基于層次分析法的木本園林植物養(yǎng)護(hù)評價

馬躍+王寶寧

摘要：城市園林植物的養(yǎng)護(hù)管理對于發(fā)揮其景觀和生態(tài)功能有著重要的作用，但僅用主觀定性的方法對養(yǎng)護(hù)管理成效進(jìn)行評價是不全面的。采用層次分析法，從觀賞性、生長狀況和土壤3個方面著手，選擇13個直觀或監(jiān)測指標(biāo)構(gòu)建木本園林植物的養(yǎng)護(hù)管理成效評價體系，探尋了有效而科學(xué)地評價園林植物養(yǎng)護(hù)成效的方法，這為改善傳統(tǒng)評價園林樹木的養(yǎng)護(hù)成效存在主觀性強(qiáng)、科技含量低的狀況提供了一種新的評價方法。

關(guān)鍵詞：木本園林植物；養(yǎng)護(hù)；層次分析法；評價

中圖分類號：S684.3+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）14-2713-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.14.029

Abstract： Maintenance and management of urban garden plant plays important role for developing its landscape， ecological function； but it isn't science that only use the subjective qualitative methods to evaluate the effectiveness of the maintenance management. The maintenance management performance evaluation system of woody landscape plants is constructed by analytic hierarchy process. 13 intuitive or monitoring indexes are selected from three aspects including spectator， growth status and soil to explore an effective and scientific method for evaluating the landscape plant maintenance effect， which provide a new evaluation method changing the situation of strong subjectivity and low technology.

Key words： woody landscape plants； maintenance； analytic hierarchy process； evaluation

城市園林綠化在改善環(huán)境質(zhì)量，維護(hù)城市生態(tài)平衡，美化城市景觀中發(fā)揮著重要作用[1]，木本園林植物又是構(gòu)成城市園林綠地、發(fā)揮景觀功能和生態(tài)效益的主要植物類群，所以加強(qiáng)木本園林植物的養(yǎng)護(hù)管理是非常必要的，它直接關(guān)系到木本園林植物的景觀功能和生態(tài)功能發(fā)揮的效果。道路綠化相對于公園綠地其環(huán)境條件比較惡劣，主要表現(xiàn)為土壤瘠薄，粉塵、煙塵污染嚴(yán)重，并且人行道鋪裝后造成土壤水分、養(yǎng)分不足，植物的長勢普遍較公園綠地差。因此，城市園林綠化建設(shè)是三分靠建植栽培、七分靠養(yǎng)護(hù)管理[2]，所以加強(qiáng)道路綠化植物的養(yǎng)護(hù)管理意義重大。課題組通過對木本園林植物養(yǎng)護(hù)管理的成效進(jìn)行評價，旨在對城市綠化植物養(yǎng)護(hù)管理提供科學(xué)指導(dǎo)。層次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）是將總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、約束、標(biāo)準(zhǔn)等層次，然后進(jìn)行定性、定量分析，通過建立遞階層次結(jié)構(gòu)，把人們的判斷轉(zhuǎn)化為若干因素兩兩之間重要度的比較，構(gòu)造出第二層因素相對于第一層的比較判斷A-B矩陣、第三層因素相對于第二層的比較判斷B-C矩陣，然后通過計算判斷矩陣的最大特征根（λmax）及對應(yīng)的特征向量（Wi），計算出某一層各因素對應(yīng)于上一層某因素的相對重要權(quán)重值，從而把難于量化的定性判斷轉(zhuǎn)化為可操作的重要度比較[3]。為此，課題組采用層次分析法，探索了一種有效科學(xué)評價木本園林植物養(yǎng)護(hù)成效的方法，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 評價體系的建立

本評價體系選擇對城市木本園林植物景觀及生長勢影響較強(qiáng)的觀賞性、生長狀況及土壤3個因素作為層次分析對目標(biāo)層的約束層，通過參考國內(nèi)有關(guān)城市道路景觀及園林植物綜合評價的研究成果[4-6]，建立木本園林植物養(yǎng)護(hù)成效評價體系基本框架，具體見圖1。

1.1 觀賞性（B1）

木本園林植物的觀賞性直接關(guān)系到園林植物的景觀價值，其整體狀況可有效反映養(yǎng)護(hù)的成效，它包括生長勢、冠幅、枯枝和觀賞面4個指標(biāo)，具體如下。

1.1.1 生長勢（C1） 主要指植物的生長勢，是園林植物樹冠、枝葉、樹干等各個部分集成的綜合反映，是養(yǎng)護(hù)成效的重要指標(biāo)。該指標(biāo)的獲得主要是對植物整體的主觀判斷，可將指標(biāo)劃分為3個等級。

1.1.2 冠幅（C2） 因為光照或修剪不當(dāng)?shù)仍颍轮驳墓嗄净騿棠緯霈F(xiàn)樹干傾斜或偏冠的現(xiàn)象，既影響植物的穩(wěn)定性，也影響植物的觀賞性，該指標(biāo)視其偏冠程度又可劃分為3個等級。

1.1.3 枯枝（C3） 主要指樹冠內(nèi)枯死的枝條，同時也包括由于修剪不當(dāng)而殘留在樹木上面的短截樹枝。對該指標(biāo)的評價是按照枯枝的數(shù)量而言，并劃分3個等級。

1.1.4 觀賞面（C4） 整形的園林植物都要修剪成特定的形狀，或平直、或圓潤。該指標(biāo)視其平整度（保持特定形狀的程度）且有無缺枝葉（觀賞面形成空洞的面積）劃分3個等級。

1.2 生長狀況（B2）

木本園林植物的生長狀況直接關(guān)系到園林植物的生態(tài)功能發(fā)揮，直接反映養(yǎng)護(hù)的成效，它包括當(dāng)年新枝生長量、葉色、蟲害、病害4個指標(biāo)，具體如下：

1.2.1 當(dāng)年新枝生長量（C5） 不同的園林植物當(dāng)年新枝生長量不同，該指標(biāo)以往年枝生長量為參考，分為3個等級。整形植物由于修剪，其新枝生長量無法測定，因而該指標(biāo)不適用于已經(jīng)整形植物。

1.2.2 葉色（C6） 葉片變色是指由于葉綠素發(fā)育受到破壞，而使葉片的顏色發(fā)生改變。葉片變色是樹木生長不正常、最直觀的癥狀，可通過描述出現(xiàn)這些癥狀的葉片數(shù)量百分比進(jìn)行評定，通常分為3個等級。

1.2.3 蟲害（C7） 枝葉蟲害是園林植物常見問題，嚴(yán)重蟲害不僅影響園林植物的生長，也影響園林植物的景觀，其危害性依害蟲種類不同而不同。根據(jù)枝葉被害蟲危害所導(dǎo)致的狀況確定其受害程度，按照受害枝葉占總枝葉數(shù)量的百分比進(jìn)行描述，一般分為3個等級。

1.2.4 病害（C8） 枝葉病害也是園林植物常見問題，傳染性病害會對園林植物群體的生長造成嚴(yán)重的危害。通過觀察枝葉形態(tài)上表現(xiàn)出的癥狀確定受害情況，按照受害枝葉占總枝葉數(shù)量的百分比進(jìn)行描述，通常分為3個等級。

1.3 土壤（B3）

土壤是植物生長的載體，為木本園林植物提供了向下生長的空間及必要的支撐，亦是植物生長的水肥供應(yīng)者，為其正常的生理活動提供所需的養(yǎng)分、水分。該層次包括pH、EC、有機(jī)質(zhì)含量、容重、非毛細(xì)管孔隙度等指標(biāo)，具體如下：

1.3.1 pH（C9） 土壤酸堿度對土壤肥力及植物生長影響很大，不同植物對土壤酸堿度的要求不一樣，大多數(shù)園林植物喜歡在中性或偏酸性的土壤里生長，有些嗜酸性植物喜歡在強(qiáng)酸性土壤，而有些植物在堿性土壤里生長良好。該指標(biāo)以大多數(shù)園林植物適宜的酸堿度來劃分等級。

1.3.2 EC（C10） 用于測度土壤中水溶性鹽分的總量，用飽和土漿的電導(dǎo)率表示。土壤中水溶性鹽含量（EC）過高，可能會形成反滲透壓，這可將根系中的水分置換出來，植物根系因此受到損傷，進(jìn)而影響對水分和營養(yǎng)的吸收，導(dǎo)致植株出現(xiàn)萎蔫、黃化、組織壞死或植株矮小等癥狀。該指標(biāo)以大多數(shù)園林植物適宜的EC值來劃分等級。

1.3.3 有機(jī)質(zhì)含量（C11） 土壤中動植物殘體、微生物及其分解與合成的物質(zhì)總量為有機(jī)質(zhì)含量。土壤有機(jī)質(zhì)含量可以反映土壤肥力水平的高低。

1.3.4 容重（C12） 指土壤在自然結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，單位容積土體（包括土粒和孔隙）的質(zhì)量。土壤容重與土壤質(zhì)地、壓實狀況、土壤顆粒密度、土壤有機(jī)質(zhì)含量及各種土壤管理措施有關(guān)。相同質(zhì)地的土壤越疏松，容重越小；越緊實，容重越大。

1.3.5 非毛細(xì)管孔隙度（C13） 指土壤中大于0.1 mm的孔隙占總孔隙的比例。這類孔隙沒有毛細(xì)管作用，充滿空氣，也稱通氣孔隙。它不具有持水能力，但能使土壤通氣、透水。非毛細(xì)管孔隙若經(jīng)常充滿水分，則會使土壤中氣體正常交換受到影響，不利于植物生長。

2 構(gòu)造判斷矩陣并計算權(quán)重

2.1 建立判斷矩陣

對指標(biāo)層的各個指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較。按照圖1所建立的體系，根據(jù)各類指標(biāo)的作用程度以及重要性不同，建立指標(biāo)層的各個指標(biāo)C1、C2、C3……C13間兩兩判斷矩陣。判斷矩陣的數(shù)值采用二元相對比較的1～9標(biāo)度法，構(gòu)造出約束層對目標(biāo)層的比較判斷矩陣，利用方根法計算各矩陣的特征向量，求得權(quán)重W值，其結(jié)果分別見表1、表2、表3、表4，并計算標(biāo)準(zhǔn)層權(quán)重值的總排序，具體見表5。

從表1分析可知，A-Bi判斷矩陣的最大特征根檢驗值λmax=3.053 6，是由A-Bi判斷矩陣值輸入yaahp層次分析軟件運(yùn)算得到；度量A-Bi判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1）=0.026 8（n=3）；根據(jù)1～9比例標(biāo)度可知，檢驗判斷矩陣一致性的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0.58，A-Bi判斷矩陣的一致性指標(biāo)CR=CI/RI=0.046<0.1，則A-Bi判斷矩陣具有滿意的一致性，不需要進(jìn)行調(diào)整。

從表2分析可知，B1-Ci判斷矩陣的最大特征根檢驗值λmax=4.097 8，是由B1-Ci判斷矩陣值輸入yaahp層次分析軟件運(yùn)算得到；度量B1-Ci判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1）=0.032 6（n=4）；根據(jù)1～9比例標(biāo)度可知，檢驗判斷矩陣一致性的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0.9，B1-Ci判斷矩陣的一致性指標(biāo)CR=CI/RI=0.036<0.1，則B1-Ci判斷矩陣具有滿意的一致性，不需要進(jìn)行調(diào)整。

從表3分析可知，B2-Ci判斷矩陣的最大特征根檢驗值λmax=4.010 4，是由B2-Ci判斷矩陣值輸入yaahp層次分析軟件運(yùn)算得到；度量B2-Ci判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1）=0.003 5（n=4）；根據(jù)1～9比例標(biāo)度可知，檢驗判斷矩陣一致性的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=0.9，B2-Ci判斷矩陣的一致性指標(biāo)CR=CI/RI=0.003 9<0.1，則B2-Ci判斷矩陣具有滿意的一致性，不需要進(jìn)行調(diào)整。

從表4分析可知，B3-Ci判斷矩陣的最大特征根檢驗值λmax=5.294 7，是由B3-Ci判斷矩陣值輸入yaahp層次分析軟件運(yùn)算得到；度量B3-Ci判斷矩陣偏離一致性的指標(biāo)CI=（λmax-n）/（n-1）=0.073 6（n=5）；根據(jù)1～9比例標(biāo)度可知，檢驗判斷矩陣一致性的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI=1.12，B3-Ci判斷矩陣的一致性指標(biāo)CR=CI/RI=0.066<0.1，則B3-Ci判斷矩陣具有滿意的一致性，不需要進(jìn)行調(diào)整。

由以上計算可以得出各評價指標(biāo)Ci相對于其隸屬于準(zhǔn)則的權(quán)重值，在此基礎(chǔ)上，用層次的權(quán)重值加權(quán)綜合，可算出同一層次最高層次相對重要性的排列權(quán)值。

2.2 評價指標(biāo)等級的確定

為應(yīng)用方便，對各評價指標(biāo)進(jìn)行評分，擬定了3分制評價等級，具體見表6。通過實地調(diào)查，確定各木本園林植物對于評價因素的得分值，根據(jù)各因素的權(quán)重即可計算出該種木本園林植物養(yǎng)護(hù)成效的綜合得分。

3 小結(jié)與討論

課題組建立了木本園林植物養(yǎng)護(hù)評價體系，運(yùn)用層次分析法確定了各指標(biāo)的相對權(quán)重，這可為評價木本園林植物養(yǎng)護(hù)管理的成效提供參考。從兩兩判斷矩陣及特征向量W的計算結(jié)果來看，生長勢、蟲害、病害3個指標(biāo)的權(quán)重值較高，是本模型中反映木本園林植物養(yǎng)護(hù)成效的重要指標(biāo)。土壤容量、土壤非毛細(xì)管孔隙度2個指標(biāo)的權(quán)重值較低，主要是因為這2項指標(biāo)都與土壤的水分、空氣等因素相關(guān)，土壤容重大，孔隙度就小，土壤的水分、空氣、熱量狀況就會較差，因而不利于植物生長，但是這個針對不同植物產(chǎn)生的影響也不一樣，比如耐水濕的植物或有氣生根的植物就不會受到影響。因此，在評價植物養(yǎng)護(hù)成效時，只能作為一個參考指標(biāo)，不應(yīng)作為重要的決定性指標(biāo)。

園林植物的生長受許多因素的影響，植物本身、地下環(huán)境、地上環(huán)境、養(yǎng)護(hù)水平等都會對園林植物的生長產(chǎn)生影響，進(jìn)而對景觀、生態(tài)功能的發(fā)揮產(chǎn)生影響。作為一個評價園林植物養(yǎng)護(hù)成效的評價體系，不可能涉及所有的因素，因而本研究在便于推廣應(yīng)用的前提下，嘗試從園林植物外在表現(xiàn)以及賴以生存的土壤所反映的問題出發(fā)，以直觀或監(jiān)測指標(biāo)構(gòu)建評價體系，為科學(xué)地養(yǎng)護(hù)管理園林植物提供了一種新思路，也為改善傳統(tǒng)方法對于園林植物的養(yǎng)護(hù)成效存在主觀性強(qiáng)、科技含量低的狀況提供了一種新的評價方法。

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