蘭州新區道路綠化樹種適應性調查評價

王渭評，孫肅，田青，韓蓉

(甘肅農業大學 林學院，甘肅 蘭州 730070)

蘭州新區于2012年8月20日，經國務院批準設立為國家級新區，是蘭州對外開放的前沿陣地和全面帶動經濟發展的龍頭[1-2]。蘭州新區承接原有中心城區人口、產業，在吸引國內外投資、引導產業集聚、促進經濟增長、完善城市功能、發揮窗口與福射作用等方面都發揮著舉足輕重的作用，為城市的健康持續發展做出了重大貢獻[3]。蘭州新區具有典型的黃土高原丘陵地貌，特殊的地理環境和氣候條件，使得蘭州新區園林植物的選擇及配置都存在很多困難。城市道路綠地是城市園林綠地的重要組成部分，可最直觀地表現一個城市的景觀形象，道路綠地能夠改善小氣候、防塵防噪、凈化空氣，形成具有提供生物棲息地和遷徙走廊、保證城市生物流、物質流、能量流的流通等重要作用的城市綠道[4]。園林樹種是各類城市園林綠地系統中的骨干，因此樹種的選擇是園林綠地建植的關鍵[5]。近年來許多學者都應用層次分析法對各類城市綠地所種植的植物進行了調查研究評價，得出相關結論，從而篩選出適宜各區域、各類型綠地的園林植物種類。

本文以蘭州新區道路綠化為研究對象，通過實地調研和專家訪談，較為全面地了解了蘭州新區對道路綠化樹種的景觀實際需求和存在困難，蘭州新區道路綠地中栽植的樹種及其生長狀態與應用現狀，并掌握樹種相關數據。運用層次分析法，建立蘭州新區道路綠地樹種評價體系，開展道路綠地樹種適應性評價，從而篩選出適宜在蘭州新區道路綠地種植的樹種，以期為蘭州新區建設適應性強、景觀效果佳的城市園林綠地提供依據和參考。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

蘭州新區位于E 103°29′22″～103°49′56″，N 36°17′15″～36°43′29″，位于隴西黃土高原的西北部，距蘭州市區38.5 km，范圍涉及蘭州市皋蘭、永登的6個鎮，總面積達1 744 km2，規劃建設面積246 km2，平均海拔1 910 m。蘭州新區屬于典型溫帶半干旱大陸性氣候，四季分明，陽光充足，紫外線較強，風沙較大，年均氣溫6.9℃，年均降水量300～350 mm，年蒸發量1 880 mm，土壤貧瘠且堿性強，土壤平均pH值為8.9[6-8]。蘭州新區生態環境結構脆弱、植被覆蓋率低，溝壑縱橫的地形地貌和干旱少雨的氣候使得其生態環境條件較為復雜，加之土地的不合理開發利用，產生諸多環境問題，如土壤鹽堿化、土壤板結、水土流失、土壤沙化等。蘭州新區整體層面的生態保護和生態修復勢在必行[3]。

1.2 調查及分析方法

1.2.1 調查范圍、對象及內容 通過前期查閱相關文獻資料和實地調研，選擇蘭州新區綠化效果較好和初具規模的10條道路綠地作為本次調查對象(表1)，這10條道路分別屬于3種城市道路級別。通過對這10條道路綠地的實地調查，統計出共21科34屬54種樹種作為本次適應性評價的對象(表2)。并結合蘭州新區特殊的氣候環境及蘭州新區樹種的應用方式(表3)，最終確定以樹種生態適應性和觀賞適應性為蘭州新區道路綠地樹種適應性評價的一級指標。其中，樹種生態適應性一級指標之下選取的二級指標為：保存率(指栽植3年以上，保存的株數占栽植總數株數的百分比)、越冬死亡率(指當年越冬死亡的株數占上一年保存株數的百分比)、凍害率(指樹種遭受凍害，如凍傷、干凍裂等癥狀的株數占保存株數的百分比)、抽條率(抽條也稱枯梢，是樹種越冬或早春枝條發生干皺的一種現象，抽條嚴重時可使植株枯死，抽條率指發生抽條樹種數量占總數的百分比)、病蟲害發生率(指樹種發生病蟲害、潰爛、流膠、流脂等癥狀的樹種占總數的百分比)[9]；樹種觀賞適應性一級指標之下選取的二級指標為：觀形、觀葉、觀花、觀果、觀干。這10個二級指標為此次調查內容。

表1 道路等級及名稱

表2 植物名稱匯總表

表3 樹種應用方式分類

1.2.2 調查方法 在確定調查范圍、調查對象、調查指標之后，分別于2018年10月至11月、2019年3月至5月進行調查。采用全面調查法調查樹種生態適應性的各項二級指標，在調查時，分別對不同樹種逐株進行調查，調查其栽植總株樹、保存數、當年越冬死亡數、抽條數、凍害數、病蟲害發生的株數和種類等，并進行計數統計，最后用Excel 2007計算出保存率、越冬死亡率、抽條率、凍害率、病蟲害發生率。采用隨機抽樣調查的方法調查樹種觀賞適應性的各項二級指標，即在不同道路上選取同一樹種的3個樣方，其中喬木以15棵樹為一個樣方，若該樹種數量不足15棵，則調查全部樹木；灌木以3 m×3 m為一個樣方，對樹種觀賞適應性各項二級指標進行現場打分，對相關數據進行詳細記錄，并用Excel 2007計算平均值并進行統計。

1.2.3 分析方法 本文采用AHP層次分析法[10]及咨詢專家確定參評指標權重，并將評價指標量化賦值、劃分等級(表4～表5)。其中，指標量化賦值的分值越大，說明該指標在道路綠化樹種適應性評價中貢獻越大，反之，則說明該指標對道路綠化樹種適應性評價貢獻越小。最后用指數和法計算得到各樹種適應性總得分，即樹種在新區道路綠地系統中的適應性指數是該樹種各項指標的量化評分與各指標的權重值相乘之和[11-12]。

表4 植物生態適應性評價指標等級劃分

表5 植物觀賞適應性評價指標等級劃分

2 結果與分析

2.1 建立適應性評價指標體系結構模型

根據園林植物適應性評價指標體系構建的原則，結合蘭州新區道路綠化的實際情況，把蘭州新區道路綠化樹種適應性評價指標體系分為3個層次。第1層為目標層A，即對蘭州新區道路綠化樹種適應性進行綜合評價，第2層為準則層，即生態適應性B1與觀賞適應性B2，第3層為指標層，即對蘭州新區道路綠化樹種適應性綜合評價的10個指標：保存率、越冬死亡率、凍害率、抽條率、病蟲害發生率、觀形、觀干、觀花、觀果、觀葉，根據上述指標建立蘭州新區道路綠化樹種適應性評價模型(表6)。

2.2 構建判斷矩陣，計算權重值

在綜合評價模型的基礎上，通過咨詢相關專家，對各評價指標進行判斷比較，分別構建出判斷矩陣，計算出各層次單排序的權重值，并進行了一致性檢驗[13](表7～9)。構造判斷矩陣是將結構模型向數量模型轉換的第一步，即應用專家調查方法，將同一層次中兩兩元素間相對重要性給出一定尺度的判斷。各層次的判斷矩陣完成后，檢驗其一致性，通常CR小于0.10

時，判斷矩陣具有滿意的一致性[14]。權重值的大小反映了評判者對各個評價因子的重視程度。

表6 蘭州新區道路綠化樹種適應性評價模型

表7 判斷矩陣A-B及一致性檢驗

表8 判斷矩陣B1-C及一致性檢驗

2.3 計算各層因素的組合權重

在得到了每一個要素相對于上一層次對應要素的權重值后，通過層次總排序計算出每一個評價指標相對于總目標道路綠化樹種適應性評價的總權重值(表10)。

2.4 樹種適應性調查匯總

根據實地調查及相關專家的問卷調查結果，對蘭州新區道路綠化樹種的生態適應性及觀賞適應性數據進行統計，求出平均值，最后匯總整合(圖1，圖2)。

圖1 生態適應性各指標分值匯總Fig.1 Summary of ecological adaptability index scores

圖2 觀賞適應性各指標分值匯總Fig.2 Summary of ornamental adaptability index scores

2.5 樹種適應性綜合評價

在得到各評價指標權重值及平均分值后，采用指數和法依次計算每種樹種的生態適應性得分及觀賞適應性得分，最后將生態適應性得分與觀賞適應性得分相加，得到蘭州新區綠化樹種適應性評價總得分(圖3)。

圖3 蘭州新區道路綠化樹種適應性評價得分Fig.3 Adaptability evaluation score of road greenbelt tree species in Lanzhou New Area

表9 判斷矩陣B2-C及一致性檢驗

表10 層次總排序權值計算

3 討論

園林植物的生態適應性與觀賞適應性是評價園林植物適應性的兩大一級指標，是判斷園林植物選擇是否合理的主要依據。生態適應性是評價園林植物是否能在區域內生存、生長的重要條件，而觀賞適應性則是評價園林植物觀賞度與景觀效果的重要依據。在蘭州新區特殊的生長環境中，園林植物的生存、生長相比較于園林植物的觀賞度與景觀效果更為重要。

通過咨詢相關專家，對各評價指標進行判斷比較，然后分別構建出判斷矩陣，最終計算得出各層次的權重值。其中，樹種生態適應性權重值為0.667，觀賞適應性權重值為0.333，說明在蘭州新區道路綠地樹種選擇中生態適應性比觀賞適應性更加重要。生態適應性中樹種保存率指標權重值為0.248，是生態適應性各項指標中最大，說明在蘭州新區道路綠地中樹種是否能存活是樹種選擇的最重要依據。其次為抽條率，抽條率權重值為0.160，這是因為蘭州新區冬季寒冷且風大，樹木易發生抽條，且情況較為嚴重，嚴重影響樹種生存。接下來依次為越冬死亡率、凍害率、病蟲害發生率。觀賞適應性中樹種觀形指標權重值最大，為0.136，其次依次為觀花、觀葉、觀果、觀干指標，此排序符合園林植物觀賞適應性評價原則。

蘭州新區道路綠地樹種選擇大體上較為合理，選擇的樹種大多適應蘭州新區特殊的生長環境。其中，沙棗、山桃、檉柳、苦水玫瑰等樹種是鄉土植物，經過長期自然選擇，對當地的極端高溫、低溫和干旱、洪滯、病蟲害等惡劣環境，已具有很好的適應性和抵抗性[15-16]，適應新區生長環境，且具有生長茂盛、適應性強、成活率高、管理簡易、抗病蟲能力強、彰顯地方特色等優點；云杉、文冠果等樹種為甘肅代表樹種，其樹種適應性總得分均超過3.50分，在蘭州新區生長良好，達到預期的景觀效果；油松、西府海棠等樹種為西北地區代表樹種，其樹種適應性總得分均超過3.50分，其中西府海棠的保存率更是高達100%，生態適應性強，且樹姿直立，花朵密集，花姿瀟灑，自古以來是雅俗共賞的名花，素有“花中神仙”、“花貴妃”之美稱，具有很高的觀賞價值[17]；新疆楊、樟子松等樹種為北方地區代表樹種；其次，北美海棠等雖為引進外來樹種，但其在蘭州新區生長良好，樹種保存率均在90%以上，景觀效果表現佳，其中北美海棠花色艷麗、果實晶瑩、樹形優美、寓意良好，且耐寒性較強、適應性強、養護簡單，顯著改善新區道路景觀的多樣性，有效提升道路景觀效果[18]；此外，綜合適應性最低的樹種是紫葉小檗，其在蘭州新區生長不良，成片大面積死亡。

4 結論

根據調查評價總評分的匯總結果及咨詢相關專家，將蘭州新區道路綠化樹種適應性劃分為四個等級(表11)。其中綜合評分為Ⅰ級的樹種共計8科12屬15種，包括樟子松、沙棗、文冠果、西府海棠、苦水玫瑰等，這些樹種適應性強，適應性得分均在3.50分以上，樹種保存率均在90%以上，景觀表現達到預期效果，適合蘭州新區道路綠化；綜合評分為Ⅱ級的樹種共計13科24屬36種，包括國槐、旱柳、丁香、豐花月季、絲棉木等，這些樹種在蘭州新區生長良好，綜合表現較好，較適合蘭州新區道路綠化；綜合評價為Ⅲ級的綠化樹種共計1科1屬2種，有五角楓、元寶楓，這兩種樹種雖觀賞適應性高，是園林綠地中打造秋景必不可少的樹種，但因其生態適應性較差，在新區生長不良，沒有達到預期的景觀效果，綜合表現一般，建議小面積栽植，并做好養護管理工作；綜合評價為Ⅳ級的綠化樹種僅紫葉小檗1種，其在新區成片死亡，樹種生態適應性較差，不適合蘭州新區道路綠化，應以同為彩色葉地被樹種的紫葉矮櫻替換。

表11 蘭州新區道路綠化樹種等級分類

綜合實地調查的結果及樹種適應性評價表明，雖因蘭州新區特殊的土質條件和氣候條件，在園林綠化建設中能夠應用的植物種類并不豐富，但在新區道路綠地建設中樹種的選擇較為合理，所選樹種大多數適應于蘭州新區的生長環境。但還是有可以改進的地方，本文經過道路綠地樹種適應性調查評價研究及實地調查，對蘭州新區道路綠地植物選擇及配置給予以下幾點建議：首先應減少種植適應性較差的樹種，多采用適應性較強的樹種，豐富顏色搭配，多采用喬灌草結合的配置模式，要達到“黃土不露天”的效果。其次應重點發掘鄉土樹種，彰顯城市特色，以鄉土樹種為主，引進樹種為輔[19]。因為鄉土樹種已經充分適應了當地的生長環境，具有較強適應性的鄉土樹種不僅能夠形成穩定的季相景觀，還能更好地突出地方特色[20]，同時降低了選苗、買苗和運輸苗木以及養護的費用，還保證了存活率。配置時選擇少部分適應該地區氣候條件的外來植物，對景觀效果形成補充即可。最后還應注意植物從幼年長大需要一定的時間，在植物配置上應慢長樹搭配速生樹。除了考慮樹種的環境適應能力以及作用之外，還應在恰當的位置應用恰當的樹種并發揮樹木的作用[21]。