韓君偉

（西南交通大學 建筑與設(shè)計學院，四川 成都 610031）

我國是水資源大國同時也是水資源嚴重緊缺的國家，如何在城市的有限空間中實現(xiàn)雨水收集利用已經(jīng)成了亟待解決的問題。海綿城市的建立，是從解決城市雨澇問題出發(fā)，完善城市雨水管理體系，涵養(yǎng)地下水資源，形成良性水循環(huán)，最大程度的修復生態(tài)環(huán)境。作為海綿城市的實體單元——雨水花園，承載著控制雨洪和優(yōu)化生態(tài)、促進水凈化循環(huán)等主要任務。而如何有效地選擇適宜的植物材料，通過構(gòu)建高效的群落生態(tài)系統(tǒng)達到預期效益具有重要的理論與現(xiàn)實意義。海綿城市的國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”，是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1-2]。雨水花園是眾多生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施中的一種，集雨水利用及景觀效果于一體，是一種生態(tài)高效的雨水利用措施。雨水花園能夠收集滯留雨水，緩解雨水徑流量，降低城市洪澇災害，雨水花園作為LID技術(shù)有效的措施之一，具有削減徑流量、調(diào)峰、延緩徑流速度、雨水凈化的作用，擁有很好的經(jīng)濟、美學、生態(tài)效益。植物由于其同時具有凈化雨水和景觀提升的功能，所以由植物營造的雨水花園成為生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施中重要的角色。

國外對雨水花園的研究主要集中在水文模擬研究、土壤滲透力研究、污染物滯留能力研究、不同植物應用對水文的影響、雨水花園的建造及應用研究等方面。國內(nèi)對雨水花園的研究主要集中在雨水花園的起源與發(fā)展研究、國外優(yōu)秀雨水花園案例介紹、雨水花園的營造技術(shù)研究、雨水花園場試驗及模型構(gòu)建等方面[3-5]。由于雨水花園植物地域性較強，國內(nèi)對雨水花園的植物選擇與設(shè)計研究較薄弱，對雨水花園植物選擇多為定性研究，定量化研究更少，采用AHP（層次分析法）法，通過定性指標的定量化，對于綜合、科學化選擇雨水花園植物具有指導意義。蔡妤、董麗應用AHP方法，研究北京地區(qū)的雨水花園植物選擇，對北京地區(qū)的雨水花園植物選擇提供大量數(shù)據(jù)支撐。本研究應用AHP方法，對雨水花園植物選擇性指標進行量化，選擇合適的雨水花園植物，對指導四川盆地乃至川蜀地區(qū)雨水花園的植物營造和設(shè)計具有指導意義，對實現(xiàn)海綿城市建設(shè)具有舉足輕重的作用。

1 研究區(qū)概況

雅安，四川省地級市，原為西康省省會，位于四川盆地西緣、邛崍山東麓，東靠成都、西連甘孜、南界涼山、北接阿壩，距成都僅115 km。素有“川西咽喉”、“西藏門戶”、“民族走廊”之稱。氣候類型為亞熱帶季風性濕潤氣候，年均氣溫在14.1～17.9 ℃間，降雨多，多數(shù)縣年降水1 000～1 800 mm以上，有“雨城”、“天漏”之稱。濕度大，日照少。年均降水量1 800 mm左右，民間有“雅安天漏”的說法，有雨城之稱，是四川降雨量最多的區(qū)域。除高寒山地外，一般冬無嚴寒，夏無酷暑，春季回暖旱，降水集中于夏季，多夜雨，但大相嶺南北氣候有顯著差異。以雨城區(qū)、漢源城區(qū)為例：前者年均溫16.2 ℃，后者18.0 ℃。前者的一月均溫為6.1 ℃，后者為8.3 ℃。前者的七月均溫為25.4 ℃，后者為26.0 ℃。前者日照1 005 h，后者1 451 h。全市河谷帶無霜期280～310 d，年降水量南北差異顯著。北部多在1 250～1 750 mm之間，南部僅740～760 mm。雨城區(qū)、天全一帶某些年份降水量可多達2 000 mm，為全川多雨中心，故有“雨城”之稱。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

選擇雅安地區(qū)內(nèi)的雨水花園植被進行實地抽樣調(diào)查，選取10 m×10 m的樣方20個，樣地包括北緯30度公園，熊貓綠島公園，姚橋新區(qū)濱江公園，喇叭河森林公園，張家山東城公園等。記錄雨水花園的植物種類、生物學特性、生態(tài)學特性、觀賞特性、抗逆性、去污降污能力等。

2.2 層次分析法

層次分析法（簡稱AHP法），是美國運籌學家匹茲堡大學教授 A.L.Saaty 于70年代初提出的，旨在建立一種能模擬人的思維邏輯 ，將定性分析與定量分析，將主觀判斷與客觀實際有機結(jié)合起來的 一種決策理論方法，使用AHP法分析，首先要把問題層次化 ，構(gòu)成不同等級的一個多層次結(jié)構(gòu)模型[6]。該法也適用于公園、居住區(qū)及道路綠地等園林植物景觀的評價，主要用于確定綜合評價的權(quán)重系數(shù)[7]。

2.3 準則層和指標層的確定

為確定雨水花園植物選擇的指標體系，課題組邀請了多位長期從事園林植物應用的高級工程技術(shù)人員和高校教師進行各指標體系的確定。將觀賞特性、生態(tài)特性、環(huán)保特性3項作為評價體系的準則層，每項再細分，觀賞特性可再分為綠化美化特性、景觀時序性兩個指標層，生態(tài)特性可再分為根系發(fā)達程度、抗旱性 、抗?jié)承?、自我繁殖能?個指標層，環(huán)保特性可再分為鄉(xiāng)土植物、去污降污能力、植物對雨水的截流3個標準層（見表1）。

表1 雨水花園植物評價體系的層次結(jié)構(gòu)模型Table 1 Hierarchical structure model of rainwater garden plant evaluation system

2.4 評價指標權(quán)重的確定

采用二元相對比較的1-9標度法，判斷各指標相對重要性，構(gòu)建雨水花園植物評價體系的判斷矩陣C-A、A1-（D1-D2）、A2-（D3-D6）、A3-（D7-D9）（表2～5），并確定判斷矩陣的一致性。設(shè)λmax是判斷矩陣A的最大特征根，W是其對應的特征向量，求解向量的特征根，所得W經(jīng)歸一化后就得到該層元素相對于上一層某一因素的相對權(quán)重。元素的單層排序權(quán)重和該元素對應的上一層元素的單層排序的乘積即是該元素的總權(quán)重。

2.5 判斷矩陣的一致性檢驗

為保證結(jié)論的合理性和可靠性，結(jié)合專家問卷調(diào)查結(jié)果，對所構(gòu)建的判斷矩陣進行一致性檢驗。

計算公式如下：

RI是平均隨機一致性指標，可查表求得。

當CR＜0.1時，認為判斷矩陣的一致性是可以接受的。

表2 C-Ai一判斷矩陣及一致性檢驗?Table 2 Judgment matrix and consistency test

表3 A1- Di判斷矩陣及一致性檢驗?Table 3 A2-Di Judgment matrix and consistency test

3 結(jié)果與分析

3.1 評價指標選擇結(jié)果與分析

根據(jù)上述研究方法可知，對構(gòu)建雨水花園植物評價體系的判斷矩陣進行一致性檢驗，所有矩陣的CR值均小于0.1，判斷矩陣具有一致性，說明雨水花園的評價體系模型和權(quán)重結(jié)果的確定有有效的，可信的。雅安地區(qū)雨水花園植物選擇與評價指標體系與權(quán)重計算結(jié)果如下（表6），從表6可看出準則層權(quán)重從高到低的排序為生物學生態(tài)特性（0.718）＞觀賞特性（0.156）＞環(huán)境保護功能（0.127）。這說明雨水花園植物的選擇首先考慮的是生物學生態(tài)學特性，兼具生態(tài)學特性和生物學特性的雨水花園植物有利于雨水花園的生態(tài)平衡，其次是植物的觀賞特性。在指標層中，排名前四的是抗旱性（0.370）、抗?jié)承裕?.214）、綠化美化特性（0.099）、去污降污能力（0.098）。說明抗旱性在四川盆地雨水花園植物的選擇中具有重要作用，因為四川盆地春、秋、冬季干旱少雨，雨水主要集中在夏季；抗?jié)承晕痪拥诙驗橛晁▓@的植物要求有短暫的耐水濕特性。同時雨水花園植物屬于景觀營造的重要組成部分，綠化美化特性也具有舉足輕重的作用，植物的去污降污能力對于雨水的凈化吸收，重復利用也具有較重要的生態(tài)學意義。

表4 A2- Di判斷矩陣及一致性檢驗?Table 4 A2-Di Judgment matrix and consistency test

表5 A3- Di判斷矩陣及一致性檢驗?Table 5 A3-Di Judgment matrix and consistency test

表6 雨水花園植物評價體系各層級權(quán)重?Table 6 Layers sorted weights of rain garden plants evaluation system

3.2 賦值的確定與實例分析

在對雅安種植的雨水花園植物進行實地調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇29種已經(jīng)種植的雨水花園植物進行綜合評價。邀請相關(guān)行業(yè)專業(yè)人員和景觀設(shè)計人員按照很好（10分）、較好（8分）、一般（6分）、較差（4分）四個級別對9個指標層進行逐一打分并求平均值，再結(jié)合每項指標的權(quán)重值進行加權(quán)，最后得出每種雨水花園植物的綜合評價值[8-9]。并將總評價值分為4個等級，一級（≥9），一級為雨水花園的首選植物，適應干旱、積水環(huán)境，具有較強觀賞價值，管理容易；二級（7.5～9），雨水花園的較優(yōu)品種，適應性稍差，具有一定的觀賞價值；三級（6～7.5），雨水花園栽植的一般品種，耐水濕和耐干旱能較差，但也可以正常生長；四級（≤6），生長狀況不良，有些甚至是外來入侵的風險，如再力花（表7）。

表7 雅安雨水花園植物綜合評價值Table 7 Comprehensive evaluation of rain garden plants in Ya'an area

4 結(jié)論與討論

在搜集查閱資料的基本上，對雅安境內(nèi)的典型雨水花園進行調(diào)查，采用AHP層次分析法對29種雨水花園植物進行綜合評價并得分，將雨水花園植物分為4級，1級的千屈菜、紅蓼、東方狼尾草、鳶尾、細葉芒、花葉芒是雅安地區(qū)建設(shè)雨水花園的首選植物；4級的再力花、常夏石竹、八寶景天、美人蕉、金雞菊、馬鞭草、大麗花是建設(shè)雨水花園慎重選擇的植物材料；2級和3級的植物根據(jù)雨水花園種植區(qū)不同的水淹情況，選擇合適的區(qū)域如蓄水區(qū)、緩沖區(qū)、邊緣區(qū)進行雨水花園植物的種植[10]，邊緣區(qū)一般種植耐旱的植物，緩沖區(qū)選用有一定的耐淹能力，又有一定耐旱能力的植物品種，蓄水區(qū)種植耐淹能力較強和抗污染能力較好的植物品種。

“海綿城市”推行的雨水景觀工程建設(shè)，正是一種以自然積存、自然滲透、自然凈化為目標來解決城市雨洪問題的新方法，而園林植物作為海綿城市建設(shè)的重要組成部分，對雨水景觀工程功能的實現(xiàn)具有十分關(guān)鍵的作用。因此，在進行海綿城市建設(shè)時應充分考慮植物的耐水濕能力，通過植物的耐水濕實驗成果為雨水景觀工程科學合理的進行植物選擇與設(shè)計提供重要的技術(shù)依據(jù)，同時也是海綿城市能夠更好地發(fā)揮并長期維持其功能的關(guān)鍵。其次，為了實現(xiàn)雨洪控制目標在進行植物配置時應以本地的耐水植物為主，重視對鄉(xiāng)土植物的開發(fā)，還應考慮植物的多樣性、生長環(huán)境、徑流凈化效果和生態(tài)功能，強化植物的造景功能等，營造物種穩(wěn)定、功能健全的生態(tài)系統(tǒng)[2]。

基于AHP方法的綜合評價體系，相對于依據(jù)理論經(jīng)驗的植物選擇，具有易于量化、簡單易行的優(yōu)點[6]，對于雨水花園植物選擇量化綜合研究具有指導意義。但AHP層次分析法在權(quán)重賦值，植物綜合得分方面具有一定的主現(xiàn)性和片面性，雨水花園植物的抗逆性固然重要，但雨水花園作為有效的雨水收集和凈化系統(tǒng)，植物的納污吸污能力在實踐中應綜合考慮。同時，還應清醒認識，雨水花園是一個龐大的系統(tǒng)工程，對花園設(shè)計中鋪裝[2]、綠地[6]、水體[9]、建筑[7]和其他雨水利用設(shè)施[10]提出相應的雨水設(shè)計方案，使各個要素的雨水利用設(shè)施有機的統(tǒng)一起來，共同形成一個更加科學、合理、生態(tài)的雨水利用系統(tǒng)，這樣才能為海綿城市建設(shè)提供強有力的技術(shù)支撐。