應用層次分析法評價城市苔蘚的景觀價值
——以上海市為例

王 琦, 申 琳, 程 軍, 郭水良

(上海師范大學 生命與環境科學學院,上海 200234)

0 引 言

苔蘚植物是形態結構特殊的高等植物,種數僅次于被子植物,全世界約有23000余種.苔蘚植物在形態、大小、色澤、生活型、生境等方面非常適于園林景觀建設[1].苔蘚在日本的園林中應用較多,在許多神社、寺廟的庭院內建有各種苔蘚專類園——蘚園,西芳寺(或稱苔寺)就是其中的代表[2].南京中山植物園自1997年起,以苔蘚專類園為起點,在一定范圍內集中苔蘚植物作為主題植物材料,取得了良好的群落景觀效果[3].近年來,國內綠化企業開始重視苔蘚植物在城市景觀改造中的應用,并取得了良好的生態和社會效益.

現代城市環境高度異質化,在公園、住宅小區、校園內常有苔蘚植物分布,并形成了獨特的景觀[4].城市苔蘚植物生態學、多樣性及景觀利用受到了人們的重視[1].上海地處亞熱帶東部溫暖濕潤的區域,城市內的苔蘚植物種類和群落豐富[5],以叢蘚科(Pottiaceae)、真蘚科(Brynaceae)等土生種類為主,苔蘚種數呈現從市中心向郊區遞增的趨勢,土生群落占比最大,石生群落次之,樹生群落最少[6].立碗蘚(Physcomitriumsphaericum)、鱗葉蘚(Taxiphyllumtaxirameum)、闊葉小石蘚(Weissiaplanifolia)、缺齒小石蘚(Weissiaedentula)和細葉小羽蘚(Haplocladiummicrophyllum)等在上海有較廣的分布[6].

苔蘚植物的景觀效應并不在于個體單株,而體現在種群和群落層次.要利用城市苔蘚植物進行景觀建設,除需掌握城市環境苔蘚植物群落生態學特征外,還需要對它們進行景觀價值評估.國內外在園林景觀評價的研究上獲得了系列成果[7],但是對苔蘚植物作為園林植物進行景觀建設仍處于起步階段,目前尚無有關苔蘚植物群落景觀價值客觀評估的方法.本文作者開展了苔蘚植物景觀評價,建立了相對客觀的苔蘚植物景觀價值指標體系,為苔蘚植物景觀資源的保護和利用提供理論和技術指導.

1 研究方法

1.1 樣地情況

根據樣地生境類型、苔蘚植物蓋度、色澤等因素,在上海地區選擇40個樣地進行本項評價工作,于2015年1—12月分春夏秋冬四季進行了調查,結果如表1所示.

表1 40個樣地苔蘚植物群落優勢種組成 %

續表1 %

1.2 評價方法

按照生態學、植物學、美學和環境協調原則,以影響苔蘚群落分布、結構和景觀效果的因子為指標,建立一個相對客觀的指標體系來評價苔蘚植物群落景觀.建立模型后,對表1中的40個苔蘚群落進行景觀價值評估,根據得分值對它們進行排序和分級.

苔蘚植物景觀價值評估包括7個指標,分別是苔蘚群落面積、四季中生長的連續性、色澤艷度、純度(苔蘚在群落中的相對蓋度)、生境、普遍性(分布頻度)和位置.各項評價因子數值的分級標準如表2所示.40個群落對應的7個因子的得分值通過調查獲得.

表2 評價因子等級劃分標準

圖1 綜合評價層次結構模型

以表2中的7個因子建立綜合評價層次結構模型(圖1).在借鑒文獻[2]的基礎上,征詢專家意見,并結合本文作者野外觀察體會,給出各評價因子的權重.

按照綜合評價模型建立的層次結構關系,進行判斷比較,分別構成A-B、B1-C、B2-C判斷矩陣.判斷矩陣一致性檢驗、各指標權重的計算方法參見[8].通過景觀綜合評價指數法得出綜合評價分值.根據公式

(1)

計算出某種苔蘚植物群落A的綜合評價指數,其中,Ci為通過野外調查得到的第i個評價因子的得分值,β為該評價因子權重值,7為評價因子數.

利用公式

Dj=Aj/A0×100%,

(2)

確定擬評估群落j景觀利用價值的等級.其中,Dj為群落j的景觀分級指數,Aj為群落j的綜合評價指數,A0為理想值(取每一個評價因子的最高得分值與權重相乘再累加得到).D作為分級的依據,按差值百分比分級法劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(表3).在建立苔蘚群落景觀評價指標體系的基礎上,對上海地區的40個群落進行景觀評估.

表3 景觀利用價值等級劃分標準 %

2 結果與分析

2.1 景觀評估的指標體系

2個層級、7個指標的判斷矩陣,以及一致性檢驗結果見表4～6,從而得到上海地區苔蘚植物群落景觀的評價因子權重(表7).

表4 判斷矩陣A-B以及一致性檢驗

表5 判斷矩陣B1-C以及一致性檢驗

表7 苔蘚植物景觀評價應用層次分析法模型

2.2 苔蘚群落景觀價值評價結果

利用式(1)和表7的結果,得到苔蘚群落景觀利用價值綜合得分具體計算公式:

(3)

根據式(3)求得40個苔蘚群落的綜合得分值(表8),再分別計算出它們的分級指數D,得到各苔蘚植物群落的評價等級(表9)

表8 上海地區苔蘚植物群落景觀綜合評分

表9 擬評估苔蘚群落的景觀分級指數及景觀等級 %

40個群落中,景觀等級為I,II,III和IV,分別有13,14,6和7個,分別占總群落數的32.5%,35.0%,15.0%和17.5%.

景觀價值I級的苔蘚群落中,苔蘚植物往往能夠覆蓋調查樣地,雜草較少,具有較高純度,而且一年四季均生長并保持綠色外觀,位置也較為優越,生境均為土生.這類苔蘚群落景觀便于改建,在上海地區有推廣潛力.景觀為IV級的苔蘚群落中,苔蘚種類多為石生、樹生,群落面積小,多數僅生長于1～3個季節,色澤較差、純度低.由于這類群落多數位于樹基、樹上或石上,面積小,難以發揮苔蘚植物整體的景觀價值,加上生境特殊,較難模擬,景觀利用價值低.

3 討 論

只有純度高、顏色艷麗、面積大,且生長周期長,生境容易營造的苔蘚群落才具有強烈的視覺效果和景觀價值.上海地區苔蘚植物種類繁多,但是成片的苔蘚植物群落并不多.土生環境主要由小羽蘚屬、青蘚屬、鱗葉蘚屬、美喙蘚屬(Eurhynchium)、真蘚屬和叢蘚科的種類組成;石生環境主要是一些濕地蘚、灰蘚屬、絹蘚屬種類;而樹生環境主要有鐘帽蘚(Venturiellasinensis)、細枝蘚屬(Lindbergia)、小羽蘚屬和絹蘚屬種類.在一些局部開闊、開墾時間短的土生環境中,牛毛蘚屬(Ditrichum)、真蘚屬和叢蘚屬(Pottia)的苔蘚植物常形成一定面積的群落,(銀葉)真蘚(Bryumargenteum)則多見于城市路邊、巖縫環境.在上海,有些苔蘚植物群落色澤鮮艷,例如由真蘚科、青蘚屬構成的群落.由叢蘚科和真蘚屬的斑塊狀分布也能夠形成多樣性的景觀.春季在細葉結縷草草坪中,由細葉小羽蘚構成的群落,當孢子體成熟時,能夠構成富有特色的紫紅色、繡紅色圖案,也是早春時一些城市公園的亮麗風景[9],例如本文中的5,8,9樣地群落.

傳統的苔蘚植物群落學研究中,樣地設置要求隨機分布,且面積相近,形態相似,而且群落的面積一般在20 cm×20 cm～50 cm×50 cm[10].本文作者的目的是評估上海城市環境苔蘚植物景觀價值.因此,在群落調查時,樣地選擇考慮到了不同生境、不同生長季節的連續觀測,調查的樣地面積也大小不一,給各評估指標定性地賦值.

本文采用的評價指標是通過目測分級獲得的原始數值.今后可以利用于數碼攝影和計算機圖像識別技術,定量地判別苔蘚植物的面積、艷度、連續性等指標,使評估結果更客觀.苔蘚植物有多種生活型,如交織型、叢集型、墊狀型等,不同的生活型形成的景觀不同,分布的生境和景觀價值也有差異[11].因此,今后的評估體系中,可以添加生活型因子.

4 結 語

對40個苔蘚植物群落景觀進行了評價分析,結果表明,上海地區公園綠地苔蘚植物群落景觀質量整體處于中等偏上的水平,有部分較高質量的苔蘚植物景觀.總體上,除了早春時一些公園路邊由細葉小羽蘚構成的群落有較大面積外,城市環境中大部分苔蘚植物連續分布的面積小.因此,苔蘚植物的景觀應用應側重于富有特色的微景觀塑造上.苔蘚植物群落改造和建設首先需要滿足景觀整體要求,即增加苔蘚植物的純度,減少雜草比例,防止苔蘚植物被遮擋,在不妨礙苔蘚植物視野的前提下,以喬木加苔蘚復合層形式為佳,防止過度光照影響苔蘚植物的健康生長;其次,苔蘚景觀也需要定期養護,及時清除苔蘚群落中的雜草和枯木落葉,保持環境空氣濕度;最后苔蘚群落應當依據各種類對環境的要求、生長速度以及覆蓋效果,與喬木、灌木、草本植物進行搭配,營造理想的整體景觀.苔蘚植物具有很強的吸水和保水能力,在城市公園的水土保持、改善土壤環境和水循環利用上有一定的作用[12],因此也是海綿城市建設可以采納的綠化材料.