室内立体绿化植物品质性状综合评价体系构建

杨会玲 胡奇 胡波 韩勇

|摘要|建立室内立体绿化植物品质性状综合评价体系，为快速筛选植物和提升景观效果提供技术支撑。通过应用试验对41种室内绿化墙常用植物主要品质性状进行观察统计，并应用专家咨询法、层次分析法和K-Means聚类法建立评价体系。筛选出12个对室内立体绿化植物品质性状影响较大的因子。应用层次分析法对各影响因子的权重进行定量评价，其中观赏时间、叶面积和花占比的影响最大，权重分别为0.163、0.162和0.111;对41个室内立体绿化植物进行聚类分析的结果为，优等级5个、良等级24个和差等级12个。评价结果与生产经验相符，表明应用建立的评价体系能很好地对室内立体绿化植物进行评价和分级。

立体绿化是城市绿化的重要形式之一，是改善城市生态环境，丰富城市绿化景观重要而有效的方式[1]。发展室内立体绿化能丰富绿化空间结构层次和立体景观艺术效果[2-3]，有助于净化室内空气、调节室内温度、吸尘、减少噪音、阻隔紫外线和改善室内环境小气候[4-9]。探讨和建立可量化的植物品质性状评价指标和行之有效的综合评价方法，是丰富室内立体绿化植物的种类，提升景观观赏效果，创新立體绿化形式和促进行业发展的必然要求。品质或观赏性状综合评价在作物、园林和园艺植物方面有很多报道。杨学军[10]评价了4种地锦属植物的生态适应性和生态功能，建立了相应的评价模型;许祯昱[11]建立了立体绿化景观评价体系，并对长沙市公园中的20个景观样点进行综合质量评价;银屏[12]以武汉市立体绿化为研究对象，探讨其在植物、自然、社会、经济等方面的影响，并建立层次结构模型，运用层析分析方法进行探讨性评价。立体绿化实现形式已经从利用植物攀缘特性的藤蔓式逐步过渡到配备了水肥灌溉系统、自控系统和补光系统的模块式和铺贴式植物墙[13]，应用范围也扩展至室内。植物墙为植物的生长创造了更为适宜的环境，植物的选择更为丰富，建立有效的评价体系来筛选合适的植物也更为急迫和重要。本研究以室内立体绿化中常用的41种植物为研究对象，对其主要观赏性状进行观察记录，建立一套基于主要观赏性状和定量分析的评价体系，为快速筛选立体绿化适用植物、丰富植物选择种类和提高观赏时间提供科学依据。

材料与方法

试验时间与地点

试验于2015年4月～2016年6月在南京高淳龙墩湖现代农业生态园内进行。2015年4月1日将41种植物营养袋苗放置于园区办公区室内植物墙上。

试验材料

试验材料为所试植物41种（表5）。

试验方法

试验采用完全随机区组设计，每种植物安放30株整齐一致的营养袋苗，设置3次重复。在植株基本失去观赏性，影响植物墙整体观感时，更换营养袋苗。每5天观察记录各植物的观赏品质、更换时间和数量。

测定性状与方法

◆性状筛选 参考前人研究结果[10-14]，结合专家、立体绿化工程施工方、客户的意见和实际情况，选择叶型等12个性状作为评价性状。

◆性状测定方法 观花时间：植株盛花期的持续时间;花占比：盛花期时花的体积面积占植株总观赏体积的比例;观赏时间：从全部到70%的植株观赏品质良好的持续时间;应用时间：能在市场上以不高于全年平均价格购买的时间;单价：每株营养袋苗的价格;报废率：更换下来的营养袋苗经养护后死亡的比例;叶型、叶色、光照适应性和最低生长温度参照包满珠的方法[15]。

统计分析方法

◆各因子权重的计算 采用层次分析法[16-17]计算12个测试性状的权重。根据立体绿化观赏性状构成各因子的相互关系和隶属关系，构建了评价体系中各影响因子的层次结构关系（表1）。

根据各影响因子对品质性状的贡献和各因子的重要程度，结合专家经验，构建出层次结构关系（表1）中较低层指标相对于各自对应的高层指标的判断矩阵（表2）。判断矩阵的一致性检验结果列于矩阵下方。一致性检验结果表明，表3中各矩阵的阶数n与矩阵的最大特征根λ之差在允许的范围之内，说明所构建的判断矩阵中各影响因子的相互关系比较一致。判断矩阵中因子的取值1、3、5、7和9，分别代表一个性状对另一个性状的重要性相同、稍强、强、很强和绝对强。

将表2中影响因子Pi所属各矩阵按列归一化后，用“和法”求表3所列各矩阵的特征向量，再用特征向量和表3中各矩阵按列归一化后的相应项两两乘积之和即为各影响因子（Pi）相对于所隶属品质性状（Ci）的权重值。同样方法可计算出品质性状（Ci）相对于综合品质Z的权重值。用Ci的权重值乘以P1～P6的权重值，用C2的权重值乘以P7、P8的权重值，用C3的权重值乘以P9～P10的权重值，用C4的权重值乘以P11、P12的权重值即得各影响因子（Pi）相对于总目标综合评价值（Z）的最终权重值。

◆聚类分析 利用SPSS软件对41个植物进行聚类分析。

结果与分析

各因子评分标准的确定

参考相关文献并结合专家意见，对影响立体绿化植物性状的12个因素拟定了一个3分制的评分标准（表3），为性状评价提供了一个较为全面、客观统一的依据。

各影响因子的权重值

计算结果（表4）表明，观赏时间对立体绿化植物综合性状的影响最大，其权重值为0.163;其次是叶面积、花占比和单价，权重值分别为0.162、0.111和0.096;其它因子的影响相对较小。

立体绿化观赏植物的的得分及分级

根据表4中每个影响因子Pi相对于室内立体绿化植物品质性状Z的权重值乘以表3提供的各因子评价标准的分值，计算出每种植物的综合性状得分。用K-Mean聚类方法将41种植物划分为3级，代码1～3分别代表室内立体绿化植物综合品质优、良、差（表5）。其中优等级植物5个，良等级24个和差等级12个。

讨论

评价因子的选择决定了评价体系的科学性和准确性。通过选择具体的评价因子和设定详细的因子分值标度，达到评价因子既能全面、准确地体现观赏特征，又便于操作的要求。实际的评价结果与生产实际相符，说明所选的评价因子设置具有合理性。

品种性状评价常用的分析方法有综合评分法[18]、模糊综合评判法[19-21]、多元统计分析法[22-24]（主成分分析、因子分析和聚类分析等）和层次分析法[14，17]等。由于本研究选择的12个评价性状中并非所有性状间都存在相关性，且花色和香味等评价因子需主观赋权，因而选用层次分析法作为评价方法。12个评价因子的量化分析结果表明观赏时间（0.163）、叶面积（0.162）和花占比（0.111）3个因子的权重最大。观赏时间直接决定了观赏品质和维护成本;叶面积决定了观赏效果的一致性和整体性，叶小且密集的植物因其在弱光环境下叶片容易发黄和脱落一般不适于应用;明显而美丽的花朵是景观的点睛之处。性状因子的权重、量化分析结果也符合预期结果。采用K-Means聚类方法将立体绿化植物分为3类。5个优等级的植物可作为造景的基础植物大面积使用;根据环境条件和设计要求选择使用良等级的植物;不推荐使用差等级的植物。

立体绿化作为地面绿化的延伸，造景方法、景观评价和植物选择遵循相似的标准，供选的植物材料丰富多样。植物选择主要是受到具体环境条件的限制，本文以光线充足处的室内墙为研究载体，制定了室内立体绿化植物综合评价体系，对立体绿化常用植物进行了分级。根据评价等级选择植物，并兼顾观赏效果、造价成本和后期维护是提高立体绿化景观观赏性的有效方法。随着立体绿化产业的发展，更多的植物种类、更先进的实现方式和更完备的配套系统不断涌现，评价体系必然也会不断优化和完备。

参考文献

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[引用信息]杨会玲，胡奇，胡波，等.室内立体绿化植物品质性状综合评价体系构建[J].农业工程技术，2020，40（01）：60-64.