基于层次分析法的寒地雨水花园植物选择研究★

吴 妍 仲昭婷

(东北林业大学园林学院,黑龙江 哈尔滨 150040)

随着城市化的发展和城市非渗透表面的增加，造成了城市内涝、径流污染以及地下水位下降等问题[1]。为解决城市内涝问题，一些发达国家经过长期探索和研究，提出了低影响开发、绿色雨水基础设施等雨洪管理理念及技术措施[2]。雨水花园是自然形成或人工建造的浅凹绿地，通过合理的植物材料和沙土的综合作用，对雨水径流进行收集和净化，涵养地下水或用于补给城市用水[2,3]。由于雨水花园建造成本较低且兼具良好的景观功能和生态功能，近年来日益受到业内人士的关注[3]。

植物是雨水花园实现景观功能和生态功能的重要元素，但目前国内对雨水花园的研究多为雨水花园营建、雨水花园性能试验研究、雨水花园应用实践3个方面，针对雨水花园植物材料选择方面的研究相对薄弱[4]。因此，根据哈尔滨的气候特征，本文针对哈尔滨市首个海绵城市建设示范项目——群力健康生态园中的雨水花园植物材料进行研究，建立了雨水花园植物应用的评价体系，从植物的生长特性、观赏特性、生态适应性及经济性4个方面，运用层次分析法(AHP)对26种雨水花园植物进行综合评价，为哈尔滨寒地雨水花园植物材料的选择提供借鉴和参考。

1 调查范围及调查指标筛选

1.1 调查范围

本研究于2017年5月～11月，以哈尔滨市首个海绵城市建设示范项目——群力健康生态园中的雨水花园为调研场地，将场地中现有的26种雨水花园植物分为水生植物和陆生植物两种类型，水生植物有荷花、荇菜、浮叶眼子菜、水葱、雨久花、泽泻、黑三棱、花蔺、狭叶香蒲、水芹、菰，陆生植物有千屈菜、毛茛、萱草、大花萱草、德国景天、鸢尾、射干、大叶铁线莲、满天星、百里香、蓝亚麻、委陵菜、狼尾草、波斯菊、百日草，研究期间对植物进行实地调查、拍照及各指标记录，调查频率为每周一次。

1.2 调查指标筛选

将雨水花园评价指标确定为生长特性、观赏特性、生态适应性及经济性4个方面。最终确定生长特性指标为株高、绿期[5]，观赏特性指标为花期、成花率和果实观赏性[5]，生态适应性指标为耐水位波动、耐涝性、耐旱性[3]、耐寒性[6]、抗倒伏、抗病虫害[5,7]，经济性指标为养护管理和成本指标[6]。由于水生植物与陆生植物对水分需求的不同，最终确定为11项水生植物评价指标，12项陆生植物评价指标(见表1)。

2 研究方法

层次分析法(AHP)由美国运筹学家Saaty提出，通过定性分析与定量分析，将人的主观判断与客观事实相结合的多指标决策。层次分析法把问题层次化，建立多层级评价指标体系，实现了综合评价的有效性和可靠性[8]。

2.1 层次分析法评价指标体系建立

该层次分析法评价指标体系的建立，将基于寒地雨水花园景观需求及生态需求的植物评价指标体系分为3个层次：第1层是

目标层A，即基于群力健康生态园景观的雨水花园植物综合评价；第2层是准则层B，即植物的生长特性、观赏特性、生态适应性和经济性4个方面；第3层是指标层P，即对雨水花园植物综合评价的具体指标[5]，可见表1。

依据Satty的标度理论，需对准则层和指标层的评价因子进行两两比较，分别构造判断矩阵Xi(i=1,2,…,n)，层次分析法计算过程为：

1)λmax和w的方根法计算：

2)判断矩阵一致性检验：

表1 层次分析法评价指标体系

表2 评价随机一致性指标R.I.

经上述公式计算得出该评价体系的准则层B对目标层A的判断矩阵Xi(i=1,2，…，4)的最大值λmax=2，由表1可见，标准层各指标权重为wB1=0.092 4，wB2=0.250 6，wB3=0.554 7，wB4=0.102 3，因此4种特性的重要性排序为：生态适应性>观赏特性>经济性>生长特性，且一致性检验C.R.=0.023 0<0.1。同理，经计算得到指标层各项指标权重且经检验矩阵一致性C.R.均小于0.1。

2.2 雨水花园植物评价指标的评分标准

雨水花园植物各项指标的评分标准是依据雨水花园的生境以及国内有关雨水花园植物评价的研究成果[1,5,6,10]所确立的，由表3可见，每项指标评分分为3个等级，评分依次记为5分、3分、1分[5]，并根据雨水花园的景观需求、生态需求及各项指标的特点，确定各等级应达到的评分标准。

2.3 雨水花园植物综合评分结果与分析

通过对哈尔滨市群力健康生态园中的雨水花园植物进行生长特性、观赏特性、生态适应性以及经济性进行实地的观察记录，得到现有26种雨水花园植物的生长状况数据。依据表3的评分标准对每种雨水花园植物的各项评价指标进行评分，结合表4中构建的评价指标体系，运用层次分析法的计算方法，对雨水花园各植物进行综合评分，所得综合评价值记为V。

由表4，表5可见，水生植物中：Ⅰ级(4.3

表3 雨水花园植物评价指标的评分标准

陆生植物中：Ⅰ级(4.3

表4 群力健康生态园雨水花园中的水生植物综合评价及分级

表5 群力健康生态园雨水花园中的陆生植物综合评价及分级

3 结论与讨论

本研究应用层次分析法对群力健康生态园中现有的26种雨水花园植物材料进行综合评价，将植物分为水生及陆生2种类型，根据综合评价分值排序。一般情况可优先选择综合评分高的雨水花园植物进行配置，水生植物可优先选择荇菜、水葱、花蔺，其次选择狭叶香蒲、菰、水芹、雨久花。陆生植物可优先选择狼尾草、鸢尾、萱草，其次选择蓝亚麻、毛茛、大花萱草、千屈菜、委陵菜。研究结果为今后寒地雨水花园植物种类选择提供一定的参考。

基于层次分析法的综合评价方法在植物评价部分指标的定量测量分析较为困难，人的主观分析可对评价结果产生一定的影响[5]。该评价方法可在未来寒地绿色雨水基础设施建设中结合实践逐步完善。由于哈尔滨特殊的寒地气候特征，导致可适用于本地区建造雨水花园的植物材料种类有限，未来应加大力度对野生植物材料及外来植物引种进行研究，推动雨水花园在寒地的应用推广。