基于层次分析法的植物景观评价——以太谷西苑公园为例

贠 剑，郭慧凤，王志玲，薄 伟，王 君

（1.山西农业大学林学院，山西 晋中 030801；2.山西农业大学园艺学院，山西 晋中 030801；3.山西太原动物园，山西 太原 030000）

城市公园作为城市生态系统的重要组成成分，承担着改善植物绿地景观和减缓人民生活压力的重要作用.西苑公园是山西省晋中市太谷城区最大的城市公园.2015年政府对西苑公园进行了园林提升改造，目前，西苑公园已成为附近上万居民休闲娱乐的场所.随着人们生活水平的提高，人们对周边景观环境绿化植物的选择与配置提出了更高要求.从传统意义上对美景和功能的关注转为景观体验的舒适度需求上.同时，人口老龄化以及弱势群体的特殊心理需求，也对景观设计提出了更高要求.应对现有景观进行综合评价，找出制约景观品质的关键因子，充分发挥城市公园的人文生态价值.层次分析法是定性和定量、主观和客观相结合的决策方法，可将主观判断导入评价模型，并加以量化，已广泛应用于高校园林绿地以及热门园林的评价当中［1-5］.其主要评价角度体现在植物的观赏价值和生态价值，比如，使用AHP法对建兰［6］、酢浆草属［7］、独蒜兰属植物［8］等园林植物的观赏性进行了评价并给出优化建议.何诗静［9］采用4个指标层“生物多样性、植物群落乡土性、生活型结构、植物健康和养护管理”对公园植物生态功能进行了评价，提出适合武汉的优良植物结构模式.笔者从植物造景的生态效益、景观效益和生理影响出发，采用层次分析法，对山西省晋中市太谷区西苑公园的不同植物景观单元进行评价及分析，提出合理化植物配置模式，指导城市公园植物景观的提升.

1 材料与方法

1.1 调查方法

2020年秋天，对山西省晋中市太谷区西苑公园的植物色彩搭配、植物配置模式、植物与周边硬质环境的协调性等方面进行调查拍照；并对特殊植物进行标本采集，对照《园林树木学》和《中国植物志》确定植物种类.运用层次分析法（AHP）对公园现有植物景观进行综合分析和评价.

1.2 调查样地概况

1.2.1 基本概况 调查样地位于山西省晋中市太谷区城西北处，占地6 hm²，北临金谷西街，西临南山南路，东接山西交通技师学院，地理坐标为东经112°33′1.14″～ 112°33′9.27″，北纬37°25′48.00″～37°25′59.06″.属暖温带大陆性季风气候，春季干燥，夏季炎热，秋季凉爽，冬季寒冷.年平均气温10～12℃.

1.2.2 植物资源组成 西苑公园主要乔木种类有19种，隶属12科18属，其中，落叶15种，常绿4种；主要灌木种类有9种，隶属6科7属，其中，落叶5种，常绿4种（表1）.

表1 西苑公园主要绿化乔木、灌木Tab.1 Main greening of trees and shrubs in Xiyuan Park

续表1

1.3 层次分析法

1.3.1 综合评价体系建立 根据西苑公园的景观特点，并借鉴前人研究成果［10-12］来构建植物景观评价指标体系.第一层是目标层，为西苑公园植物景观评价，记为A.第二层是标准层，为生态效益、景观效益、心理感受，分别记为B1、B2、B3.第三层是指标层，其中，生态效益下评价准则包括公园物种多样性（C1）、植物郁闭度（C2）、植物配置层次结构对空气净化能力的影响（C3）、植被覆盖率（C4）；景观效益下评价准则包括植物观赏部位的丰富度（C5）、植物的整形修剪与布置（C6）、植物与周围山石水体建筑的协调性（C7）、植物色彩和季相（C8）；心理感受下评价准则包括对环境质量的要求（C9）、对景观审美的感受（C10）、整体环境带来的感受（C11）.以每个项目指标的总分为100分做出满意度评价，邀请公园游客和景观园林相关专业学生和专家填写调查问卷，根据西苑公园不同角度拍摄的照片对11个指标层进行打分.

1.3.2 权重确定 构造判断矩阵，采用“1-9标度法”［13-14］，根据不同评价指标的重要程度，两两相较，基于咨询专家和查阅文献，构建每层指标的判断矩阵，得出最大特征向量，并检验判断矩阵的一致性［15］.通过判断CR值，验证各层次指标是否通过一致性检验，当CR＜0.1时，认为判断矩阵具有满意的一致性.计算出每项指标相应的权重值，以判断各指标的相对重要性（表2～表5）.结果表明，矩阵的最大特征向量分别为：3.009 2、4.010 4、4.060 6、3.000 0，对应的权重的一致性经统计得出分别是：0.007 9、0.003 9、0.022 4、0.000 0，均小于0.100 0，符合要求.

表2 判断矩阵（A-Bi）Tab.2 Judgment matrix（A-Bi）

表3 判断矩阵（B1-Cj）Tab.3 Judgment matrix（B1-Cj）

表4 判断矩阵（B2-Cj）Tab.4 Judgment matrix（B2-Cj）

表5 判断矩阵（B3-Cj）Tab.5 Judgment matrix（B3-Cj）

1.3.3 综合评价分级 通过景观综合评价指数法得到综合评价分值.景观综合评价得分式中Xi表示评价因子权重值，Fi表示评价因子评分.利用公式CEI=S/SO×100%确定公园植物景观等级［16］，最终使用“差值百分比分级”法划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级（表6），划分标准在前人研究成果的基础上结合了不同植物配置模式的实际打分情况而设定［17］.

表6 景观质量等级表Tab.6 Table of landscape quality grade

2 结果与分析

2.1 不同配置下空气颗粒物分析

将不同配置模式下路边的PM值与林内的PM值做差得到净吸收量（图1）.一般情况下，路边PM1.0和PM2.5均比林内PM1.0和PM2.5大，具体表现为：乔灌草搭配＞乔灌搭配＞乔草搭配＞灌草搭配，表明乔灌草搭配对空气中尘埃和飘尘的滞留能力较强，能够起到较好的净化空气的作用，而灌草搭配对空气中尘埃和飘尘的滞留能力最弱，因此，运用多样化的植物配置模式，将有效降低空气中的有害颗粒.

图1 不同配置模式对PM1.0和PM2.5的净吸收量Fig.1 Net absorption of PM1.0 and PM2.5 in different configuration modes

2.2 植物景观综合评价

依据标准层B和指标层C的权重，确定了指标层C中各评价指标相对于目标层A的重要性权值，即层次总排序（表7）.

表7 西苑公园植物景观的评价结果Tab.7 Evaluation results of plant landscape in Xiyuan Park

由表7可知，在标准层中，生态效益权重值为0.539 6，排第一，景观效益权重值次之，心理健康影响权重值最小，说明在城市公园改造中首先应注重生态效益的改善.在指标层中，生态效益的4个指标因子中按权重值由大到小排为：植被覆盖率＞植物配置层次结构对空气净化能力的影响=公园物种多样性＞植物郁闭度.因此，在满足一定的植被覆盖率条件下，需注重植物配置的丰富度，尤其是增加公园乔灌草复合层次，尽可能地发挥城市公园的生态效益.景观效益的4个指标因子按权重由大到小排序为：植物色彩和季相＞植物与周围山石水体建筑的协调性＞植物的整形修剪与布置＞植物观赏部位的丰富度.在优化时，需重点考虑不同植物的色彩和季相变化.心理需求的3个指标因子按权重由大到小排为：整体环境带来的感受＞对环境质量的要求＞对景观审美的感受.因此，公园景观设计中，应注意植物和亭台楼阁的合理搭配，进而营造虽由人作、宛若天开的整体景观.层次总排序权值最大为植被覆盖率，说明西苑公园植物综合景观的提升首先要保证一定的植被覆盖率.

在不同植物景观配置下，由上述得到的各指标因子权重与打分分值相乘得到权重得分，进而得到综合得分，根据CEI判断植物质量等级（表8）.

表8 西苑公园植物景观综合评价Tab.8 Comprehensive evaluation of plant landscape in Xiyuan Park

续表8

乔灌草植物配置下的景观质量等级最高，为Ⅰ级，乔灌草较灌草、乔草和乔灌，有丰富的复合层次，空气净化能力较强，且针叶、阔叶，常绿、落叶搭配，四季景象变化明显，群落展现出较高的视觉质量.灌草配置CEI最低，由于缺乏乔木，植物配置的立体层次性不够突出，因此植物配置过程中要增强立体层次，使林冠线高低错落，富有变化.由表7、表8可知，虽然心理需求的权重值最低，但不论何种植物配置，心理需求的评分较生态效益和景观效益得分都为最高，说明植物绿地景观带给人身心健康的影响是景观设计不容忽视的部分.

3 讨论与结论

在引用其他绿地景观评价指标［18］的基础上，笔者结合不同植物配置模式对PM1.0和PM2.5的吸附能力，共同构建了西苑公园植物景观评价模型.结果表明，西苑公园植物景观首先要满足生态效益和景观效益.因此，以乔、灌、草搭配，营造多层次的、高覆盖度的植物景观是此类城市公园景观提升的重点.在此基础上，设计师应充分考虑人对景观的整体需求，应从人的舒适度以及视觉感受等方面进行优化.

结合评价结果，提出以下建议：1）优化立体空间景观效果；鉴于公园中垂直空间的景观略显单薄，建议在具体实施中适当增加藤本植物，以及加入城市主题花坛和花境，根据不同种类和色彩搭配体现当地文化特色［19］；2）优先考虑人对景观的需求；当前湖岸两侧人行步道的垂柳容易引起飘絮，使游人过敏，建议科学合理规划，替换一些优势行道树树种，如银杏、白蜡、栾树等落叶乔木；3）优化公园次干道景观；当前次干道种植的金银花和沙地柏匍匐性很强，景观层次感略显凌乱；4）儿童游乐区的植物可进行优化：儿童游乐区为西苑公园的重点项目，整体区域植物较少且色彩单一，建议适当增加五角枫、红枫、金叶栾树和金叶白蜡等秋色叶或变色叶乔木，并引入一些叶形有特色、枝干富有形态美、趣味性强的植物，增进儿童活动区形状、色彩的多样性.

本研究将不同植物配置对人的心理影响因子融入城市公园植物景观评价体系中，具有一定的创新性.然而，植物除具有空气净化、美化、绿化的作用外，不同植物配置对负氧离子、芬多精以及环境小气候等康养因子的影响尚未有明确论断.让城市公园通过植物释放健康因子，进而提升其公共健康服务功能，将是后续研究的重点.