基于低維護營造的水生草本植物篩選評價

林尹影 陳康琪 劉小冬

摘要：水生植物是城市水景營造的重要組成部分，復層結構的水景植物配置具有較好低維護特點，需要匹配適應的水生草本植物種類。以珠三角地區為研究區域范圍，選取了32種城市水景廣泛應用的水生草本植物，運用層次分析法，建立了包括觀賞價值、適應性以及生長特性3個準則層和10個評價因子指標的評價模型，對水生草本植物的篩選與運用進行討論研究。結果表明，32種水生草本植物可分為3個等級，其中I等級6種，Ⅱ等級11種，Ⅲ等級15種，優選推薦翠蘆莉Ruellia simplex、風車草Cyperus involucratus、柳葉箬Isachne globosa和菖蒲Acorus calamus等作為低維護城市水景植物景觀營造種類。

關鍵詞：低維護;水景營造;水生草本植物;評價

中圖分類號：S688

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2021）06-0086-04

收稿日期：2021-04-11

修回日期：2021-06-09

Abstract： Aquatic plants are an important part of the construction of urban waterscapes. The multi-layered waterscape plant configuration has good low-maintenance characteristics and needs to match the types of aquatic herbs. Taking the Pearl River Delta region as the research area， 32 kinds of aquatic herbs widely used in urban waterscapes are selected. Using the Analytic Hierarchy Process， an evaluation model including three criterion layers of ornamental value， adaptability and growth characteristics and 10 evaluation factors is established to discuss and research on the selection and application of aquatic herbs. The results show that 32 aquatic herbs can be divided into three grades， of which 6 species are grade I， 11 species are grade II， and 15 species are grade III. Ruellia simplex， Cyperus involucratus ?Isachne globosa and Acorus calamus are recommended as low-maintenance urban waterscapes plants.

Key words： Low-maintenance; Waterscape construction; Aquatic herbs; Evaluation

城市水體景觀是城市生態系統的重要組成部分，具有水體凈化、維護生態多樣性、游憩等綜合功能[1～2]。隨著低碳節約型社會建設和“碳中和”行動的不斷深入，低維護、高效益的水體景觀營造越發重要。當前，城市公園、居住區等的水體植物景觀營造常通過大量投入高密度的草本植物，結合工程措施，達到造景與水體凈化的目的，但每年植物的冬枯收割與更換，容易造成管理、維護費用上升和廢棄物處理難等問題。因此，有必要引入低維護景觀營造舉措，建構以喬木、灌木、草本植物復層群落結構為主的水景植物配置方法，兼顧植物景觀效果的同時，在養護管理上實現“低成本、低能耗、低人工、低環境影響”的生態型建造措施[3]。

縱觀國內外對低維護景觀營造植物篩選的研究，發現國外的研究起步早，時間跨度大，涉及領域范圍廣，包含從19世紀開始的根據實際情況篩選合適的外來植物，到如今的低維護草坪草種研究[4～5]、“新長青植物運動”等內容[6]。而國內對低維護景觀營造植物篩選的研究尚處于起步階段，缺乏系統的理論方法，且研究內容集中在對陸地造景的植物篩選上，較少對水景營造植物篩選的研究。在低維護城市水體景觀營造的理念下，復層結構的水生植物配置需要兼顧木本植物和草本植物的搭配，對水生草本植物的功能特性和生物特性亦提出新的要求。低維護的水生植物需要具備一定水土凈化能力，以及刈割量較小、管理粗放、生長周期長、觀賞價值較高、抗逆性強、病蟲害少等特點。因此本文從低維護城市水景營造理念出發，運用層次分析法，在水生草本植物的觀賞價值、適應性以及生長特性的基礎上構建評價模型，對32種水生草本植物進行綜合評價分析，以期為低維護的城市水景營造提供適宜的水生草本植物種類。

1評價對象

選取珠三角地區具有代表性的公園水景為研究區域，通過對廣州上涌果樹公園濕地、廣州海珠國家濕地公園、廣州南沙濕地公園和深圳洪湖公園的水生草本植物的調查，結合相關文獻的研究結果[7～8]，綜合考慮應用廣泛、景觀適用和不同生活類型等因素，選取32種水生草本植物為評價對象，涵蓋本土種和外來種?？紤]到外來物種的生態適應性問題，本研究選取的絕大多數外來物種已經過長期的引種馴化，對本土環境有了較好的適應性。此外，浮水植物生長速度和范圍難以控制，故其不作為本次評價的對象。

2評價方法

評價采用層次分析法，針對低維護城市水景營造的篩選目標，結合現有文獻研究結果[9～10]，建立低維護景觀的水生草本植物篩選評價指標體系，采用定性與定量相結合方式確定評價指標評分標準。評價指標權重通過專家咨詢法，構建兩兩評價指標判斷矩陣，并計算相關權重。

2.1 評價模型的構建

基于低維護城市水景營造的水生草本植物特點，以現有相關植物評價指標[11～13]為基礎，考慮植物對環境的適應性、養護管理要求，同時兼顧植物的觀賞特性，建立水生草本植物的評價模型（表1）。模型分為評價目標層（A）、準則層（B）、指標層（C），準則層設定觀賞價值、適應性和生長特性3個因子，指標層體現準則層的具體選擇標準，共選出10個因素。觀賞性從3個方面綜合評判，其一是花色、大小與形狀，二是葉色變化及葉形等，再有花葉觀賞期的長短。適應性選取抗病蟲害能力、抗污染能力、耐高溫性及耐蔭性來反映植物的綜合生態適應能力。植物在水生潮濕環境生長，容易受到各種病蟲害的侵害，影響其生長發育，降低觀賞效果;其次大多數城市水景存在一定程度的污染，水生植物需要具備較強的生長、存活能力;此外珠三角地區夏季氣溫高，而復層結構植物配置中底層光照較弱，因此植物能耐高溫和耐蔭也是生態適應性重要維度。在植物的生長特性方面，高大植物通常生物量和刈割量較大，且冬枯后易倒伏在水中腐爛，造成水體二次污染，影響水體水質環境;同時具備良好凈化能力的水生植物可以改善水質，也符合了構建低養護持久水景的理念。

2.2指標權重的確定

在建立評價指標體系基礎上，采用專家咨詢法，以1-9比例標度對評價指標重要性程度進行賦值，構建準則層判斷矩陣A-B及因子層判斷矩陣B-C。利用yahhp10.3軟件對判斷矩陣進行一致性檢驗，確定指標的權重值Wi。結合評價模型和專家意見進行層次判斷矩陣計算，一致性比例CR均小于0.10，判斷矩陣具有良好的一致性。其后，利用加權法進行C 層對A層的權重計算，最終得出水生植物評價各指標因子的權重（表1）。其中，得分較高的指標為養護管理要求（C8）、刈割量（C9）及抗污能力（C4）。

2.3指標評分標準的確立

本評價體系指標采用定量與定性相結合的方式進行評分賦值，分三級對各項指標進行評價。通過專業文獻[14～19]、植物志、苗木網站等渠道查詢收集，按程度差異性劃分標準，各指標的賦值標準如表1。

3評價結果與分析

通過相應權重與對各指標因子的評分，運用公式計算得出32種水生草本植物的綜合得分，并運用spss26.0軟件進行聚類分析，將水生草本植物分成3個等級，其中3.80分以上為I級，3.40～3.80分為II級，3.40分以下為III級（表2）。

處在I級的植物有6種，其相對于其他等級的植物具有較大優勢，不僅后期養護管理成本較低、植株強健，還具有較高的景觀價值，應優先選擇利用。例如綜合得分排名第一的翠蘆莉，在受污水體中適應性良好，具備較強的凈水能力[20]，同時生性強健、適應性強[21]，并且花葉鮮艷、花期長，觀賞價值較高。在城市水景營造中可以選擇沉水植物搭配翠蘆莉，既可對水體進行生態凈化處理，還能營造良好的景觀效果[22]。排名第二的風車草在抗污[23]、抗病蟲害[24]能力上均有較好的表現，且葉形優美、四季常綠，耐粗放管理。

處在II級的植物有11種，其在評價指標得分方面雖然表現出不均衡性，但都存在一定的優勢。例如紫芋，耐粗放管理，凈水能力較強[20]，同時還具備良好的抗污[25]、抗病蟲害能力[26]，但由于缺少一定的觀賞性，需搭配其他植物來豐富景觀效果。水竹芋花型優美、花期長，觀賞價值較高，且具備良好的凈水能力[27]，環境適應性良好，但其生物量和刈割量較大，因此綜合得分排名中等。

處在III級的植物有15種，此等級植物的優勢具有偏向性，在評價過程中表現出明顯的不均衡，造成指標得分差距較大，綜合得分相對較低，因此在城市水景營造過程中可按實際需求擇優利用。例如，紙莎草耐高溫，具備較強的凈水能力[28]，環境適應性良好，但由于其刈割量較大，且景觀效果遜色，常與其他水生植物搭配栽植，綜合評價受到較大影響，得分較低。而鳶尾雖抗污能力強，環境適應性良好[20]，形態優美，觀賞期長，觀賞價值高，但養護管理要求精細，產生的凋落物較多，刈割廢棄物處理成本較高，因此綜合得分排名靠后。

4結論與討論

在城市水景營造的過程中，水生植物的配置運用是其中非常重要的部分。本文構建水生草本植物綜合評價體系，運用AHP法對其進行評價，其中養護管理要求、刈割量及抗污能力等指標所占權重較高，這與本研究注重低維護的目標相一致。從評價結果看，32種植物劃分為3個等級，其中Ⅰ級6種，II級11種，Ⅲ級15種。I級的植物在水環境中不僅表現出較強的適應性，且具有一定的觀賞價值;II級的植物可搭配I級植物綜合利用;III級的植物可按需求擇優選用。水竹芋、美人蕉、風車草、梭魚草等濕地植物在廣州公園水景應用頻率高達50%以上[7]，基本處于綜合評價結果的Ⅰ、Ⅱ級，表明本次評價結果具有較好的普遍性。

本次水生草本植物的評價結果，可作為珠三角地區低維護城市水景營造的重要參考，但在實際水景營造時，植物的選擇需結合水景類型，綜合考慮本土種和外來種的關系。如大型濕地水景應考慮本土種或經過長期馴化的外來種，營造自然的景觀效果，提高適應性，降低物種入侵風險[29]。城市中如綜合公園、居住區等的水景受到的人工干預較大，可對植物進行觀察和管護，因此更多考慮景觀性強、易管理、低維護性等的水生植物。同時在植物應用上，還應考慮層次結構的搭配，兼顧色彩、季相變化等，建構以復層群落結構為主的水體植物景觀配置：1）草本植物高矮有序搭配，如以高大的風車草、花葉蘆竹等搭配翠蘆莉和菖蒲等，或以風車草與竹葉眼子菜形成挺水+沉水植物群落，易管理、具備凈水能力且景觀效果良好;2）木本植物結合草本植物的搭配，比如水松Glyptostrobus pensilis+對葉榕Ficus hispida+菖蒲+梭魚草的配置，菖蒲與梭魚草季節性景觀互補，花色鮮艷，且均有一定的水土凈化能力，而木本植物樹形奇特，空間塑造感強，景觀持久，且耐粗放管理，僅需對草本植物進行簡單維護。

本文評價對象涵蓋本土種和外來種，外來水生植物通常需要較長的生態適應期，不同外來種的性狀存在差異，環境耐受性狀存在潛在變化[30]。列入評價對象的絕大部分外來種經過長期馴化，適應性、生態習性表現穩定，但其中如翠蘆莉引入我國時間相對較短，適應性指標評分主要依據目前性狀表現。由于其未經過長期歸化檢驗，某些指標判斷可能會隨著時間發生變化，可在未來進一步觀察、修訂。此外，水生草本植物抗寒性、固土性、抗風浪性也是生長適應性的影響因素，但本文參考了珠三角其他地區植物篩選評價指標體系，少有將抗寒性納入，且考慮到該地區少有凍害發生，故沒有將此指標納入討論;同時，由于本文僅基于文獻資料作為評價基礎，未能將固土性、抗風浪性等納入指標體系。未來可通過實驗收集相關數據，進一步完善評價指標體系。

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作者簡介：

林尹影/1996年生/女/廣東汕頭人/仲愷農業工程學院（廣州510225）/在讀碩士研究生/專業方向為風景園林規劃設計

陳康琪/1997年生/女/廣東肇慶人/仲愷農業工程學院（廣州510225）/在讀碩士研究生/專業方向為風景園林規劃設計

劉小冬/1982年生/男/四川樂山人/在讀博士研究生/仲愷農業工程學院（廣州510225）/副教授/研究方向為城鄉綠地規劃、生態園林