摘 要:以超旱生灌木沙冬青在園林應(yīng)用中的植物景觀價值為研究對象,從植物的觀賞特征、資源潛力、生態(tài)適應(yīng)、抗逆性、其他價值等主要的制約因素入手,利用層次分析法(AHP)構(gòu)建植物景觀價值評價綜合模型,并運用模型對沙冬青在園林應(yīng)用中的植物景觀價值進行綜合評價。結(jié)果表明:標準層23個因素中觀果價值(0.452 8)、再生能力(0.392 3)、適應(yīng)環(huán)境(0.376 4)、耐沙埋性(0.242 9)、水土保持(0.285 8)等指標的權(quán)重較大,分別對沙冬青觀賞價值、資源潛力、生態(tài)適應(yīng)、抗逆性和其他價值等約束層的影響較為顯著;約束層權(quán)重最大的是抗逆性(0.392 6),隨后依次是生態(tài)適應(yīng)(0.303 9)、資源潛力(0.147 2)和觀賞價值(0.092 9),其他價值(0.063 5)的權(quán)重最?。粡目倷?quán)重可以看出,適應(yīng)環(huán)境(0.114 3)、分布范圍(0.091 6)、耐沙埋性(0.085 6)這3個指標的排位比較靠前。
關(guān)鍵詞:沙冬青;耐旱性;植物景觀;層次分析法
中圖分類號:S687;F326.133 文獻標識碼:A 文章編號:1006-060X(2023)02-0063-06
Abstract: To comprehensively evaluate the landscape value of a super xerophytic shrub Ammopiptanthus mongolicus in garden application, this study, based on the main restrictive factors including ornamental characteristics, resource potential, ecological adaptability, stress resistance and other values, has constructed a comprehensive evaluation model of plant landscape value using the analytic hierarchy process (AHP). The results showed that among 23 factors of the criterion layer, fruit ornamental value (0.452 8), regenerative capacity (0.392 3), environmental adaptability (0.376 4), tolerance to sand burial (0.242 9), water and soil conservation (0.285 8) had greater weights with significant impact on the constraint layer consisting of ornamental value, resource potential, ecological adaptability, stress resistance and other values of Ammopiptanthus mongolicus. Among indicators of the constraint layer, stress resistance had the greatest weight (0.392 6), followed by ecological adaptability (0.303 9), resource potential (0.147 2), and ornamental value (0.092 9), while the weight of other values was the lowest (0.063 5); seen from the total weight, the three indicators, namely, environment adaptability (0.114 3), distribution range (0.091 6) and resistance to sand burial (0.085 6) ranked ahead.
Key words: Ammopiptanthus mongolicus; drought tolerance; plant landscape; analytic hierarchy process
隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國城市建設(shè)的發(fā)展目標和模式也逐漸向著綠色環(huán)保、生態(tài)循環(huán)以及園林城市、花園城市的方向發(fā)展,鄉(xiāng)村也開始向著美麗新農(nóng)村方向發(fā)展。高質(zhì)量高標準城鄉(xiāng)園林綠化景觀的實現(xiàn)對備選植物提出了更高的要求,三季有花、四季常綠的景觀將成為世界園林綠化景觀發(fā)展的必然趨勢[1-4]。喬、灌、草搭配而成的園林造景方式,雖然生態(tài)效果和美化功能較好,但相對來說耗水量較高,應(yīng)用抗旱性較強的喬灌木植物品種是緩解此矛盾的一條重要途徑[5-8]。
沙冬青是古地中海第三紀殘遺珍稀的植物種類和亞洲荒漠區(qū)特有的瀕危植物種類,同時也是我國西北干旱地區(qū)唯一的、可用于園林綠化的超旱生常綠闊葉灌木。首先,該植物四季常青、耐修剪,有較高的觀賞價值,既可以作為綠籬圍蔽空間,又可作為孤賞樹形成建筑周邊的配景,還可以應(yīng)用于道路綠化,形成綠化分隔帶。它還是一種蜜源植物,非常耐干旱、耐寒、耐鹽堿化、耐貧瘠,在改善荒漠環(huán)境方面效果顯著[9-12];而且它的根瘤還有較好的固氮作用,可以改良土壤、保持水土;其種子和枝葉還可作為特殊生物堿和黃酮類物質(zhì)的提取原料,具有一定的經(jīng)濟效益[13-15]。
植物景觀是指植被、植物群落、植物個體等表現(xiàn)的形象通過人們的視覺、聽覺、嗅覺和觸覺等人體傳感器官傳到大腦皮層,產(chǎn)生一種美的感受和聯(lián)想。目前,關(guān)于植物景觀的評價多應(yīng)用一些定性和定量結(jié)合的方法,其中最為常用的是層次分析法(AHP),層次分析法在解決科學問題中具有系統(tǒng)性、層次性和綜合性等特征,是“基于專業(yè)設(shè)計”的審美態(tài)度,根據(jù)植物群落的構(gòu)成要素和功能要求,確定評價模型,各指標因子包含的信息更全面[16-22],對人決策的思維過程進行量化的模擬,化簡權(quán)重計算過程,使決策與分析更具簡潔性、科學性和實用性[23-25],層次分析法也是園林景觀質(zhì)量評價的常用方法。該研究就是以超旱生灌木沙冬青在園林應(yīng)用中的植物景觀及其價值為研究對象,從植物的觀賞特征、資源潛力、生態(tài)適應(yīng)、抗逆性、其他價值等主要的制約因素入手,利用層次分析法(AHP)構(gòu)建植物觀賞性評價及景觀價值評價綜合模型,并運用評價模型對園林應(yīng)用中的沙冬青植物景觀及其價值進行綜合評價。
1 榆林地區(qū)沙冬青植物景觀價值評價層次結(jié)構(gòu)的分析與建立
首先,根據(jù)超旱生灌木沙冬青在園林應(yīng)用中的植物景觀特點建立評價模型(圖1),模型分為目標層(A)、約束層(C)、標準層(P)。
1.1 目標層(A)
目標層即沙冬青在園林應(yīng)用中的植物景觀價值,通過模型分解其影響因素,從而滿足榆林及其周邊干旱半干旱地區(qū)城市園林綠化應(yīng)用需求。
1.2 約束層(C)
限制沙冬青在園林植物景觀中應(yīng)用的各種因素,包括生物學、造園學、生態(tài)學、美學等方面。該模型從觀賞價值、資源潛力、生態(tài)適應(yīng)、抗逆性、其他價值5個方面對沙冬青進行評價。
1.2.1 觀賞價值(C1) 沙冬青以其特有的形態(tài),如整體形態(tài)特征、觀葉價值、觀花價值、觀果價值、色彩、季相等向人們傳播的視覺、嗅覺和觸覺等美學信息,其質(zhì)量直接關(guān)系到吸引公眾的數(shù)量及其被喜愛程度。
1.2.2 資源潛力(C2) 開發(fā)利用沙冬青植物資源必須是在保護的前提下根據(jù)資源的數(shù)量、園林景觀綠化中適用范圍、管理的難易程度及再生能力等實際情況進行。它決定著沙冬青植物資源在園林景觀營造中使用的規(guī)模和前景。
1.2.3 生態(tài)適應(yīng)(C3) 主要反映沙冬青植物資源自身的品質(zhì)、生長情況、繁殖難易程度、可適應(yīng)的植地環(huán)境,它影響著沙冬青植物資源在園林景觀營造時開發(fā)利用的情景、范圍和難易程度。
1.2.4 抗逆性(C4) 主要反映沙冬青植物資源在園林景觀營造中表現(xiàn)出的抗寒性、抗旱性、抗病蟲害性、耐貧瘠性、耐鹽堿性、耐沙埋性。
1.2.5 其他價值(C5) 主要反映沙冬青植物資源在園林景觀營造中表現(xiàn)出的其他價值,例如:是否可作為蜜源,是否能入藥,對土壤及大氣是否具有調(diào)節(jié)作用(固氮、土壤改良和水土保持等)。
1.3 標準層(P)
依據(jù)約束層的選擇標準篩選出23個因素,運用定性和定量評價相結(jié)合的方法,確定不同因素的分值,作為評價指標,如表1所示。
通過專家打分,沙冬青各項指標平均得分3.36分,尤其在抗旱性和耐沙埋性以及生長適應(yīng)性等方面得分較高,說明沙冬青在干旱半干旱地區(qū)園林應(yīng)用中具有良好的應(yīng)用前景。
2 榆林地區(qū)沙冬青植物景觀價值評價方法
邀請陜西省榆林學院園林專業(yè)教師、研究生和本科生共30人,利用SPSS軟件,建立目標層(A)、約束層(C)和標準層(P)之間的4個判斷矩陣,對評價指標兩兩之間進行比較,判斷矩陣均通過一致性檢驗,將最后得出的計算結(jié)果作為最終的綜合權(quán)重。為了將比較判斷定量化,層次分析法引入了1~9標度法(表2),并寫成判斷矩陣形式:A=(bij)n×n,其中,bij>0,bij=1/bji,bii=1。而B是A的互補判斷矩陣。
在判斷指標的重要性時,要求判斷協(xié)調(diào)一致,不至于出現(xiàn)相互矛盾的結(jié)果,即分數(shù)1、3、5、7、9分別表示一般、較好、好、很好、特別好的含義。為了保證判斷矩陣的相容性,判斷矩陣一致性指標CI和隨機一致性比率CRC須滿足下面的條件。
當CRC≤0.1時,可以認為判斷矩陣具有較為滿意的一致性;否則需要對矩陣進行調(diào)整,使它具有滿意的一致性。
3 榆林地區(qū)沙冬青植物景觀價值評價
3.1 約束層(C)層次分析結(jié)果
由表4可知,各約束層的權(quán)重由大到小排列依次為C4>C3>C2>C1>C5,層次分析法計算結(jié)果顯示,最大特征根為5.147,查到對應(yīng)的RI值為1.11,因此CR=CI/RI=0.033<0.1,通過了一次性檢驗。這表明沙冬青在榆林及其周邊干旱半干旱地區(qū)城市園林綠化應(yīng)用時其抗逆性是最重要的影響因素。
3.2 標準層(P)層次分析結(jié)果
3.2.1 觀賞價值 由表5可知,C1層各指標的權(quán)重由大到小排列依次為P4>P3>P2>P1,層次分析法計算結(jié)果顯示,最大特征根為4.215,查到對應(yīng)的RI值為0.882,因此CR=CI/RI=0.082<0.1,通過了一次性檢驗。
3.2.2 資源潛力 由表5可知,C2層各指標的權(quán)重由大到小排列依次為P8>P7>P6>P5,層次分析法計算結(jié)果顯示,最大特征根為4.105,查到對應(yīng)的RI值為0.882,因此CR=CI/RI=0.040<0.1,通過了一次性檢驗。
3.2.3 生態(tài)適應(yīng) 由表5可知,C3層各指標的權(quán)重由大到小排列依次為P12>P11>P10>P9,層次分析法計算結(jié)果顯示,最大特征根為4.152,查到對應(yīng)的RI值為0.882,因此CR=CI/RI=0.058<0.1,通過了一次性檢驗。
3.2.4 抗逆性 由表5可知,C4層各指標的權(quán)重由大到小排列依次為P18>P17>P16>P15>P14>P13,層次分析法計算結(jié)果顯示,最大特征根為6.317,查到對應(yīng)的RI值為1.25,因此CR=CI/RI=0.050<0.1,通過了一次性檢驗。
3.2.5 其他價值 由表5可知,C5層各指標的權(quán)重由大到小排列依次為P22>P23>P21>P20>P19,層次分析法計算結(jié)果顯示,最大特征根為5.192,查到對應(yīng)的RI值為1.12,因此CR=CI/RI=0.043<0.1,通過了一次性檢驗。
3.3 綜合評價結(jié)果
利用SPSS軟件對構(gòu)建的判斷矩陣進行計算和一致性檢驗,得到榆林及周邊干旱半干旱地區(qū)園林中沙冬青植物景觀價值評價各級指標權(quán)重。由表6可知,標準層23個因素的權(quán)重由大到小排列依次為P12>P11>P18>P17>P16>P10>P8>P15>P7>P14>P4>P9>P3>P6>P13>P22>P2>P5>P23>P21>P20>P1>P19,其中,觀果價值(0.452 8)、再生能力(0.392 3)、適應(yīng)環(huán)境(0.376 4)、耐沙埋性(0.242 9)、水土保持(0.285 8)等指標的權(quán)重較大,分別對沙冬青觀賞價值、資源潛力、生態(tài)適應(yīng)、抗逆性和其他價值等約束層的影響較為顯著;約束層權(quán)重最大的是抗逆性(0.392 6),隨后依次是生態(tài)適應(yīng)(0.303 9)、資源潛力(0.147 2)和觀賞價值(0.092 9),其他價值(0.063 5)的權(quán)重最??;從總權(quán)重可以看出,適應(yīng)環(huán)境(0.114 3)、分布范圍(0.091 6)、耐沙埋性(0.085 6)這3個指標的排位比較靠前。
4 結(jié)論與討論
通過建立榆林地區(qū)園林應(yīng)用中沙冬青植物景觀價值評價指標體系,利用SPSS軟件模擬得出影響沙冬青景觀價值體現(xiàn)的各影響因素的權(quán)重比例,發(fā)現(xiàn)沙冬青具有較強抗逆性是其在榆林地區(qū)園林中廣泛應(yīng)用的重要原因。
評價結(jié)果顯示,約束層各因子權(quán)重由大到小排列依次為C4>C3>C2>C1>C5。這與“沙冬青具有良好的抗旱性、抗旱性、耐瘠薄和耐沙埋性,在榆林城區(qū)、鄉(xiāng)村、礦區(qū)、野外沙地等環(huán)境中都可以應(yīng)用,適用性強”的表現(xiàn)相一致??鼓嫘允怯绊懹芰值貐^(qū)園林應(yīng)用中沙冬青植物景觀質(zhì)量的主要因素,游客和景觀設(shè)計師更注重于利用其改善環(huán)境。植物景觀中生態(tài)適應(yīng)權(quán)重大于觀賞價值、資源潛力和其他價值,表明園林植物在景觀營造中所產(chǎn)生的視覺觀賞需求雖然很重要,但是人們也越來越重視植物景觀對生態(tài)環(huán)境的作用;資源潛力也是限制沙冬青園林應(yīng)用的重要因子,排位第三,所以在后期的沙冬青園林應(yīng)用中,需要解決的一個重要問題就是擴大沙冬青的種植規(guī)模,不斷探索適宜沙冬青繁殖養(yǎng)護的方法,保護及發(fā)展沙冬青的種質(zhì)資源。
評價結(jié)果顯示,標準層各因子權(quán)重由大到小排列依次為P12>P11>P18>P17>P16>P10>P8>P15>P7>P14>P4>P9>P3>P6>P13>P22>P2>P5>P23>P21>P20>P1>P19。標準層中影響沙冬青觀賞價值的因素主要是觀葉價值、觀花價值、觀果價值,超過沙冬青的整體形態(tài)特征所產(chǎn)生的景觀效果。資源潛力中再生能力和適用范圍這2個因子更為重要,超過資源數(shù)量和管理難易,說明發(fā)展沙冬青的種質(zhì)資源必需先解決沙冬青再生繁殖的問題。適應(yīng)環(huán)境和水土保持這2個因子在生態(tài)適應(yīng)和其他價值中權(quán)重值最高,也充分表明了沙冬青可以在榆林地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護中發(fā)揮巨大的作用。
該研究中對于景觀評價因素的選擇仍具有一定的主觀性,而且各因素沒有統(tǒng)一的參照標準。因此,評價體系層次結(jié)構(gòu)是否嚴謹完善,專家組對約束層和標準層各因子重要性的評判結(jié)果是否合理,專家的構(gòu)成及專家數(shù)量是否恰當,評價指標評分標準、評價重點描述是否科學等都需要在后期的實踐過程中逐步完善。
另外,沙冬青還沒有大面積應(yīng)用于榆林地區(qū)園林景觀設(shè)計中,除了缺少成系統(tǒng)的評價體系以外,沙冬青的引種繁育關(guān)鍵技術(shù)不成熟也是主要影響因素之一,在后續(xù)研究中應(yīng)重點關(guān)注這一問題。
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(責任編輯:張煥裕)