室內立體綠化植物品質性狀綜合評價體系構建

楊會玲 胡奇 胡波 韓勇

|摘要|建立室內立體綠化植物品質性狀綜合評價體系，為快速篩選植物和提升景觀效果提供技術支撐。通過應用試驗對41種室內綠化墻常用植物主要品質性狀進行觀察統計，并應用專家咨詢法、層次分析法和K-Means聚類法建立評價體系。篩選出12個對室內立體綠化植物品質性狀影響較大的因子。應用層次分析法對各影響因子的權重進行定量評價，其中觀賞時間、葉面積和花占比的影響最大，權重分別為0.163、0.162和0.111;對41個室內立體綠化植物進行聚類分析的結果為，優等級5個、良等級24個和差等級12個。評價結果與生產經驗相符，表明應用建立的評價體系能很好地對室內立體綠化植物進行評價和分級。

立體綠化是城市綠化的重要形式之一，是改善城市生態環境，豐富城市綠化景觀重要而有效的方式[1]。發展室內立體綠化能豐富綠化空間結構層次和立體景觀藝術效果[2-3]，有助于凈化室內空氣、調節室內溫度、吸塵、減少噪音、阻隔紫外線和改善室內環境小氣候[4-9]。探討和建立可量化的植物品質性狀評價指標和行之有效的綜合評價方法，是豐富室內立體綠化植物的種類，提升景觀觀賞效果，創新立體綠化形式和促進行業發展的必然要求。品質或觀賞性狀綜合評價在作物、園林和園藝植物方面有很多報道。楊學軍[10]評價了4種地錦屬植物的生態適應性和生態功能，建立了相應的評價模型;許禎昱[11]建立了立體綠化景觀評價體系，并對長沙市公園中的20個景觀樣點進行綜合質量評價;銀屏[12]以武漢市立體綠化為研究對象，探討其在植物、自然、社會、經濟等方面的影響，并建立層次結構模型，運用層析分析方法進行探討性評價。立體綠化實現形式已經從利用植物攀緣特性的藤蔓式逐步過渡到配備了水肥灌溉系統、自控系統和補光系統的模塊式和鋪貼式植物墻[13]，應用范圍也擴展至室內。植物墻為植物的生長創造了更為適宜的環境，植物的選擇更為豐富，建立有效的評價體系來篩選合適的植物也更為急迫和重要。本研究以室內立體綠化中常用的41種植物為研究對象，對其主要觀賞性狀進行觀察記錄，建立一套基于主要觀賞性狀和定量分析的評價體系，為快速篩選立體綠化適用植物、豐富植物選擇種類和提高觀賞時間提供科學依據。

材料與方法

試驗時間與地點

試驗于2015年4月～2016年6月在南京高淳龍墩湖現代農業生態園內進行。2015年4月1日將41種植物營養袋苗放置于園區辦公區室內植物墻上。

試驗材料

試驗材料為所試植物41種（表5）。

試驗方法

試驗采用完全隨機區組設計，每種植物安放30株整齊一致的營養袋苗，設置3次重復。在植株基本失去觀賞性，影響植物墻整體觀感時，更換營養袋苗。每5天觀察記錄各植物的觀賞品質、更換時間和數量。

測定性狀與方法

◆性狀篩選 參考前人研究結果[10-14]，結合專家、立體綠化工程施工方、客戶的意見和實際情況，選擇葉型等12個性狀作為評價性狀。

◆性狀測定方法 觀花時間：植株盛花期的持續時間;花占比：盛花期時花的體積面積占植株總觀賞體積的比例;觀賞時間：從全部到70%的植株觀賞品質良好的持續時間;應用時間：能在市場上以不高于全年平均價格購買的時間;單價：每株營養袋苗的價格;報廢率：更換下來的營養袋苗經養護后死亡的比例;葉型、葉色、光照適應性和最低生長溫度參照包滿珠的方法[15]。

統計分析方法

◆各因子權重的計算 采用層次分析法[16-17]計算12個測試性狀的權重。根據立體綠化觀賞性狀構成各因子的相互關系和隸屬關系，構建了評價體系中各影響因子的層次結構關系（表1）。

根據各影響因子對品質性狀的貢獻和各因子的重要程度，結合專家經驗，構建出層次結構關系（表1）中較低層指標相對于各自對應的高層指標的判斷矩陣（表2）。判斷矩陣的一致性檢驗結果列于矩陣下方。一致性檢驗結果表明，表3中各矩陣的階數n與矩陣的最大特征根λ之差在允許的范圍之內，說明所構建的判斷矩陣中各影響因子的相互關系比較一致。判斷矩陣中因子的取值1、3、5、7和9，分別代表一個性狀對另一個性狀的重要性相同、稍強、強、很強和絕對強。

將表2中影響因子Pi所屬各矩陣按列歸一化后，用“和法”求表3所列各矩陣的特征向量，再用特征向量和表3中各矩陣按列歸一化后的相應項兩兩乘積之和即為各影響因子（Pi）相對于所隸屬品質性狀（Ci）的權重值。同樣方法可計算出品質性狀（Ci）相對于綜合品質Z的權重值。用Ci的權重值乘以P1～P6的權重值，用C2的權重值乘以P7、P8的權重值，用C3的權重值乘以P9～P10的權重值，用C4的權重值乘以P11、P12的權重值即得各影響因子（Pi）相對于總目標綜合評價值（Z）的最終權重值。

◆聚類分析 利用SPSS軟件對41個植物進行聚類分析。

結果與分析

各因子評分標準的確定

參考相關文獻并結合專家意見，對影響立體綠化植物性狀的12個因素擬定了一個3分制的評分標準（表3），為性狀評價提供了一個較為全面、客觀統一的依據。

各影響因子的權重值

計算結果（表4）表明，觀賞時間對立體綠化植物綜合性狀的影響最大，其權重值為0.163;其次是葉面積、花占比和單價，權重值分別為0.162、0.111和0.096;其它因子的影響相對較小。

立體綠化觀賞植物的的得分及分級

根據表4中每個影響因子Pi相對于室內立體綠化植物品質性狀Z的權重值乘以表3提供的各因子評價標準的分值，計算出每種植物的綜合性狀得分。用K-Mean聚類方法將41種植物劃分為3級，代碼1～3分別代表室內立體綠化植物綜合品質優、良、差（表5）。其中優等級植物5個，良等級24個和差等級12個。

討論

評價因子的選擇決定了評價體系的科學性和準確性。通過選擇具體的評價因子和設定詳細的因子分值標度，達到評價因子既能全面、準確地體現觀賞特征，又便于操作的要求。實際的評價結果與生產實際相符，說明所選的評價因子設置具有合理性。

品種性狀評價常用的分析方法有綜合評分法[18]、模糊綜合評判法[19-21]、多元統計分析法[22-24]（主成分分析、因子分析和聚類分析等）和層次分析法[14，17]等。由于本研究選擇的12個評價性狀中并非所有性狀間都存在相關性，且花色和香味等評價因子需主觀賦權，因而選用層次分析法作為評價方法。12個評價因子的量化分析結果表明觀賞時間（0.163）、葉面積（0.162）和花占比（0.111）3個因子的權重最大。觀賞時間直接決定了觀賞品質和維護成本;葉面積決定了觀賞效果的一致性和整體性，葉小且密集的植物因其在弱光環境下葉片容易發黃和脫落一般不適于應用;明顯而美麗的花朵是景觀的點睛之處。性狀因子的權重、量化分析結果也符合預期結果。采用K-Means聚類方法將立體綠化植物分為3類。5個優等級的植物可作為造景的基礎植物大面積使用;根據環境條件和設計要求選擇使用良等級的植物;不推薦使用差等級的植物。

立體綠化作為地面綠化的延伸，造景方法、景觀評價和植物選擇遵循相似的標準，供選的植物材料豐富多樣。植物選擇主要是受到具體環境條件的限制，本文以光線充足處的室內墻為研究載體，制定了室內立體綠化植物綜合評價體系，對立體綠化常用植物進行了分級。根據評價等級選擇植物，并兼顧觀賞效果、造價成本和后期維護是提高立體綠化景觀觀賞性的有效方法。隨著立體綠化產業的發展，更多的植物種類、更先進的實現方式和更完備的配套系統不斷涌現，評價體系必然也會不斷優化和完備。

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[引用信息]楊會玲，胡奇，胡波，等.室內立體綠化植物品質性狀綜合評價體系構建[J].農業工程技術，2020，40（01）：60-64.