哈尔滨城市公园植物景观评价

单建萍,胡海辉*,王圣霖,武正阳

东北农业大学园艺学院,黑龙江哈尔滨150030

哈尔滨城市公园植物景观评价

单建萍,胡海辉*,王圣霖,武正阳

东北农业大学园艺学院,黑龙江哈尔滨150030

以哈尔滨的三个典型城市公园兆麟公园、靖宇公园、黛秀湖公园的植物群落景观为研究对象，运用层次分析法（AHP），从植物群落构成、景观美学效果、生态功能方面对公园植物群落的植物物种数、群落结构和物种的丰富度、多样性以及均匀度指数、空气负离子浓度、减噪效果等进行了研究，并建立综合指数评价模型，综合评价哈尔滨城市公园植物群落的景观状况。结果表明：哈尔滨城市公园的植物群落景观评分在在4.80～7.90之间，平均值为6.780。乔灌草结构的针阔混交群落减噪效果最为明显，而乔木层结构或乔木种类较丰富的群落空气净化能力较强。通过研究得出，可以通过丰富中、下层的植物种类和层次或用高篱进行围合来增强群落的减噪效果；通过采用同树种成组或行列式种植的种植模式来提高群落的空气净化效果。

层次分析法;植物景观评价;植物群落

城市公园是为改善城市环境质量和生态健全而规划的绿地系统中的重要组成部分，同时为人们提供公众游览、观光、休憩、开展科学文化及锻炼身体等活动场地[1]。在城市公园中，植物景观占有很重要的地位，配置合理而优美的植物景观不仅能够给游人以美的享受，而且还具备遮荫、减噪、净化空气、吸收有毒气体的功效，从而使植物的功能性、景观性与生态性都能够得到充分的发挥与体现，而且其景观的质量直接关系到园林绿地的整体景观质量。因此，园林植物的景观营造已成为城市园林绿化建设的核心[2-4]。

近些年来，哈尔滨政府对城市公园绿化建设颇为重视，力争建设生态、自然的人工植物景观效果[5]。哈尔滨作为典型的寒地城市，本身会受到气候条件的影响，在植物物种的开发和选用以及景观营造等方面有所限制，同时也要考虑有一定生态功能的综合性植物景观，这样对城市公园景观建设也是一个有难度的挑战。因此有必要对哈尔滨城市公园的植物群落景观进行研究，构建适合的评价体系和评价准则。

目前，对于植物景观的研究有很多，评价方法也各不一致。国外学者主要研究了植物配置、植株空间、栽植密度与景观美景度的关系[6]以及公园的绿地量和覆盖率等研究，并强调植物群落的生态功能的重要性[7]，提出城市绿地审美评价应兼顾绿地的生态系统，美学价值与生态健康成正比等观点[8]。国内一些学者也从植物景观的类型、形态美学、生态功能以及绿地的综合效益等方面运用不同的评价方法进行了研究[9-11]，也有同时结合两种评价方法，如AHP法和灰色关联度法[12]、AHP法和SBE法[13]等对植物景观进行评价。

但在北方，对于哈尔滨的植物景观的评定大部分都侧重于景观视觉的效果和其功能方面[14,15]，评价定性指标偏多，而结合生态方面的景观评价指标来研究哈尔滨城市公园植物群落的应用较少。本文以哈尔滨三个公园的植物群落景观为研究对象，采用多种的定量指标，同时加入两个保健性指标，运用层次分析法（AHP）对群落景观进行评价，多数通过数据分析建立评价标准，避免过度侧重主观性评价因素的影响，从群落景观、生态方面分析哈尔滨的植物群落景观。在分析的基础上，列举出适合哈尔滨的植物生长好、景观优美、同时生态功能优秀的植物群落景观的配置模式，希望为哈尔滨城市公园植物景观的设计、植物的选择和配置提供相应的依据。

1 研究方法

1.1 样地调查

哈尔滨市位于东经125°42′～130°10′、北纬44°04′～46°40′之间，地处黑龙江省南部，属中温带大陆性季风气候。四季分明，年平均气温为-5～5℃，全年无霜期为90～150 d，年平均降水量达350～650 mm，主要集中在夏季[16]。

根据哈尔滨公园的分布情况，选取兆麟公园、靖宇公园、黛秀湖公园3个有代表性的城市公园的植物景观进行调查（见表1），并按照群落类型分类，样方大小设置为20 m×20 m。对每个样方内的乔木、灌木种类、株数、胸径、地径、高度、冠幅，草本层的种类、盖度等内容做详细的调查，并分别记录群落中植物的健康状况、凋落物等特点进行比较；选择天气状况相近的条件下，用TES1350A噪音计声级计对样地进行噪声测定，使用DLY-3F型森林大气离子测量仪对群落空气负离子进行测试。

表1 群落的主要植物组成Table 1 Composition of plants from different communities

编号NO.群落主要树种组成Main tree species composition of community乔木层Arbor layer灌木层Shrub layer草本层Grass layer 14黑皮油松﹑红皮云杉﹑紫椴秋子梨﹑山桃稠李﹑稠李树锦鸡儿﹑暴马丁香﹑紫丁香多年生黑麦草﹑草地早熟禾﹑白三叶15红松﹑黄檗﹑榆树﹑胡桃楸﹑茶条槭暴马丁香高羊茅﹑匍匐剪股颖﹑细叶结缕草16红皮云杉﹑榆树﹑秋子梨毛樱桃﹑东北茶藨子﹑刺玫草地早熟禾﹑匍匐剪股颖17色木槭﹑山槐﹑丛生白桦﹑樟子松暴马丁香﹑榆叶梅﹑刺玫草地早熟禾﹑高羊茅18落叶阔叶混交胡桃楸﹑小叶杨﹑榆树暴马丁香﹑紫丁香树锦鸡儿﹑锦带花高羊茅﹑匍匐剪股颖19榆树﹑山杨﹑紫椴﹑蒙古栎﹑白桦紫丁香﹑红瑞木榆叶梅﹑刺玫﹑锦鸡儿中华结缕草﹑草地早熟禾20榆树﹑山皂荚﹑旱柳﹑茶条槭暴马丁香﹑毛樱桃桃叶卫矛﹑刺玫结缕草﹑草地早熟禾21山桃稠李﹑东北杏﹑榆树﹑李毛樱桃﹑红瑞木珍珠梅﹑榆叶梅草地早熟禾22蒙古栎﹑色木槭树锦鸡儿﹑紫丁香﹑榆叶梅玉簪23乔灌类型针阔混交榆树﹑红皮云杉﹑杜松﹑水曲柳﹑糖槭树锦鸡儿﹑紫丁香﹑刺玫-24落叶阔叶混交榆树﹑茶条槭紫丁香﹑接骨木榆叶梅﹑花楸-25灌木类型落叶灌木-暴马丁香﹑紫丁香-26-树锦鸡儿-群落类型Communities植被类型Vegetation

1.2 数据分析

1.2.1 物种多样性分析方法物种的多样性指数采用Margalel指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数3个指标来衡量植物群落的物种丰富程度、物种多样性特征以及群落物种分布的均匀度，其计算公式为：Margalef指数为，式中，S为群落中的总数目，N为观察到的个体总数；Shannon-wiener指数为，式中；Pielou均匀度指数为，式中H为实际观察的物种多样性指数，Hmax为最大的物种多样性指数，（S为群落中的总物种数）。

1.2.2减噪效果分析方法植物群落的减噪效果用植物群落噪声衰减量，即测试距离噪声值与该处零点噪声值的差值和植物群落噪声衰减率，即植物群落噪声衰减量与该处零点噪声值之比来表示。

1.2.3 空气负离子分析方法对空气质量评价，采用单极系数和日本学者安培等提出的空气质量评价指数值CI[17]，计算公式为：，式中CI为空气质量评价指数；n-、n+为空气负离子浓度、正离子浓度（个·cm-3）；q为单极系数；1000为满足人体生物学效应最低需求的空气负离子浓度（个·cm-3）。

1.3 评价体系的建立

1.3.1 评价指标的建立根据哈尔滨公园的实地调查和前人的研究成果[18-20]，设定4个层次评价指标并建立了综合的评价模型。对指标层的各个指标进行指标权重的计算，邀请10名专家进行打分，选用1～9比率标度法进行指标间两两判断，即1、3、5、7、9分别代表2个因素相比时，一个因素与另一个因素同等重要、稍微重要、比较重要、非常重要、极其重要，2、4、6、8分别表示其中间值，倒数表示两个指标的反比较，然后计算出其最大特征根λmax对应的特征向量W，并计算一致性比例CR＜0.1通过一致性检验，即获得评价指标的权重（见表2）。

1.3.2 评分标准的建立通过详细的调查和研究，对其景观的可度量性进行客观理性的分析，基于数据进行定量化和建立评分标准，使评价更有一定的精确性和结果的实用性，同时也适用于哈尔滨城市公园的景观评价。其中乔灌木数量比率（X1）、花灌木种数比率（X2）、常绿与落叶树种比率（X3）、速生与慢生树种比率（X4）、乡土树种比率（X14）通过对群落调查取得的数据进行统计并计算其比率；物种多样性指数（X5）采用Margalel指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数3个指标来衡量；衰减值（X15）根据测得的数据选20 m减噪值进行分类评分；负离子浓度(X16)根据测得的数据和空气负离子对人体的生物学效应和森林空气离子分级标准划分[21]，但根据城市公园的负离子浓度均值做了适当的调整，建立比较适合的评分标准；空气质量评价指数值（X17）采用国际通用的利用CI值制定的空气清洁度等级标准来建立评分标准（见表3）。

表2 哈尔滨城市公园植物群落景观评价指标以及权重Table 2Assessment scale and index weight of plantlandscape of Harbin Urban Park

表3 哈尔滨城市公园植物群落景观评价指标评分标准Table 3 Evaluation index and score standard of plant landscape of Harbin Urban Park

1.3.3 综合评价指标的建立运用景观综合评价指数法，植物群落景观的综合分值为每个评价因子得分的均值分别乘以因子所对应的权重值，所有因子的得分再相加得到总分值。计算公式为：，式中A为每个植物景观单元的综合评价指数；Fi为评价因子的权重值；Xi为定量或定性评价因子的评分值。

2 结果与分析

依据植物群落景观综合指数模型，计算并获得哈尔滨城市公园植物群落景观综合评价分值和排名情况（见表4）。由此可以看出综合评价分数在4.80～7.90之间，平均值为6.780。其中主要集中在6.00～7.90之间的有20个群落，占总样地数的76%；而在5.00～5.99的群落有5个；小于5.00的群落仅有1个。说明哈尔滨植物景观大体上比较好，但除前几名的群落的综合评分比较高之外，其余的还是在6.00～7.30之间较多，哈尔滨城市公园的植物群落景观仍存在很大的提升空间，应采取积极措施，进一步提高哈尔滨城市公园的植物景观质量。

表4 哈尔滨城市公园植物群落景观综合评价分值以及排名Table 4 Comprehensive evaluation score and ranking of plant community landscape of Harbin Urban Park

依据综合评价分值以及排名表，综合分值在平均值6.780以上的有17个，其中大多数为乔灌草类型的群落，占了82%，其次为乔草类型占11%，最后为乔灌类型，只有灌木类型的群落整体都没有达到平均标准。而植被类型不同的群落评价分值也有差异，针阔混交群落综合评价均值最大为7.189，其次是落叶阔叶混交群落，均值为6.399，最小的为落叶灌木群落，均值为5.428。相比较之下，群落类型为乔灌草类型的针阔混交植物群落整体的评价分值最高，综合性景观效果最好，而灌木群落景观评价分值最低，没有达到一定的景观效果。

从准则层来看，哈尔滨城市公园的植物群落构成和景观美学效果在评分中占得比例较大，最大达到了45%和49%，而生态功能的比例都普遍偏低，这说明哈尔滨城市公园的植物景观都比较偏重于群落植物种类和景观视觉效果，在这基础上也应该重视其生态功能和是否能起到保健功效（见图1）。

根据评价结果，对景观综合评分大于7.50的景观的乔木、灌木的物种和数量进行分析，发现评分高的群落乔灌木数量比率一般在1:3左右，花灌木种数比率一般要大于1:2，常绿、落叶树种比率一般建议比值为1:4～1:6为宜；速、慢生树种比率建议为1:0.5。对于植物景观的设计，应该以植物群落学理论为指导，在植物种类的选择和搭配上要充分考虑公园整体的景观，有主有次，突出群落内的建群种或优势种，而且群落之间要增加一定的联系性和连续性。同时也要考虑生境条件和地势地貌，选择适宜的品种。

从生态功能指标层来看，植物群落均有净化空气质量和减噪的功能。不同植物群落对于空气质量和减噪效果的调节均有很大差异。哈尔滨市的植物景观群落的生态功能整体还算比较稳定，基本能达到减低噪声和空气净化的功能，可以通过提高群落层次和优化群落植物种类使生态效果发挥到最好（见图2）。

经过研究发现，乔灌草结构的针阔混交群落，如群落9（山杨+榆树+红皮云杉+胡桃楸）、群落14（黑皮油松+红皮云杉+紫椴+秋子梨+山桃稠李+稠李）、群落15（红松+黄檗+榆树+胡桃楸+茶条槭）减噪效果比较好，而缺少乔木层、灌木层或建群物种较为单一群落，减噪效果不是很理想，如群落6（稠李+李）、群落25（暴马丁香+紫丁香）、群落26（树锦鸡儿）。减噪效果好的群落中，整体植物的冠幅比较丰满，中、下层植物数量、种类十分丰富，且几乎各层次都有衔接。在种植设计时，可以着重搭配中、下层的种植，上层、中层、下层植物种类比值建议为1:2:2，如上层种植榆树、蒙古栎，中层种植红皮云杉、暴马丁香、稠李、茶条槭，下层种植榆叶梅、金银忍冬、卫矛、小叶丁香等。为了增强效果也可以选择高篱进行空间的围合（见图3）。

图1 植物群落景观评价准则层评分百分比Fig.1 Percentage of principle layer score for plant landscape evaluation

图2 植物群落景观评价生态功能指标评分Fig.2 Scores for the plant landscape evaluation on ecological indexes

图3 高篱围合Fig.3 Enclosing space with high hedgerow

对空气质量调节效果乔木层结构或乔木种类较丰富的群落净化能力较强，而且群落中同一种树成组（见图4和图5）或按行列式均匀种植（见图6和图7）要比单株散植搭配的效果好。同时也要调整好乔木种植密度，约在0.12株·m-2以内，乔灌木过于密植、没有一定林下空间的群落净化效果并不良好（见图8）。其中乔灌草复合结构的针阔混交群落效果相对突出，针叶树种可选用樟子松、红皮云杉、红松，阔叶树种可以选用白桦、山槐、杨树类的效果较好，树种比例大约为1:3，针叶乔木、阔叶乔木和灌木的种植比例大约为2:3:1，即2株针叶乔木、3株阔叶乔木、1株灌木的模式，如群落7（蒙古栎+红皮云杉+山槐+白桦+花楸）、群落9（山杨+榆树+红皮云杉）、群落11（白桦+樟子松+旱柳+茶条槭）。此外，乔木层种类和结构丰富的乔草结构和乔灌结构也有比较强的净化能力，最好乔木层种类大于5种，片层大于4层的效果较为明显的，如群落3（红皮云杉+白桦+山槐+稠李+榆树+紫椴+蒙古栎+杜松）和群落23（榆树+红皮云杉+杜松+水曲柳+糖槭+文冠果）。群落5（垂柳+旱柳）由于是临水景观，空气质量好，负离子浓度也高。

图4 群落中同种树成组栽植Fig.4 Groups of the same trees in a community

图5 种植平面图色木槭+山槐+稠李+榆叶梅+刺玫蔷薇Fig.5 The plan of treesAcer mono+Albizia kalkora+Padus racemosa+Amygdalus triloba+Rose davurica

图6 群落中同种树成行列栽植Fig.6 The same species trees in communities planting as a rank

图7 种植平面图白桦+蒙古栎+山槐+紫丁香Fig.7 The plan of treesBetula platyphylla+Quercus mongolica+Albizia kalkora+Syringa oblata

图8 密度过高的植物群落景观Fig.8 The plant community landscape in high density

3 结论与讨论

1）哈尔滨城市公园植物群落景观综合评价分数在4.80～7.90之间，平均值为6.780；群落类型为乔灌草类型的针阔混交植物群落整体的评价分值最高，综合性景观效果最好，而灌木群落景观评价分值最低；植物群落构成和景观美学效果在评分中占得比例较大，而生态功能所占比例偏低，表明哈尔滨公园在植物景观的设计上忽略了生态功能方面的作用。

2）景观综合评分大于7.50的植物群落生活型比例为：乔灌木数量比率一般在1:3左右；花灌木种数比率一般要大于1:2；常绿、落叶树种比率在1:4～1:6为宜；速、慢生树种比率约为1:0.5。

3）通过对哈尔滨市植物群落景观进行评价和研究，得出可以采用乔灌草结构的针阔混交模式，通过丰富中、下层的植物种类和层次或用高篱进行围合来增强群落的减噪效果；提高群落的空气净化效果可以采用针阔混交的乔灌草复合结构进行植物群落的设计，并且用同树种成组或行列式的种植模式，避免单株散植或种植过密。

本研究弥补了哈尔滨公园植物景观在评价指标的定量化和生态功能研究方面涉及不深入、不全面的情况，但是由于生态调查指标繁多，研究周期较短，所以在生态指标调查、模型构建、生态评价方面或许存在一定的局限性，希望在后续的研究中得以进一步完善与改进。

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Evaluation on Plant Landscape in Harbin Urban Park

SHAN Jian-ping,HU Hai-hui*,WANG Sheng-lin,WU Zheng-yang
College of Horticulture/Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China

This paper focuses on studying indexes of plant species,community structure,species richness,diversity,evenness, aero-anion concentration and the noise reduction effect of plant communities in Zhaolin park,JingYu park,DaiXiuhu park of Harbin with the Analytic Hierarchy Process(AHP)to construct comprehensive evaluation model to evaluate from the aspects of plant community structure,landscape aesthetic effect,the ecological function.The results showed that the scores of plant communities landscape rating were between 4.80 and 7.90,the average was 6.761.The noise reduction effect of the evergreen and deciduous broad-leaved forest communities which had arbor-shrub-grass was the most obvious,and the arbore communities had a strong ability to purify the air.Through the study,the effect of noise reduction can be enhanced by enriching the middle,low level plant species or high hedgerow.The effect of air purification also can be improved by planting the same species in groups or in lines.

Analytic Hierarchy Process(AHP);plant landscape evaluation;plant community

S759.5

A

1000-2324(2015)05-0790-07

2015-04-01

2015-04-13

黑龙江省自然科学基金面上项目(C161203)

单建萍(1990-),女,在读硕士研究生,研究方向为植物景观设计研究.E-mail:happysjp@163.com

*通讯作者:Author for correspondence.E-mail:hljhuhaihui@163.com