肖愛華，馬履一,2，王子成，張 巍，張 興，段 劼,2*

(1.北京林業(yè)大學 林學院，北京 100083；2.北京林業(yè)大學 國家能源非糧生物質原料研發(fā)中心，北京 100083；3.浙江工貿職業(yè)技術學院，浙江 溫州 325000；4.北京交通大學，北京 100044；5.北京師范大學 地理學與遙感科學學院，北京 100875)

校園綠地作為校園環(huán)境的重要要素，合理的規(guī)劃與建設可以很好的展現出一個學校的辦學理念和學術、文化氛圍。它承載著校園的歷史和文化，傳頌著校園的傳統(tǒng)和精神，是校園環(huán)境中生命力和感召力的最大體現，對于校園環(huán)境生態(tài)功能的發(fā)揮、文化內涵的培養(yǎng)、景觀效果的塑造具有重要價值[1]。因此，對大學校園綠化效果進行定量和定性相結合的綜合評價成為了校園合理規(guī)劃的重要前提。近年來，針對校園景觀的評價已經有較多研究[2-5]，但在評價指標的選擇上存在一定局限，評價體系的客觀性、實用性和可推廣度總體不高。本研究基于國內外有關綠化評價指標體系的研究成果，嚴格遵循評價因子選擇的科學性、系統(tǒng)性和可操作性原則，通過運用德爾菲法和層次分析法篩選建立大學校園綠化效果綜合評價指標體系并賦予指標權重，并以北京林業(yè)大學為例對指標體系進行實際驗證，最后根據綠化效果評價總得分分類得出了大學校園的綠化等級。

1 研究地概況

北京市位于華北平原的西北邊緣，背靠太行山余脈和燕山山脈，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)。北京四季分明，冬季受西伯利亞寒流影響，寒冷干燥；夏季受太平洋暖濕氣流影響，溫暖濕潤；春秋兩季短暫。年平均降水量約600 mm，降水集中在7、8月份。北京的地帶性土壤為褐土，形成的地帶性植被類型為暖溫帶落葉闊葉林并有溫性針葉林分布。研究地為位于北京市海淀區(qū)清華東路的北京林業(yè)大學校本部(以下簡稱“北林”)，占地面積46.8 hm2。校園內綠樹成蔭，環(huán)境優(yōu)美，有著獨具特色的校園景觀(圖1)。截止2014年，通過實地調查結合北林生物學院編寫的《北京林業(yè)大學木本植物名錄》，校園內共有植物72科147屬247種，其中被子植物227種，裸子植物19種，針葉樹種18種，闊葉樹種93種。校園內有銀杏、美國梧桐、洋白蠟、刺槐、國槐等樹種形成的特色景觀道路。

圖1 北京林業(yè)大學校園植物景觀Fig.1 Plant landscape of Beijing Forestry University campus

2 研究方法

2.1 評價指標的篩選

遵循“相關性和代表性”、“可測性和可比性”、“簡潔性和全面性”的指標選擇原則，初步確定評價指標，建立評價因子集，構建由準則層、目標層、指標層3個部分組成的指標體系。采用德爾菲法(Delphi Method)對指標進行篩選，其本質上是一種反饋匿名函詢法，基于專家組的專業(yè)知識和豐富經驗，對指標的重要程度評判，最終篩選出重要程度高的指標[6]。采用李克特五點量表法，設計大學校園綠化效果綜合評價指標篩選專家調查表，每個指標的重要值標度為1～5(1代表非常不重要，2代表不重要，3代表不確定，4代表重要，5代表非常重要)。問卷各項評分分別采用算術平均值和變異系數來反映專家對該項指標的打分水平和意見的集中程度。相關的計算公式如下：

(1)

(2)

(3)

2.2 評價指標的權重

層次分析法(Analytic Hierarchy Process-AHP)在處理復雜的決策問題上具有實用性和有效性[7]。通過運用這種方法對所得數據進行處理、構造對比較矩陣和作一致性檢驗，得到各指標的權重排序。向專家組發(fā)放權重調查問卷，將同層次的指標重要性進行對比，問卷設計采用成對比較法和李克特量表的方法，利用語義學標度將重要值程度分為1～9，構造出比較判斷矩陣[8]。判斷矩陣標度如表1所示。

表1 判斷矩陣標度及其含義Table 1 Judgement matrix scale and its meaning

一致性指標(Consistency Index-CI)被用于檢查決策者判斷思維的一致性，CI越大，表明判斷矩陣偏離完全一致性的程度越大，CI越小，表明判斷矩陣的一致性越好。計算公式為：

(4)

式中，λmax為各判斷矩陣的最大特征值，n為判斷矩陣中的階數。判斷矩陣一致性指標的計算公式為：

(5)

式中，CR表示隨機性一致性比率，RI(Random Index-RI)表示矩陣的平均隨機一致性指標，不同階數的判斷矩陣有其相對應的RI值(表2)。

當CR<1時，表明判斷矩陣的一致性處于可以接受的水平；當CR≥1時，表明一致性檢驗不通過，必須重新調整判斷矩陣各元素的值。

表2 1～10階判斷矩陣的RI值Table 2 RI value of 1-10 order matrix

2.3 指標值的測定方法

2.3.1 綠地率 綠地率是指各類綠地用地面積占校園總占地面積的百分比，能夠從二維和宏觀的角度客觀評定校園的綠化效果[9]。綠地率指標由學校綠化科提供。

2.3.2 綠化覆蓋率 綠化覆蓋率是指學校區(qū)域范圍內綠化植物的垂直投影面積總和與校園總占地面積的百分比，可反映出研究區(qū)的綠化水平[10]。根據校本部的區(qū)域范圍，選取2012年9月15日拍攝的衛(wèi)星圖片，采用Google Earth專業(yè)版勾圖測算出綠化植物的垂直投影面積。

2.3.3 人均綠地面積 人均綠地面積是用校園各類綠地面積除以在?？側藬档玫?，反映研究區(qū)的綠化人均情況。

2.3.4 綠量 綠量是對生長中的植物的莖、葉所占據的空間體積的定量描述[11]。本研究認為綠量是三維立體的概念，采用樹冠枝葉所占的空間體積來表示綠量，反映綠地的空間構成合理性和生態(tài)效益水平。自然生長或經過人工修剪的樹冠都具有一定形狀，由此可為不同的樹種選配最接近其典型樹冠形態(tài)的規(guī)則立體幾何圖形(圖2)。對綠量的測算采用簡單隨機抽樣和估計總量的方法[12]：確定北林的主要綠化喬木和灌木植物種類；根據學校主要綠化喬木及灌木樹種的種植量，對每種植物抽取一定數量進行樹冠形態(tài)、冠高、冠幅的實測和記錄；由“冠形-冠高-冠幅”的綠量回歸模型，計算出抽查植物的綠量的平均值[13]；踏查補充每個樹種的實際種植總量，估計出植物的總體綠量。

圖2 樹冠形狀模型Fig.2 Crown profile models

2.3.5 垂直綠化率 垂直綠化是指在各類建筑物和建筑物的立面、欄桿、陽臺、窗臺、屋頂等空間進行多層次、多功能的綠化和美化，具有很高的生態(tài)價值和環(huán)境保護教育價值[14]。為了使指標得到量化和具有可比性，本研究在此將屋頂綠化面積占整個學?？蛇M行屋頂綠化的面積(滿足屋頂綠化設計荷載和安全要求下，目前有可能實施屋頂綠化的屋頂面積)的百分比作為垂直綠化率。

2.3.6 復層綠地比例 喬、灌、草復層結構的綠地在固碳、除塵、降噪、降溫、增濕等方面具有重要生態(tài)作用，有助于維持校園綠地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[15]。本研究中的復層綠地比例為校園綠地中喬-灌-草復層結構的綠地所占的百分比。

2.3.7 綠地養(yǎng)護水平 本研究設計了綠地養(yǎng)護水平評分表，從綠化長勢、衛(wèi)生保潔、整枝修剪、松土除草、病蟲防治、澆灌排水、綠化維護這幾個方面對學校的校門區(qū)、后勤生活區(qū)、道路綠化區(qū)、教學實驗區(qū)進行校園綠地養(yǎng)護管理考評，反映校園的綠地養(yǎng)護水平。

2.3.8 植物物種豐富度 植物物種豐富度是指在一定空間范圍內的物種數目，用來表征校園綠地的植物多樣性和物種豐富程度，能夠反應校園綠地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡[16]。計算采用Gleason指數來表示植物物種豐富度，計算公式為[17]：

(6)

式中，S為綠地生態(tài)系統(tǒng)中植物的種數，A為綠地面積。

2.3.9 鄉(xiāng)土樹種比例 鄉(xiāng)土樹種是指長期適應本地的光照、溫度、降水、土壤等生態(tài)因子的地帶性植物[18]。在1993年修訂版《北京植物志》的記載資料和其他研究統(tǒng)計的基礎上，計算出北林校園內的鄉(xiāng)土植物種數占植物種類總數的百分比，即為鄉(xiāng)土樹種比例。

2.3.10 季相數 季相是表示群落中各種植物的生長發(fā)育隨著一年中氣候的變化而出現周期性的變化，使植物群落在不同季節(jié)表現出相應的外貌特征[19]。本研究將校園所有植物種類的觀賞季節(jié)進行了分類，春季為3月7日到5月10日，夏季為5月11日到10月2日，秋季為10月3日到11月16日，冬季為11月17日到次年3月6日[20]。根據園林植物的觀賞季節(jié)(春、夏、秋、冬)和觀賞部位(形、葉、花、果、干、枝、根)，春季主要觀花、觀嫩葉，夏季主要觀花、觀樹葉，秋季主要觀果、觀葉，冬季主要觀樹干、觀樹形[21]。將這些植物分別分為春景植物、夏景植物、秋景植物和冬景植物這四大類，采用Simpson指數計算季相多樣性指數，即季相數。計算公式如下：

(7)

式中，pi分別為春季觀賞植物種數(i=1)、夏季觀賞植物種數(i=2)、秋季觀賞植物種數(i=3)、冬季觀賞植物種數(i=4)占總觀賞植物種數的比例。

2.3.11 環(huán)境舒適度 本研究設計了大學校園校門綠化區(qū)、道路綠化區(qū)、教學實驗區(qū)和后勤生活區(qū)綠化環(huán)境的滿意程度調查問卷，向校園內生活居住的學生、教職工及家屬發(fā)放，對綠地規(guī)劃建設、植物生長狀況、綠地景觀效果、綠地養(yǎng)護及整潔情況的滿意度進行評價，經統(tǒng)計和標準化之后計算出環(huán)境舒適度指標的得分。

2.3.12 綠視率 綠視率是指在人的視野中綠色所占的比率，它使綠地的視覺質量得到量化，在包括景觀規(guī)劃設計在內的多個學科領域得到了推廣應用[22]。本研究的測算方法為：在晴好的天氣于校園內的十字路口、三岔路口及角點分別布設拍照點，使用數碼照相機(SONY DSC-HX200)的自動模式沿路的方向水平拍攝眼高位置的照片，再用Photoshop CS4軟件的“分析”工具計算每張照片中的綠色部分面積(單位：像素)占整張照片面積的百分比即可得出綠視率[23]。

2.3.13 植物科普效果 注明有植物種名、科名、屬名、產地、用途、花期、果期等信息的植物種類標牌，有利于普及植物知識，使校園環(huán)境更具有科教內涵[24]。用掛牌植物的種數占校園內所有木本植物種數的百分比來表征植物科普效果。

3 結果與分析

3.1 評價指標體系與權重

3.1.1 評價指標體系 向從事城市林業(yè)、城市規(guī)劃與設計、園林植物與觀賞園藝等領域的20位專家采用電子郵件和親自送達的形式發(fā)放了問卷?；诘聽柗品ǖ膶＜覇柧碚{查第1輪問卷回收率為60%，第2輪問卷回收率為100%。指標篩選專家評價均值和變異系數的結果如表3所示，第2輪變異系數Vj基本都小于第1輪，反映出專家的意見越來越集中，專家的意見一致性得到提高；同時，對特定的指標，均值有明顯的提高或降低，說明專家根據第1輪其他專家的意見進行了修改。通過第2輪問卷調查反映的數據，根據可測性與簡潔性原則，結合第2輪的均值與變異系數，選擇重要程度均值在4.00以上的指標構建評價指標體系。最終舍棄4個指標：“植物健康指數”、“古樹名木擁有量”、“美景度”、“綠化經費投入”，并新增加2個指標：“綠地養(yǎng)護水平”及“植物科普效果”，構建出的綠化效果綜合評價指標體系包含4個準則層指標和13個方案層指標(表4)。

3.1.2 指標權重 根據已知的指標層次體系和回收的專家打分意見表，準則層的判斷矩陣和權重如表5所示，可以看出B2綠化質量指標的權重最大(0.360 1)，其次是B4景觀效益指標(0.273 6)，B1基礎指標(0.254 6)排名第3，B3綠化結構指標(0.111 7)排名最后。同理可以得到判斷矩陣B1-C、判斷矩陣B2-C、判斷矩陣B3-C、判斷矩陣B4-C。

表6為5個判斷矩陣的一致性檢驗結果。判斷矩陣A-B、B1-C、B2-C、B3-C以及B4-C的一致性比率CR分別為0.075 9、0.000 0、0.058 9、0.093 0、0.093 0，均<0.1。因此，5個判斷矩陣均具有滿意一致性，指標體系的評價因子集不需要改正。

根據得到的分權重，計算總權重，并進行層次內權重的排序。從表7可看出，指標排名從前到后分別是C11環(huán)境舒適度、C4綠量、C3人均綠地面積、C7綠地養(yǎng)護水平、C12道路綠視率、C8植物物種豐富度、C6復層綠地比例、C2綠化覆蓋率、C1綠地率、C13植物科普效果、C9鄉(xiāng)土樹種比例、C5垂直綠化率和C10季相數。

表3 專家評價均值和變異系數計算結果Table 3 The average values of expert evaluation and CV results

注：【新】是指經過第1輪專家打分后，建議新增的指標。

表4 大學校園綠化效果綜合評價指標體系Table 4 The comprehensive evaluation index system of university campus greening effect

表5 準則層判斷矩陣A-BTable 5 Judgement matrix A-B in criteria layer

3.2 實際評價

3.2.1 基礎指標 根據調查的結果，截止2012年12月，北林的綠地面積為182 908 m2，綠化覆蓋面積為123 784.8 m2，學校占地面積為468 666 m2，學校在校人數為33 419人。由此可得到北林的綠地率為39.0%，綠化覆蓋率為26.4%，人均綠地面積為5.5 m2。

3.2.2 綠化質量指標 綠化質量指標層內分別包括C4綠量、C5垂直綠化率、C6喬灌草復層綠地比例、C7綠地養(yǎng)護水平。

表6 判斷矩陣一致性檢驗Table 6 The consistency check of judgment matrix

根據綠量計算公式，北林綠量的計算結果為855 106.5 m3，除以占地面積468 666 m2，得出單位面積綠量為1.82 m3。

垂直綠化面積(包含屋頂綠化、墻體綠化、攀援綠化)為6 786.05 m2，其中屋頂綠化的面積為791 m2，可進行屋頂綠化的平屋頂面積為45 820 m2，可計算得到垂直綠化率為1.7%。

喬灌草復層綠地面積為17 608.4 m2，除以綠地總面積182 908 m2得出喬灌草復層綠地比例為96.3%。

綠地養(yǎng)護水平的考核分別在2013年4月和7月各進行了1次，對校門綠化區(qū)、道路綠化區(qū)、教學試驗區(qū)、后勤生活區(qū)的主要綠地評分，得到綠化養(yǎng)護水平平均分為87.13分。

表7 評價指標的權重值Table 7 The weight value of evaluation indexes

3.2.3 綠化結構指標 綠化結構指標層中包括C8植物物種豐富度、C9鄉(xiāng)土樹種比例、C10季相數。

據調查統(tǒng)計，校園植物物種數為247種，綠地面積為182 908 m2，帶入Gleason指數計算公式可得到植物物種豐富度為20.39。

校園鄉(xiāng)土樹種(不包括草本植物22種)共有91種，可計算得出鄉(xiāng)土樹種比例為44.4%。

春夏秋冬四季觀賞的植物種數分別為130種、164種、63種、43種，由Simpson指數的計算公式可得到季相數為0.689 9。

3.2.4 景觀效益指標 景觀效益指標層包括C11環(huán)境舒適度、C12綠視率、C13植物科普效果。

環(huán)境舒適度的調查問卷共發(fā)出105份，收回有效問卷103份，問卷回收率98%。統(tǒng)計結果顯示，校門綠化區(qū)得分15.46分，道路綠化區(qū)得分15.37分，教學試驗區(qū)得分14.20分，后勤生活區(qū)得分14.07分，標準化后校園環(huán)境舒適度總得分73.88分。

綠視率調查共布設43個點，共計處理146張照片，得出綠視率平均值為41.0%。

據研究統(tǒng)計，校園掛牌的樹種共計97種，除以木本植物總數205種得到植物科普效果為47.8%。

3.2.5 綠化效果總評分值 結合查閱文獻及出臺的有關綠地標準來確定各指標的標準值。其中綠地率、綠化覆蓋率及人均綠地的標準值來源于《國務院關于加強城市綠化建設的通知》(國發(fā)[2001]20號)，分別為40%、35%和6 m2；綠量的標準值則取自北京市海淀區(qū)的綠量研究結果，為每平方米土地面積的綠量為0.3 m3[25]；垂直綠化率的標準值參考自《綠色生態(tài)住宅小區(qū)建設要點與技術導則》(建設部住宅產業(yè)促進中心)；植物物種豐富度參考自喬灌草群落結構綠地的Gleason指數研究成果，標準值為9.02[26]；鄉(xiāng)土樹種比例的標準值取自《國家生態(tài)園林城市標準(暫行)》。研究表明，當綠視率達到25%時，人的感覺最為舒適[27]。復層綠地比例、季相數、環(huán)境舒適度、植物科普效果的標準值為各指標的滿分，如100%、1或100。

在完成13個指標數據的獲取與測量后，將計算值與各個評價指標的標準值進行比較，從而得到各指標的得分，最后將得分乘以各指標的權重，加和得到北林綠化效果的綜合評價總分為84.34分，如表8所示。其中綠量、植物物種豐富度和綠視率這3項指標得分為滿分100分。

以大學校園綠化效果綜合評價總得分為等級劃分依據，參照差值百分比分級法和相關文獻[28]，將綠化效果分為4個等級：>80分為“優(yōu)”；70～80分為“良”；65～70分為“中”；<65分為“差”。北林綠化效果評價總分84.34分，因此綠化效果評定等級為“優(yōu)”。

4 結論與討論

本研究基于德爾菲法和層次分析法，建立了一套定量與定性相結合的評價指標體系。該體系包括了基礎指標、綠化質量指標、綠化結構指標、景觀效益指標等4個評價準則；綠地率、綠化覆蓋率、人均綠地面積、綠量、垂直綠化率、復層綠地比例、綠地養(yǎng)護水平、植物物種豐富度、鄉(xiāng)土樹種比例、季相數、環(huán)境舒適度、綠視率、植物科普效果等13個評價指標，并采用該評價指標體系對北林進行了評價。結果顯示，北林的綠化效果綜合評價總分為84.34分，綠化效果等級評定為“優(yōu)”。

表8 北京林業(yè)大學綠化效果綜合評價結果Table 8 The comprehensive greening effect evaluation result of Beijing Forestry University

分析得到的定量化評價結果，可為校園綠化工作提供依據。以北林為例，每項指標的評價結果顯示其綠化水平還有一定的提升空間，具體可從提高垂直綠化率、不同種類植物的季相搭配等方面著手，進一步提高校園綠地率，增加人均綠地面積。今后綠化工作應以種植鄉(xiāng)土植物為主，適量引種，優(yōu)化植物綠化植物空間結構和組成，增加綠地植物多樣性，同時應加強后期養(yǎng)護管理。植物的季相變化除了考慮“三季有花，四時有景”的觀賞價值，還應考慮和發(fā)揮生態(tài)和人文教育等多功能，通過綠化來創(chuàng)造校園植物文化氛圍，渲染學校辦學特色和人文精神，提高校園植物的科普價值。此外，校園的綠化環(huán)境與養(yǎng)護管理密切相關，北林還應繼續(xù)加強綠地養(yǎng)護工作的投入，總體提升校門綠化區(qū)、道路綠化區(qū)、教學實驗區(qū)和后勤生活區(qū)的綠化質量和環(huán)境舒適度。

建立的大學校園綠化效果綜合評價指標體系可定量評價大學校園及其他單位的綜合綠化效果，具有一定的可操作性和推廣性，在相關單位開展綠地規(guī)劃、改造和管護工作中，可以以該指標體系為基礎，首先從二維、三維、科普角度全面、客觀的評價當前綠化效果，據此提出有針對性的綠化方案。

評價體系的可靠性、科學性與調查資料的準確性和數量密不可分。本研究由于受到資料和研究條件的限制，部分指標測定方法還可繼續(xù)優(yōu)化。