城市生活型街道綠化觀賞性評價*

楊 超 林世平 馬山水

海南大學林學院 海口 570228

城市街道綠化的觀賞性作為城市綠化評價的一個核心指標,對城市美化有重要作用[1-2]。目前國內外關于城市綠化觀賞性評價研究的對象主要集中于公園、校園這類“塊狀”綠化,對涉及環境變量因素最為復雜的城市街道綠化,特別是以生活型街道為代表的“線性”綠化空間關注較少[3-7]。部分學者在街道綠化觀賞性評價領域已經做出相關研究,但構建的評價體系大多只考慮植物本體因素,未考慮建筑色彩、空間尺度等環境因素[8-10]。評價方法多選用層次分析(AHP)、語義分析(SD)、美景度評價(SBE)、審美評判測量(BIB-LCJ)等方法,使用這些方法建立的評價體系的客觀科學性無法進行驗證,導致評價結果存在一定的主觀性、不確定性,很難實現客觀的量化研究[11]。

本文結合城市道路和景觀綠化的特點,從植物因素和環境因素出發,基于景觀美學和視知覺理論構建城市街道綠化觀賞性評價體系,采用熵權TOPSIS法和SBE法對海口市59條生活服務型街道(段)樣本進行評價,為更深入、全面量化研究城市街道綠化提供依據。

1 研究對象及研究方法

1.1 研究對象

《城市綜合交通體系規劃標準》(GB/T51328-2018)將城市道路分為交通型和生活服務型兩大類。交通型道路綠化主要考慮快速通行的安全保障和高速動態觀賞特點,生活服務型道路綠化主要以低速動態或靜態觀賞為主,在游覽過程中易于接近,更講求道路景觀在較小尺度上的豐富度[12]。本次研究依據《海口市海甸島片區控制性詳細規劃(2019)》,選取海甸島片區59條以集散、服務功能為主的城市生活型街道綠化為研究對象,所選樣本街道使用人群類型豐富,使用頻率相對較高,具有一定代表性。

本研究選擇2020年6—10月的晴朗天氣,使用無人機、計數器、測距儀等工具,對樣本街道綠化進行全場景數據采集,調查內容主要包括植物種類、數量、密度、街道景觀面積等。

1.2 研究方法

1.2.1 評價體系構建

本研究在現場調研的基礎上,結合植物自身(本文稱為本體因素)以及植物所處街道環境(本文稱為環境因素)對評價因子的影響,篩選出能夠反映城市街道綠化觀賞性的4項指標、8項評價因子構建評價體系(表1)。

表1 城市街道綠化觀賞性評價體系

1.2.2 熵權TOPSIS法

熵權TOPSIS法作為一種多指標綜合評價方法,適用于解決對象多屬性決策問題。該方法通過數據本身進行客觀賦權,能精確反映評價對象之間的差距,有效避免主觀層面對評價結果的影響[13]。主要求解步驟如下:

設有m個評價對象,n個評價指標,城市街道綠化觀賞性的原始評價指標矩陣為X,如式(1)所示:

式(1)中,xij為第j個指標的綠化觀賞性評價初始值。

將數據指標進行標準化處理,并采用歸一化方法,得到標準化矩陣Y,如式(2)所示:

式(2)中,yij為第i條街道第j個指標的標準化值。

根據信息論中信息熵的定義,計算出各個指標的信息熵值及指標權重,計算公式為:

式(3)、式(4)中:Ej為第j個指標的信息熵值；pij為第i條街道在第j個指標的標準化值所占總數的比例；Wj為第j個指標的權重值。

構建加權規范矩陣V如式(5)至式(7)所示:

式(5)至式(7)中:V＋為評價數據中第i條街道在第j個指標的最大值,即最偏好的方案,稱為正理想解；V-為評價數據中第i條街道在第j個指標的最小值,也是最不偏好的方案,稱為負理想解。

分別計算各評價對象到正、負理想解的歐氏距離,計算公式為:

式(8)、式(9)中:為第j個指標與的距離；為第j個指標與的距離；Vij為第i條街道在第j個指標加權后的值。

計算各評價對象到正、負理想解的貼近度Ti,計算公式為:

式(10)中,Ti越大,表明該街道綠化的觀賞性越大。當Ti＝1時,街道綠化觀賞性最高；當Ti＝0時,街道綠化觀賞性最低。

1.2.3 SBE法

根據調查樣地挑選出59張最具代表性的街道照片,編碼后打亂順序制作幻燈片,選擇海南大學風景園林專業老師和研究生共45名作為評價者對幻燈片進行評價。本次評價采用-3～3的7分制美景度作為衡量標準[14]。由于評價結果受景觀自身特征和評價者的審美態度影響,需要將美景度值進行標準化處理,其公式為:

式(11)至式(13)中:Zij為第j個評價對象對第i張照片的標準化得分；Rij為第j個評價對象對第i張照片的打分值；ˉRJ為第j個評價對象對所有照片的打分值總和的平均值；Sij為第j個評價對象對所有照片的打分值的標準差。

1.2.4 觀賞性質量等級劃分

為直觀表達綠化觀賞性質量與貼近度值Ti與美景度值Zij之間的關系,采用等差法[15]分別將Ti、Zij分為優Ⅰ、良Ⅱ、中Ⅲ、差Ⅳ4個等級,各等級劃分公式為:

式(14)中:F為等級,i分別取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；Ai為等差數,分別取值100%、75%、50%、25%；Pmax均取Ti、Zij的最大值；Pmin均取Ti、Zij的最小值。

2 結果與分析

2.1 熵權TOPSIS法的客觀性

比較熵權TOPSIS分析法與SEB法排序的差異(圖1)發現,兩種評價結果具有高度的一致性,少數街道的排序存在一定偏差,說明基于熵權TOPSIS法的城市街道綠化觀賞性評價結果與現實表征基本一致,其定量評價結果是客觀科學的,評價體系可行。

圖1 基于熵權TOPSIS法和SBE法的街道綠化觀賞性排名比較

2.2 評價因子權重

基于熵權TOPSIS法計算出各評價因子的權重值(表2)表明,花籬地被種植密度指數的權重值最大(0.330 1),而喬、灌木種植密度指數的權重值最小(0.070 6),說明在有限的街道綠地范圍內,單位面積內的花籬地被的植物量比喬、灌木更容易提升街道綠化的視覺觀賞性。這是因為在生活型街道中,綠化植物常以靜態或低速動態觀賞為主,更注重景觀在小尺度、近距離的觀賞效果。成片栽植的花籬地被大多位于街道中低層,處于人的最佳視覺區域范圍之內,加之花籬地被植物往往伴有較多的植物色彩和形態,視覺上更容易吸引人的注意；而列植或散植的喬、灌木主要種植于街道中高層,往往處于人的最佳視覺區域范圍之外,不能較為清楚地看到景觀全貌,邊緣景物模糊,影響了觀賞者的空間感受。

表2 城市街道綠化觀賞性評價因子權重值

形相豐富度指數(0.121 6)、植物種類豐富度指數(0.108 0)、色相豐富度指數(0.107 5)3個因子對街道綠化觀賞性也具有相當的影響力,說明配置季相多樣和種類多樣的植物組團是豐富城市街道綠化空間的有效途徑,也是增強街道綠化觀賞性的重要手段。而植物水平空間層次率(0.092 7)和植物垂直空間層次率(0.087 4)的權重值相近,說明植物水平空間層次和垂直空間層次對于街道綠化同樣重要。豐富的空間結構既可以營造良好的景觀深度、加強景觀的距離感、使道路綠化富于變化,又避免了單調性。

2.3 街道綠化等級評價

基于熵權TOPSIS法對街道進行等級評價的結果(表3)表明:Ⅰ級觀賞性街道有7條,占樣本總量的11.86%；Ⅱ級觀賞性街道有25條,占42.37%；Ⅲ級觀賞性街道有19條,占32.2%；Ⅳ級觀賞性街道有8條,占13.57%。基于SBE法對街道進行等級評價的結果(表3)表明:Ⅰ級觀賞性街道有8條,占樣本總量的13.56%；Ⅱ級觀賞性街道20條,占33.89%；Ⅲ級觀賞性街道有23條,占38.98%；Ⅳ級觀賞性街道有8條,占13.57%。

表3 基于熵權TOPSIS法和SBE法的街道綠化觀賞性排名對比

根據等級評價結果可知,海口市生活型街道綠化觀賞性等級呈現正態分布趨勢(圖2)。評價為“優Ⅰ”“差Ⅳ”的街道數占比最少,評價為“良Ⅱ”“中Ⅲ”的街道數占比最多,由此說明海口市海甸島片區生活型街道綠化的觀賞性水平整體一般。

圖2 街道綠化觀賞性評價等級比較

對于評價為“優Ⅰ”的街道,景觀種植形式多采用高大喬、灌木與較大面積的花籬地被植物相結合的方式,其物種多樣性較高,植物長勢優良,具有豐富的水平、垂直方向的結構層次以及明顯的季相景觀特征,能夠形成多種錯落有致的街道綠化景觀。這種綠化形式不僅有效緩解了街道綠化中單一鋪種草皮對視覺上產生的單調感,也能使城市街道綠地真正發展為喬木、灌木、地被、草皮的立體復層混交結構,極大程度上保證了人工植物生態系統的穩定性。

對于評價為“良Ⅱ”和“中Ⅲ”的街道,綠化配置多為喬木和少量花籬地被植物搭配種植的方式。該等級的街道綠化在季相上雖具有一定的色彩搭配,但觀賞時序性不強；橫、豎向的空間層次感較為薄弱,植物大小對比過于明顯,缺乏相應的過渡性植物。但由于綠化養護管理工作到位,該等級的街道綠化也能夠保持良好的景觀效果。

對于評價為“差Ⅳ”的街道,普遍存在植物種類配置簡單、物種多樣性極低、植物用量少等問題。街道大多只種植諸如椰子(Cocos nucifera)、糖 膠 樹(Alstonia scholaris)、紫 檀(Pterocarpus indicus)等單一常綠喬木或落葉喬木,路段之間的綠化布局千篇一律,觀花、觀果及觀葉植物均未能得到有效利用,植物生態結構十分脆弱。加之早期的城市建設不注重生活型街道中綠化景觀的發展,導致預留的綠化空間不足,樹種栽植不合理,無法有效構建豐富的空間層次。此外,部分路段綠化因管理不善,植物出現老化及病蟲害現象,一定程度上也影響了街道綠化的觀賞性。

3 結論與建議

3.1 結論

本文以海口市海甸島片區的生活型街道綠化為研究對象,應用熵權TOPSIS法和SBE法進行定量研究,結論如下:1)影響城市生活型街道綠化觀賞性的主要因素是花籬地被種植密度；2)次要因素是形相豐富度指數、植物種類豐富度指數、色相豐富度指數、植物水平空間層次率、植物垂直空間層次率、綠視率；3)對城市生活型街道綠化觀賞性影響最小的是喬、灌木種植密度；4)海口市海甸島片區生活型街道綠化的觀賞性水平整體一般。

3.2 建議

為有效提升生活型街道綠化的觀賞性,提出如下優化建議:

1)應重點關注花籬地被植物的應用。在層次方面,通過季相多樣的花籬等地被植物塑造豐富的空間層次；在尺度方面,通過配置較大面積的花籬地被植物增加綠量。

2)應盡量避免種植單一的喬木或灌木。對于綠化帶較窄的生活街道,建議以某1～2種喬木為基調樹種,引入垂直綠化,把不同形態、色彩的藤本、附生類植物進行有機結合,提高街道綠量,豐富植物景觀的層次感。例如,以椰子為基調樹種的街道,引入合果芋(Syngonium podophyllum)、腎蕨(Nephrolepis cordifolia)、巢蕨(Asplenium nidus)等植物構建垂直綠化,形成濃郁的熱帶觀賞景觀。對于綠化帶較寬的生活街道,建議在綠化層次和尺度方面進行強化,可應用多種喬、灌木作為綠化主體樹種,形成空間層次和季相豐富的景觀,同時配置較大面積的花籬地被植物。例如,以美麗異木棉(Ceiba speciosa)、鳳凰 木(Delonix regia)、洋 紫 荊(Bauhinia variegata)等喬木,以及雞蛋花(Plumeria rubra‘Acutifolia’)、朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)等灌木為主體樹種,構建豐富的觀賞層次；較大規模地 種 植 朱 蕉(Cordyline fruticosa)、水 鬼 蕉(Hymenocallis littoralis)、小 葉 龍 船 花(Ixora coccinea‘Xiaoye’)、麥冬(Ophiopogon japonicus)等花籬地被植物,局部點綴灰莉(Fagraea ceilanica)和三角梅(Bougainvillea glabra),營造綠量。從層次和規模兩方面把握季相變化和色彩搭配的關系、突出自然景觀特色,不僅可以增加物種的多樣性,也能達到觀賞效果的穩定性和自持力。