基于AHP法的穹窿山主要芳香植物资源评价及康养景观应用

2022-05-13 13:39李英姿张兴张姗姗陈珊
江苏农业科学 2022年8期
关键词:芳香植物层次分析法评价体系

李英姿 张兴 张姗姗 陈珊

摘要:江苏省苏州市穹窿山森林公园是典型的天然次生林,林相结构复杂,生物多样性高,被称为苏州“绿肺”,是苏州市绝佳的旅游胜地。采用调查与资料研究相结合的方法,系统分析穹窿山森林公园芳香植物的种类及分布情况。结果表明,穹窿山森林公园里有种子植物96科295种,其中芳香植物274种;通过查阅文献、专家问卷调查,结合德尔菲法、层次分析法确定基于康养功能的芳香植物资源评价指标及指标权重,构建评价模型,选取有代表性的30种芳香植物进行园林康养景观应用的综合评价,并按综合得分将芳香植物划分为3个等级,为未来芳香植物在不同康养景观中的构建及应用提供参考。

关键词:穹窿山;芳香植物;康养景观;层次分析法;评价体系

中图分类号:S718.3;S731.2   文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2022)08-0151-06

随着生活和工作压力的增大,人们越来越想得到身心上的治愈。同时,有关康养的生态产品形式愈加多样化,受到群众的关注和青睐[1]。但是,鲜有关于芳香植物在康养景观建设中的应用研究。芳香植物是广义上用于提取香气和芳香油的栽培植物及野生植物的總称[2]。它凭借其花色美态及独有气味,尽显自身价值,除了具有观赏特点外,还有净化空气、放松心情、保健身心等功效。金荷仙等发现,梅、木樨的挥发性气味能够积极调整人的生理、心理反应,对人的情绪及精神都大有益处,从而使防治人体疾病达到一定的效果[3]。纵观已有研究,芳香植物应用于园林中能够更好地满足人们对园林康养功能的需求,如吴凌峰建造的闻香区,可以极大地改善体验者的压力、抑郁等精神状态问题[4]。目前,还有许多芳香植物处于待发现的状态,没有得到有效利用,关于芳香植物资源评价的研究也较少。因此,合理整合和应用芳香植物资源很有价值。穹窿山位于苏州市吴中区光福镇南,山高林密,孕育许多名贵树木和药用植物,芳香植物资源相当丰富,具有极高的研究价值[5]。因此,本研究首先通过实地调查、植物拍摄及查阅江苏植物志,系统地调查穹窿山森林公园的芳香植物资源,对其种类及生境进行记录统计;其次结合德尔菲法、层次分析法对穹窿山芳香植物在园林康养景观中的运用进行综合评价;最后,根据评价及分析结果对开发穹窿山的芳香植物资源提出合理的建议。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

穹窿山森林公园位于30°56′~31°21′N、119°55′~120°54′E,作为江苏省苏州市唯一的自然保护区,它高峻挺拔,全长约7.5 km。地貌属低山丘陵,位于北亚热带季风气候,常年多雨,雨量充沛,年降水量约1 110 mm,地带性土壤为黄棕壤,偏酸性[6]。穹窿山有苏州“四最”之称,即有苏州市最高主峰、是苏州市最大的山、有苏州市最长的盘山公路(为6.5 km)、是苏州市品种最多的天然次生林。

丰富的植物资源使穹窿山冠有苏州城市“绿肺”之称,空气中负氧离子含量极高,沁心宜人。同时,由于众多树木能分泌出杀伤力很强的挥发性物质,使得其疗养健身功效显著[7],周围城市居民被其生态环境深深吸引。

1.2 调查方法

采用实地调查和文献调查的方法,于2020年10月至2021年5月在穹窿山森林公园景区内调查样线、采集标本,详细记录各种观赏植物的特性并拍照,分别进行整理和鉴定,植物鉴定分类以恩格勒分类系统为主,同时参考《中国植物志》《江苏植物志》[8-9]等。

1.3 数据的统计与处理

整理所得数据。其中,穹窿山芳香植物资源调查统计内容主要包括植物的科、种、生活型、花果期、芳香类型、散香部位、花色等。统计专家问卷得到的关于指标筛选的最终数据,并对30种主要芳香植物的评分问卷数据进行整理分析。

首先,结合德尔菲法和层次分析法,根据专家的问卷数据对模型的评价指标进行筛选,计算指标层各权重,建立将芳香植物与康养结合起来的评价模型,再将30种主要芳香植物代入模型,得到205份问卷打分结果列入表格,依据计算公式V=D1×W1+D2×W2+D3×W3+…+D12×W12得出最终评分,其中:Wi代表各指标的权重;Di代表各指标量化评分值;i代表各指标的序号,本研究i=1,2,…,12[10]。利用Excel软件对数据进行统计处理。

2 评价体系的建立

2.1 评价指标筛选及确定

针对本研究内容,结合穹窿山森林公园实际情况,采用专家调查法确定评价体系的指标[11],具体指标筛选符合以下要求:指标具有针对性、指标因素全方位覆盖、具有普遍的代表性及对其他同类型森林公园的适应性。

2.1.1 评价指标初选 在前人研究成果的基础上,提取20个适用性评价指标,结合文献研究法及相关领域专家的征询意见,指标重要程度依据李克特5分量表法赋值,由很重要到不重要5分递减,最后根据18位专家的打分结果,筛选出重要程度值大于3.5的指标,最终形成以芳香性、观赏价值、康养性为准则层的基于康养功能的芳香植物资源评价的初选指标集合,共得到以下12个指标:芳香类型[12]、散香部位[13]、丰花度、色彩美感、植株形态、观赏周期、鼻腔舒适度、提高精神活力、减少疲劳感、减少紧张感[14]、内心感到愉悦、缓解压力(表1)[15]。

2.2 评价模型(AHP)的构建及权重计算

邀请康养景观领域相关专家,评分各级指标的重要性,发放并回收有效问卷18份。通过迈实层次分析软件对被筛选出的指标重要性进行矩阵比较,得出基于康养功能的芳香植物景观评价指标的加权计算结果和整体排序(表2)。

通过层次分析法结果的一致性检验方法,检查判断矩阵A:CI=λmax-n/(n-1)=λmax-3/(3-1)=0.032 443 8;CR(A)=CI/RI=0.623 919<0.1,通过一致性检查。同理,执行检验矩阵B1、B2、B3的一致性:B1,λmax=3.038 54,CI=0.019 255 5,CR=0.037 029 9<0.1;B2,λmax=3.007 02,CI=0.003 510 88,CR=0.006 751 7<0.1;B3,λmax=6.468 26,CI=0.093 652 9,CR=0.074 327 7<0.1。构建的3个判断矩阵均小于0.1,证明所构建的3个判断矩阵一致性较好,满足一致性检验。

2.3 评分标准和综合评价值计算

根据表3的评分标准,对穹窿山景区内的30种主要芳香植物进行问卷打分,共回收问卷205份。芳香植物最终得分V是将对应的12个评价指标均分乘以相对应的权重值之和,计算公式为V=D1×W1+D2×W2+D3×W3+…+D12×W12。根据计算结果,将30种主要芳香植物分为3个级别。

3 结果与分析

3.1 穹窿山芳香植物资源调查结果与分析

穹窿山森林公园生态环境条件优越,根据调查统计结果可知,穹窿山森林公园内的种子植物有96科295种,其中乔木88种、灌木54种、草本128种、藤本25种(图1)。穹窿山景区内的芳香植物有92科274种,生活型多种多样,芳香植物生活型以乔木、灌木、草本为主,集中在木兰科、蔷薇科等。

3.1.1 生活型与观赏周期分析 穹窿山景点内的芳香植物一共有274种,其中芳香类乔木有75种,芳香类灌木有50种,芳香类草本有128种,芳香类藤本有21种。从以上数据可知,芳香植物类群中,草本植物的占比最大,很大程度上是因为大多草本植物都是药用植物,而药用植物是芳香植物的一类,其组织、器官中多少含有对身体有益的精油及有益物质,可作为可食用型药材,增强人体免疫力[16]。但与其他生活型芳香植物相比,其芳香效果较弱。

芳香植物的观赏周期各不相同。其中,花木类芳香植物的观赏周期较长,在其花期时段主要观赏其花的形态,闻其香味,花期过后还可继续观叶观果,约维持4个季节。如桂花、山合欢等植物,它们的观赏周期越长,观赏价值也就越高。叶木类植物主要观赏其叶形叶色,相较花木类树种,它的观赏周期较短,常绿树种一般3个季节,落叶树种更短,约维持1个季节。穹窿山森林公园的芳香植物87%是花木类树种,因此森林内植物的观赏周期一般都较长,叶木类树种由于常绿树种占多数,其观赏周期自然不会太短。

3.1.2 芳香部位及香型分析 根据植物资源调查结果分析可知,穹窿山森林公园芳香植物以花为主要散香部位的有206种,以叶为主要散香部位的有43种,以树皮枝干为主要散香部位的有19种,以果实为主要散香部位的有6种。由图1-b可知,芳香植物的散香部位大多集中在花和叶这两大部分,尤以花居多,花是最直观也是效果最明顯的散香部位。相关研究表明,植物的散香部位越多,其挥发的芳香性物质越多,对人体的康养效果就越显著[17-18]。如樟的枝叶,其散发的香樟味既能够驱虫抑菌,又可提神醒脑、平复心绪。

森林公园内植物香型多种多样,其中212种是淡香型,29种是清香型,28种是芳香型,5种是浓香型。淡香型的占比最大,种类最丰富,有白鹃梅、樱花、檵木等;芳香浓度最高的浓香型植物有木樨、栀子花、蜡梅等,这类芳香植物不仅香气浓郁,且传播速度快、范围广,对人的嗅觉冲击力最强[19],往往此类香型芳香植物的康养见效更快。在植物群落的搭配上,可以适当应用一些浓香型芳香植物来加强景观的康养效果。也可以根据不同的香型进行一个植物的组团配置[20],营造香型不一的康养空间。

3.2 评价指标权重结果分析

3.2.1 准则层指标权重分析 准则层的权重排序结果为康养性B3(0.730 6)>芳香性B1(0.188 4)>观赏价值B2(0.081 0)(表4)。由芳香植物营造的康养景观,其注重的是芳香植物景观对体验者的康养效果,其康养性重要程度稍大于芳香性。同时芳香植物资源作为康养景观的软设施,除了考虑到它的芳香性之外,还要综合考虑它的观赏价值,但本研究主要分析芳香植物的康养能力,强调的是康养性和芳香性,所以观赏价值的权重与前两者相比较低,排于两者之后。

3.2.2 芳香性评价指标权重分析 芳香性准则层包含芳香类型、散香部位、丰花度3个指标层,其加权排序为芳香类型C1(0.637 0)>散香部位C2(0.258 3)>丰花度C3(0.104 7)(表5),人们在康养环境中首先感受到的是芳香植物的香型,其很大程度上影响着人们对该芳香植物的第一印象,因此芳香类型的权重居于首位。在感受花香之后,人们才有可能试探寻找植物的散香部位,观察花的形态特征。

3.2.3 观赏价值评价指标权重分析 观赏价值准则层包含色彩美感、植株形态、观赏周期三大指标层,其权重排序为色彩美感C4(0.669 4)>观赏周期C6(0.242 6)>植株形态C5(0.087 9)(表6),芳香植物的观赏价值是由园林内的观赏者决定的,在游园过程中,游客对景观的最直接感官是视觉,因此有距离感的植物的色彩美感排在第1位;在了解该植物后,人们更关注其观赏周期的长短,因此观赏周期位居第二;最后是近距离的植株形态,由远及近地了解程度影响甚至决定观赏价值准则层内的指标排序。

3.2.4 康养性评价指标权重分析 康养性准则层包含鼻腔舒适度、缓解压力、减少疲劳感、减少紧张感、提高精神活力、内心感到愉悦等6个指标层,多为心理指标,其权重排序为减少紧张感C10(0.363 4)>减少疲劳感C9(0.231 4)>内心感到愉悦C12(0.174 7)>缓解压力C8(0.092 6)≈提高精神活力C11(0.092  6)>鼻腔舒适度C7(0.045 1)(表7),减少紧张感是调整人们神经状态的基础,芳香植物散发的挥发性物质能够有效地减弱人们的紧张感[21],缓解情绪是康养状态中最直接的变化;其次是疲劳感,在紧张感减弱后,疲劳感自然降低,从而内心得到解脱,心情愉悦。当内心得到释放后,人的压力自然会得到缓解;在打破心理壁垒后,才能考虑提高人身心的舒适度,如提高精神活力、鼻腔舒适度等,在这两者之间,人们往往更倾向精神活力的提升,因此提高精神活力排序在鼻腔舒适度前。

3.3 评价结果分析

3.3.1 整体评价等级分析 综合评价结果将30种主要芳香植物分为3个等级,即Ⅰ级“很好”、Ⅱ级“好”、Ⅲ级“中等”(表8)。

由表8可知,Ⅰ级芳香植物共有7种,它们的综合得分高,无论是在芳香性、观赏价值上还是在康养性上,其推广应用价值都很高。它们分别是木樨[Osmanthus fragrans (Thunb.) Lour.]、日本晚樱[Prunus serrulata var. lannesiana (Carrière) Makino]、刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、栀子(Gardenia jasminoides J. Ellis)、蜡梅[Chimonanthus praecox (L.) Link]、野蔷薇(Rosa multiflora Thunb.)、紫藤(Wisteria sinensis (Sims) Sweet);Ⅱ级芳香植物共有13种,分别是樟[Cinnamomum camphora (L.) J. Presl]、楝(Melia azedarach L.)、合欢(Albizia julibrission Durazz.)、白鹃梅[Exochorda racemosa (Lindl.) Rehder in Sarg.]、女贞(Ligustrum lucidum W. T. Aiton)、檵木[Loropetalum chinense (R. Br.) Oliv.]、南烛(Vaccinium bracteatum Thunb.)、络石(Trachelospermum jasminoides (Lindl.) Lem.)、忍冬(Lonicera japonica Thunb.)、诸葛菜[Orychophragmus violaceus (L.) O. E. Schulz]、石蒜[Lycoris radiata (LHér.) Herb.]、酢浆草(Oxalis corniculata L.)、萝藦[Metaplexis japonica (Thunb.) Makino];Ⅲ级芳香植物共有10种,分别是圆柏(Juniperus chinensis L.)、黑松(Pinus thunbergii Parl.)、海桐[Pittosporum tobira (Thunb.) W. T. Aiton]、华东唐松草(Thalictrum fortunei S. Moore)、麦冬[Ophiopogon japonicus (L. f.) Ker Gawl.]、如意草(Viola verecunda A. Gray)、蔓长春花(Vinca major L.)、何首乌[Fallopia multiflora (Thunb.) Haraldson]、葛[Pueraria montana (Lour.) Merr.]、乌蔹莓[Cayratia japonica (Thunb.) Gagnep.]。不难看出,在Ⅰ级芳香植物中,芳香类型大多为浓香型,且全部为花木类园林树种,即其散香部位为花。

3.3.2 生活型评价结果分析 结合层次分析法和问卷打分,30种芳香植物按生活型的评分排序结果如下:乔木类,木樨(3.817 3)>日本晚樱(3.673 1)>刺槐(3.658 6)>樟(3.395 3)>合欢(3.364 6)>楝(3.357 9)>圆柏(3.210 2)>黑松(3.197 7);灌木类,栀子花(3.830 4)>蜡梅(3.748 0)>野蔷薇(3.610 4)>白鹃梅(3.459 4)>檵木(3.381 9)>南烛(3.366 6)>女贞(3.351 0)>海桐(3.286 1);草本类,诸葛菜(3.398 6)>酢浆草(3.361 1)>石蒜(3.301 7)>华东唐松草(3.205 5)>麦冬(3.195 6)>如意草(3.188 0)>蔓长春花(3.168 7)>何首乌(3.143 7);藤本类,紫藤(3.691 1)>忍冬(3.543 6)>络石(3.496 2)>萝藦(3.328 4)>葛(3.216 9)>烏蔹莓(3.044 7)。在芳香植物的康养景观设计中,可以适当考虑将乔木类、灌木类、草本类中排名在前的芳香植物进行组团搭配种植,营造康养效果不同的芳香景观[22],以实现其康养效果最大化。

4 讨论与结论

近年来,人们对植物的康养体验不再局限于视觉,嗅觉越来越得到重视。从芳香植物的资源调查结果可知,穹窿山森林公园的芳香植物种类丰富多样且分布较广,有92科274种,其中乔木75种、灌木50种、草本128种、藤本21种。芳香物质主要集中在花上的有206种、叶上的43种、树皮枝干上的19种、果实上的6种。香型类型主要包括淡香型212种、清香型29种、芳香型28种、浓香型5种。观赏周期一般维持在 1~3季,个别常绿植物可以4季观赏。

基于专家调查法,从20种评价指标中筛选出12项与康养景观构建密切相关的评价指标,并能够对穹窿山芳香植物资源在康养景观构建中进行科学评价。确认指标后,运用迈实层次分析法对模型进行各项权重赋值,得到各准则层、指标层的基本权重。在评价模型各项指标中,基准层中康养性的权重最高,因此,在康养景观构建上应选择康养性更高、康养价值更大的芳香植物种类,如木樨(3.817 3)、蜡梅(3.748 0)等。分析指标加权后,构建整个穹窿山森林公园芳香植物康养性景观评价体系,与之前康养领域学者的研究相呼应,评价体系的各级指标之间独立、指标可感可测、加权分配有依据。评价体系将研究内容细化分析,得到的评价结果更加具体、准确,该评价体系对类似的森林公园有一定的适用性,可以为相关芳香康养类的研究打下基础。

在评价模型构建后,将穹窿山具有代表性的30种芳香植物进行综合评分,根据评分结果将30种植物评为Ⅲ级。各功能组团中,评价结果中排序在前的芳香植物在创建不同类型功效的芳香植物群落中作用突出,如构建 “清心”的康养景观,在芳香植物的选取上更倾向能够让人心平气和、身心放松的植物,即选取清香型的植物作为植物群落的主要构成单元,可选用松科、柏科乔木及蔷薇科的灌木,这些植物能够使人冷静、静心思考;再如芳香步道两侧植物的配置,可以将步道分为3~4段,每段种植不同的芳香植物,在密林段可以多种植一些具有驱逐蚊虫功效的植物。注意不同区段不同香型,同时注意层间搭配,使人置身在芳香的海洋中,疗愈身心。此外,在芳香植物的康养应用中,还需要注意以下几点:第一,统筹好植物的种植密度,减少浓香型植物大量集中种植的现象,避免香味过于混杂导致康养效果弱;第二,协调好芳香植物在园林中的占比,增加针叶树种的比例;第三,将芳香植物与健身场所适当结合,同时注意选择色香统一[23]、观赏周期较长的植物,充分利用发挥芳香植物的康养价值。

穹窿山森林公园内并没有集中或是专类的芳香植物康养景观,可以考虑在穹窿山内建设以芳香植物为主的康养景观,为市民提供保健康养的场所。除了将芳香植物应用于各个功能区外,还可以打造芳香步道,构建属于穹窿山景点的芳香系统。为了更好地营造具有景点特色的芳香植物康养景观,可以构建以上芳香植物的评价体系,利用园内主要且典型的30种芳香植物,为后期穹窿山芳香园建设提供技术支撑。

康养景观的发展蒸蒸日上,将芳香植物与康养功能相结合建立的评价指标体系是一个较新的课题,该评价体系需要不断地改进和调整,考虑到对其他森林公园的适用性,还需要对其指标层进行进一步的补充。合理利用芳香植物资源,促进人体健康是一项长期且收益率较高的项目,只有不断改进相关芳香植物的评价体系,才能为构建康养景观奠定坚实的理论基础。

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