山西大同城區觀賞地被植物應用調查與評價分析

薄 偉 ，王 松 ，付寶春 ，秦國杰 ，康紅梅 ，武 敏 ，王 君 ，劉琛彬

（1.山西省農業科學院園藝研究所，山西太原030031；2.太原動物園，山西太原030009）

隨著我國城鎮化進程的快速推進，城市的生態環境問題日益嚴重。加快城鄉生態建設，發展森林城市，拓展綠色宜人的生態空間已成為根治城市環境惡化的必然選擇。大同市作為山西省副中心城市、國家歷史文化名城、中國九大古都之一，園林綠化、環境保護一直受山西省市兩級政府高度重視，特別是在躋身國家園林城市之后，園林綠地面積大幅度增加，不少城市道路在新建過程中也開始重視園林綠化，城市綠化覆蓋率達到了41.79%。目前，大同正積極向創建國家生態園林城市邁進。因此，開展含有地被植物的園林植物研究，對改善大同城區環境質量、建設生態園林城市具有重要意義。

園林地被植物作為有效覆蓋地面的低矮植物，具有生長速度快、繁殖能力強、種植范圍廣、養護管理粗放等特點[1-3]，相比單一綠色的草坪，地被植物可豐富綠地色彩，正是塑造園林景觀、建設生態城市的優良素材，對其加大開發應用，不僅能增加城市園林綠化覆蓋率、提升植物景觀層次、陪襯和裝飾園景，而且在保護生物多樣性、實現城市生物多樣化等方面具有不可替代的作用。

國外對地被植物的研究較早，也取得了一定的成績[4-6]。國內對地被植物的研究雖起步較晚，但相關學者已開展了多方面的研究工作[7-10]，其中也包括對大同市地被植物的實地調查[11-12]，然而調查范圍僅限于公園、高校等園林綠地，對大同城建完成后的道路、居住區所應用的地被植物種類很少涉及，并缺少合理的評價體系。近年來，層次分析法（AHP）作為一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法[13]，因其可將主觀判斷導入模型，并加以量化，已廣泛應用于園林植物的綜合評價當中[14-16]。

本試驗在前人研究的基礎上，調查大同城區主、次干道綠化帶及典型居住區中的地被植物種類，采用層次分析法，構建評價體系，將主觀的評價結果轉換成客觀的定量數據，并基于K-Means聚類分析對調查的地被植物進行綜合評價，以期為大同市建設園林綠地、創造植物景觀提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

大同位于東經 114°34′～122°33′，北緯 39°01′～40°45′，總面積 14 176 km2，海拔 1 000～1 500 m，地處溫帶大陸性季風氣候區，全年降雨量集中在7—9月，年均降水量僅417.3 mm，冬季漫長寒冷，全年氣溫最低、最高值分別出現在1月（均溫-10.8℃）和7月（均溫21.9℃），為干寒多風、溫差較大、自然條件較差的城市，植物的選擇范圍非常有限[12]。

1.2 研究方法

于2018年5—6月，對大同平城區89條主、次干道綠化帶及具有代表性的12個居住區園林綠地（新城區高中低檔小區、舊城區小區）中的觀賞地被植物進行實地線路調查。記錄數據包括調查地點、植物種類、生長狀況、觀賞特性、株高、適應能力等基本信息，并拍攝照片。

1.3 綜合評價方法

1.3.1 層次分析法構建綜合評價體系 基于大同市道路、居住區地被植物調查的具體情況，參考前人的評價體系[17-19]，并稍作調整后，構建地被植物資源綜合評價模型（表1）及評價標準（表2）。

表1 地被植物資源綜合評價模型

表2 地被植物資源具體評價指標評分標準

1.3.2 確定指標權重和一致性檢驗 在咨詢相關專家、閱讀文獻[17-19]的基礎上，運用1～9比率標度法，構成兩兩比較判斷矩陣，通過計算判斷矩陣的最大特征根（λmax）及對應的特征矢量（W），求得某一層各因素相對于上一層某因素的相對重要性權值，并通過計算判斷矩陣偏離一致性指標（CI＝（λmax－n）/（n－1），其中，n表示判斷矩陣中具體評價指標的個數），得到判斷矩陣一致性指標（CR＝CI/RI），平均隨機一致性指標（RI）如表 3所示。當CR小于0.1時，判斷矩陣才具有滿意的一致性，否則需調整原始判斷矩陣，直到滿足上述要求[20]，最終得出層次總排序值（表4）。

表3 平均隨機一致性指標（RI）

表4 標準層P對于目標層A的總排序值

1.3.3 計算綜合評價值 采用綜合得分（V）評價目標層（A），按照王業社等[17]的方法計算V值，即選擇相應的標準層P1～P10的權重乘以評分。

2 結果與分析

2.1 大同市地被植物資源組成及適用生境

通過實地調查分析，大同市道路綠化帶及典型居住區園林綠地共有地被植物36種，隸屬16科31屬（表 5），其中，菊科（11種）、鳶尾科（4種）、百合科（2種）、唇形科（4種）、十字花科（2種），分別占調查植物總種數的 30.6%，11.1%，5.6%，11.1%，5.6%。通過統計大同地被植物的適用生境（表6），發現喜陽、耐旱和耐寒的觀賞地被植物種類較多，分別占總種數的69.4%，47.2%和63.9%。如喜陽的地被資源有八寶景天（Hylotelephium erythrostictum）、鼠尾草（Salvia japonicaThunb.）等；喜陰的地被資源有玉簪（Hosta plantaginea）、天人菊（Gaillardia pulchellaFoug.）等；喜濕的地被資源有黃菖蒲（Iris pseudacorusL.）、千屈菜（Lythrum salicariaL.）、留蘭香（Mentha spicataLinn.）等。耐高溫、耐鹽堿地被植物所占比例相同，均為19.4%，而喜陰地被植物僅占總種數的11.1%。

由表7可知，大同觀賞地被植物以多年生草本種類最多，占總種數的80.6%。而1年生和2年生草本地被植物數量較少。這與多年生草本自身繁殖力強、養護管理粗放，品種資源豐富有關。

表5 大同市地被植物科、屬、種的構成

表6 大同市地被植物適用生境

表7 大同市地被植物生活類型

2.2 大同市地被植物資源綜合評價

基于層次分析法，對大同觀賞地被資源進行綜合評價，得到綜合評價分值（表8）。綜合評分排序結果表明，八寶景天位列第1位，這與其本身表現出較好的生長特性、觀賞特性以及適應性相符。采用K-Means聚類分析將地被植物綜合評分值劃分為4級。I級（4.840）：綜合評分值最高，可大面積推廣應用，共1種植物，占評價地被植物總數的2.8%；II級（4.108～4.518）：綜合評分值較高，可適度推廣應用，共16種植物，占評價地被植物總數的44.4%；III級（3.537～4.047）：綜合評分值適中，可選擇性推廣應用，共14種植物，占評價地被植物總數的38.9%；IV級（2.951～3.408）：綜合評分值較低，可小規模推廣應用，共5種植物，占評價地被植物總數的13.9%。

從觀賞價值、適應特性、生長特性3個方面的評分來看，觀賞價值較高的地被植物有美人蕉、八寶景天、蜀葵、鼠尾草、德國鳶尾、秋英、菊芋、玉簪、大麗花等14種；適應特性較高的地被植物有蜀葵、二月藍、夏至草、田旋花、八寶景天、德國矮景天等18種；生長特性較好的地被植物有八寶景天、三七景天、田旋花、德國矮景天、馬藺、射干、夏至草等9種。

表8 大同地被植物綜合評級

2.3 基于評價結果與實際狀況的對比分析

經過實地調查發現，被列入第I級、第II級的地被植物，如美人蕉、蜀葵、八寶景天等，在城市道路綠化帶或小區綠地中均長勢良好，表現出了較高的觀賞價值和適應特性，理應列入優先開發利用的高等級當中。第III級、第IV級部分地被植物，如金光菊、松果菊、三七景天，在實際應用當中存在株型過高、觀葉性較差（金光菊、松果菊）、易倒伏（三七景天）等問題，綜合評價排名相對靠后，但由于這些植物還具備花色鮮艷、花期長（金光菊、松果菊）、適應性好、繁殖能力強（三七景天）等優點，通過適當的養護管理和植物配置，仍可使其發揮較好的觀賞價值。

3 結論與討論

大同城區主、次干道及典型居住區園林綠地共有觀賞地被植物36種，隸屬16科31屬，其中，多年生草本優勢顯著，共有29種，占該區地被植物總種數的80.6%，1年生和2年生草本植物處于次要地位，說明多年生草本是地被植物的主要種群，這類植物品種多數株型低矮、枝葉密集，可通過布置花壇、花境來裝飾園林景觀，同時較高的地下生物量和固土保水能力也有助于穩定生物群落[21]。相比其他科屬，菊科含種數最多，單科包含11屬11種，成為該地區地被植物的重要組成部分。同時發現，單種科有10科，占總科數的62.5%，科內各種可視為該地區地被植物的主要建群種，也反映了該地區擁有較為豐富的地被植物種類。

在適應性方面，大同地被植物普遍具有較高的耐寒、耐旱能力，且部分地被種類同時具有至少2種適應性特征，應用前景廣闊。因此，在城市園林中對它們進行合理利用，不僅可為城市增加綠量，提升綠化品質，營造立體景觀，而且也在提高城市景觀生物多樣性、構建城市生態系統、改善城市生態環境等方面具有重要作用[7，22]。

基于層次分析法（AHP）對大同城市道路及居住區地被植物進行了綜合評價，其中，I級地被植物1種，II級地被植物16種，III級地被植物14種，IV級地被植物5種，I，II級地被植物總數占總評價地被植物總數的47.2%，這些植物具有較好的綜合品質，可作為重點品種在適當范圍內推廣應用。當然，另有一些地被植物如金光菊、松果菊等，分值較低，但基于合理的養護管理和植物搭配，依然可以適度種植，在實際綠化中也達到了一定的美化效果。而灰綠藜、艾草、野豌豆等地被的綜合評分值均低于其他品種，這是由于這些植物在園林環境中表現出較差的視覺觀賞價值所致，實際應用時或作為基礎綠化，或與喬、灌木和其他地被配植，揚長避短，但在大同市內仍不建議推廣使用。另外，除觀賞特性外，適應性在地被植物的評價中所占權重較大。因此，今后在選用地被植物時不能僅注重其景觀效果，也應多考慮其對種植環境的適應能力。

雖然AHP可將決策者的主觀判斷定量化，克服了定性描述植物性狀的局限性，是目前評價城市地被植物使用較多的方法[23-24]，但由于其評價體系中的部分指標無法定量測定，僅靠專家學者主觀判斷，會對最終結果產生一定影響。因而，這種評價方法在今后的研究過程中仍需不斷完善。