基于AHP法的濟南大明湖公園冬季植物景觀評價

盧 鑫，向言詞

(湖南科技大學建筑與藝術設計學院，湖南湘潭 411201)

城市公園作為人與自然生態系統互動的主要場所和綠地系統建設的重要組成部分，對民眾身心健康、城市可持續發展起著舉足輕重的作用[1-4]。植物景觀作為城市公園中向人們傳達美感和聯想的媒介，主要是指利用不同種類和規格的植物，控制空間內的種植形式、空間布局和數量而形成的具有較高觀賞價值的景觀，不僅可以創造優美的環境，而且在維護城市生態系統多樣性等方面發揮著重要作用[5-8]。

近年來，各種植物景觀評價方法得到應用，如層次分析法(AHP)、美景度評價法(SBE)、審美評判測量法(BIB-LCJ)、語義分析法(SD)等，有利于提高城市公園植物景觀評價的科學性和準確性[9-12]。濟南市大明湖公園聞名遐邇，人流量大，植物景觀特色突出，因此選取濟南市大明湖公園作為主要研究對象，采用層次分析法對綜合影響冬季植物景觀的因素進行評價研究,以期為城市公園更好地發揮冬季植物景觀效果提供參考。

1 研究區域概況

大明湖公園位于濟南市歷下區老城區北部，屬暖溫帶大陸性季風氣候區，冬季寒冷少雪，“四面荷花三面柳，一城山色半城湖”是其景觀的真實寫照[13]。經改擴建后，大明湖公園總面積達到103.4 hm2，水面面積為57.7 hm2，陸地面積為45.7 hm2，實現了由“園中湖”到“城中湖”的轉變，為人們提供了良好的休閑娛樂空間。

2 研究方法

2.1 層次分析法(AHP法)層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)是指將決策相關要素分解為目標、準則、指標等層次，在此基礎上將人的主觀判斷以量化分析的形式表達、轉化和處理，是一種具有系統、靈活和簡單等優點的定性與定量相結合的決策分析法[14-16]。

2.2 評價指標體系的構建根據大明湖公園冬季植物景觀的特點和功能，參考目前的研究成果[17-20]，選取相應的目標層(A)、準則層(B)和指標層(C)，以3個二級指標、8個三級指標構建大明湖公園冬季植物景觀評價模型。其中，從大明湖公園冬季植物景觀的生態效益(B1)、美學效益(B2)和社會效益(B3)3個方面構建評價體系的準則層(B)；生態效益(B1)由2個評價因子組成，即植物多樣性(C1)、植物適應性(C2)；美學效益(B2)由4個評價因子組成，即空間層次豐富度(C3)、植物色彩豐富度(C4)、植物景觀協調性(C5)、植物景觀意境美(C6)；社會效益(B3)由2個評價因子組成，即可達性(C7)、舒適性(C8)(圖1)。

2.3 評價指標權重的確定及一致性檢驗

圖1 大明湖公園冬季植物景觀評價模型Fig.1 Landscape evaluation model of winter plant in Daming Lake Park

表1 A-B判斷矩陣

表2 B1-C判斷矩陣Table 2 Judgment matrix of B1-C

2.3.2計算指標權重與一致性檢驗。根據許樹柏[23]的方法，運用方根法，求得矩陣最大特征值，由于人們認知的模糊性和多樣性，需先求得一致性指標，再進行一致性檢驗。計算公式為(1)～(3)：

(1)

(2)

(3)

式中，A為判斷矩陣，W為相應的特征向量，n為判斷矩陣階數，CI為一致性指標，CR為隨機一致性比率(當CR為0.1時，判斷矩陣滿足一致性檢驗，否則需重新調整權重)，RI為平均隨機一致性指標，n階1～10分別取值0、0、0.58、0.90、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45、1.49[23]。

根據表2～5所示的評判指標重要性，構建判斷矩陣，算得A-B矩陣最大特征值λmax=3.009 3,CI=0.004 7，RI=0.580 0，CR=0.008 1<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗，則權重矩陣W=[0.163 2,0.540 1,0.296 7]，可接受；B1-C矩陣最大特征值λmax=2.000 0,CI=0.000 0,RI=0.000 0,CR=0.000 0<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗，則權重矩陣W=[0.200 0,0.800 0]，可接受；B2-C矩陣最大特征值λmax=4.040 7,CI=0.013 6,RI=0.900 0,CR=0.015 1<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗，則權重矩陣W=[0.159 7,0.098 7,0.491 6,0.250 0]，可接受；B3-C矩陣最大特征值λmax=2.000 0,CI=0.000 0,RI=0.000 0,CR=0.000 0<0.1，判斷矩陣滿足一致性檢驗，則權重矩陣W=[0.247 8,0.752 2]，可接受。

表3 B2-C判斷矩陣Table 3 Judgment matrix of B2-C

表4 B3-C判斷矩陣Table 4 Judgment matrix of B3-C

2.4 調查方法與評分

2.4.1調查方法。基于植物景觀的季節性，對大明湖公園冬季植物景觀進行實地調研，選擇2022年1月中旬光照充足且能見度高的天氣，于10:00—16:00進行拍攝。為了保證所拍照片的統一性和代表性，減少操作帶來的誤差，照片拍攝時要求光照充足，順光，不更換相機且保持相機參數設置不變，拍攝高度保持在1.6 m，橫向構圖，并避免非景觀因素介入。最后，根據評判目的從215張中挑選25張，作為大明湖公園冬季植物景觀層次分析的基礎資料。

2.4.2評分。評價根據每項評價因子設5個級別，即10(非常滿意)、8(滿意)、6(一般)、4(不滿意)和 2(非常不滿意)，評分以專家打分的方式進行。通過景觀綜合評價指數法，先求得某冬季植物景觀樣地的綜合評價值，再求得綜合評價指數，為了更直觀反映冬季植物景觀的質量，其綜合評價指數作為分級依據被劃分為4個等級(表5)[24]。計算公式分別為(4)、(5)：

(4)

(5)

式中，Xi為該因子的總權重值，Fi為該因子的平均得分值，S0為理想值。

表5 冬季植物景觀綜合評價等級劃分Table 5 Standard for comprehensive evaluation of plant landscape

3 結果與分析

3.1 評價指標權重值分析根據大明湖公園冬季植物景觀評價模型(圖1)，對構建的判斷矩陣進行計算統計和一致性檢驗，獲得各評價因子的權重值及總權重值(表6)。由表6可知，準則層美學效益的權重(0.540 1)居于首位，說明美學效益是大明湖公園冬季植物景觀的主要因素，其次是社會效益(0.296 7)，生態效益(0.163 2)最小。生態效益中植物適應性的總權重值(0.130 6)最高，其次為植物多樣性(0.032 6)，說明一個健康穩定的植物群落在保障冬季植物景觀的觀賞特性中發揮著重要作用；美學效益中植物景觀協調性的總權重值(0.265 5)最高，說明觀賞者認為冬季植物景觀與周圍環境相互協調才能更加充分地展現冬季植物景觀之美；社會效益中舒適性的總權重值(0.223 2)最高，其次為可達性(0.073 5)，說明觀賞者更加注重對冬季植物景觀的認同以及冬季植物景觀所能提供的舒適空間。

3.2 公園冬季植物景觀評價結果通過計算每個冬季植物景觀樣地的綜合評價值，并根據綜合評價指數，分別計算出各植物景觀樣地的評價等級(表7)。由表7可知，25個大明

表6 大明湖公園冬季植物景觀評價權重Table 6 Weights of factors for evaluating plant landscape in Daming Lake Park in winter

湖公園冬季植物景觀樣地的綜合評價結果為Ⅰ級冬季植物景觀樣地有11個，占總量的44%，樣地編號分別為5、10、11、13、14、15、16、17、19、20、21；Ⅱ級冬季植物景觀樣地有14個，占總量的56%，樣地編號分別為1、2、3、4、6、7、8、9、12、18、22、23、24、25；樣地均無 Ⅲ 級和Ⅳ 級冬季植物景觀。該綜合評價結果表明，大明湖公園冬季植物景觀整體較好。Ⅰ級冬季植物景觀樣地的特點主要是植物種類繁多，且健康狀況較優，在冬季植物景觀中色彩較豐富，整體空間層次變化豐富，與周圍環境協調且氛圍感強，可達性較高，能為游人提供較高的舒適環境。Ⅱ級冬季植物景觀樣地的特點主要是植物種類較多且健康狀況基本良好，在冬季植物景觀中色彩較單調，整體空間層次變化豐富程度較低，與周圍環境協調且氛圍感較好，可達性良好，能為游人提供較好的舒適環境。

4 結論與討論

綜合考慮濟南大明湖公園冬季植物景觀的主要評價因子，采用層次分析法對大明湖公園冬季植物景觀的25個樣地進行綜合評價分析。基于生態效益、美學效益、社會效益3個評價指標共8個評價因子，通過構建判斷矩陣進行計算、統計和一致性檢驗，得出各評價因子的權重值及總權重值，并由專家評分及計算得出綜合評價結果。主要結論如下：

(1)準則層中權重值從高到低的排序依次為美學效益(0.540 1)、社會效益(0.296 7)和生態效益(0.163 2)，說明評價者對能用感官直接感受到的視覺效果較重視，對冬季植物景觀能改善城市環境的生態功能和間接帶來的使用及精神層面功能的重視程度不如前者。

(2)生態效益、美學效益和社會效益中總權重值居首位的分別為植物適應性(0.130 6)、植物景觀協調性(0.265 5)和舒適性(0.223 2)，說明一個健康穩定的冬季植物景觀群落，在關注總體外貌的同時，更要注重與周圍整體環境的協調，這樣不僅能充分發揮冬季植物景觀的美感，給觀賞者留下深刻印象，更能提高觀賞者的認同感與舒適性。

(3)25個大明湖公園冬季植物景觀樣地的綜合評價結果可以總結出，Ⅰ級冬季植物景觀樣地有11個，占總量的44%；Ⅱ級冬季植物景觀樣地有14個，占總量的56%；Ⅲ級和Ⅳ級冬季植物景觀樣地均無，表明大明湖公園冬季植物景觀總體較好。

表7 大明湖公園冬季植物景觀綜合評分統計結果Table 7 Comprehensive score of winter plant landscape in Daming Lake Park

在濟南大明湖公園內，植物作為有生命力的要素，結合前人研究結論[25-26]及實地調研可知，公園內冬季多以觀花及觀枝干的樹種為主，雖常綠樹種與落葉樹種配比比較協調，但是草地等在冬季仍會大面積裸露。因此，在大明湖公園冬季植物景觀優化時，提出如下優化建議：①加強適應當地、性能較好的冬季景觀樹種，如冬季觀花、觀果或顏色突出、形狀奇特的樹種等，充分發揮冬季植物景觀的生態效益；②注重冬季植物景觀的四維空間形態，將其動態發展納入整體規劃，打造具有濟南地域特色的冬季植物景觀；③盡可能為觀賞者提供合理的休憩及可停留空間，注重冬季植物景觀的社會效益。