基于AHP的南京城区观赏樱园林价值综合评价
2016-02-08姜卫兵魏家星李长伟
唐 瓴,姜卫兵,魏家星,李长伟,殷 茜
(1.南京农业大学园艺学院,江苏 南京 210095;2.中山陵园管理局,江苏 南京 210014;3.南京中山植物园,江苏 南京 210014)
基于AHP的南京城区观赏樱园林价值综合评价
唐 瓴1,姜卫兵1,魏家星1,李长伟2,殷 茜3
(1.南京农业大学园艺学院,江苏 南京 210095;2.中山陵园管理局,江苏 南京 210014;3.南京中山植物园,江苏 南京 210014)
运用层次分析法,结合定量测定和定性分析,从观赏樱资源的生态价值、观赏价值、社会文化价值和经济价值4个方面提出18项评价指标,构建南京观赏樱园林价值综合评价体系,对南京城区22种观赏樱资源进行园林综合价值评价,进而为南京及周边地区园林绿地中观赏樱资源应用和养护提供理论依据。构建的南京城区观赏樱种质资源园林价值综合评价指标体系中,准则层权重排序为生态价值>观赏价值>经济价值>社会文化价值,因子层权重排序为固碳>释氧>易繁殖性>降温>花量>花冠>适应能力>文化内涵>增湿>花期>水分利用效益>科学价值>花香>药用保健价值>季相变化=株型>应用类型>教育价值;22种观赏樱种质资源综合园林价值的评价结果表明:Ⅰ级(≥3.9),综合园林价值很高的资源有4种,占18%;Ⅱ级(3.1~3.9),综合园林价值较高的资源有11种,占50%;Ⅲ级(≤3.1),综合园林价值一般的资源有7种,占32%;普贤象、日本樱花、大渔樱、垂枝早樱、关山、麦李、红叶樱花、八重红枝垂等资源园林综合价值丰富,较适宜在南京城区园林绿地应用。
观赏樱;层次分析法;园林综合价值;南京
园林植物作为城市绿地的基本材料,在生态文明建设中发挥着举足轻重的作用。园林价值评价应结合现代人居环境需求,注重生态效益、景观美学、文化特性和经济效益等方面。对园林植物尤其是观赏树木进行科学系统的评价和筛选,将有助于生态文明建设,满足城市居民的心理需求,凸显地域性文化特征。
观赏樱资源是我国园林绿地中应用较广泛的春季观赏树木之一,近年来因春季赏樱风潮的兴起,以樱花为主的旅游景点逐渐成为城市名片,观赏樱资源关注度的提升带动了观赏樱资源的开发和利用。目前,国内关于观赏樱资源的研究主要集中在资源调查、种质创新、养护管理、栽培配置等方面。董延梅[1]、王丽勉等[2]对日本晚樱和樱桃的固碳效益进行了测定并与其他常见园林植物进行比较与评价;刘晓莉运用AHP分析法构建了樱花品种观赏性状综合评价指标体系,对樱花品种的花冠、花瓣、花梗和花萼的颜色、数量和尺寸以及花期长短和枝条花量等观赏性状进行评价[3];社会文化价值的研究主要集中在中日樱花文化的对比上;经济价值的评价则以果实经济产值为重点;而对观赏樱资源园林综合价值进行全面评价的研究尚未见报道。我们在前人研究的基础上,采用层次分析法(AHP),构建了南京城区主要观赏樱资源园林价值综合评价体系,针对不同功能需求筛选出综合价值以及单项价值较高的观赏樱资源,以期为未来观赏樱资源在南京城区园林绿地中的推广提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
研究地分别位于江苏省南京中山植物园(118.84°E、32.06°N,海拔48 m)和南京钟山风景名胜区梅花山樱花园(118.85°E、32.05° N,海拔35 m),22种观赏樱在两块地区都均匀分布且自然状况基本一致。2015年3~10月,选取树龄3年以上且相近、生长状况良好、无病虫害的观赏樱代表树,对两个研究地的观赏樱资源进行全面调查,覆盖9个种系的野生种、种和栽培品种,共记录到22种主要观赏樱种质资源。根据南京城区观赏樱种质资源实地调研和文献参考,依照《中国樱花品种图志》[4]和《樱属观赏品种资源调查及部分种与品种SSR分析》[5],将22种观赏樱种质资源按照种系分为9大类(表1)。
1.2 研究方法
1.2.1园林价值综合评价模型构建及评价标准制定 层次分析法自20世纪70年代发展至今,广泛应用于植物评价领域。例如,刘玉莲等[6]构建了13个评价因子的樱花观赏价值评价体系,并对南京地区30个樱花品种的观赏价值进行评价;宁惠娟等[7]以杭州花港观鱼的植物单元为研究对象,从生态、美学、服务3个方面,分析了7种良好的植物配置模式;宋爱春等[8-9]构建了由13个因子组成的北京地区观赏海棠景观价值评价模型和樱花景观价值综合评价模型;郭晨晓等[10]综合了有关生态效益的6个因子,构建出植物群落综合效益评价体系;曲丹等[11]对现代观赏树木综合园林综合价值评价方法进行了初步探究。
评价体系的构建遵循系统性、典型性、科学性、可操作性和综合性的原则,将定量和定性的评价指标相结合,构建了南京城区观赏樱园林价值综合评价的层次结构模型(表2)。模型包含目标层:树种选择应用时具备的综合要求;准则层:植物的生态、观赏、社会文化、经济4个功能;因子层:18个反映植物园林价值特性的
因素;最低层:待评价的观赏樱。各个具体评价指标综合了前人对植物资源园林价值的评价研究和观赏樱园林的应用特性,征求专业学者后制定的。评价指标采用五分制的评分标准(表3)。
表1 22种观赏樱种质资源基本特征
表2 南京城区主要观赏樱种质资源园林价值综合评价体系
表3 各具体评价指标评分标准
1.2.2判断矩阵构建及一致性检验 评价体系的准则层和因子层权重的评判以1~9的比例标度,构建两两对比的判断矩阵,以本专业研究生为调查对象,采用问卷调查的方法对各层因子权重进行专业打分,并计算得出判断矩阵特征向量W和λmax,计算公式为:
矩阵一致性检验判断的标准为:根据λmax计算CI和CR,当阶数大于2时,若CR始终小于0.10,即可认为本判断矩阵满足一致性,否则将重新调整矩阵。
式中,n为判断矩阵阶数,RI为平均随机一致性指标。由此计算出各指标的权重值并对判断矩阵进行一致性检验(表4),形成南京城区观赏樱综合园林价值评价的基础。由同一层影响因子权重计算各影响因子对目标层的权重值,再进行总排序及一致性检验。
1.2.3评价指标定量测定和定性评价 评价体系的准则层包含B1、B2、B3、B4等4个部分,因子层包含18个因子。其中,定量指标C1、C2、C3、C4、C5、C7、C8、C9、C10、C11通过实验测定或者长期观察和养护经验所得数据进行评分,其余指标均为定性指标;生态指标的测定,在试验地选取冠型均匀、生长良好、枝叶茂盛的代表性植株,选择2015年5月中下旬、8月上旬和10月上旬的无风晴天,8:00~18:00每隔2 h在每棵实验植株的南侧树冠外围健康生长枝上部4~6叶位的叶片,运用LI-6400XT便携式光合测定仪测定不同叶片的光合速率和蒸腾速率,重复3次,取平均值作为换算固碳释氧量和降温增湿量等的基础数值[12-13];结合生长期计算每种试验材料(观赏樱)的单位叶面积指数、单位叶面积固碳释氧量、降温增湿量和水分利用效率;其余定量指标数据均为长期观察记录平均数值所得。定性评价方法是通过邀请20位本专业研究生现场根据各种资源照片(花、果、叶、姿态等)、观赏樱资源资料[4-5]以及专业知识进行评分,根据所填写的评分表计算所得[8-9]。
表4 判断矩阵及一致性检验
1.2.4园林价值综合评价计算及等级划分 根据实验测定的定量数值和定性评价打分表格,确定每个种质资源的评价值。计算公式为:
式中,B为某观赏樱种质资源的园林价值综合评价得分值,Fi为某评价因子下的得分,Xi表示某评价因子的权重。将各个观赏樱种质资源的综合园林价值得分作为变量,用SPSS.19软件中的WARD法进行聚类分析,并进行I、II、III级的划分。
2 结果与分析
观赏樱种质资源综合园林价值评价指标权
重以及南京地区22种观赏樱种质资源园林价值综合评价结果见表5、表6。由观赏樱种质资源园林价值综合评价聚类分析树状图(图1)可得22种观赏樱资源总共分为3个等级,其中,Ⅰ级(≥3.9),综合园林价值很高的资源有4种;Ⅱ级(3.1~3.9),综合园林价值较高的资源有11种;Ⅲ级(≤3.1),综合园林价值一般的资源有7种。
表5 观赏樱种质资源综合园林价值总权重
表6 观赏樱种质资源园林价值综合评价等级
图1 观赏樱种质资源园林价值综合评价聚类分析树状图
2.1 评价指标权重值分析
从表5可以看出,在当今人居环境变化的大环境下,园林植物生态价值的关注度高于观赏价值,同时观赏樱资源的经济价值高于社会文化价值,在观赏樱资源不断创新的前提下,资源的文化价值有待提升。不同的观赏樱资源具有多种园林价值,在植物选择过程中,设计师和施工者应根据不同的绿地用途,选择适宜的观赏樱资源。在众多影响因子中,固碳、释氧、易繁殖性是影响较大的3个选择标准,说明在绿地植物配置过程中,植物最本底的生态效益和最实际的经济效益发挥了主导作用,而以花量、花冠、花香为主的观赏特性以及包含了文化内涵和科学价值的文化特征发挥了辅助作用,同时季相变化、株型、应用类型等因素也应涵盖在考虑范围内。
2.2 综合园林价值评价值分析
从观赏樱资源的种系划分来看,不同种系观赏樱资源的园林综合价值差异较大,其中早樱种系和日本樱花种系资源的综合园林价值平均最高,迎春樱种系和晚樱种系单瓣品种群资源的综合园林价值平均最低。同一种系观赏樱资源的园林综合价值总体差异不大,但钟花樱种系的钟花樱、“寒樱”和“大渔樱”差距较大,这主要是因为“大渔樱”生态分值较高,且树形舒展,繁盛期花枝量较大,观赏效果极佳;而“寒樱”生态价值低,花期较短,花量较少,观赏价值偏低;钟花樱虽花冠独特、花期较长,但生态价值较低,因此综合价值偏低。
从观赏樱资源的花期划分来看,早樱的综合园林价值低于中樱和晚樱资源。其原因是早樱资源中除“椿寒樱”具有较多花量外,其余资源的均花量一般,与中樱和晚樱资源相比观赏效果差异较大,且早樱的生态价值(除垂枝早樱外)均低于平均水平。
从观赏樱资源花瓣单瓣和重瓣的划分来看,单瓣资源之间综合园林价值的差异性较大,重瓣资源之间综合园林价值的差异性较小。其主要原因在于单瓣资源的生态价值普遍低于重瓣资源。由于樱桃、“太白”的经济价值以及“椿寒樱”的观赏价值较高,它们的综合园林价值也高于其他单瓣资源。
从观赏樱资源叶色划分来看,叶色红绿与综合园林价值并无明显关系,“红叶樱花”的叶色特殊、适应性强,但生态价值、观赏价值和社会文化价值方面的分值一般,与其他资源相比较没有较大差异。从另一个侧面看,在同等价值的条件下,叶色特殊的资源因季相变化显著,较优于绿色叶资源,因此在植物配置中可以选择“红叶樱花”替代部分资源,以丰富植被群落的景观层次。
从观赏樱资源生活型划分来看,乔木的综合园林价值高于小乔木和灌木。本次调查的22种观赏樱资源中有3种乔木、1种灌木,其余均为小乔木。乔木资源分布于3个等级中,而小乔木中综合园林价值低于3分的资源占比略高于乔木,高于3.9分的占比略低于乔木。由此可见,乔木的综合园林价值略高于小乔木。而唯一的灌木麦李的综合园林价值处于中等水平,与其他资源差距不大。
2.3 应用建议
本研究中,22种南京城区主要观赏樱资源覆盖9个主要樱属种系,园林价值丰富各异,具有良好的推广前景,其中以垂枝早樱、日本樱花、普贤象、大渔樱综合价值较高。根据各个评价指标和园林绿地需求,推荐了较适宜南京及周边地区园林应用的资源(表7),以期为园林景观设计和苗木选育提供参考依据。
表7 南京地区不同园林价值的观赏樱资源推荐
(1)生态功能应用方面:在南京以及周边地区,在同等立地环境、苗木成本和个体条件的基础上,根据用地需求,优先选择生态价值较高的资源,尤其是在城市绿带、医院绿地、养老院绿地、工矿厂区附属绿地、生态防护林、生态保育区等。通过植物本身的光合作用,发挥更好的固碳释氧和降温增湿的功能,缓解城市热岛效应,形成良好的绿地小气候,以实现区域生态建设的稳步推进。
(2)观赏价值应用方面:根据用地要求和空间特性,在主入口、交通节点、游憩带等主要区域种植树形优美、花色奇异的资源,发挥观赏樱点景的作用。可以群植或列植花期和花量相当的资源,例如,日本樱花和大渔樱沿道路种植,烘托氛围,形成樱花景观道;可以在盲人植物园中种植香花资源,丰富盲人的感官体验;可以种植垂枝早樱、八重红枝垂、关山等资源形成良好的夹道景观,并配置枝条优美观赏灌木,形成丰富的景观层次。在盆景园中,可以选择耐修剪的樱桃、垂枝早樱、松月等资源,打造精致典雅的效果。叶色变化的资源,如红叶樱花[14]春季红褐色、秋季橘红色,可以作为点景树使用。在种植设计中,还应注意观赏樱资源和红枫、梅花、海棠等春季花木以及山石、水体的关系,形成良好的植被群落空间。
(3)社会文化价值方面:观赏樱资源原产我国,尤其是观果类的樱桃资源历史悠久,典故颇多。观花类的樱花资源多选育自日本的栽培品种,常常作为中日友好和中日历史的见证。为培养我国自主观赏樱资源,应注重资源创新、驯化和繁殖技术,进而推进我国观赏樱文化的发展。
(4)经济价值利用方面:南京地区天气多变,夏季湿热高温,冬季寒冷干燥,不同观赏樱资源的适应性也有所不同,例如,垂枝早樱、椿寒樱、樱桃等适应能力较强,适宜在南京及周边地区种植。观果为主的樱桃类资源具有良好的市场前景和技术支持,经济价值极高。大岛樱、八重红枝垂、关山和日本樱花都可以食用或制作成工艺品售卖。观赏樱资源与农业旅游结合,打造樱花樱桃旅游品牌,实现旅游区一三产业的结合,将有助于乡村旅游事业发展。
3 结论与讨论
本研究关于观赏樱资源综合评价体系在前人的研究中未见报道。从具体评价内容来看,生态价值方面,董延梅[1]对杭州花港观鱼公园的57种园林树木固碳效益的研究中仅选择了日本晚樱,且研究测定的仅是7~9月的数据,而本研究的资源不仅数量多,且选取了春、夏、秋三季进行生态测定,能优化前人的实验方法,提升评价结果的科学性。观赏价值方面,前人评价结果与本研究结果有相似也有部分差异,其中宋爱春等[9]在北京地区樱花景观价值综合评价过程中得出普贤象和日本樱花都为观赏价值较高的资源。刘玉莲等[6]在关于樱花品种园艺学性状的综合评价过程中认为寒樱和大岛的观赏价值较低,本研究结果与其相似;八重红枝垂和松月的观赏价值超过了椿寒樱、关山和日本樱花,本研究结果与其不同。这主要是因为观赏因子权重有差异,刘玉莲等的研究总结出花型、树形树高和花色是影响观赏樱资源观赏价值的主要因素,而本研究中,花香、花期和季相变化是影响观赏价值的主要因素,同时由于代表树种个体存在差异,研究结果不尽相同。
本研究在现代城市生态变化的大环境下,建立具有综合性、科学性和客观性的南京城区观赏樱资源园林价值综合评价体系,通过系统分析研究观赏樱资源的生态、观赏、社会文化和经济4个方面的价值,对南京城区主要樱资源的综合园林价值进行分析、评价和排序,为园林绿地建设提供指导。但在实际工作层面上,应该更加注重全面性和特殊性的结合。本研究评价体系中的部分指标只涵盖了观赏植物最基本的价值,如花期评价未涉及花期早晚,生态价值未包括碳汇效应[15]、消霾[16]、滞尘[17]、生态修复[18]等方面。同时,本研究评价体系的构建是针对特定范围的观赏樱资源建立,对于南京及周边地区或者气候、土壤等环境因素较相似的同纬度其他地区具有较强参考价值。因此在构建其他地区其他资源的园林综合价值体系时,需要考虑研究对象自身的生物学、植物学以及观赏特性,也需要考虑地区环境基本状况和主要环境问题,在指标因子的选择和权重上进行一定的改良。
我国观赏樱资源未来的发展前景十分广阔,集中体现在以下方面:一是我国观赏樱资源的家族有众多野生类资源亟待开发,通过挖掘野生资源的综合价值,可以培育出更多生态效益高、观赏效果好且适宜各地生长的地域性资源;二是注重早樱资源的开发,早樱均具有花期早的优势,开放时间介于梅花繁盛期和樱花繁盛期之间,且早于海棠和桃花开放,但其综合园林价值较逊色于中樱和晚樱,培育优良的早樱资源迫在眉睫;三是挖掘资源种系与生态效益的关系,通过不断研究和培育,逐步提升观赏樱部分种系的价值,进而提升观赏樱资源整体的综合园林价值;四是提升观赏樱和梅、海棠、桃等观赏花木的杂交技术,培育出更多观花、观果、观枝、观叶的综合型资源;五是在现今樱花潮不断发展的时期,应挖掘并塑造我国的樱花文化,脱离固有的日本樱花情怀,形成有中国特色和历史底蕴的樱花文明。
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(责任编辑 邹移光)
Comprehensive evaluation of landscape value of ornamental cerasus in Nanjing by AHP
TANG Ling1,JIANG Wei-bing1,WEI Jia-xing1,LI Chang-wei2,YIN Qian3
(1.Horticultural College,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China;2.Zhongshan Cemetery Administration,Nanjing 210014,China;3.Sun-Yat-Sen Botanical Garden,Nanjing 210014,China)
Germplasm resources were selected and evaluated by experimental measurement,questionnaire survey and the method of AHP(analytic hierarchy process) with 18 evaluating indicators from 4 aspects ( ecological value,ornamental value,social and cultural values and economic value),to provide scientific theoretical basis for ornamental Cerasus application and conservation in urban green space of Nanjing,with deterioration of the modern city environment.The weight orders of criterion level were ecological value>ornamental value >economic value>social and cultural values.The sort orders on factor weights for the index level were carbon sequestration>oxygen release>r eproduction>cooling>amount of flowers> corolla>adaptability>cultural connotation>humidification>florescence>WU E>scientific value>fragrance> medicinal health value>seasonal change=morphology>application types>educational value.The results of comprehensive landscape value evaluation system showed that there were four high values(≥3.9)of resources with 18%;there were 11 relatively high resources with 50%;there were seven general valued(≤3.1)of resources with values(3.1-3.9)of 32%.Among all the resources,C.serrulata var.lannesiana‘Alborosea’,C.yedoensis (Matsum.) Yu et Li,C.×kanzakura cv.Tairyo-zakura,C.subhirtella‘Pendula’,C.serrulata var.lannesiana‘Sekiyama’,C.glandulosa,C.serrulata var.lannesiana‘Hongye’and C.subhirtella ‘Plena Rosea’had higher comprehensive value,could be widely applied in the modern environment of garden green space in Nanjing.
ornamental Cerasus;AHP;comprehensive landscape value;Nanjing
S685.99
A
1004-874X(2016)12-0176-10
10.16768/j.issn.1004-874X.2016.12.028
2016-09-19
江苏省优势学科建设工程(2011PAPD)
唐瓴(1990-),女,硕士,E-mail:nttl1990@sina.com
姜卫兵(1961-),男,博士,教授,E-mail:weibingj@njau.edu.cn
唐瓴,姜卫兵,魏家星,等.基于AHP的南京城区观赏樱园林价值综合评价[J].广东农业科学,2016,43(12):176-185.