基于AHP法的武漢市居住區植物景觀評價

馮曉萌 雷云格 張茵茵 鄧琳 楊志明 馮晶紅

摘要?居住區綠地是城市綠地系統中與居民生活關系最為密切的場所，居住區綠化水平是評價城市人居環境宜居性的重要指標。在對武漢市居住區植物景觀進行實地調研的基礎上，選取其中48個功能性植物景觀單元，運用層次分析法（AHP）構建居住區植物景觀評價體系，對植物景觀進行綜合評價。結果表明：準則層權重值排序從高到低依次為生態功能（0.588 9）、服務功能（0.251 8）、美學功能（0.159 3）。指標層中前3位權重值排序為植物與植物的協調共生性（0.159 9）、植物的滯塵能力（0.083 9）、植物的固碳釋氧能力（0.083 9）。所選居住區植物景觀評價綜合結果是Ⅰ級共13個，占總數的27.1%;Ⅱ級35個，占總數的72.9%;無Ⅲ級，表明武漢市主城區居住區植物景觀整體較好。基于評價結果，推薦了5個優秀的植物景觀配置模式，并對每種模式進行分析，提出優化發展策略，為居住區植物景觀的建設提供一定實踐指導。

關鍵詞?居住區綠地;植物景觀;層次分析法;評價體系

中圖分類號?S731.5?文獻標識碼?A?文章編號?0517-6611（2021）01-0092-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.024

Abstract?Residential green space is the most related places to the residents in the urban green space system. The green level of residential areas is also one of important elements to evaluate the quality of the urban living environment. Based on the field investigation of the plant landscape in Wuhan residential area， 48 functional plant landscape units were selected， the analytic hierarchy process （AHP） was used to construct the evaluation system of plant landscape in residential area， and to make a comprehensive evaluation of plant landscape. The results showed that the order of weight value of criterion layer was ecological function （0.588 9）， service function （0.251 8） and aesthetic function （0.159 3）. In the index layer， the first three weighted values were the coordination and symbiosis between plants （0.159 9）， the ability of dust retention （0.083 9）， and the ability of carbon fixation and oxygen release （0.083 9）. The results of evaluation showed that there were thirteen plant landscape units at the level of Ⅰ， accounting for 27.1% of the total units that were evaluated， thirty-five units at the level of Ⅱ， accounting for 72.9% of the total， and the number of units at the level of Ⅲ was zero. The results indicated that the quality of plant landscape in Wuhan residential area was preferable as a whole. Based on the results of the evaluation， five excellent plant arrangement modes were recommended and analyzed.And the optimal development strategy was proposed to provide some practical guidance for the construction of residential plant landscape.

Key words?Residential green space;Plant landscape;Analytic hierarchy process;Evaluation system

隨著城市化進程的推進，城市生態環境尤其是居住區環境種種弊病和矛盾突出。居住區是人們日常活動頻度最高的場所之一，與居民日常生活關系最為密切，而居住區內綠地品質最為直接地影響居民的生活舒適性，植物又是衡量居住區綠地品質的重要景觀要素之一[1-2]，合理的植物配置不僅可以改善生態環境，提高景觀質量，而且可以愉悅身心，給人美的享受[3]。因此，在居住區綠地生態規劃建設過程中，綠地植物景觀的優劣已逐漸成為評價居住區是否宜居的一個重要指標。

目前，已有的居住區植物景觀評價大多集中于對整個居住區植物群落特征[4-5]、植物配置[6-7]等方面的研究。考慮到居住區植物景觀整體風貌的體現應是建立于不同功能類型的植物景觀單元的基礎上，而不同功能需求下，植物景觀營造的特性截然不同，因此以整個居住區作為研究對象來評價居住區植物景觀具有一定的局限性。而不同內容的園林景觀評價各有其常用的評價方法，其中應用的比較多是由美國匹茲堡大學Saaty教授于20世紀70年代提出的層次分析法（AHP法）。AHP法是一種定性與定量相結合的多準則決策分析方法。該法將要解決的問題和總目標分解為若干個層次，通過逐層分析、比較、量化、排序，最后形成一個多層次的分析結構模型[8]，目前，AHP法多適用于公園、居住區及道路綠地等園林植物景觀的評價[6，9-10]。以武漢市居住區植物景觀作為研究對象，從園林植物景觀美學、生態及服務功能出發，根據定性與定量指標相結合的原則，采用AHP法，以武漢市11個居住區共48個功能性植物景觀單元為對象，構建居住區植物景觀評價體系進行綜合評價，并篩選出適宜的植物景觀配置模式，以期為華中地區居住區植物景觀營造提供一定的實踐指導。

1?研究區概況

武漢市（29°58′～31°22′N，113°41′～115°05′E）位于長江與漢水交匯處，是湖北省的省會和華中地區最大的中心城市。全市以平原為主，轄區內河道縱橫交錯，湖泊星羅棋布。屬于北亞熱帶季風性濕潤氣候，常年雨量充沛，日照充足，四季分明。年均氣溫15.8～17.5 ℃，年降水約為1 100 mm，年日照總時數約為2 000 h[11]，良好的氣候條件適合大多數植物生長。據統計，該地區植物物種極其豐富，共有1 760種，其中包含197科、760屬[12]。

2?研究方法

2.1?樣地設置與植被調查

在對武漢市居住區綠地進行實地調查的基礎上，選取近年來武漢市新建具有代表性的11個高層居住區為研究對象，包括金地·圣愛米倫、大華·南湖公園世家、保利·中央公館、萬科·城花璟苑、水域天際、華錦花園、東湖一號、復地·東湖國際、錦繡江南、萬科·魅力之城、萬科·紅郡。

植物景觀單元是園林種植設計中的基本單位，是植物景觀營造中的最小組成部分[13-14]。該研究結合植物景觀單元的概念，對所選居住區的植物景觀按照立地條件、配置結構、功能空間等特征，共調研出48個功能性植物景觀單元。綜合前人的研究結果[15-16]，按照功能類型將植物景觀單元劃分為宅旁（H）、道路（R）、濱水（W）、小品（S）、復層群落（M）5種類型，其中對于復層混交類型的界定，它是不包括宅旁、道路、濱水、小品等類型的植物景觀單元形式。其中宅旁類型植物景觀單元11個，小品類型植物景觀單元7個，道路類型植物景觀單元16個，水景類型植物景觀單元4個，復層類型植物景觀單元10個。每個植物景觀單元中設100～300 m2的樣方，調查記錄植物景觀單元中植物的種類、數量（草本以占地面積代替）、植物生長狀況、植物配置模式、觀賞特性、季相變化、平面構成狀況等指標，并分發調查問卷，詢問居民建議。同時，對每一處樣方進行照片拍攝，拍攝時嚴格按照統一規范，選擇陽光充足的10：00—11：00，由同一人采用同一設備進行站立平視設備拍攝，從不同角度距離植物群落中心5～15 m處各拍攝1張照片，所拍攝的照片能清晰反映景觀細節特征。最后根據研究需要，每處篩選8～10張能充分體現不同角度景觀特征的照片作為評價影像資料。

2.2?植物景觀綜合評價指標體系的構建

以植物學、景觀生態學和環境心理學為理論依據，根據武漢市居住區植物景觀的功能特征，在借鑒前人研究結果的基礎上[11，15-16]，綜合多位專家意見，確定構建以植物景觀的美學功能、生態功能及服務功能3個方面為準則層的評價體系。從表1可看出，評價體系的指標層共由22項評價因子構成，其中美學功能包括6個評價因子，生態功能包括9個評價因子，服務功能包括7個評價因子，完整地構建了多層次的武漢市植物景觀綜合評價體系（表1）。

評價因子分定量與定性2種，其中C1、C2、C4、C7、C8、C9、C11、C12、C13、C14、C15、C22為定量指標，C1、C2、C7和C9采用Simpson多樣性指標公式[17]計算，公式為：

式中，D表示物種的多樣性指標;S表示樣地中總物種數;N表示所有物種的個體總數;Ni表示物種i的個體數。

前人的研究[18-19]結果表明，對植物群落（小尺度）而言，影響群落降溫增濕和水土保持能力的主要內因是喬灌蓋度，因此C11（植物對溫濕度的調節）、C12（植物對水土的調節）的計算以喬灌木蓋度為評價標準，分值采用10分制，以10、8、6、4、2的等級分值分別代表好、較好、一般、較差和差。同時研究表明，在統計學意義上，相較其他專業文化背景的評價者的審美態度，具有園林專業知識背景的評價者對于植物景觀具有更敏銳的評判能力[20-21]。對于模型中的其他定性評價因子，邀請專業相關的30位園林專業的師生，通過瀏覽植物群落景觀照片，參考評價指標因子描述進行評分，按照10分制的評價標準對指標進行評分，分為好（10分）、較好（8分）、一般（6分）、較差（4分）、差（2分）的等級，再將打分的平均值作為各樣地的定性分值[20]。

2.3?評價指標權重的確定及一致性檢驗

2.3.1?判斷矩陣的構建。

判斷矩陣的構建選用“1-9標度法”，判斷矩陣的比例標度及含義如下：1，同等重要;3，稍微重要;5，明顯重要;7，重要得多;9，極端重要。2、4、6、8表示以上相鄰判斷的中間值。為了使研究結果更具有科學性和可靠性，依照表1層次結構關系，制訂調查問卷，繼續邀請上述50名園林專業師生打分，統計問卷調查結果，構造A-B，B1-（C1-C6），B2-（C7-C15），B3-（C16-C22）判斷矩陣[11]。

2.3.2?計算指標權重及一次性檢驗。

2.3.2.1?計算指標權重。

層次分析法中權重計算方法較多，最為常用的有特征向量法、算術平均法以及最小二乘法等[22]。該研究采用算術平均法，具體計算步驟如下：

2.3.2.2?一致性檢驗。

為了保證結論的科學性與嚴謹度并減小誤差，對各判斷矩陣進行一致性檢驗，檢驗指標為CI，計算步驟如下：

式中，λmax為矩陣的最大特征值，n為矩陣的階數。

查找一致性指標RI的值（階數1～10，RI取值分別為0、0、0.58、0.90、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45、1.49），計算一致性比例CR：

當CR<0.100 0時，認為該判斷矩陣具有基本的一致性，否則需要對判斷矩陣進行調整，直至矩陣具有基本一致性。

2.3.3?計算植物景觀綜合評價指數。

通過景觀綜合評價指數法，求出每個植物景觀單元的綜合評價指數，計算公式如下：

式中，B為某植物景觀單元質量的綜合分值;Xi代表某評價因子的權重：Fi代表該因子的評分值：XiFi是該因子的評價分值。所有定量因子每項數值均乘以10，以確保定性和定量評價因子的量綱一致。

式中，S為某植物景觀單元綜合評價分值。

式中，CCEI為某植物景觀單元綜合評價指數;S0為理想值（取每一個因子的最高級別與權重相乘疊加而得）;CCEI作為分級的依據，以百分比法將71%～100%、41%～70%、0%～40%分別劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，確定各樣方植物景觀的評價等級[23]。

3?結果與分析

3.1?評價指標權重值分析

依據表1中居住區植物景觀綜合評價模型，通過計算和檢驗，得出各評價因子的權重值和綜合權重值。從表1可以看出，準則層的權重值從高到低依次為生態功能（0.588 9）、服務功能（0.251 8）、美學功能（0.159 3），這表明在城市化進程日益加快造成的人居環境日趨惡劣的情況下，設計師們在營造居住區植物景觀時，更加注重植物景觀的生態效益以及其保護居民身心健康的功能。在生態功能指標層中，排在前3位的是植物間的協調共生性（0.271 5）、物種的多樣性（0.190 5）、植物的固碳釋氧功能（0.142 4）和植物的滯塵能力（0.142 4），說明豐富的植物種類以及合理的植物配置有助于構建穩定健康共生共存植物群落，提高居住區景觀的生態平衡。同時也說明，營造居住區植物景觀時，植物的生態衛生保健功能開始受到重視。居住區植物景觀的服務功能高于美學功能，作為居民戶外活動與集散的場所，居民不僅僅滿足于視覺上的需求，更多的是對于戶外實用性功能空間的追求。在服務功能指標層中，可停留度（0.326 9）所占的權重最大，表明為植物景觀結合景觀小品營造一定的活動空間，讓居民與自然能夠更親近，讓植物景觀更好地服務于居民。美學功能的權重值最低，但是仍占有一定的比重，表明植物景觀的優化環境作用。美學功能指標層中，植物景觀與整體的協調性（0.391 1）、植物景觀尺度宜人性（0.257 9）和植物色彩與季相變化（0.156 0）所占的權重最大，表明評價營造居住區植物景觀時，適宜的尺度感、豐富的季相變化及與周圍環境的和諧搭配更能讓人印象深刻。

3.2?植物景觀單元評價結果分析

由表2可知，選定的48個植物景觀單元的評價結果為Ⅰ級：小品3、小品4、小品6、小品7、復合4、復合5、復合6、宅旁2、宅旁4、宅旁5、宅旁7、道路16、濱水2，共13個，占評價總單元的27.1%;Ⅱ級：35個，占總數的72.9%;無Ⅲ級。從評價結果可以看出，武漢市居住區植物景觀整體上均較好，即在美學功能、生態功能和服務功能3個方面的綜合質量均表現良好。

3.3?居住區植物景觀單元構建模式優秀實例分析

通過對武漢市代表性的居住區植物景觀的調查，對植物景觀的各項影響指標進行綜合分析和評價，篩選出優秀的功能性植物景觀單元配置模式，綜合評價結果，為居住區植物景觀設計師推薦5個優秀的功能性植物景觀單元的搭配模式。

3.3.1?小品類型植物景觀單元。景觀小品植物配置以提示、標志功能為主。綜合得分最高的景觀小品單元為居住區主軸線道路中間的法式白色大理石景觀噴泉。其兩側以紅花檵木（Loropetalum chinense var.rubrum）、紅葉石楠（Photinia × fraseri）、金葉女貞等灌木進行帶狀種植為底，高大喬木杜英（Elaeocarpus sylvestris）、香樟（Cinnamomum camphora）、樸樹（Celtis sinensis）進行行列式相間種植，突出軸線的同時，也形成了噴泉小景的半圍合空間。同時，為營造噴泉小品標志性背景空間，主要搭配不同花期和不同葉色的小喬木和高大灌木，包括蘇鐵（Cycas revoluta）、柑橘（Citrus reticulata）、枇杷（Eriobotrya japonica）、桂花（Osmanthus fragrans）、石楠（Photinia serrulata）、日本晚櫻（Cerasus serrulata var.lannesiana）、桃（Amygdalus persica）、紫葉李（Prunus cerasifera f.atropurpurea）、雞爪槭（Acer palmatum）、紫荊（Cercis chinensis）、蠟梅（Chimonanthus praecox）、石榴（Punica granatum）等，形成絢爛的背景“墻”。下層以海桐（Pittosporum tobira）、金邊大葉黃楊（Euonymus japonicus‘Ovatus Aureus）、杜鵑（Rhododendron simsii）、南天竹（Nandina domestica）、龜甲冬青（Ilex crenata var.convexa）、八角金盤（Fatsia japonica）、衛矛（Euonymus alatus）、雀舌黃楊（Buxus bodinieri）等修剪的球形或帶狀式種植，進行收邊，也豐富了植物景觀層次。

3.3.2?宅旁類型植物景觀單元。宅旁綠地是居住區中與居民生活最密切的綠地部分，進行宅旁綠地植物配置時，以改善居民居住自然環境為主，同時考慮美化建筑，并與居住區整體景觀特色保持一致性。綜合得分最高的宅旁類型的植物景觀單元，采用典型的“喬木+灌木+草本”復合層次模式，層次豐富多樣。建筑外觀顏色為土黃色，色調為暖色調，所以植物選擇上，上層喬木選擇冷色調的樹種，如淺綠色落葉大喬木樸樹、欒樹（Koelreuteria paniculata）和黃連木（Pistacia chinensis），點綴常綠大喬木杜英、廣玉蘭（Magnolia Grandiflora）;中層使用較多顏色鮮艷活潑、人們較為喜愛的觀花小喬和高大灌木，如桂花、日本晚櫻、柑橘、雞爪槭、蠟梅、木槿（Hibiscus syriacus）、紫薇（Lagerstroemia indica）、紫荊、石榴等;下層選用較多開花和色葉類小灌木，如海桐、紅花檵木、杜鵑、紅葉石楠、龜甲冬青、金焰繡線菊（Spiraea × bumalda ‘coldfiame）、紅葉石楠、金鐘花（Forsythia viridissima）、雀舌黃楊等，地被選用蜘蛛抱蛋（Aspidistra elatior）、麥冬（Ophiopogon japonicus）、溝葉結縷草（Zoysia matralla）。

3.3.3?濱水類型植物景觀單元。對水景的應用以觀賞為主。得分最高的濱水類型植物景觀單元岸坡設置為自然式置石駁岸，搭配木制棧橋，在岸坡、水域、石縫和水域中種植水生植物，岸坡和石縫中以黃菖蒲（Iris pseudacorus）、香蒲（Typha orientalis）、千屈菜（Lythrum salicaria）為主，水域中主要種植浮水植物睡蓮（Nymphaea tetragona）和挺水植物荷花（Nelumbo nucifera），形成水生植物群落，層次結構錯落有致，種類豐富多樣。水域周圍多營造疏林草地植物景觀，以效仿江南水鄉特色的優質植物景觀配置，岸坡邊主要種植小喬木和高大灌木，包括桃、大葉早櫻（Cerasus subhirtella）、桂花、雞爪槭、石楠、紫薇等，以迎春（Jasminum nudiflorum）為底，柔化岸線，營造岸邊輕松愉悅的氛圍，設置游步道，供居民休憩、游賞。而最外圍以自然式密林為主，上層大喬木主要有香樟、杜英、樸樹等，中層以石楠、桂花為主，下層主要為小灌木和地被植物，如法國冬青（Viburnum odoratissimum var.awabuki）、海桐、紅花檵木、金葉女貞（Ligustrum × vicaryi）、金邊大葉黃楊、衛矛等，多種植物和層次的搭配，形成近自然的植物景觀群落結構。

3.3.4?道路類型植物景觀單元。道路類型植物景觀單元以二級道路為主，主要位于供居民休閑游憩的步道旁。植物配置形式較多樣化。綜合得分最高的道路類型植物景觀單元，植物景觀層次豐富，觀花樹種類型較多。上層主要高大喬木有樸樹、香樟、杜英、玉蘭（Magnolia denudata），色彩有淺綠、深綠和紅色，中層以觀花小喬木和高大灌木為主，有桂花、女貞（Ligustrum lucidum）、石榴、紫荊、紫丁香（Syringa oblata），下層由修剪成或球形或帶狀的灌木結合一定起伏變化的地形形成豐富開合空間，主要植物有金葉女貞、紅花檵木、大花梔子（Gardenia jasminoides f. grandiflora）、衛矛、龜甲冬青、紅花檵木、南天竹、八角金盤、溝葉結縷草等。

3.3.5?復層類型植物景觀單元。復層植物群落結構多表現為植物層次較多，植物種類豐富多樣。綜合得分較高的復層類型植物景觀單元，按照高低層次共有6層。上層有高大喬木，樸樹、香樟、杜英、加楊（Populus × canadensis）、楓香（Liquidambar formosana）構成上層骨架，中層多種植各類觀賞性小喬木，如紫葉李、金枝槐（Sophora japonica ‘Golden Stem）、枇杷、桃、桂花、柑橘、雞爪槭、石楠、大葉女貞，其花果枝葉均具有很高的觀賞價值，其中點綴一些色彩鮮艷的觀花觀果類高大灌木，如紫荊、石榴、紫薇等形成第3個層次，灌木層則為較高的灌木球和低矮形灌木叢結合起伏多變的地形形成不同的層次空間，包括杜鵑、紅花檵木、金葉女貞、金邊大葉黃楊、大葉梔子、龜甲冬青，地被則為溝葉結縷草，形成了豐富的植物景觀層次，大量的彩葉、繁花、花香植物的應用為居民提供了駐足觀賞與休憩觀景點。

4?結論與討論

居住區植物景觀營造對整體風貌提升及生態環境保護均具有重要的作用。該研究以功能類型植物景觀單元為研究對象，綜合考慮居住區植物景觀的美學功能、生態功能及服務功能，篩選了22個影響因子，運用AHP法對武漢11個居住區48個功能性植物景觀單元進行現狀調查分析，根據調查及評價結果推薦出在美學、生態及服務功能三方面得分較高的優秀的功能性植物景觀單元配置模式，為不同立地條件、不同功能需求的植物景觀營造提供具體借鑒與量化參考，也為今后居住區的植物景觀設計提供一定的實踐指導。

從綜合評價結果可以看出，武漢市居住區植物景觀總體處于中等偏上水平，其評價結果與實際情況相吻合，證明了此植物景觀評價體系合理性和可行性。從指標權重結果可以看出，植物與植物的協調共生性、物種的多樣性、植物的固碳釋氧功能、植物的滯塵能力是影響植物景觀質量的主要因素，都屬于準則層中權重最高的生態功能，這與方咸孚等[24-25]提出的居住區綠地規劃設計指導原則一致，即利用生態學原理創造自然和人類健康共存的、高品質的生態居住區環境。同時也進一步證實該評價體系具有一定的客觀性和科學性，未來的居住區植物景觀配置按照該評價體系中的高占比權重因子進行實踐指導即可獲得滿意的植物景觀效果。

通過評價結果可以看出，篩選的5處優秀的功能性植物景觀單元配置模式仍然存在一些問題，需進一步改進，以獲得武漢市居住區綠地的綜合效益最大化。①小品類型植物景觀單元綜合評價結果較好，但公眾參與度不夠高。該功能性植物景觀單元應更多在各個細節進行人性化的設計，植物配置空間組織上應考慮不同年齡層次居民日常活動的需求，適當增設休息座凳，添加如彩葉、異形葉植物及觀花植物，增加居民和游人觀景、游憩空間，同時，提高此類型植物景觀單元的互動性。②宅旁類型植物景觀單元評價結果表明，所選植物之間的協調共生性不夠好。由于宅旁綠地多采用多層復合群落進行植物配置，植物之間受光照、溫度和養分影響較大。在進行多層復合群落配置時，應充分了解植物的生長習性，科學合理配置;應注重植物的生態效益，關注植物的降溫降噪以及驅蚊保健性，為居民的健康舒適生活提供保障。③濱水類型植物景觀單元植物長勢欠佳，水生植物多樣性缺乏，其美學評價分值較低，應適當增加水生植物種類以豐富濱水植物景觀層次，同時應增設親水的游步道、棧道等設施，增加人們進行親水活動的機會。④道路類型植物景觀單元的植物種類豐富度不夠，除應適宜增加植物的種類豐富度外，還需考慮所選植物的生態功能，以除塵降噪和觀景俱佳的樹種為宜，提高居民的生活質量。⑤復合綠地綜合評價結果均較好，可在此基礎上提高鄉土樹種比例，輔以外來植物，提高高固碳能力樹種應用比例，完善植物群落，增強抗逆性和穩定性以適應城市環境。

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