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      深圳市彩葉植物綜合評價體系的構(gòu)建及應(yīng)用①

      2019-12-10 02:13:20王偉湘
      熱帶農(nóng)業(yè)科學 2019年10期
      關(guān)鍵詞:彩葉適應(yīng)性權(quán)重

      王偉湘

      (深圳技師學院 廣東深圳518116)

      景觀綠地作為城市必不可少的一個重要組成部分,對于城市生態(tài)、城市居民的生活具有積極的作用,其功能具有不可替代性。植被是城市綠地的主要存在形態(tài),可以美化環(huán)境,凈化空氣、水體、土壤,防止水土流失,改善城市小氣候,滯塵減噪等功能。就目前園林景觀設(shè)計而言,在進行植物設(shè)計配置時,色調(diào)比較單一,層次感不強,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代多元化社會中人們的審美要求[1]。若能運用好彩葉植物,有利于打破單調(diào)乏味的園林空間,塑造出充滿美感和生機活力的景觀環(huán)境[2]。城市綠地上的植物配置不僅要遵循科學性,而且要講究藝術(shù)性,力求科學合理的配置,創(chuàng)造出優(yōu)美的景觀效果,從而使生態(tài)、經(jīng)濟、社會三者效益并舉。隨著生活水平的提高,人們對城市園林植物景觀的要求越來越高。傳統(tǒng)單一的綠色植物景觀已不能滿足人們的需要,而彩葉植物因其豐富的色彩景觀,在園林中發(fā)揮著越來越重要的作用[3]。

      彩葉植物是指在整個生長季節(jié)或生長季節(jié)的某一階段全部或部分的葉片可以較穩(wěn)定呈現(xiàn)非綠色(排除生理、病蟲害、栽培和環(huán)境條件等外界因素的影響)的植物[4]。目前對彩葉植物的研究主要是關(guān)于彩葉植物種類、應(yīng)用形式等,如徐華等[5]對深圳市的彩葉植物種類及應(yīng)用現(xiàn)狀進行了調(diào)查;符步琴[6]對南京主要城市公園的彩葉樹種進行調(diào)查;張俊等[7]對彩葉植物的應(yīng)用原則和綠地配置形式進行了研究;田賢等[8]對園林景觀中彩葉樹種的選擇與應(yīng)用進行研究。

      彩葉植物種類眾多,且具有較高的觀賞價值,在景觀綠地中應(yīng)用廣泛,因此,對于彩葉植物的評價研究就顯得非常重要。彩葉植物的綜合評價是一個十分復雜的問題,并呈現(xiàn)出多目標、多屬性的特征。目前對園林植物的評價的研究是一個熱點,如閆會玲等[9]運用AHP法對西安市20種主要行道樹進行評價;金晶[10]運用AHP法,從觀賞效益、生長適應(yīng)性、生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、文化內(nèi)涵五個方面,制定出23個評價指標,構(gòu)建出評價體系對西安市城市道路綠地植物進行評價;龍夢琪[11]運用AHP法,在基于植物多樣性、植物生態(tài)學、園林美學等基本理論結(jié)合上杭縣資源現(xiàn)狀建立上杭縣城市園林植物評價模型;時偉等[12]利用定性加定量相結(jié)合的方法,從生態(tài)價值、觀賞價值、適應(yīng)性、生長表現(xiàn)、物候情況、管理成本6個二級評級指標和30個三級評級指標對地被植物進行評價;劉川等[13]通過選取耐蔭性等10個評價指標,分別賦予相應(yīng)的權(quán)重系數(shù),構(gòu)建出魯南地區(qū)林下地被植物的評價體系。對于彩葉植物的評價;張曉瑋等[14]利用AHP法,以葉形等12個評價指標對皖北地區(qū)引種的彩葉植物綜合評價;劉云華[15]通過繁殖力、耐寒性等11個評價指標,對黑龍江省引種栽培成功的彩葉植物進行綜合評價;王星明[16]對秦皇島市公園綠地彩葉植物的種類進行調(diào)查并進行應(yīng)用評價。這些彩葉植物的評價多集中于北方地區(qū),對于深圳地區(qū)彩葉植物的評價的研究則很少。本文運用層次分析法,根據(jù)彩葉植物的特性并結(jié)合深圳市的氣候、環(huán)境特點,在進行實地調(diào)查的基礎(chǔ)上,對彩葉植物提出了4個層次,19項評價指標,構(gòu)建出彩葉植物綜合評價體系,為科學評價深圳地區(qū)彩葉植物打下基礎(chǔ)。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      本次研究采用實地調(diào)查與文獻查閱的方法,于2017年10月到2018年6月,對深圳市仙湖植物園、園博園、龍城公園、龍?zhí)豆珗@、東湖公園、蓮花山公園、深圳灣公園、香蜜公園等18個主要市政公園進行彩葉植物調(diào)查,對其種類、應(yīng)用方式以及生長情況進行記錄,以調(diào)查在深圳市應(yīng)用較為普遍的彩葉植物。

      1.2 方法

      1.2.1 彩葉植物綜合評價體系框架構(gòu)建

      層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP法)是美國著名運籌學家、匹茲堡大學教授Thomas L.Saty于20世紀70年代中期提出,是運用多因素分級處理來確定因素權(quán)重的方法,是一種定性與定量分析相結(jié)合的評價方法。AHP法能夠把復雜問題中的各種因素劃分為相互聯(lián)系的有序?qū)哟?,使之條理化,它能通過系統(tǒng)規(guī)劃和評價,將復雜現(xiàn)象和決策思維過程系統(tǒng)化、模型化、數(shù)量化[17]。

      由于對以彩葉植物的綜合評價,所涉及的因素眾多,因此在評價體系的構(gòu)建過程中,通過對10位園林專家進行了專業(yè)意見咨詢,并對深圳技師學院園林專業(yè)200位學生進行問卷調(diào)查,對影響彩葉植物質(zhì)量的因子進行了歸納分類,將彩葉植物綜合評價體系分為目標層、準則層和指標層3個層次,其中準則層包含了生態(tài)適應(yīng)性、葉部觀賞性、其它觀賞性和經(jīng)濟性4個評價因素,指標層包括了光照適應(yīng)性、葉面色彩、花香等19個評價因子,以求較為系統(tǒng)、客觀地評價彩葉植物。彩葉植物綜合評價體系的框架如圖1所示。

      圖1 彩葉植物綜合評價體系的框架

      (1) 光照適應(yīng)性(P1)

      光是對植物生長發(fā)育有著重要的影響的生態(tài)因子。植物只有在光照下才能正常生長、開花和結(jié)實。光照影響著植物莖干和根系生長,影響著開花和品質(zhì)。植物根據(jù)其對光照的適應(yīng)程度不同,可以分為陽性植物、陰性植物和中性植物。彩葉植物只有在適宜的光照條件下,才能正常生長,展示其色彩美、形態(tài)美。因此,彩葉植物的光照適應(yīng)性是一項重要的評價指標。

      (2) 水分適應(yīng)性(P2)

      水是植物體的重要組成部分和光合作用的重要原料之一。水分的多少直接影響著植物的分布、生長和發(fā)育。根據(jù)植物對水分要求的不同,園林植物一般分為耐旱植物、中生植物、耐濕植物和水生植物四類。彩葉植物對水分的適應(yīng)性,也是一項重要的評價指標。

      (3) 溫度適應(yīng)性(P3)

      溫度是影響園林植物的重要因素之一,它影響著植物的地理分布,制約著植物生長發(fā)育的速度及植物體內(nèi)的生化代謝等一系列生理機制。因此,彩葉植物的耐熱性和耐寒性,對其應(yīng)用有著重要影響??紤]到深圳地處華南地區(qū),常年溫度較高,因此植物的耐熱性較耐寒性更為重要。

      (4) 耐瘠薄性(P4)

      土壤養(yǎng)分是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)。耐瘠薄植物對土壤中的養(yǎng)分要求不嚴格,能在土壤養(yǎng)分含量低的情況下正常生長,因此,耐瘠薄性也是一項重要的生態(tài)指標。

      (5) 葉面色彩(P5)

      植物的葉面是呈現(xiàn)在人們視覺系統(tǒng)中最主要的部位,因此,葉面色彩對于彩葉植物的觀賞價值,有著舉足輕重的作用。

      (6) 葉背色彩(P6)

      植物除了葉面,葉背在一定情況下,也能展示在人們眼前。因此,葉背色彩對于彩葉植物的觀賞價值,同樣具有意義。

      (7) 色相(P7)

      色相是色彩三要素之一,是色彩的首要特征,是區(qū)別各種不同色彩的最準確標準。最初的基本色相為紅、橙、黃、綠、藍、紫。由于綠色是大自然植物最基本的顏色,因此彩葉植物的色相,是其觀賞價值的重要評價因素。

      (8) 飽和度和明度(P8)

      飽和度指的是色彩純度,明度是指色彩的亮度,它們色彩的構(gòu)成的另外兩個要素。飽和度越高,明度越高,顏色表現(xiàn)越鮮艷;反之飽和度、明度較低,表現(xiàn)則較黯淡。因此,飽和度和明度也是彩葉植物景觀效果的重要評價指標。

      (9) 呈彩期(P9)

      呈彩期是指彩葉植物展示其絢麗色彩的持續(xù)時間。它也是彩葉植物觀賞價值的一項重要指標。

      (10) 彩葉數(shù)量(P10)

      彩葉植物如上所述,具有不同的類型。有些類型的彩葉植物,其全株葉片均為彩色,有些類型,植株只有部分甚至極少葉片呈現(xiàn)彩葉,因此,彩葉數(shù)量的多少也影響其觀賞價值。

      (11) 花型、花色(P11)

      花朵的大小、形狀、顏色、數(shù)量,是植物觀賞價值的重要指標。

      (12) 花香(P12)

      花朵是否能散發(fā)出氣味,其氣味是否芳香,是清淡或是濃郁,對于觀賞者來說,同樣有著重要的影響。

      (13) 果實(P13)

      果實是植物的六大器官之一,果實的觀賞價值,對于植物也具有重要作用。

      (14) 枝干(P14)

      植物枝干的顏色,對于植物的觀賞價值,也具有一定影響。

      (15) 樹姿(P15)

      樹姿是園林構(gòu)景的基本要素之一,對園林境界的創(chuàng)作起著巨大的作用。樹姿對于植物的觀賞價值,也具有重要作用。

      (16) 季相變化(P16)

      植物在一年四季中,能夠表現(xiàn)出勃勃生機或是蕭索別樣。季相變化也是植物觀賞性的一項重要評價指標。

      (17)價格及來源(P17)

      彩葉植物的苗木價格,苗木獲取來源的難易,是其經(jīng)濟性的一項重要指標。

      (18) 更換頻率(P18)

      不同植物的壽命不同,有多年生植物,有一二年生植物。彩葉植物應(yīng)用在景觀綠地上,因為景觀性的需要,對觀賞性達不到要求的植株,經(jīng)常會進行更換,因此植物的更換頻率,也是經(jīng)濟性的一項重要指標。

      (19) 養(yǎng)護難度(P19)

      彩葉植物需要一定的日常養(yǎng)護,其養(yǎng)護所需的精細程度和難度高低,也是評價其經(jīng)濟性的指標。

      1.2.2 構(gòu)建指標層評判標準

      以彩葉植物為評價主體,充分考慮其生態(tài)適應(yīng)性、觀賞性、經(jīng)濟性等因素,通過查閱文獻,借鑒前人方法[9-16]及專家意見咨詢,構(gòu)建出指標層19項指標的評判標準,評分標準采用5分制,其中5分、3分、1分給出明確標準,4分、2分則為相鄰判斷的中間值,具體評分方法如表1。

      表1 彩葉植物指標層評判標準

      續(xù)表1 彩葉植物指標層評判標準

      1.2.3 構(gòu)建判斷矩陣

      判斷矩陣的值反映了人們對各因素相對重要性的認識,一般用數(shù)字1~9來對重要性進行標度,其重要性標度值見表2。

      根據(jù)上述層次結(jié)構(gòu),通過專家咨詢,分別構(gòu)建A-C判斷矩陣(表3)、C1-P判斷矩陣(表4)、C2-P判斷矩陣(表5)、C3-P判斷矩陣(表6)和C4-P判斷矩陣(表7)。

      1.2.4 判讀矩陣一致性檢驗

      運用和積法求解各判斷矩陣,得出單一準則下比較元素的相對權(quán)重,運用算術(shù)平均法計算各矩陣的最大特征根,計算步驟如下:

      (2) 將Wij按行求和得Wi;

      (3) 將Wi歸一化得到W, WW= [W1,W2,…,Wi]T即為所求特征向量判斷矩陣最大特征根;

      (6) 隨機一致性指標RI(表8);

      表2 重要性標度值

      表3 A-C判斷矩陣

      表4 C1-P判斷矩陣

      1.2.5 評價對象綜合評價分值的缺點

      通過綜合評價指數(shù)法得出綜合評價分值,即S=∑Fi×Xi,S表示評價對象綜合評價得分,F(xiàn)i表示某評價指標的得分值,Xi表示某評價指標的權(quán)重值。

      表5 C2-P判斷矩陣

      表6 C3-P判斷矩陣

      表7 C4-P判斷矩陣

      表8 隨機一致性指標RI

      表9 彩葉植物質(zhì)量等級參照表

      1.2.6 評價對象的確定

      通過調(diào)查深圳市18個主要市政公園的彩葉植物,選取深圳市常見的57種彩葉植物(表10)作為評價對象。

      表10 深圳市常見57種彩葉植物名錄

      續(xù)表10 深圳市常見57種彩葉植物名錄

      2 結(jié)果與分析

      2.1 A-C判斷矩陣計算結(jié)果

      根據(jù)以上計算步驟,對A-C判斷矩陣進行一致性檢驗計算,其最大特征根λmax=4.0663,權(quán)向量W= [0.4739,0.2882,0.1780,0.0600]T,CI=0.0221,CR=0.0245<0.1,因此A-C判斷矩陣具有滿意的一致性。

      2.2 C1-P判斷矩陣計算結(jié)果

      根據(jù)以上計算步驟,對C1-P判斷矩陣進行一致性檢驗計算,其最大特征根λmax=4.043 6,權(quán)向量W= [0.519 3,0.200 9,0.078 9,0.200 9]T,CI=0.014 5,CR=0.016 1<0.1,因此C1-P判斷矩陣具有滿意的一致性。

      2.3 C2-P判斷矩陣計算結(jié)果

      根據(jù)以上計算步驟,對C2-P判斷矩陣進行一致性檢驗計算,其最大特征根λmax=6.239 4,權(quán)向量W= [0.425 1, 0.033 1, 0.205 8,0.127 5,0.086 9,0.121 6]T,CI=0.047 9,CR=0.038 6<0.1,因此C2-P判斷矩陣具有滿意的一致性。

      2.4 C3-P判斷矩陣計算結(jié)果

      根據(jù)以上計算步驟,對C3-P判斷矩陣進行一致性檢驗計算,其最大特征根λmax=6.285 4,權(quán)向量W= [0.492 6, 0.137 5, 0.104 8,0.031 7,0.060 3,0.173 2]T,CI=0.057 1,CR=0.046 0<0.1,因此C3-P判斷矩陣具有滿意的一致性。

      2.5 C4-P判斷矩陣計算結(jié)果

      根據(jù)以上計算步驟,對C4-P判斷矩陣進行一致性檢驗計算,其最大特征根λmax=3.009 2,權(quán)向量W= [0.163 8, 0.297 3, 0.539 0]T,CI=0.004 6,CR=0.007 9<0.1,因此C4-P判斷矩陣具有滿意的一致性。

      2.6 C4-P判斷矩陣計算結(jié)果

      根據(jù)以上計算步驟,對C4-P判斷矩陣進行一致性檢驗計算,其最大特征根λmax=3.0092,權(quán)向量W= [0.163 8, 0.297 3, 0.539 0]T,CI=0.004 6,CR=0.007 9<0.1,因此C4-P判斷矩陣具有滿意的一致性。

      2.7 彩葉植物綜合評價方程的確定

      各指標層因子權(quán)重計算出后,再依據(jù)其所在準則層中權(quán)重比例,乘以該準則層權(quán)重,得出每一指標層因子在彩葉植物綜合評價體系中的權(quán)重,見表11。

      表11 準則層(C)及指標層(P)各因子權(quán)重

      根據(jù)上表權(quán)重值,得到彩葉植物綜合評價計算方程為:

      2.8 彩葉植物綜合評價分值及等級

      通過邀請園林專業(yè)教師及學生,根據(jù)表1的評判標準,對表9的57種彩葉植物進行各項指標打分,得出的各項指標的分值,按照彩葉植物綜合評價計算方程計算出其分值S,然后計算出其CEI,確定其等級。57種彩葉植物的分值及等級見表12。

      表12 彩葉植物綜合評價分值及等級

      續(xù)表12 彩葉植物綜合評價分值及等級

      從表12可以看出,花葉艷山姜評分最高,達到3.72分,這與其光照適應(yīng)性強,喜陽且耐一定程度蔭蔽,而且耐水濕,其葉色鮮艷奪目,黃綠相間,花大,具備相當?shù)挠^賞性,因此,花葉艷山姜評分最高。到達I級的除了花葉艷山姜,還有金脈爵床、紅花檵木等12種彩葉植物,屬于品質(zhì)優(yōu)秀的彩葉植物,肖黃櫨等36種彩葉植物,等級達到II級,屬于質(zhì)量良好的彩葉植物,紅心海棠等8種彩葉植物,等級達到III級,屬于中等質(zhì)量彩葉植物,麻楝等級IV級,應(yīng)用價值較差。

      3 討論與結(jié)論

      3.1 討論

      3.1.1 準則層(C層)各因子權(quán)重分析

      在本次彩葉植物綜合評價體系中,準則層按權(quán)重大小依次為生態(tài)適應(yīng)性、葉部觀賞性、其它觀賞性、經(jīng)濟性,總權(quán)重為1。生態(tài)適應(yīng)性(C1)最大,占全部權(quán)重47.39%,是彩葉植物綜合評價體系中最重要的評價因素。彩葉植物生態(tài)適應(yīng)性的好壞,決定了其應(yīng)用的范圍,是決定其生長發(fā)育優(yōu)劣的重要因素。因此,生態(tài)適應(yīng)性是判斷彩葉植物優(yōu)劣的最重要因素。葉部觀賞性(C2)占總權(quán)重28.82%,是排名第二的影響因子,由于彩葉植物以其葉片絢麗多彩的顏色作為主要觀賞特征。因此,葉部的觀賞性對于彩葉植物的質(zhì)量來說,就顯得尤為重要。其它觀賞性(C3)占17.8%的權(quán)重,說明彩葉植物其它觀賞部位,如花、果、枝干甚至季相變化等因素,也對其質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。經(jīng)濟性(C4)占權(quán)重6%,說明經(jīng)濟性也是評價彩葉植物質(zhì)量的一項因素。

      3.1.2 指標層(P層)各因子權(quán)重分析

      在生態(tài)適應(yīng)性指標層中,光照適應(yīng)性(P1)占比最高,占總權(quán)重24.61%,是整個評價體系中占權(quán)重最高的指標,這體現(xiàn)了光照的適應(yīng)性對于彩葉植物來說,是決定其質(zhì)量最為重要的因素。利用彩葉植物進行植物配置造景,首先要考慮的因素就是彩葉植物能否適應(yīng)生境的光照條件。葉面色彩(P5)是彩葉植物觀賞價值最重要的體現(xiàn),因此其權(quán)重排名第二,占總權(quán)重12.25%。水分適應(yīng)性(P2)和耐瘠薄性(P4)兩項指標并列第三,均占9.52%的權(quán)重,這說明這兩項生態(tài)因子也對彩葉植物的應(yīng)用范圍產(chǎn)生重要影響,彩葉植物在應(yīng)用中,也要重點考慮生境的水分特點和土壤類型、質(zhì)量。色彩的三要素色相(P7)、飽和度和明度(P8),他們兩項一起占總權(quán)重9.61%,這體現(xiàn)了彩葉植物的顏色、鮮艷度對其質(zhì)量也產(chǎn)生重要影響?;ㄊ侵参镒顬橹匾挠^賞器官,彩葉植物的花型、花色(P11)也是決定其質(zhì)量的重要因素,占8.77%的權(quán)重。在剩余的指標中,占權(quán)重超過3%的還有溫度適應(yīng)性(P3)、彩葉數(shù)量(P10)、季相變化(P16)、養(yǎng)護難度(P19),這也體現(xiàn)了這四項指標對于彩葉植物的質(zhì)量具有較大影響。

      3.2 結(jié)論

      在彩葉植物評價體系的構(gòu)建中,通過查閱前人研究、專家意見咨詢、彩葉植物種類實地調(diào)查,結(jié)合深圳市的氣候、環(huán)境特點,將生態(tài)適應(yīng)性、葉部觀賞性、其它觀賞性和經(jīng)濟性四項因子作為準則層,將光照適應(yīng)性、葉面色彩、色相、養(yǎng)護難度等19項指標列入指標層,以求最大程度對彩葉植物的質(zhì)量進行客觀評價。同時,還對調(diào)查深圳市57種彩葉植物,根據(jù)本評價體系進行評價,結(jié)果顯示花葉艷山姜、紅花檵木等12種彩葉植物,屬于I級,品質(zhì)優(yōu)秀的彩葉植物,值得廣泛應(yīng)用。肖黃櫨、銀邊山菅蘭、紫葉狼尾草等36種彩葉植物,其等級也達到II級,均屬于深圳地區(qū)品質(zhì)良好的彩葉植物。另外,有紅心海棠等8種彩葉植物,等級III,屬于中等質(zhì)量彩葉植物,麻楝1種彩葉植物,等級IV。

      本次彩葉植物綜合評價體系的構(gòu)建,也存在著一定的不足,如評分標準較難量化,部分指標主要是針對華南地區(qū)的彩葉植物,如溫度適應(yīng)性,在本評價體系中,主要偏向于彩葉植物的耐熱性,因此,評價對象主要是面向熱帶、亞熱帶地區(qū)的彩葉植物。在今后,可以進一步細化指標評分標準,豐富評價指標,以求更為客觀、全面對彩葉植物進行評價。

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