基于AHP-TOPSIS組合模型的湖南文廟植物評價

鄭 霞，胡希軍，張成林

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) a.風(fēng)景園林學(xué)院；b.湖南省自然保護地風(fēng)景資源大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心；c.城鄉(xiāng)景觀生態(tài)研究所，湖南 長沙 410004；2.長沙環(huán)境保護職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；3.寧遠縣文物保護中心，湖南 寧遠 425600）

“自唐以來，州縣莫不有學(xué)，凡學(xué)莫不有先圣之廟矣?！钡胤轿膹R擁有最高等級的建筑形制，布局于城池優(yōu)勢區(qū)位，攬山川之形勝，是古代地方城市人文勝景的重要擔(dān)當。文廟集合了古人在教育、規(guī)劃、建筑、園林等各方面的智慧、理念與技術(shù)，目前已有關(guān)注文廟的祭祀文化[1]、建筑形制[2]、空間結(jié)構(gòu)[3]、環(huán)境特色[4]、廟學(xué)制度[5]、空間現(xiàn)象以及教育意蘊生成[6]等方面的研究，而對于文廟植物的系統(tǒng)性研究成果較少。主要成果有學(xué)者彭蓉[7]闡述柏（檜柏Juniperus chinensis、側(cè)柏Platycladus orientalis）、松Pinusspp.、桂花Osmanthus fragrans、杏Armeniaca vulgaris、國槐Styphnolobiumjaponicum、荷花Nelumbonucifera幾種常見文廟植物的文化寓意。李路[8]梳理江西古代文廟有槐、松、柏、榆Ulmuspumila等高大喬木；桂花、石榴Punicagranatum等小喬木；蓮Nelumbo、芹Oenanthe、藻類等水生植物。張思蕾[9]總結(jié)四川文廟植物以桂花、銀杏Ginkgo biloba為基調(diào)樹種；楠木Phoebezhennan、松柏類、香樟Cinnamomumcamphora、紫薇Lagerstroemia indica、國槐、女貞Ligustrumlucidum為主調(diào)樹種；黃葛樹Ficusvirens、水杉Metasequoiaglyptostroboides、楓楊Pterocaryastenoptera、樸樹Celtissinensis、皂莢Gleditsiasinensis、天竺桂Cinnamomumjaponicum、日本晚櫻Cerasusserrulatavar.lannesiana、海棠Chaenomelessinensis等植物為配調(diào)樹種?？傮w上，文廟植物基本遵循選擇與儒家文化相符的鄉(xiāng)土樹種為主導(dǎo)。

受地理、文化、經(jīng)濟等因素影響，地方文廟建筑規(guī)制以曲阜孔廟為正統(tǒng)范式，兼容并蓄各地民俗文化特色。如江南文廟表現(xiàn)出婉約秀雅的精致美；北方文廟表現(xiàn)大氣磅礴、態(tài)勢雄偉的宏大美；西南文廟表現(xiàn)出多民族的民俗美；湖南文廟在荊楚文化的影響下形成浪漫俏麗的風(fēng)格。植物作為具有生命力的要素組成，其地域性特征理應(yīng)更加明顯。然而因文廟環(huán)境幾經(jīng)變遷，植物原真風(fēng)貌不再，修復(fù)過程和植物種類選取上又重模仿，輕特色，導(dǎo)致歷史植物繼承不夠、場地限制因素考慮不周、新種類應(yīng)用依據(jù)不充分等現(xiàn)象。亟需全面調(diào)查評估文廟現(xiàn)狀與歷史植物資源，構(gòu)建一套定性和定量結(jié)合的文廟植物篩選評價體系。嘗試從歷史植物、現(xiàn)狀植物以及湖南鄉(xiāng)土植物三方面篩選湖南文廟植物樣本，并結(jié)合AHP-TOPSIS組合模型[10-12]進行評價排序，綜合預(yù)測適用湖南文廟環(huán)境的植物種類，豐富文廟植物資源庫，為正在積極修復(fù)的文廟植物景觀提供樹種選取的依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

湖南古屬荊楚之地，總面積21.187 5 萬km2，地 處108°15′～108°47′E，24°38′～30°08′N，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，四季分明，雨水集中，光熱資源豐富。受季風(fēng)和地形的影響，湖南植被類型多樣，植物種類豐富。《湖南植物名錄》收錄有湖南省維管束植物4 324 種，其中蕨類植物351種，裸子子植物69 種，被子植物3 904 種。“秋風(fēng)萬里芙蓉國，暮雨千家薜荔村”，因湘江流域曾盛植芙蓉（蓮花），素有“芙蓉國”之美稱[13]。

2 研究方法

2.1 植物資源調(diào)查

2.1.1 現(xiàn)狀植物調(diào)查

根據(jù)《中華人民共和國不可移動文物目錄（湖南卷）》《湖南的書院與文廟》[14-15]等文獻資料，確定17 座湖南文廟實地調(diào)查樣地（圖1）。于2020年7月—2021年1月，對寧遠文廟、瀏陽文廟等17 座文廟實施每木調(diào)查。結(jié)果表明，文廟現(xiàn)狀植物共31 種，隸屬24 科28 屬，無明顯的優(yōu)勢科和優(yōu)勢屬，單屬單種的科有19 個，占總科數(shù)的79%，科屬分布較為分散；具有相對優(yōu)勢的科是木犀科含3 種，禾本科含2 種，木蘭科含2 種，山茶科含2 種，百合科含2 種。按生活型分類，有喬木、灌木、草本、水生植物4 類，喬木和灌木比重大，分別有12 種和13 種，占比39%和42%，草本5 種，占比16%，水生植物1 種，占比3%。文廟現(xiàn)存物種中古樹7 種，占比23%；80年代栽植樹種3 種，占比1%；近年新植樹種21 種，占比68%，占比最大，對植物景觀效果也最具影響。

圖1 湖南文廟（官學(xué)）植物實地調(diào)查點Fig.1 Current distribution of Hunan official heritage

2.1.2 歷史植物整理

根據(jù)《（清光緒）湖南通志》等歷史典籍，梳理清代湖南78 座府、州、縣學(xué)植物記載，結(jié)合《詩經(jīng)祭祀植物意象研究》[16]等成果，考證推斷古代文廟常用植物約38 種，隸屬26 科37 屬。單屬單種的科20 個，占比80%，樹種科屬分布也較為分散。相對優(yōu)勢科是薔薇科含5 種，菊科含4 種，柏科含2 種，樟科含2 種、睡蓮科含2 種；按照生活型分類，由喬木、灌木、草本及水生植物4種類型組成，其中喬木20 種，占比53%，灌木4 種，占比11%，草本植物6 種，占比16%，水生植物8種，占比21%。

2.1.3 園林植物篩選

根據(jù)《湖南省城市園林綠化主要應(yīng)用植物名錄》和《湖南主要鄉(xiāng)土樹種及種苗彩色圖鑒》[17-18]，篩選木蘭科含笑屬常綠喬木闊瓣含笑Michelia cavalerieivar.platypetala、醉香含笑Michelia macclurei，柏科側(cè)柏Platycladusorientalis、龍柏Juniperuschinensiscv.Kaizuca，薔薇科欏木石楠Photiniabodinieri等14 種喬木、9 種灌木和2 種草本，共25 種，補充植物樣本。

綜上所述，現(xiàn)狀、歷史以及篩選植物共94種，去除歷史與現(xiàn)狀重復(fù)植物9 種，得到文廟植物樣本85 種，隸屬44 科73 屬，喬木38 種，灌木26，草本13 種，水生植物8 種；優(yōu)勢科為薔薇科含9 種，柏科含5 種，禾本科含5 種，菊科含5種，木蘭科含5 種，樟科含4 種（表1）。

表1 湖南文廟待評價植物科、屬、種組成Table 1 List of plants in Hunan confucian temple

2.2 評價方法

運用層次分析法（AHP）[19-20]和逼近理想解排序法（即TOPSIS 法），對待評價植物排序，構(gòu)建AHP-TOPSIS 組合模型的具體步驟如下[21-22]：1）建立評價體系遞階層次結(jié)構(gòu)；2）運用層次分析法（AHP）確定評價指標權(quán)重；3）逼近理想解法對評價對象加權(quán)排序，以進行決策。

2.2.1 層次分析法（AHP）確定評價指標權(quán)重

根據(jù)評價模型，專家對每一級指標進行兩兩對比后打分，構(gòu)建判斷矩陣A=(aij)n×n，計算判斷矩陣A的最大特征根λmax，對其相應(yīng)的特征向量W歸一化處理，按下式(1)、(2)、(3)對矩陣進行一致性檢驗。

式中n與RI 為常數(shù)，CR 為一致性指標，當CR 小于0.1 時即認為權(quán)重合理。

2.2.2 逼近理想解法（TOPSIS）對評價對象加權(quán)排序

步驟1：由A 構(gòu)建規(guī)范化的矩陣Z和加權(quán)矩陣Z′，Z′=ω×Z。

步驟2：確定評價對象的正理想解Z+與負理想解Z-。

步驟3：計算各評價對象到正理想解的歐氏距離Si+和負理想解的歐氏距離值Si-。

步驟4：根據(jù)歐氏距離計算各評價對象與理想解之間的接近度Ci，按照接近度大小值進行優(yōu)劣排序。

3 結(jié)果與分析

3.1 建立評價體系

根據(jù)湖南文廟植物特點以及相關(guān)研究成果[23-25]，按照層次分析法（AHP）原理，構(gòu)建文廟植物綜合評價體系：包括1 個目標層、5 個準則層及17個因子層（圖2）。最高層為目標層（A）：湖南文廟植物篩選評價。第二層（B）為準則層，是主要限制因素，選取文化象征（B1）、禮儀要求（B2）、審美特性（B3）、生長習(xí)性（B4）及環(huán)境適應(yīng)（B5）作為約束層指標。第三層（C）為因子層，即具體的評價指標，所選指標分別與準則層因素密切相關(guān)，并對各指標因子列出了具體的評價標準，按優(yōu)、中、劣分為3 個等級并給出了對應(yīng)的得分范圍（表2）。

表2 湖南文廟植物綜合評價體系Table 2 Comprehensive plant evaluation system of Hunan confucian temple

圖2 層次結(jié)構(gòu)模型Fig.2 Hierarchy structure model

3.2 確定評價指標權(quán)重

權(quán)重由5 位植物專家分別對17 項指標按照相對重要性標定進行兩兩比較，通過AHP 層次分析法求出各評價指標的權(quán)重，符合一致性檢驗要求（表3）。結(jié)果表明，準則層的禮儀要求B2＞文化象征B1＞審美特性B3＞生長習(xí)性B4＞環(huán)境適應(yīng)B5。因子層權(quán)重較高的儀式物品（C5）、禮制等級（C6）和生長壽命（C13）評價因子是影響文廟植物的關(guān)鍵因素。文廟作為學(xué)禮實施的場所，植物的禮儀功能是基本要求，而儀式與禮制的象征性，主要體現(xiàn)于植物的高、素、香、通直等審美特性、植物的生長壽命和生命力等生長習(xí)性上，特別是長壽命、常綠、通直等植物特質(zhì)。

表3 湖南文廟植物綜合評價指標權(quán)重判定結(jié)果Table 3 Weight of plant comprehensive evaluation index of Hunan confucian temple

3.3 TOPSIS 加權(quán)排序

針對文廟植物綜合評價體系，邀請文廟管理人員、園林專家等40 位測試者，結(jié)合調(diào)查照片和文獻資料作為評價的基礎(chǔ)，使用10 分賦值制（優(yōu)Ⅰ(8～10 分)；中Ⅱ(5～7 分)；劣Ⅲ(＜5 分)）對17 個評價因子進行打分。文廟樹種以喬灌木為主，而草本和水生植物因環(huán)境和人為栽培等原因，變化極大。綜合文化傳承和植物適應(yīng)性，重點對喬灌木進行評價優(yōu)選。同時根據(jù)優(yōu)中劣賦值評分確定：最適宜、適宜、一般和不適宜4 個標準加入優(yōu)選模型，與64 種喬灌木共同構(gòu)成68 個評價對象，按照喬木和灌木分別建立評價矩陣，求出理想解矩陣Z+與負理想解矩陣Z-，如下：

Z+（喬木）=（0.017 3，0.017 0，0.017 8，0.016 7，0.081 1，0.074 6，0.031 9，0.027 0，0.022 5，0.011 3，0.011 7，0.023 1，0.034 9，0.017 2，0.007 6，0.007 6，0.014 8）；

Z-（喬木）=（0.001 6，0.001 5，0.001 6，0.001 5，0.007 3，0.006 7，0.002 9，0.002 4，0.002 0，0.001 0，0.001 1，0.002 1，0.003 1，0.001 5，0.000 7，0.000 7，0.001 3）；

Z+（灌木）=（0.019 8，0.020 3，0.020 3，0.019 8，0.100 4，0.091 7，0.038 5，0.033 4，0.030 7，0.014 2，0.013 9，0.030 9，0.042 2，0.021 5，0.009 5，0.009 5，0.018 6）；

Z-（灌木）=（0.001 8，0.001 8，0.001 8，0.001 8，0.009 0，0.008 3，0.003 5，0.003 0，0.002 8，0.001 3，0.001 2，0.002 8，0.003 8，0.001 9，0.000 9，0.000 9，0.001 7）；

通過式（5）（6）計算64 個待評價對象與理想解Si和負理想解Si的歐氏距離值及接近度，并根據(jù)接近度的大小值進行優(yōu)劣排序，得到喬木、灌木分別與4 個評價標準的適宜度。

3.4 湖南文廟植物優(yōu)選

3.4.1 喬木

評價種類共38 種，較為推薦介于最適宜和適宜標準的34 種喬木（表4）。相對優(yōu)勢科為薔薇科含5 種、柏科含4 種、木蘭科含4 種、樟科含4 種；薔薇科以桃Amygdalus persica、李Prunus salicina、杏等寓意尊師重教的小喬木為代表種。排序接近最適宜指數(shù)的喬木依次為桂花、柏木Cupressus funebris、圓 柏Juniperus chinensis、銀杏、樸樹、龍柏Juniperus chinensiscv.Kaizuca、國槐、羅漢松Podocarpus macrophyllus、香樟等，相對接近度均在0.4 以上，多為高大通直、壽命較長的古樹名木；木蘭科的荷花玉蘭Magnoliagrandiflora、白玉蘭Yulaniadenudata、醉香含笑Micheliamacclurei、闊瓣含笑Micheliacavalerieivar.platypetala等喬木，接近度在0.35 左右，適宜指數(shù)較高，其葉色翠綠、花香濃郁，四季常青，是觀賞價值高、文化寓意好的珍貴樹種，既符合文廟環(huán)境，又具地域特色，建議推廣應(yīng)用。

表4 喬木與評價標準適宜度Table 4 Arbor and suitability of evaluation criteria

3.4.2 灌木

26 種待評價灌木中，較適宜的灌木是介于最適宜和適宜標準的樹種共21 種，相對優(yōu)勢科為禾本科含4 種、山茶科含2 種，薔薇科含2 種，千屈菜科含2 種（表5）。接近最適宜指數(shù)的植物是紫薇、蠟梅Chimonanthus praecox、石榴、貼梗海棠Chaenomeles speciosa，相對接近度在0.4 以上，均具觀花觀果性，又隱喻成才、多福之意。剛竹Phyllostachys sulphureavar.viridis、佛肚竹Bambusa ventricosa、孝順竹Bambusa multiplex、鳳尾竹Bambusa multiplexf.fernleaf等禾本科竹類植物，具有品性隱喻性，常種植在文廟墻垣或附屬建筑旁。茶梅Camellia sasanqua、山茶Camellia japonica、含笑Michelia figo等常綠灌木，花清香且花期較長，適合林下空間和甬道兩側(cè)。

表5 灌木與評價標準適宜度Table 5 Shrubs and suitability of evaluation criteria

3.5 湖南文廟植物資源利用策略

3.5.1 保護利用古樹名木

據(jù)調(diào)查（表6），湖南文廟古樹名木（含古樹后備資源）記錄有香樟、銀杏、桂花、紫薇、羅漢松、欒樹、樸樹等10 種，隸屬10 科10 屬，總數(shù)量28株。香樟數(shù)量最多，共14 株，占比50%，其中瀏陽縣學(xué)文昌閣庭前有6 株，占比42.86%；銀杏樹齡最大，約1 700年，位于武岡州學(xué)，原為對植兩株。古樹名木作為歷史的見證[26]，歷來重視對其的保護，如《長沙縣學(xué)宮志》所述[27]：“至圣四配贊文亭前有兩棵古檜柏，新栽植的有兩棵檜柏和兩棵丹桂?！睔v史典籍頻頻記載檜柏（圓柏），可見其在文廟栽植的歷史悠久，重點推薦應(yīng)用。

表6 湖南文廟古樹名木一覽Table 6 The list of famous ancient trees of Hunan confucian temple

3.5.2 全面厘清歷史植物

文廟歷史植物與空間形成相對穩(wěn)定的布局關(guān)系（表7）。比如檜柏、丹桂、楠木等木質(zhì)堅硬、樹干通直、生長壽命長，象征皇權(quán)的尊貴，多布局于祭祀?yún)^(qū)；桃、李、杏、甘棠等小喬木，多種植教學(xué)區(qū)，隱喻尊師重教，桃李滿門；“蘭芷之草”恬雅清俊、蓮為“花之君子”高雅清廉，普遍植于泮水區(qū)。歷史上艾、蒿、芹、藻類植物首先具有儀式物品性，如《詩·魯頌·泮水》所述：“思樂泮水，薄采其芹。思樂泮水，薄采其藻。思樂泮水，薄采其茆”，又如《宜章縣學(xué)記》：“紅墻碧水、壇杏庭草，盆魚池蓮，廟中之生意也；鳶飛魚躍，風(fēng)月灑落，波光粼粼，廟中之光霽也”，描繪了泮水及水生植物與文廟建筑相映成趣的場景。因此厘清并理解歷史植物，對指導(dǎo)文廟植物景觀修復(fù)具有積極意義。

表7 湖南文廟歷史植物與空間的關(guān)系Table 7 Statistics of historical plants in Hunan confucian temple

3.5.3 合理推廣鄉(xiāng)土樹種

鄉(xiāng)土樹種是適應(yīng)本土環(huán)境的特色樹種，也是文廟植物景觀特色形成的保障。因文廟多位于城市中心，且湖南處丘陵地帶，結(jié)合文廟對文化的傳承需求，重點推薦適應(yīng)城市丘陵地形的長壽命樹種為文廟植物資源，如：榆科（樸、櫸、榆、糙葉樹、青檀等屬樹種），殼斗科（櫟類、青岡類等種類），薔薇科（石楠、欏木石楠、桃葉石楠、大葉桂櫻、梨類、枇杷等）等樹種。“適地適樹、因地制宜”還要求充分認識文廟場地小環(huán)境的限制因素，如祭祀場地的預(yù)留、“三合土”土壤條件、地下管網(wǎng)設(shè)施、植物與建筑色彩、空間尺度的關(guān)系等等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)寧遠文廟80年代栽植的白玉蘭，葉、花、型、色、味等觀賞特性，深受好評，建議合理推廣木蘭科含笑屬喬灌木，增加本土特色。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

湖南正在積極修復(fù)整治文廟，本研究在全面厘清文廟現(xiàn)狀與歷史植物資源的基礎(chǔ)上，運用AHP-TOPSIS 組合模型評價法，對湖南文廟植物進行評價和適宜性排序，結(jié)論如下：

1）構(gòu)建了湖南文廟植物優(yōu)選模型，為植物選擇提供科學(xué)依據(jù)。在文廟植物應(yīng)用上，禮儀要求（B2）是前提，文化象征（B1）與審美特性（B3）是形與意的關(guān)聯(lián)，具同等重要性；而植物的儀式功能（C5）、禮制等級（C6）和生長壽命（C13），是影響文廟植物風(fēng)貌的關(guān)鍵因素，需優(yōu)先考慮。

2）建立了湖南文廟植物資源庫，為文廟植物修復(fù)提供借鑒。運用AHP-TOPSIS 組合評價法，篩選出較適宜的喬木31 種、灌木21 種，共52 種。喬灌木形成文廟植物景觀的基調(diào)，新增了榆科的樸樹、樟科的閩楠、薔薇科的欏木石楠以及木蘭科的白玉蘭、醉香含笑等具有應(yīng)用前景的喬木資源。

3）提出了湖南文廟的古樹名木、歷史植物、鄉(xiāng)土樹種利用策略。湖南文廟古樹名木記錄有10種，隸屬于10 科10 屬，以香樟數(shù)量最多，銀杏樹齡最大。據(jù)考證推斷，歷史植物有38 種，隸屬26 科37 屬，喬木20 種，占比最大，為53%，水生植物8 種，以芹藻類為主。具備城市丘陵地形和環(huán)境適應(yīng)性且壽命長的鄉(xiāng)土樹種，在文廟植物資源應(yīng)用中具有較好前景。

4.2 討 論

文廟植物是具有生命力的景觀要素組成，在植物種類、配置形式、審美意蘊及文化寓意等方面都表現(xiàn)出獨特風(fēng)格和地方特色。但長期以來，文廟植物修復(fù)在文廟建筑遺產(chǎn)的保護過程中被邊緣化，在植物種類選取上重模仿，輕特色，以個人的主觀判定為主。

1）基于AHP-TOPSIS 組合評價法的文廟植物優(yōu)選模型，實現(xiàn)了定性指標與定量指標相結(jié)合的綜合評判。有效解決了評價指標權(quán)重分配的難題，同時避免單因素決策的片面性以及人為主觀因素所導(dǎo)致的決策錯誤，能做出科學(xué)、合理、全面的判斷。文廟植物優(yōu)選模型還適用于其他地域文廟植物篩選與評價，具有可復(fù)制和推廣性。

2）文廟歷史植物種類還需在實踐應(yīng)用過程中進一步檢驗調(diào)整。文廟遺產(chǎn)幾經(jīng)變遷，文廟空間的功能以及植物種植環(huán)境均發(fā)生變化，在“適地適樹”的原則下，歷史植物種類與現(xiàn)實應(yīng)用之間的適應(yīng)和匹配度，還需在長期的文廟植物修復(fù)過程中不斷跟蹤、反饋、調(diào)整、適應(yīng)。

3）文廟植物景觀效果除了種類的選擇，還與種植模式、場地條件、養(yǎng)護管理等因素息息相關(guān)。廟學(xué)合一的空間對于植物的種類以及空間布局都有特定的要求，比如常綠樹種與雕甍畫棟的祭祀建筑搭配，莊重素凈；彩葉樹種與灰瓦為主的附屬儀式建筑配景，增添韻律；以泮池為主的前導(dǎo)空間，歷史上薄采芹藻、盆魚池蓮，芹藻類植物兼具儀式物品、文化象征以及景觀功能等屬性。諸如以上植物文化與空間布局的關(guān)系，是進一步研究的方向。