薄 偉 ，王 松 ，付寶春 ，秦國杰 ，康紅梅 ，武 敏 ，王 君 ，劉琛彬

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，山西太原030031；2.太原動物園，山西太原030009）

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市的生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重。加快城鄉(xiāng)生態(tài)建設(shè)，發(fā)展森林城市，拓展綠色宜人的生態(tài)空間已成為根治城市環(huán)境惡化的必然選擇。大同市作為山西省副中心城市、國家歷史文化名城、中國九大古都之一，園林綠化、環(huán)境保護(hù)一直受山西省市兩級政府高度重視，特別是在躋身國家園林城市之后，園林綠地面積大幅度增加，不少城市道路在新建過程中也開始重視園林綠化，城市綠化覆蓋率達(dá)到了41.79%。目前，大同正積極向創(chuàng)建國家生態(tài)園林城市邁進(jìn)。因此，開展含有地被植物的園林植物研究，對改善大同城區(qū)環(huán)境質(zhì)量、建設(shè)生態(tài)園林城市具有重要意義。

園林地被植物作為有效覆蓋地面的低矮植物，具有生長速度快、繁殖能力強(qiáng)、種植范圍廣、養(yǎng)護(hù)管理粗放等特點(diǎn)[1-3]，相比單一綠色的草坪，地被植物可豐富綠地色彩，正是塑造園林景觀、建設(shè)生態(tài)城市的優(yōu)良素材，對其加大開發(fā)應(yīng)用，不僅能增加城市園林綠化覆蓋率、提升植物景觀層次、陪襯和裝飾園景，而且在保護(hù)生物多樣性、實(shí)現(xiàn)城市生物多樣化等方面具有不可替代的作用。

國外對地被植物的研究較早，也取得了一定的成績[4-6]。國內(nèi)對地被植物的研究雖起步較晚，但相關(guān)學(xué)者已開展了多方面的研究工作[7-10]，其中也包括對大同市地被植物的實(shí)地調(diào)查[11-12]，然而調(diào)查范圍僅限于公園、高校等園林綠地，對大同城建完成后的道路、居住區(qū)所應(yīng)用的地被植物種類很少涉及，并缺少合理的評價(jià)體系。近年來，層次分析法（AHP）作為一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法[13]，因其可將主觀判斷導(dǎo)入模型，并加以量化，已廣泛應(yīng)用于園林植物的綜合評價(jià)當(dāng)中[14-16]。

本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上，調(diào)查大同城區(qū)主、次干道綠化帶及典型居住區(qū)中的地被植物種類，采用層次分析法，構(gòu)建評價(jià)體系，將主觀的評價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)換成客觀的定量數(shù)據(jù)，并基于K-Means聚類分析對調(diào)查的地被植物進(jìn)行綜合評價(jià)，以期為大同市建設(shè)園林綠地、創(chuàng)造植物景觀提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

大同位于東經(jīng) 114°34′～122°33′，北緯 39°01′～40°45′，總面積 14 176 km2，海拔 1 000～1 500 m，地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，全年降雨量集中在7—9月，年均降水量僅417.3 mm，冬季漫長寒冷，全年氣溫最低、最高值分別出現(xiàn)在1月（均溫-10.8℃）和7月（均溫21.9℃），為干寒多風(fēng)、溫差較大、自然條件較差的城市，植物的選擇范圍非常有限[12]。

1.2 研究方法

于2018年5—6月，對大同平城區(qū)89條主、次干道綠化帶及具有代表性的12個居住區(qū)園林綠地（新城區(qū)高中低檔小區(qū)、舊城區(qū)小區(qū)）中的觀賞地被植物進(jìn)行實(shí)地線路調(diào)查。記錄數(shù)據(jù)包括調(diào)查地點(diǎn)、植物種類、生長狀況、觀賞特性、株高、適應(yīng)能力等基本信息，并拍攝照片。

1.3 綜合評價(jià)方法

1.3.1 層次分析法構(gòu)建綜合評價(jià)體系 基于大同市道路、居住區(qū)地被植物調(diào)查的具體情況，參考前人的評價(jià)體系[17-19]，并稍作調(diào)整后，構(gòu)建地被植物資源綜合評價(jià)模型（表1）及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

表1 地被植物資源綜合評價(jià)模型

表2 地被植物資源具體評價(jià)指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 確定指標(biāo)權(quán)重和一致性檢驗(yàn) 在咨詢相關(guān)專家、閱讀文獻(xiàn)[17-19]的基礎(chǔ)上，運(yùn)用1～9比率標(biāo)度法，構(gòu)成兩兩比較判斷矩陣，通過計(jì)算判斷矩陣的最大特征根（λmax）及對應(yīng)的特征矢量（W），求得某一層各因素相對于上一層某因素的相對重要性權(quán)值，并通過計(jì)算判斷矩陣偏離一致性指標(biāo)（CI＝（λmax－n）/（n－1），其中，n表示判斷矩陣中具體評價(jià)指標(biāo)的個數(shù)），得到判斷矩陣一致性指標(biāo)（CR＝CI/RI），平均隨機(jī)一致性指標(biāo)（RI）如表 3所示。當(dāng)CR小于0.1時，判斷矩陣才具有滿意的一致性，否則需調(diào)整原始判斷矩陣，直到滿足上述要求[20]，最終得出層次總排序值（表4）。

表3 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)（RI）

表4 標(biāo)準(zhǔn)層P對于目標(biāo)層A的總排序值

1.3.3 計(jì)算綜合評價(jià)值 采用綜合得分（V）評價(jià)目標(biāo)層（A），按照王業(yè)社等[17]的方法計(jì)算V值，即選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)層P1～P10的權(quán)重乘以評分。

2 結(jié)果與分析

2.1 大同市地被植物資源組成及適用生境

通過實(shí)地調(diào)查分析，大同市道路綠化帶及典型居住區(qū)園林綠地共有地被植物36種，隸屬16科31屬（表 5），其中，菊科（11種）、鳶尾科（4種）、百合科（2種）、唇形科（4種）、十字花科（2種），分別占調(diào)查植物總種數(shù)的 30.6%，11.1%，5.6%，11.1%，5.6%。通過統(tǒng)計(jì)大同地被植物的適用生境（表6），發(fā)現(xiàn)喜陽、耐旱和耐寒的觀賞地被植物種類較多，分別占總種數(shù)的69.4%，47.2%和63.9%。如喜陽的地被資源有八寶景天（Hylotelephium erythrostictum）、鼠尾草（Salvia japonicaThunb.）等；喜陰的地被資源有玉簪（Hosta plantaginea）、天人菊（Gaillardia pulchellaFoug.）等；喜濕的地被資源有黃菖蒲（Iris pseudacorusL.）、千屈菜（Lythrum salicariaL.）、留蘭香（Mentha spicataLinn.）等。耐高溫、耐鹽堿地被植物所占比例相同，均為19.4%，而喜陰地被植物僅占總種數(shù)的11.1%。

由表7可知，大同觀賞地被植物以多年生草本種類最多，占總種數(shù)的80.6%。而1年生和2年生草本地被植物數(shù)量較少。這與多年生草本自身繁殖力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)管理粗放，品種資源豐富有關(guān)。

表5 大同市地被植物科、屬、種的構(gòu)成

表6 大同市地被植物適用生境

表7 大同市地被植物生活類型

2.2 大同市地被植物資源綜合評價(jià)

基于層次分析法，對大同觀賞地被資源進(jìn)行綜合評價(jià)，得到綜合評價(jià)分值（表8）。綜合評分排序結(jié)果表明，八寶景天位列第1位，這與其本身表現(xiàn)出較好的生長特性、觀賞特性以及適應(yīng)性相符。采用K-Means聚類分析將地被植物綜合評分值劃分為4級。I級（4.840）：綜合評分值最高，可大面積推廣應(yīng)用，共1種植物，占評價(jià)地被植物總數(shù)的2.8%；II級（4.108～4.518）：綜合評分值較高，可適度推廣應(yīng)用，共16種植物，占評價(jià)地被植物總數(shù)的44.4%；III級（3.537～4.047）：綜合評分值適中，可選擇性推廣應(yīng)用，共14種植物，占評價(jià)地被植物總數(shù)的38.9%；IV級（2.951～3.408）：綜合評分值較低，可小規(guī)模推廣應(yīng)用，共5種植物，占評價(jià)地被植物總數(shù)的13.9%。

從觀賞價(jià)值、適應(yīng)特性、生長特性3個方面的評分來看，觀賞價(jià)值較高的地被植物有美人蕉、八寶景天、蜀葵、鼠尾草、德國鳶尾、秋英、菊芋、玉簪、大麗花等14種；適應(yīng)特性較高的地被植物有蜀葵、二月藍(lán)、夏至草、田旋花、八寶景天、德國矮景天等18種；生長特性較好的地被植物有八寶景天、三七景天、田旋花、德國矮景天、馬藺、射干、夏至草等9種。

表8 大同地被植物綜合評級

2.3 基于評價(jià)結(jié)果與實(shí)際狀況的對比分析

經(jīng)過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，被列入第I級、第II級的地被植物，如美人蕉、蜀葵、八寶景天等，在城市道路綠化帶或小區(qū)綠地中均長勢良好，表現(xiàn)出了較高的觀賞價(jià)值和適應(yīng)特性，理應(yīng)列入優(yōu)先開發(fā)利用的高等級當(dāng)中。第III級、第IV級部分地被植物，如金光菊、松果菊、三七景天，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中存在株型過高、觀葉性較差（金光菊、松果菊）、易倒伏（三七景天）等問題，綜合評價(jià)排名相對靠后，但由于這些植物還具備花色鮮艷、花期長（金光菊、松果菊）、適應(yīng)性好、繁殖能力強(qiáng)（三七景天）等優(yōu)點(diǎn)，通過適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)管理和植物配置，仍可使其發(fā)揮較好的觀賞價(jià)值。

3 結(jié)論與討論

大同城區(qū)主、次干道及典型居住區(qū)園林綠地共有觀賞地被植物36種，隸屬16科31屬，其中，多年生草本優(yōu)勢顯著，共有29種，占該區(qū)地被植物總種數(shù)的80.6%，1年生和2年生草本植物處于次要地位，說明多年生草本是地被植物的主要種群，這類植物品種多數(shù)株型低矮、枝葉密集，可通過布置花壇、花境來裝飾園林景觀，同時較高的地下生物量和固土保水能力也有助于穩(wěn)定生物群落[21]。相比其他科屬，菊科含種數(shù)最多，單科包含11屬11種，成為該地區(qū)地被植物的重要組成部分。同時發(fā)現(xiàn)，單種科有10科，占總科數(shù)的62.5%，科內(nèi)各種可視為該地區(qū)地被植物的主要建群種，也反映了該地區(qū)擁有較為豐富的地被植物種類。

在適應(yīng)性方面，大同地被植物普遍具有較高的耐寒、耐旱能力，且部分地被種類同時具有至少2種適應(yīng)性特征，應(yīng)用前景廣闊。因此，在城市園林中對它們進(jìn)行合理利用，不僅可為城市增加綠量，提升綠化品質(zhì)，營造立體景觀，而且也在提高城市景觀生物多樣性、構(gòu)建城市生態(tài)系統(tǒng)、改善城市生態(tài)環(huán)境等方面具有重要作用[7，22]。

基于層次分析法（AHP）對大同城市道路及居住區(qū)地被植物進(jìn)行了綜合評價(jià)，其中，I級地被植物1種，II級地被植物16種，III級地被植物14種，IV級地被植物5種，I，II級地被植物總數(shù)占總評價(jià)地被植物總數(shù)的47.2%，這些植物具有較好的綜合品質(zhì)，可作為重點(diǎn)品種在適當(dāng)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。當(dāng)然，另有一些地被植物如金光菊、松果菊等，分值較低，但基于合理的養(yǎng)護(hù)管理和植物搭配，依然可以適度種植，在實(shí)際綠化中也達(dá)到了一定的美化效果。而灰綠藜、艾草、野豌豆等地被的綜合評分值均低于其他品種，這是由于這些植物在園林環(huán)境中表現(xiàn)出較差的視覺觀賞價(jià)值所致，實(shí)際應(yīng)用時或作為基礎(chǔ)綠化，或與喬、灌木和其他地被配植，揚(yáng)長避短，但在大同市內(nèi)仍不建議推廣使用。另外，除觀賞特性外，適應(yīng)性在地被植物的評價(jià)中所占權(quán)重較大。因此，今后在選用地被植物時不能僅注重其景觀效果，也應(yīng)多考慮其對種植環(huán)境的適應(yīng)能力。

雖然AHP可將決策者的主觀判斷定量化，克服了定性描述植物性狀的局限性，是目前評價(jià)城市地被植物使用較多的方法[23-24]，但由于其評價(jià)體系中的部分指標(biāo)無法定量測定，僅靠專家學(xué)者主觀判斷，會對最終結(jié)果產(chǎn)生一定影響。因而，這種評價(jià)方法在今后的研究過程中仍需不斷完善。