北京籬垣型垂直綠化攀緣植物適宜性評價*

袁 琨 樊平方 桑 量 趙 鳴 劉 虎

北京林業(yè)大學園林學院 北京 100083

籬垣型垂直綠化指攀緣植物利用攀緣器官吸附、纏繞基礎框架結構形成的豎向綠化類型[1]，尤其適用于無法滿足植物組團生長的小尺度空間，能夠有效提高空間綠量，提升空間品質[2-4]，廣泛應用于城區(qū)居住、辦公、學校等區(qū)域外圍及交通綠化隔離帶。該型綠化的主體攀緣植物選擇直接影響其城市效益?，F(xiàn)有工程實踐多從《垂直綠化工程技術規(guī)程》 (CJJT236-2015)中選擇適用于本地區(qū)的攀緣植物，但植物種類經(jīng)常限定在地錦、牽牛等狹小范圍內(nèi)，不利于優(yōu)良攀緣植物種類參與城市建設，一定程度上導致籬垣型垂直綠化無法滿足北京城市的多重景觀發(fā)展需求。

如何構建科學、系統(tǒng)的籬垣型垂直綠化攀緣植物優(yōu)選模型，拓展選種范圍，是北京籬垣型垂直綠化工程實踐亟待解決的問題。目前對城市建筑屋頂、外墻、路橋立面等巖坡類垂直綠化的攀緣植物優(yōu)選已有一定研究[5-6]，對籬垣型垂直綠化植物優(yōu)選的研究僅集中在降噪[1]、綠化形制設計[7]等方面。本文以北京籬垣型垂直綠化為例，建立攀緣植物樣本庫，運用層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)構建優(yōu)選模型，使用綜合評價指數(shù)(comprehensive evaluation index，CEI)和差值百分比分級法進行植物優(yōu)選與分析，為籬垣型垂直綠化的城市實踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 攀緣植物樣本界定

近年來，北京城市干島效應強度呈上升趨勢，節(jié)水能力成為城市綠化植物選擇的重要依據(jù)之一[8]。本研究基于實地調研，結合《適宜北京地區(qū)節(jié)水耐旱植物名錄(2019)》 《北京植物志》《北京野生植物名錄》，選出具有抗旱能力、適應性強且具有一定美觀效果的30種節(jié)水攀緣植物樣本(表1)。

表1 攀緣植物樣本

1.2 評價指標選取

根據(jù)《垂直綠化技術規(guī)范》 《城市綠地設計規(guī)范》等，從生物學特性(B1)、生態(tài)學特性(B2)、應用成本(B3)、觀賞價值(B4)和生態(tài)效益(B5)5個維度確定植物株高(C1)、生長速度(C2)、攀緣形式(C3)等11個評價指標(表2)。

表2 攀緣植物評價指標

1.3 評分標準量化

結合相關技術規(guī)范、設計標準、科研成果并綜合實地調研情況，制定11個指標的評分依據(jù)，確定3級評分標準(表3)。

表3 攀緣植物量化評分標準

1.4 指標權重計算

邀請10位專家對各項指標進行兩兩對比，采用標度法對重要性做1～9級標度，構建判斷矩陣并計算各準則和指標權重(表4)。對所有矩陣進行一致性檢驗，計算公式為:

表4 判斷矩陣及一致性檢驗

式(1)中:CR為一致性比率；CI為一致性指標；RI為平均隨機一致性指標。式(2)中:λmax為判斷矩陣的最大特征根；n為矩陣階數(shù)。結果顯示，本研究中所有矩陣的CR均小于0.1，判斷矩陣具有一致性。

1.5 適宜性評價分級

邀請專家根據(jù)評分標準對樣本庫內(nèi)的攀緣植物各指標進行評分，根據(jù)公式(3)得出每種攀緣植物的各準則層得分和目標層總分。

式(3)中:S為某種攀緣植物某準則層得分或目標層總分；Fi為第i項指標權重；Xi為某攀緣植物第i項指標平均得分。

采用綜合評價指數(shù)CEI作為分級依據(jù)，計算公式如下:

式(4)中:S為某種攀緣植物目標層總分；S0為目標層總分理想值(即每個指標的專家打分最高分數(shù)與權重相乘之和)。以CEI為依據(jù)，采用差值百分比分級法把30種攀緣植物等級劃分為Ⅰ級[100%～80%)、Ⅱ級[80%～65%)、Ⅲ級[65%～50%)和Ⅳ級[50%～0]。

2 結果與分析

2.1 攀緣植物評價指標體系

經(jīng)過指標選取和權重計算，得到攀緣植物適宜性評價指標體系(表5):準則層按權重由高到低排序為生態(tài)學特性、生物學特性、觀賞價值、生態(tài)效益和應用成本。生態(tài)學特性通過抗逆性、氣候適應性衡量植物在北京的適生性，這是基本篩選條件[16]；生物學特性通過植物株高、生長速度和攀緣形式衡量植物的成墻效果，這是必要篩選條件；植物的觀賞價值、生態(tài)效益是籬垣綠化的城市功能，這是重要篩選條件；應用成本則是發(fā)揮籬垣綠化城市價值的保障[17]，在一定程度上影響植物在工程實踐中的應用。

表5 攀緣植物適宜性評價指標體系

生態(tài)學特性準則層下，氣候適應性指標權重大于抗逆性，前者決定植物是否適宜在北京生長，后者影響其在北京的應用空間范圍；生物學特性下，權重由高到低排序為植物株高、生長速度和攀緣形式，這是衡量植物蔓長是否適宜籬垣綠化、能否快速成景及與籬垣結合牢固的條件；觀賞價值下，觀賞期長權重大于觀賞器官數(shù)，表明籬垣型垂直綠化的目標之一是四季有景；生態(tài)效益下，滯塵和降噪效果權重相同；應用成本下，養(yǎng)護力度權重大于購買成本，需在考慮長期運維難度的前提下選用生命周期長的植物，減少反復購買成本。

2.2 攀緣植物適宜性評價結果

根據(jù)專家打分結果計算攀緣植物適宜性評價得分并進行分級(表6):入選為Ⅰ級的攀緣植物為五葉地錦、地錦、野薔薇和藤本月季‘光譜’，共4種，總分分值在4.03～4.50，占樣本總數(shù)的13.33%，適宜性最佳；Ⅱ級為南蛇藤、扶芳藤、忍冬等，共10種，分值在3.52～3.95，占樣本總數(shù)的33.33%，適宜性良好；Ⅲ級為山葡萄、蛇葡萄類、三葉木通等，共13種，分值在2.70～3.24，占樣本總數(shù)的43.33%，適宜性一般；Ⅳ級為啤酒花、牽?；惡湍痉兰海?種，分值在1.96～2.47，占樣本總數(shù)的10.00%，適宜性差。

表6 攀緣植物適宜性評價結果

2.3 攀緣植物準則層評價結果

由攀緣植物各準則層得分(表7)可知，高權重的生態(tài)學特性準則層分值對評價結果影響最大，該準則層得分最高的五葉地錦和地錦在應用成本和生態(tài)效準則層中也獲得最高分5.00，在生物學特性和觀賞價值上均排名前列，綜合評分最高。但具有高適宜性的Ⅰ級、Ⅱ級植物未能全部在高權重的生態(tài)學特性準則層中取得高分，如Ⅰ級植物野薔薇和藤本月季‘光譜’在該準則層上分值較低，僅為3.67和3.00分，低于南蛇藤、杠柳等Ⅱ級植物。由于二者均在生物學特性和觀賞價值兩個準則層中獲得最高分，又分別在生態(tài)效益和應用成本獲得僅次于最高分的4.00分和3.50分，因此綜合評價仍位居前列。

表7 攀緣植物準則層評價得分

Ⅱ級植物中，綜合排序最高的南蛇藤生態(tài)學特性得分也高，為4.33；大部分Ⅱ級植物如扶芳藤、忍冬等，在生態(tài)學特性上僅獲得3.00分，但生物學特性得分在3.27以上，同時觀賞價值得分較高，為5.00或4.33，綜合評價適宜性良好；杠柳的生態(tài)學特性得分與南蛇藤一致，但綜合評價排序低，主要原因是其觀賞價值得分極低，僅為1.67分。

低適宜性的Ⅲ、Ⅳ級攀緣植物總體分值與前兩級有明顯差距，主要由權重較高的生態(tài)學特性和生物學特性兩個準則層分低引起，其觀賞價值得分也普遍較低。盡管可能在其他方面有個別項表現(xiàn)優(yōu)秀，它們?nèi)圆贿m用于北京籬垣型垂直綠化。

3 討論

4種Ⅰ級攀緣植物因其在5個篩選因素中均有良好表現(xiàn)，適宜在北京籬垣型垂直綠化中廣泛應用。10種Ⅱ級植物是Ⅰ級的有效補充，可以配合城市空間需求發(fā)揮特有的觀賞價值優(yōu)勢。同時，在不同的城市空間立地條件下選擇合適的Ⅱ級植物，能夠拓展北京市籬垣綠化攀緣植物應用范圍，進一步發(fā)展具有北京特色的籬垣風貌。

4種Ⅰ級攀緣植物中，五葉地錦、地錦作為北京鄉(xiāng)土植物，在生態(tài)學特性、生態(tài)效益和應用成本方面具有絕對優(yōu)勢，且二者秋季葉變灰黃或紅色，變色期長30～55 d[18]，同時葉片特征保證了良好的滯塵、降噪效果，具備良好的觀賞和生態(tài)價值。野薔薇和藤本月季‘光譜’雖不是北京鄉(xiāng)土種，但兩者的適生能力強，花朵觀賞價值高，在北京不斷被引種栽培[19]，并已普遍應用于垂直綠化景觀。

10種Ⅱ級攀緣植物，大多在觀賞價值指標層分值較高，但在生物學特性和生態(tài)學特性方面較Ⅰ級植物略有不足。僅有南蛇藤、杠柳為北京鄉(xiāng)土種，扶芳藤、木香、美國凌霄甚至是華南地區(qū)主要分布的植物種類，其余原產(chǎn)于華北地區(qū)的植物均能適應北京氣候。實地調研和文獻表明，美國凌霄已經(jīng)在北京實現(xiàn)了廣泛應用[20]。扶芳藤可以通過一定程度的脅迫預處理提高幼苗的抗逆性[21]，也能滿足北京綠化工程應用需要。木香則在北京濱水區(qū)域和小氣候良好的公園中有應用。

本評價模型仍需在工程實踐中進一步驗證與修正:一是專家打分過程存在較大的主觀性，需要實踐檢驗；二是指標選擇尚不全面，如生態(tài)效益準則層僅考慮了在城市道路綠化中討論較多的降噪和滯塵效果，未將吸收有害氣體、涵水固土、殺菌等其他生態(tài)效益納入評價。

4 結論

本研究通過優(yōu)選模型對北京籬垣型垂直綠化的攀緣植物進行適宜性評價，優(yōu)選出14種(Ⅰ、Ⅱ級)適用于北京市籬垣型垂直綠化的攀緣植物，其中五葉地錦、地錦、野薔薇和藤本月季‘光譜’4種Ⅰ級植物為最佳優(yōu)選種，南蛇藤、扶芳藤、忍冬、藤本月季‘安其拉’、轉子蓮、臺爾曼忍冬、布朗忍冬、美國凌霄、木香花、杠柳10種Ⅱ級植物為后備使用種。