濟(jì)南小清河典型風(fēng)貌段植物配置模式與景觀功能效果綜合評(píng)價(jià)

慕德宇 王治華 張 睿 房樂瑤 李 楠

MU Deyu* WANG Zhihua ZHANG Rui FANG Leyao LI Nan

（山東建筑大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，園林植物研究所，濟(jì)南 250101）

( Institute of Ornamental Plants, School of Art, Shandong Jianzhu University, Jinan, Shandong, China, 250101 )

2019年濟(jì)南小清河重新進(jìn)行改造，其是具有排洪灌溉、水路運(yùn)輸、康養(yǎng)休閑等功能的重要城市河道。針對(duì)其改造后的6個(gè)典型風(fēng)貌段植物配置及其景觀效果，采用樣方詳查法采集數(shù)據(jù)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分析每類植物配置模式中的橫向和豎向結(jié)構(gòu)特色。通過層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）和聚類分析法綜合評(píng)價(jià)了16種植物配置模式及其景觀效果。結(jié)果表明：AHP準(zhǔn)則層的影響因子中，功能屬性為主要因素，安全性、景觀持續(xù)性等是指數(shù)層的主要影響因子；兩種方法均篩選出景觀效果最佳的和最差的植物配置模式，分別為M1、M2、M11、M13和M3、M8、M9。與AHP相比，聚類分析法客觀性評(píng)價(jià)占主導(dǎo)，更符合實(shí)際情況，可為城區(qū)河道植物配置模式及其景觀效果評(píng)價(jià)提供重要參考依據(jù)。

層次分析；聚類分析；植物配置模式；綜合評(píng)價(jià)；濟(jì)南小清河

城市河道是城市的重要組成部分，是集防洪排水、景觀文化、生態(tài)環(huán)境功能為一體的綜合體系。城市濱水景觀設(shè)計(jì)始于19世紀(jì)70年代末的美國(guó)，查爾斯濱河公園的設(shè)計(jì)理念對(duì)當(dāng)時(shí)的城市濱水景觀設(shè)計(jì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，“近自然化河道整治”理念在城市河道景觀設(shè)計(jì)中逐步發(fā)展壯大[2]，直到20世紀(jì)末期，城市河道景觀設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)生態(tài)多樣性在生態(tài)治理上的重要性，并通過植物來保護(hù)河道坡面[3]。21世紀(jì)起，城市河道景觀設(shè)計(jì)開始注重城市文化的展示和歷史的傳承，秉持生態(tài)修復(fù)、可持續(xù)發(fā)展理念[4]。

中國(guó)城市河道景觀改造雖起步較晚，但早在明代就提出“植柳六法”來修復(fù)河道生態(tài)[5]；改革開放前期，受經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)動(dòng)，企業(yè)不惜以犧牲環(huán)境為代價(jià)，河流、水源受到嚴(yán)重污染；后期借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家的治理經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)開始重視河道生態(tài)建設(shè)，以政府部門為主導(dǎo)，統(tǒng)籌企業(yè)、科研、管理等多部門、多學(xué)科全方位進(jìn)行綜合治理。在國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的理念指導(dǎo)下，中國(guó)城市河道景觀建設(shè)逐步走向生態(tài)、景觀、歷史與文化的和諧統(tǒng)一[6]。隨著生態(tài)理念的提出，植物景觀構(gòu)建在城市綠化設(shè)計(jì)中的作用突顯，目前有關(guān)陸地植物景觀評(píng)價(jià)主要從植物景觀群落的物種多樣性[7]、應(yīng)用現(xiàn)狀[8]、群落類型[9]等方面采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[10]、美景度評(píng)價(jià)法[11]、語義差異法[12]等主觀性方法來綜合評(píng)價(jià)植物配置模式，然而關(guān)于河道植被景觀客觀系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究罕見報(bào)道。

小清河是濟(jì)南最主要的城市河道之一，承擔(dān)著排洪、灌溉、運(yùn)輸通道等任務(wù)。2019年，為防止河道污染和斷流等問題，政府著手打造城水和諧、生態(tài)良好、夜景亮化、景觀提升、交通暢通的小清河，其經(jīng)過重新規(guī)劃改造后現(xiàn)已煥然一新。本研究的目的在于通過對(duì)濟(jì)南小清河改造后的6個(gè)典型風(fēng)貌段的植物景觀配置模式進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，建立客觀科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和方法，分析植物搭配的橫向和豎向結(jié)構(gòu)特色，總結(jié)提出優(yōu)秀的植物景觀配置模式，以期為山東乃至中國(guó)城市河道植物景觀的優(yōu)化設(shè)計(jì)及構(gòu)建提供參考。

1 研究地概況及研究方法

1.1 研究地概況

小清河西起濟(jì)南的睦里莊玉符河，東至濰坊壽光的羊角溝入渤海，全長(zhǎng)237 km。研究區(qū)包括濟(jì)南小清河睦里桃源、康體養(yǎng)生、靜享樂活、古濼新貌、濟(jì)濼風(fēng)情、山水藝術(shù)6個(gè)典型風(fēng)貌段（圖1）。研究地氣候特征為冬冷夏熱，四季分明，雨熱同季，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫14.2℃，年均降水量在700 mm左右，無霜期可達(dá)210 d，土壤主要以褐土、棕壤為主[13]。

1.2 植物種類及其配置模式調(diào)查

在收集整理6個(gè)典型風(fēng)貌段有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)于2021年4月、7月和10月采取踏查的方法，全面掌握其植物種類、種間搭配、文化蘊(yùn)涵、功能導(dǎo)向等信息，為調(diào)查點(diǎn)確定和評(píng)價(jià)指標(biāo)建立提供依據(jù)。依據(jù)典型風(fēng)貌段植物群落景觀的異質(zhì)性、典型性，選擇形成時(shí)間較長(zhǎng)且較穩(wěn)定的植物群落景觀布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樣地，每段布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地在5塊以上；在每塊標(biāo)準(zhǔn)樣地中選擇有代表性的40 m×30 m樣方作為調(diào)查樣方，詳見表1。

表1 典型風(fēng)貌段標(biāo)準(zhǔn)樣地和樣方布設(shè)表Tab.1 List of standard plots and plots in the typical style section

從踏查的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然春夏秋三季植物生長(zhǎng)茂盛，但無法展現(xiàn)冬季北方植物景觀配置的效果。冬季植物景觀配置的優(yōu)劣，是主管部門、設(shè)計(jì)部門及普通市民尤其關(guān)注的問題，冬季植物景觀不僅更直觀而且易于識(shí)別，因此特意安排在冬季進(jìn)行樣方詳查。2021年12月28日 - 2022年1月8日，在所有布設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)樣方內(nèi)，采用法瑞學(xué)派調(diào)查法[14]，調(diào)查記錄植物的種類分布、配置方式、搭配特色、生長(zhǎng)狀況、應(yīng)用頻度、文化蘊(yùn)涵等方面信息數(shù)據(jù)。

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

1.3.1 評(píng)價(jià)因子的確定

根據(jù)6個(gè)風(fēng)貌段的植物景觀特征及其具備的功能，在借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上[15-17]，從植物景觀的功能屬性、觀賞屬性及生態(tài)屬性三方面構(gòu)建評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)則層及其評(píng)價(jià)因子（表2）。

表2 濟(jì)南小清河植物景觀評(píng)價(jià)體系Tab.2 Plant landscape evaluation system of Jinan Xiaoqing River

1.3.2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重系數(shù)的確定

采用特爾斐法，對(duì)各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行專家打分；評(píng)價(jià)分值1、3、5、7、9分別代表同等重要、稍微重要、明顯重要、強(qiáng)烈重要、極端重要[18]。由專家及專業(yè)人員對(duì)評(píng)價(jià)體系中各要素重要程度打分，通過兩兩比較判斷矩陣，求算出相對(duì)重要性的權(quán)重值[19]。

通過問卷的方式，邀請(qǐng)了高校、科研、生產(chǎn)、管理等方面9位長(zhǎng)期從事園林行業(yè)的工作人員、管理人員、專家教授進(jìn)行評(píng)分，對(duì)回收的9份問卷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。根據(jù)問卷調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在保證一致性檢驗(yàn)（RI＜0.10具有滿意的一致性）的條件下，剔除1份不一致問卷，構(gòu)建了A-B、B-C等8個(gè)具有一致性的判斷矩陣[20]，并計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值。

1.3.3 植物配置模式的綜合評(píng)分

將樣方調(diào)查獲得的不同植物配置模式中的各因子表現(xiàn)，劃分為三個(gè)等級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，詳見表3。

表3 植物配置模式評(píng)價(jià)因子評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Evaluation criteria of plant allocation model evaluation factors

1.4 數(shù)據(jù)的處理

將調(diào)查數(shù)據(jù)利用EXCEL進(jìn)行分類整理，再利用yaahp 10.3軟件計(jì)算出評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值。采用SPSS 22.0軟件對(duì)16種植物配置模式的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析[21]。

利用景觀綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法計(jì)算綜合評(píng)價(jià)分值，見公式（1）。

式中，CEI為綜合評(píng)價(jià)分值，S指各樣本的綜合得分，S0表示樣地植物景觀理想評(píng)價(jià)得分值（即每個(gè)指標(biāo)最好標(biāo)準(zhǔn)與相對(duì)應(yīng)綜合權(quán)重值相乘之和）[22]。

CEI值在100%～80%為Ⅰ級(jí)，模式質(zhì)量最好；80%～60%為Ⅱ級(jí)，表示模式質(zhì)量較好；60%～40%為Ⅲ級(jí)，表示模式質(zhì)量一般；40%～0為Ⅳ級(jí)，表示模式質(zhì)量較差[22]。

6個(gè)典型風(fēng)貌段景觀效果評(píng)定見公式（2）。

式中，x為不同典型風(fēng)貌段的分值，ai表示不同典型風(fēng)貌段的第i個(gè)植物配置模式，n表示不同風(fēng)貌段植物配置模式的數(shù)量。AHP和聚類法計(jì)算結(jié)果中，最好的賦3分；較好的賦2分；一般的賦1分。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物配置模式橫向和豎向結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)

根據(jù)樣地和樣方調(diào)查結(jié)果總結(jié)得出16種植物配置模式（M1-M16），詳見表4。由此可知，在16種植物配置模式中，依據(jù)植物水平方向和垂直方向搭配方式，可將其劃為植物配置的橫向結(jié)構(gòu)和豎向結(jié)構(gòu)。在橫向結(jié)構(gòu)中，植物種類的運(yùn)用是關(guān)鍵，其多寡、搭配和使用頻率，對(duì)植物配置橫向結(jié)構(gòu)的優(yōu)化至關(guān)重要；6個(gè)典型風(fēng)貌段共有植物68種，構(gòu)建了16種配置模式，其種類數(shù)量、使用頻次、葉色搭配、花期運(yùn)用等，使16種植物配置橫向結(jié)構(gòu)各具特色。在豎向結(jié)構(gòu)中，異齡復(fù)層林的構(gòu)建是主體，其喬、灌、藤、草植物的巧妙運(yùn)用，不同樹高、年齡的植物相互搭配栽植，從而形成了錯(cuò)落有致的植物配置豎向結(jié)構(gòu)特色；6個(gè)典型風(fēng)貌段依據(jù)特征分為5種豎向結(jié)構(gòu)類型，以大喬木組成上層林，以小喬木組成中層林，以灌木組成下層林，以草本組成地被物，其高低搭配，錯(cuò)落有致，層次分明。

表4 小清河典型風(fēng)貌段植物配置模式種類及其特點(diǎn)Tab.4 Types and characteristics of plant configuration patterns in Xiaoqing River

2.2 不同植物配置模式景觀功能效果評(píng)價(jià)

2.2.1 AHP評(píng)價(jià)

（1）評(píng)價(jià)因子權(quán)重。根據(jù)濟(jì)南小清河典型風(fēng)貌段植物景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)專家打分，得出各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值及綜合權(quán)重值（表5）。準(zhǔn)則層的權(quán)重值從高到低排序?yàn)楣δ軐傩浴⒂^賞屬性、生態(tài)屬性。功能屬性權(quán)重值較高，其中安全性權(quán)重值最高，表明在設(shè)計(jì)植物景觀時(shí)最先考慮栽植無刺、無毒、無異味、無污染的植物。觀賞屬性中，景觀持續(xù)性和植物養(yǎng)護(hù)權(quán)重較高，表明在設(shè)計(jì)植物景觀時(shí)多選用常綠植物以提高景觀持續(xù)性，同時(shí)注重植物景觀后期的修剪和養(yǎng)護(hù)。生態(tài)屬性中，植物適應(yīng)性權(quán)重值最高，表明植物配置時(shí)著重考慮選擇該地區(qū)適應(yīng)性較好的鄉(xiāng)土樹種。

表5 層次結(jié)構(gòu)模型及各評(píng)價(jià)因子權(quán)重Tab.5 Hierarchical structure model and weight of each evaluation factor

（2）植物配置綜合評(píng)價(jià)。經(jīng)計(jì)算得出各種植物配置模式的CEI值，見表6。Ⅰ級(jí)7個(gè)，占比43.7%；Ⅱ級(jí)6個(gè)，占比37.5%；Ⅲ級(jí)3個(gè)，占比18.8%；無Ⅳ級(jí)。其中，Ⅰ級(jí)有M1、M2、M6、M7、M11、M13、M16，共同特征表現(xiàn)為整體評(píng)價(jià)“最好”，其安全性和植物觀賞特異性很好，季相變化豐富，后期養(yǎng)護(hù)較好，生態(tài)屬性各項(xiàng)指標(biāo)都較優(yōu)秀。Ⅱ級(jí)有M4、M5、M10、M12、M14、M15，其共同特征表現(xiàn)為整體評(píng)價(jià)“較好”，但存在個(gè)別指標(biāo)的不足。Ⅲ級(jí)有M3、M8、M9，其主要存在的共同問題有植物搭配的色彩和觀賞特異性“一般”，植物種類單一，缺少后期養(yǎng)護(hù)，且有安全隱患。

表6 6個(gè)典型風(fēng)貌段16個(gè)植物配置模式評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.6 Results of 16 plant configuration models in the typical landscape section of Xiaoqing River

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)得分，7個(gè)Ⅰ級(jí)植物配置模式可為今后濟(jì)南河道植物景觀規(guī)劃提供借鑒。其中，7個(gè)配置模式在功能屬性得分最高為M1；觀賞屬性中得分最高為M6、M7、M13；在生態(tài)屬性中得分最高為M7、M13。

2.2.2 聚類評(píng)價(jià)法

將AHP計(jì)算出的16種植物配置模式的各項(xiàng)評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)用于聚類分析，繪制6個(gè)典型風(fēng)貌段16種植物配置模式主要評(píng)價(jià)指標(biāo)聚類圖。由圖2可知，16種植物配置模式各項(xiàng)評(píng)分情況細(xì)化歸類為3組：（1）A類有M5、M6、M7、M10、M15、M16，其整體效果相對(duì)“較好”，導(dǎo)向性明顯，季相變化較大，植物適應(yīng)性和凈化功能較好，景觀效果較佳。（2）B類有M1、M2、M4、M11、M12、M13，其整體效果“最好”，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)都很優(yōu)秀。（3）C類有M3、M8、M9、M14，其整體效果“一般”，植物種類單一，缺少后期養(yǎng)護(hù)，且有安全隱患等因素，因此整體效果一般，與實(shí)際情況相符。

圖2 6個(gè)典型風(fēng)貌段16種植物配置模式主要指標(biāo)評(píng)價(jià)聚類圖Fig.2 Cluster analysis of main index evaluation of 16 plant configuration patterns in Xiaoqing River

2.2.3 兩種方法相互驗(yàn)證

由調(diào)查結(jié)果得出6個(gè)典型風(fēng)貌段16種植物配置模式的兩種分析評(píng)價(jià)方法對(duì)比（表7）。由此可知，兩種評(píng)價(jià)方法均將M1、M2、M11、M13模式劃為景觀效果“最好”的組別，M5、M10、M15模式化為“較好”的組別，M3、M8、M9模式化為“一般”的組別，而其他模式被歸類到不同的組別中。AHP是通過CEI差值百分比和預(yù)設(shè)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來分級(jí)，主要依據(jù)是各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分，其評(píng)分越高代表的景觀效果越好、組別越高，其主觀性占主導(dǎo)。而聚類法是通過對(duì)植物配置模式各項(xiàng)評(píng)分之間的相似性劃分類別，其每項(xiàng)指標(biāo)的特性差異較大的樣本劃入不同的類別，雖然CEI值高，但其劃分的組別不一定好，以此達(dá)到“物以類聚”的效果，其排除人為因素強(qiáng)行劃分組別的干擾，客觀性占主導(dǎo)。例如，AHP法均將M14與M15劃分為Ⅱ級(jí)（CEI值分別是67.1%和65.5%，屬“較好”級(jí)別），而聚類法將其分別劃分為C類“一般”和A類“較好”不同類別。主要原因是M14模式在橫向結(jié)構(gòu)中植物種類少，在豎向結(jié)構(gòu)中只有喬灌結(jié)構(gòu)，而M15模式兩者均高，符合實(shí)際情況，其方法可靠性強(qiáng)。

表7 6個(gè)典型風(fēng)貌段植物配置模式及其評(píng)價(jià)方法對(duì)比表Tab.7 Comparison table of plant allocation patterns and evaluation methods in Xiaoqing River

綜上所述，AHP和聚類法將6個(gè)典型風(fēng)貌段所對(duì)應(yīng)的植物配置模式的景觀效果評(píng)價(jià)排序分別為：古濼新貌段＞濟(jì)濼新貌段＞山水藝術(shù)段＞睦里桃園段＞靜享樂活段＞康體養(yǎng)生段；古濼新貌段＞濟(jì)濼新貌段＞睦里桃園段＞山水藝術(shù)段＞靜享樂活段＞康體養(yǎng)生段。兩種方法排序雖相差不大，但聚類法更符實(shí)際。

4 結(jié)語

鑒于目前有關(guān)陸地植物景觀評(píng)價(jià)的研究多采用AHP、美景度評(píng)價(jià)法、語義差異法等主觀性方法來綜合評(píng)價(jià)植物配置模式的景觀效果，本研究初步嘗試將AHP綜合評(píng)價(jià)指數(shù)與聚類分析結(jié)合進(jìn)行植物配置景觀效果評(píng)價(jià)，其客觀性評(píng)價(jià)占主導(dǎo)，更符合實(shí)際，吻合度高。但受調(diào)查問卷群體素質(zhì)的影響，不能完全排除人為因素的干擾，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果可能有影響，需要在今后的研究中不斷進(jìn)行改進(jìn)。因此，在未來植物景觀效果評(píng)價(jià)中，如何采用多角度、多指標(biāo)、多尺度并將兩種方法有機(jī)地融合，應(yīng)用于其評(píng)價(jià)研究中，更具挑戰(zhàn)性。

注：文中圖表均由作者繪制。