基于层次分析法的木本园林植物养护评价

马跃+王宝宁

摘要：城市园林植物的养护管理对于发挥其景观和生态功能有着重要的作用，但仅用主观定性的方法对养护管理成效进行评价是不全面的。采用层次分析法，从观赏性、生长状况和土壤3个方面着手，选择13个直观或监测指标构建木本园林植物的养护管理成效评价体系，探寻了有效而科学地评价园林植物养护成效的方法，这为改善传统评价园林树木的养护成效存在主观性强、科技含量低的状况提供了一种新的评价方法。

关键词：木本园林植物；养护；层次分析法；评价

中图分类号：S684.3+1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）14-2713-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.14.029

Abstract： Maintenance and management of urban garden plant plays important role for developing its landscape， ecological function； but it isn't science that only use the subjective qualitative methods to evaluate the effectiveness of the maintenance management. The maintenance management performance evaluation system of woody landscape plants is constructed by analytic hierarchy process. 13 intuitive or monitoring indexes are selected from three aspects including spectator， growth status and soil to explore an effective and scientific method for evaluating the landscape plant maintenance effect， which provide a new evaluation method changing the situation of strong subjectivity and low technology.

Key words： woody landscape plants； maintenance； analytic hierarchy process； evaluation

城市园林绿化在改善环境质量，维护城市生态平衡，美化城市景观中发挥着重要作用[1]，木本园林植物又是构成城市园林绿地、发挥景观功能和生态效益的主要植物类群，所以加强木本园林植物的养护管理是非常必要的，它直接关系到木本园林植物的景观功能和生态功能发挥的效果。道路绿化相对于公园绿地其环境条件比较恶劣，主要表现为土壤瘠薄，粉尘、烟尘污染严重，并且人行道铺装后造成土壤水分、养分不足，植物的长势普遍较公园绿地差。因此，城市园林绿化建设是三分靠建植栽培、七分靠养护管理[2]，所以加强道路绿化植物的养护管理意义重大。课题组通过对木本园林植物养护管理的成效进行评价，旨在对城市绿化植物养护管理提供科学指导。层次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）是将总是有关的元素分解成目标、约束、标准等层次，然后进行定性、定量分析，通过建立递阶层次结构，把人们的判断转化为若干因素两两之间重要度的比较，构造出第二层因素相对于第一层的比较判断A-B矩阵、第三层因素相对于第二层的比较判断B-C矩阵，然后通过计算判断矩阵的最大特征根（λmax）及对应的特征向量（Wi），计算出某一层各因素对应于上一层某因素的相对重要权重值，从而把难于量化的定性判断转化为可操作的重要度比较[3]。为此，课题组采用层次分析法，探索了一种有效科学评价木本园林植物养护成效的方法，现将结果报告如下。

1 评价体系的建立

本评价体系选择对城市木本园林植物景观及生长势影响较强的观赏性、生长状况及土壤3个因素作为层次分析对目标层的约束层，通过参考国内有关城市道路景观及园林植物综合评价的研究成果[4-6]，建立木本园林植物养护成效评价体系基本框架，具体见图1。

1.1 观赏性（B1）

木本园林植物的观赏性直接关系到园林植物的景观价值，其整体状况可有效反映养护的成效，它包括生长势、冠幅、枯枝和观赏面4个指标，具体如下。

1.1.1 生長势（C1） 主要指植物的生长势，是园林植物树冠、枝叶、树干等各个部分集成的综合反映，是养护成效的重要指标。该指标的获得主要是对植物整体的主观判断，可将指标划分为3个等级。

1.1.2 冠幅（C2） 因为光照或修剪不当等原因，孤植的灌木或乔木会出现树干倾斜或偏冠的现象，既影响植物的稳定性，也影响植物的观赏性，该指标视其偏冠程度又可划分为3个等级。

1.1.3 枯枝（C3） 主要指树冠内枯死的枝条，同时也包括由于修剪不当而残留在树木上面的短截树枝。对该指标的评价是按照枯枝的数量而言，并划分3个等级。

1.1.4 观赏面（C4） 整形的园林植物都要修剪成特定的形状，或平直、或圆润。该指标视其平整度（保持特定形状的程度）且有无缺枝叶（观赏面形成空洞的面积）划分3个等级。

1.2 生长状况（B2）

木本园林植物的生长状况直接关系到园林植物的生态功能发挥，直接反映养护的成效，它包括当年新枝生长量、叶色、虫害、病害4个指标，具体如下：

1.2.1 当年新枝生长量（C5） 不同的园林植物当年新枝生长量不同，该指标以往年枝生长量为参考，分为3个等级。整形植物由于修剪，其新枝生长量无法测定，因而该指标不适用于已经整形植物。

1.2.2 叶色（C6） 叶片变色是指由于叶绿素发育受到破坏，而使叶片的颜色发生改变。叶片变色是树木生长不正常、最直观的症状，可通过描述出现这些症状的叶片数量百分比进行评定，通常分为3个等级。

1.2.3 虫害（C7） 枝叶虫害是园林植物常见问题，严重虫害不仅影响园林植物的生长，也影响园林植物的景观，其危害性依害虫种类不同而不同。根据枝叶被害虫危害所导致的状况确定其受害程度，按照受害枝叶占总枝叶数量的百分比进行描述，一般分为3个等级。

1.2.4 病害（C8） 枝叶病害也是园林植物常见问题，传染性病害会对园林植物群体的生长造成严重的危害。通过观察枝叶形态上表现出的症状确定受害情况，按照受害枝叶占总枝叶数量的百分比进行描述，通常分为3个等级。

1.3 土壤（B3）

土壤是植物生长的载体，为木本园林植物提供了向下生长的空间及必要的支撑，亦是植物生长的水肥供应者，为其正常的生理活动提供所需的养分、水分。该层次包括pH、EC、有机质含量、容重、非毛细管孔隙度等指标，具体如下：

1.3.1 pH（C9） 土壤酸碱度对土壤肥力及植物生长影响很大，不同植物对土壤酸碱度的要求不一样，大多数园林植物喜欢在中性或偏酸性的土壤里生长，有些嗜酸性植物喜欢在强酸性土壤，而有些植物在碱性土壤里生长良好。该指标以大多数园林植物适宜的酸碱度来划分等级。

1.3.2 EC（C10） 用于测度土壤中水溶性盐分的总量，用饱和土浆的电导率表示。土壤中水溶性盐含量（EC）过高，可能会形成反渗透压，这可将根系中的水分置换出来，植物根系因此受到损伤，进而影响对水分和营养的吸收，导致植株出现萎蔫、黄化、组织坏死或植株矮小等症状。该指标以大多数园林植物适宜的EC值来划分等级。

1.3.3 有机质含量（C11） 土壤中动植物残体、微生物及其分解与合成的物质总量为有机质含量。土壤有机质含量可以反映土壤肥力水平的高低。

1.3.4 容重（C12） 指土壤在自然结构状态下，单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量。土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。相同质地的土壤越疏松，容重越小；越紧实，容重越大。

1.3.5 非毛细管孔隙度（C13） 指土壤中大于0.1 mm的孔隙占总孔隙的比例。这类孔隙没有毛细管作用，充满空气，也称通气孔隙。它不具有持水能力，但能使土壤通气、透水。非毛细管孔隙若经常充满水分，则会使土壤中气体正常交换受到影响，不利于植物生长。

2 构造判断矩阵并计算权重

2.1 建立判断矩阵

对指标层的各个指标进行两两比较。按照图1所建立的体系，根据各类指标的作用程度以及重要性不同，建立指标层的各个指标C1、C2、C3……C13间两两判断矩阵。判断矩阵的数值采用二元相对比较的1～9标度法，构造出约束层对目标层的比较判断矩阵，利用方根法计算各矩阵的特征向量，求得权重W值，其结果分别见表1、表2、表3、表4，并计算标准层权重值的总排序，具体见表5。

从表1分析可知，A-Bi判断矩阵的最大特征根检验值λmax=3.053 6，是由A-Bi判断矩阵值输入yaahp层次分析软件运算得到；度量A-Bi判断矩阵偏离一致性的指标CI=（λmax-n）/（n-1）=0.026 8（n=3）；根据1～9比例标度可知，检验判断矩阵一致性的平均随机一致性指标RI=0.58，A-Bi判断矩阵的一致性指标CR=CI/RI=0.046<0.1，则A-Bi判断矩阵具有满意的一致性，不需要进行调整。

从表2分析可知，B1-Ci判断矩阵的最大特征根检验值λmax=4.097 8，是由B1-Ci判断矩阵值输入yaahp层次分析软件运算得到；度量B1-Ci判断矩阵偏离一致性的指标CI=（λmax-n）/（n-1）=0.032 6（n=4）；根据1～9比例标度可知，检验判断矩阵一致性的平均随机一致性指标RI=0.9，B1-Ci判断矩阵的一致性指标CR=CI/RI=0.036<0.1，则B1-Ci判断矩阵具有满意的一致性，不需要进行调整。

从表3分析可知，B2-Ci判断矩阵的最大特征根检验值λmax=4.010 4，是由B2-Ci判断矩阵值输入yaahp层次分析软件运算得到；度量B2-Ci判断矩阵偏离一致性的指标CI=（λmax-n）/（n-1）=0.003 5（n=4）；根据1～9比例标度可知，检验判断矩阵一致性的平均随机一致性指标RI=0.9，B2-Ci判断矩阵的一致性指标CR=CI/RI=0.003 9<0.1，则B2-Ci判断矩阵具有满意的一致性，不需要进行调整。

从表4分析可知，B3-Ci判断矩阵的最大特征根检验值λmax=5.294 7，是由B3-Ci判断矩阵值输入yaahp层次分析软件运算得到；度量B3-Ci判断矩阵偏离一致性的指标CI=（λmax-n）/（n-1）=0.073 6（n=5）；根据1～9比例标度可知，检验判断矩阵一致性的平均随机一致性指标RI=1.12，B3-Ci判断矩阵的一致性指标CR=CI/RI=0.066<0.1，则B3-Ci判断矩阵具有满意的一致性，不需要进行调整。

由以上计算可以得出各评价指标Ci相对于其隶属于准则的权重值，在此基础上，用层次的权重值加权综合，可算出同一层次最高层次相对重要性的排列权值。

2.2 评价指标等级的确定

为应用方便，对各评价指标进行评分，拟定了3分制评价等级，具体见表6。通过实地调查，确定各木本园林植物对于评价因素的得分值，根据各因素的权重即可计算出该种木本园林植物养护成效的综合得分。

3 小结与讨论

课题组建立了木本园林植物养护评价体系，运用层次分析法确定了各指标的相对权重，这可为评价木本园林植物养护管理的成效提供参考。从两两判断矩阵及特征向量W的计算结果来看，生长势、虫害、病害3个指标的权重值较高，是本模型中反映木本园林植物养护成效的重要指标。土壤容量、土壤非毛细管孔隙度2个指标的权重值较低，主要是因为这2项指标都与土壤的水分、空气等因素相关，土壤容重大，孔隙度就小，土壤的水分、空气、热量状况就会较差，因而不利于植物生長，但是这个针对不同植物产生的影响也不一样，比如耐水湿的植物或有气生根的植物就不会受到影响。因此，在评价植物养护成效时，只能作为一个参考指标，不应作为重要的决定性指标。

园林植物的生长受许多因素的影响，植物本身、地下环境、地上环境、养护水平等都会对园林植物的生长产生影响，进而对景观、生态功能的发挥产生影响。作为一个评价园林植物养护成效的评价体系，不可能涉及所有的因素，因而本研究在便于推广应用的前提下，尝试从园林植物外在表现以及赖以生存的土壤所反映的问题出发，以直观或监测指标构建评价体系，为科学地养护管理园林植物提供了一种新思路，也为改善传统方法对于园林植物的养护成效存在主观性强、科技含量低的状况提供了一种新的评价方法。

参考文献：

[1] 赵荣华.城市园林绿化树木的养护管理[J].中国新技术新产品，2010（18）：206.

[2] 孟凡枝.浅谈如何加强城市园林绿化养护与管理[J].现代园艺，2013（13）：145，147.

[3] 汪小飞，关玉梅.运用层次分析法（AHP）对室内观叶植物开展评价研究[J].安徽农业科学，2011，39（32）：19898-19900，19903.

[4] 李昆仑.层次分析法在城市道路景观评价中的运用[J].武汉大学学报（工学版），2005，38（1）：143-147，152.

[5] 李周园，刘艳红，戴腾飞，等.应用层次分析法建立北京市引种乔木评价体系[J].北京林业大学学报，2010，32（S1）：100-104.

[6] 翁殊斐，黎彩敏，庞瑞君.用层次分析法构建园林树木健康评价体系[J].西北林学院学报，2009，24（1）：177-181.