9-12]。濟(jì)南市大明湖公園聞名遐邇，人流量大，植物景觀特色突出，因此選取濟(jì)南市大明湖公園作為主要研究對象，采用層次分析法對綜合影響冬季植物景觀的因素進(jìn)行評價研究,以期為城市公園更好地發(fā)揮冬季植物景觀效果提供參考。

1 研究區(qū)域概況

大明湖公園位于濟(jì)南市歷下區(qū)老城區(qū)北部，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷少雪，“四面荷花三面柳，一城山色半城湖”是其景觀的真實(shí)寫照[13]。經(jīng)改擴(kuò)建后，大明湖公園總面積達(dá)到103.4 hm2，水面面積為57.7 hm2，陸地面積為45.7 hm2，實(shí)現(xiàn)了由“園中湖”到“城中湖”的轉(zhuǎn)變，為人們提供了良好的休閑娛樂空間。

2 研究方法

2.1 層次分析法(AHP法)層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)是指將決策相關(guān)要素分解為目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)等層次，在此基礎(chǔ)上將人的主觀判斷以量化分析的形式表達(dá)、轉(zhuǎn)化和處理，是一種具有系統(tǒng)、靈活和簡單等優(yōu)點(diǎn)的定性與定量相結(jié)合的決策分析法[14-16]。

2.2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建根據(jù)大明湖公園冬季植物景觀的特點(diǎn)和功能，參考目前的研究成果[17-20]，選取相應(yīng)的目標(biāo)層(A)、準(zhǔn)則層(B)和指標(biāo)層(C)，以3個二級指標(biāo)、8個三級指標(biāo)構(gòu)建大明湖公園冬季植物景觀評價模型。其中，從大明湖公園冬季植物景觀的生態(tài)效益(B1)、美學(xué)效益(B2)和社會效益(B3)3個方面構(gòu)建評價體系的準(zhǔn)則層(B)；生態(tài)效益(B1)由2個評價因子組成，即植物多樣性(C1)、植物適應(yīng)性(C2)；美學(xué)效益(B2)由4個評價因子組成，即空間層次豐富度(C3)、植物色彩豐富度(C4)、植物景觀協(xié)調(diào)性(C5)、植物景觀意境美(C6)；社會效益(B3)由2個評價因子組成，即可達(dá)性(C7)、舒適性(C8)(圖1)。

2.3 評價指標(biāo)權(quán)重的確定及一致性檢驗(yàn)

圖1 大明湖公園冬季植物景觀評價模型Fig.1 Landscape evaluation model of winter plant in Daming Lake Park

表1 A-B判斷矩陣

表2 B1-C判斷矩陣Table 2 Judgment matrix of B1-C

2.3.2計(jì)算指標(biāo)權(quán)重與一致性檢驗(yàn)。根據(jù)許樹柏[23]的方法，運(yùn)用方根法，求得矩陣最大特征值，由于人們認(rèn)知的模糊性和多樣性，需先求得一致性指標(biāo)，再進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)算公式為(1)～(3)：

(1)

(2)

(3)

式中，A為判斷矩陣，W為相應(yīng)的特征向量，n為判斷矩陣階數(shù)，CI為一致性指標(biāo)，CR為隨機(jī)一致性比率(當(dāng)CR為0.1時，判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，否則需重新調(diào)整權(quán)重)，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，n階1～10分別取值0、0、0.58、0.90、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45、1.49[23]。

根據(jù)表2～5所示的評判指標(biāo)重要性，構(gòu)建判斷矩陣，算得A-B矩陣最大特征值λmax=3.009 3,CI=0.004 7，RI=0.580 0，CR=0.008 1<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，則權(quán)重矩陣W=[0.163 2,0.540 1,0.296 7]，可接受；B1-C矩陣最大特征值λmax=2.000 0,CI=0.000 0,RI=0.000 0,CR=0.000 0<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，則權(quán)重矩陣W=[0.200 0,0.800 0]，可接受；B2-C矩陣最大特征值λmax=4.040 7,CI=0.013 6,RI=0.900 0,CR=0.015 1<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，則權(quán)重矩陣W=[0.159 7,0.098 7,0.491 6,0.250 0]，可接受；B3-C矩陣最大特征值λmax=2.000 0,CI=0.000 0,RI=0.000 0,CR=0.000 0<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗(yàn)，則權(quán)重矩陣W=[0.247 8,0.752 2]，可接受。

表3 B2-C判斷矩陣Table 3 Judgment matrix of B2-C

表4 B3-C判斷矩陣Table 4 Judgment matrix of B3-C

2.4 調(diào)查方法與評分

2.4.1調(diào)查方法?；谥参锞坝^的季節(jié)性，對大明湖公園冬季植物景觀進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，選擇2022年1月中旬光照充足且能見度高的天氣，于10:00—16:00進(jìn)行拍攝。為了保證所拍照片的統(tǒng)一性和代表性，減少操作帶來的誤差，照片拍攝時要求光照充足，順光，不更換相機(jī)且保持相機(jī)參數(shù)設(shè)置不變，拍攝高度保持在1.6 m，橫向構(gòu)圖，并避免非景觀因素介入。最后，根據(jù)評判目的從215張中挑選25張，作為大明湖公園冬季植物景觀層次分析的基礎(chǔ)資料。

2.4.2評分。評價根據(jù)每項(xiàng)評價因子設(shè)5個級別，即10(非常滿意)、8(滿意)、6(一般)、4(不滿意)和 2(非常不滿意)，評分以專家打分的方式進(jìn)行。通過景觀綜合評價指數(shù)法，先求得某冬季植物景觀樣地的綜合評價值，再求得綜合評價指數(shù)，為了更直觀反映冬季植物景觀的質(zhì)量，其綜合評價指數(shù)作為分級依據(jù)被劃分為4個等級(表5)[24]。計(jì)算公式分別為(4)、(5)：

(4)

(5)

式中，Xi為該因子的總權(quán)重值，F(xiàn)i為該因子的平均得分值，S0為理想值。

表5 冬季植物景觀綜合評價等級劃分Table 5 Standard for comprehensive evaluation of plant landscape

3 結(jié)果與分析

3.1 評價指標(biāo)權(quán)重值分析根據(jù)大明湖公園冬季植物景觀評價模型(圖1)，對構(gòu)建的判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)和一致性檢驗(yàn)，獲得各評價因子的權(quán)重值及總權(quán)重值(表6)。由表6可知，準(zhǔn)則層美學(xué)效益的權(quán)重(0.540 1)居于首位，說明美學(xué)效益是大明湖公園冬季植物景觀的主要因素，其次是社會效益(0.296 7)，生態(tài)效益(0.163 2)最小。生態(tài)效益中植物適應(yīng)性的總權(quán)重值(0.130 6)最高，其次為植物多樣性(0.032 6)，說明一個健康穩(wěn)定的植物群落在保障冬季植物景觀的觀賞特性中發(fā)揮著重要作用；美學(xué)效益中植物景觀協(xié)調(diào)性的總權(quán)重值(0.265 5)最高，說明觀賞者認(rèn)為冬季植物景觀與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)才能更加充分地展現(xiàn)冬季植物景觀之美；社會效益中舒適性的總權(quán)重值(0.223 2)最高，其次為可達(dá)性(0.073 5)，說明觀賞者更加注重對冬季植物景觀的認(rèn)同以及冬季植物景觀所能提供的舒適空間。

3.2 公園冬季植物景觀評價結(jié)果通過計(jì)算每個冬季植物景觀樣地的綜合評價值，并根據(jù)綜合評價指數(shù)，分別計(jì)算出各植物景觀樣地的評價等級(表7)。由表7可知，25個大明

表6 大明湖公園冬季植物景觀評價權(quán)重Table 6 Weights of factors for evaluating plant landscape in Daming Lake Park in winter

湖公園冬季植物景觀樣地的綜合評價結(jié)果為Ⅰ級冬季植物景觀樣地有11個，占總量的44%，樣地編號分別為5、10、11、13、14、15、16、17、19、20、21；Ⅱ級冬季植物景觀樣地有14個，占總量的56%，樣地編號分別為1、2、3、4、6、7、8、9、12、18、22、23、24、25；樣地均無 Ⅲ 級和Ⅳ 級冬季植物景觀。該綜合評價結(jié)果表明，大明湖公園冬季植物景觀整體較好。Ⅰ級冬季植物景觀樣地的特點(diǎn)主要是植物種類繁多，且健康狀況較優(yōu)，在冬季植物景觀中色彩較豐富，整體空間層次變化豐富，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)且氛圍感強(qiáng)，可達(dá)性較高，能為游人提供較高的舒適環(huán)境。Ⅱ級冬季植物景觀樣地的特點(diǎn)主要是植物種類較多且健康狀況基本良好，在冬季植物景觀中色彩較單調(diào)，整體空間層次變化豐富程度較低，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)且氛圍感較好，可達(dá)性良好，能為游人提供較好的舒適環(huán)境。

4 結(jié)論與討論

綜合考慮濟(jì)南大明湖公園冬季植物景觀的主要評價因子，采用層次分析法對大明湖公園冬季植物景觀的25個樣地進(jìn)行綜合評價分析?；谏鷳B(tài)效益、美學(xué)效益、社會效益3個評價指標(biāo)共8個評價因子，通過構(gòu)建判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和一致性檢驗(yàn)，得出各評價因子的權(quán)重值及總權(quán)重值，并由專家評分及計(jì)算得出綜合評價結(jié)果。主要結(jié)論如下：

(1)準(zhǔn)則層中權(quán)重值從高到低的排序依次為美學(xué)效益(0.540 1)、社會效益(0.296 7)和生態(tài)效益(0.163 2)，說明評價者對能用感官直接感受到的視覺效果較重視，對冬季植物景觀能改善城市環(huán)境的生態(tài)功能和間接帶來的使用及精神層面功能的重視程度不如前者。

(2)生態(tài)效益、美學(xué)效益和社會效益中總權(quán)重值居首位的分別為植物適應(yīng)性(0.130 6)、植物景觀協(xié)調(diào)性(0.265 5)和舒適性(0.223 2)，說明一個健康穩(wěn)定的冬季植物景觀群落，在關(guān)注總體外貌的同時，更要注重與周圍整體環(huán)境的協(xié)調(diào)，這樣不僅能充分發(fā)揮冬季植物景觀的美感，給觀賞者留下深刻印象，更能提高觀賞者的認(rèn)同感與舒適性。

(3)25個大明湖公園冬季植物景觀樣地的綜合評價結(jié)果可以總結(jié)出，Ⅰ級冬季植物景觀樣地有11個，占總量的44%；Ⅱ級冬季植物景觀樣地有14個，占總量的56%；Ⅲ級和Ⅳ級冬季植物景觀樣地均無，表明大明湖公園冬季植物景觀總體較好。

表7 大明湖公園冬季植物景觀綜合評分統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 7 Comprehensive score of winter plant landscape in Daming Lake Park

在濟(jì)南大明湖公園內(nèi)，植物作為有生命力的要素，結(jié)合前人研究結(jié)論[25-26]及實(shí)地調(diào)研可知，公園內(nèi)冬季多以觀花及觀枝干的樹種為主，雖常綠樹種與落葉樹種配比比較協(xié)調(diào)，但是草地等在冬季仍會大面積裸露。因此，在大明湖公園冬季植物景觀優(yōu)化時，提出如下優(yōu)化建議：①加強(qiáng)適應(yīng)當(dāng)?shù)?、性能較好的冬季景觀樹種，如冬季觀花、觀果或顏色突出、形狀奇特的樹種等，充分發(fā)揮冬季植物景觀的生態(tài)效益；②注重冬季植物景觀的四維空間形態(tài)，將其動態(tài)發(fā)展納入整體規(guī)劃，打造具有濟(jì)南地域特色的冬季植物景觀；③盡可能為觀賞者提供合理的休憩及可停留空間，注重冬季植物景觀的社會效益。