深圳市彩叶植物综合评价体系的构建及应用①

王伟湘

(深圳技师学院 广东深圳518116)

景观绿地作为城市必不可少的一个重要组成部分，对于城市生态、城市居民的生活具有积极的作用，其功能具有不可替代性。植被是城市绿地的主要存在形态，可以美化环境，净化空气、水体、土壤，防止水土流失，改善城市小气候，滞尘减噪等功能。就目前园林景观设计而言，在进行植物设计配置时，色调比较单一，层次感不强，已经无法满足现代多元化社会中人们的审美要求［1］。若能运用好彩叶植物，有利于打破单调乏味的园林空间，塑造出充满美感和生机活力的景观环境［2］。城市绿地上的植物配置不仅要遵循科学性，而且要讲究艺术性，力求科学合理的配置，创造出优美的景观效果，从而使生态、经济、社会三者效益并举。随着生活水平的提高，人们对城市园林植物景观的要求越来越高。传统单一的绿色植物景观已不能满足人们的需要，而彩叶植物因其丰富的色彩景观，在园林中发挥着越来越重要的作用［3］。

彩叶植物是指在整个生长季节或生长季节的某一阶段全部或部分的叶片可以较稳定呈现非绿色（排除生理、病虫害、栽培和环境条件等外界因素的影响）的植物［4］。目前对彩叶植物的研究主要是关于彩叶植物种类、应用形式等，如徐华等［5］对深圳市的彩叶植物种类及应用现状进行了调查；符步琴［6］对南京主要城市公园的彩叶树种进行调查；张俊等［7］对彩叶植物的应用原则和绿地配置形式进行了研究；田贤等［8］对园林景观中彩叶树种的选择与应用进行研究。

彩叶植物种类众多，且具有较高的观赏价值，在景观绿地中应用广泛，因此，对于彩叶植物的评价研究就显得非常重要。彩叶植物的综合评价是一个十分复杂的问题，并呈现出多目标、多属性的特征。目前对园林植物的评价的研究是一个热点，如闫会玲等［9］运用AHP法对西安市20种主要行道树进行评价；金晶［10］运用AHP法，从观赏效益、生长适应性、生态效益、经济效益、文化内涵五个方面，制定出23个评价指标，构建出评价体系对西安市城市道路绿地植物进行评价；龙梦琪［11］运用AHP法，在基于植物多样性、植物生态学、园林美学等基本理论结合上杭县资源现状建立上杭县城市园林植物评价模型；时伟等［12］利用定性加定量相结合的方法，从生态价值、观赏价值、适应性、生长表现、物候情况、管理成本6个二级评级指标和30个三级评级指标对地被植物进行评价；刘川等［13］通过选取耐荫性等10个评价指标，分别赋予相应的权重系数，构建出鲁南地区林下地被植物的评价体系。对于彩叶植物的评价；张晓玮等［14］利用AHP法，以叶形等12个评价指标对皖北地区引种的彩叶植物综合评价；刘云华［15］通过繁殖力、耐寒性等11个评价指标，对黑龙江省引种栽培成功的彩叶植物进行综合评价；王星明［16］对秦皇岛市公园绿地彩叶植物的种类进行调查并进行应用评价。这些彩叶植物的评价多集中于北方地区，对于深圳地区彩叶植物的评价的研究则很少。本文运用层次分析法，根据彩叶植物的特性并结合深圳市的气候、环境特点，在进行实地调查的基础上，对彩叶植物提出了4个层次，19项评价指标，构建出彩叶植物综合评价体系，为科学评价深圳地区彩叶植物打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料

本次研究采用实地调查与文献查阅的方法，于2017年10月到2018年6月，对深圳市仙湖植物园、园博园、龙城公园、龙潭公园、东湖公园、莲花山公园、深圳湾公园、香蜜公园等18个主要市政公园进行彩叶植物调查，对其种类、应用方式以及生长情况进行记录，以调查在深圳市应用较为普遍的彩叶植物。

1.2 方法

1.2.1 彩叶植物综合评价体系框架构建

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP法）是美国著名运筹学家、匹兹堡大学教授Thomas L.Saty于20世纪70年代中期提出，是运用多因素分级处理来确定因素权重的方法，是一种定性与定量分析相结合的评价方法。AHP法能够把复杂问题中的各种因素划分为相互联系的有序层次，使之条理化，它能通过系统规划和评价，将复杂现象和决策思维过程系统化、模型化、数量化［17］。

由于对以彩叶植物的综合评价，所涉及的因素众多，因此在评价体系的构建过程中，通过对10位园林专家进行了专业意见咨询，并对深圳技师学院园林专业200位学生进行问卷调查，对影响彩叶植物质量的因子进行了归纳分类，将彩叶植物综合评价体系分为目标层、准则层和指标层3个层次，其中准则层包含了生态适应性、叶部观赏性、其它观赏性和经济性4个评价因素，指标层包括了光照适应性、叶面色彩、花香等19个评价因子，以求较为系统、客观地评价彩叶植物。彩叶植物综合评价体系的框架如图1所示。

图1 彩叶植物综合评价体系的框架

（1） 光照适应性（P1）

光是对植物生长发育有着重要的影响的生态因子。植物只有在光照下才能正常生长、开花和结实。光照影响着植物茎干和根系生长，影响着开花和品质。植物根据其对光照的适应程度不同，可以分为阳性植物、阴性植物和中性植物。彩叶植物只有在适宜的光照条件下，才能正常生长，展示其色彩美、形态美。因此，彩叶植物的光照适应性是一项重要的评价指标。

（2） 水分适应性（P2）

水是植物体的重要组成部分和光合作用的重要原料之一。水分的多少直接影响着植物的分布、生长和发育。根据植物对水分要求的不同，园林植物一般分为耐旱植物、中生植物、耐湿植物和水生植物四类。彩叶植物对水分的适应性，也是一项重要的评价指标。

（3） 温度适应性（P3）

温度是影响园林植物的重要因素之一，它影响着植物的地理分布，制约着植物生长发育的速度及植物体内的生化代谢等一系列生理机制。因此，彩叶植物的耐热性和耐寒性，对其应用有着重要影响。考虑到深圳地处华南地区，常年温度较高，因此植物的耐热性较耐寒性更为重要。

（4） 耐瘠薄性（P4）

土壤养分是植物生长发育的基础。耐瘠薄植物对土壤中的养分要求不严格，能在土壤养分含量低的情况下正常生长，因此，耐瘠薄性也是一项重要的生态指标。

（5） 叶面色彩（P5）

植物的叶面是呈现在人们视觉系统中最主要的部位，因此，叶面色彩对于彩叶植物的观赏价值，有着举足轻重的作用。

（6） 叶背色彩（P6）

植物除了叶面，叶背在一定情况下，也能展示在人们眼前。因此，叶背色彩对于彩叶植物的观赏价值，同样具有意义。

（7） 色相（P7）

色相是色彩三要素之一，是色彩的首要特征，是区别各种不同色彩的最准确标准。最初的基本色相为红、橙、黄、绿、蓝、紫。由于绿色是大自然植物最基本的颜色，因此彩叶植物的色相，是其观赏价值的重要评价因素。

（8） 饱和度和明度（P8）

饱和度指的是色彩纯度，明度是指色彩的亮度，它们色彩的构成的另外两个要素。饱和度越高，明度越高，颜色表现越鲜艳；反之饱和度、明度较低，表现则较黯淡。因此，饱和度和明度也是彩叶植物景观效果的重要评价指标。

（9） 呈彩期（P9）

呈彩期是指彩叶植物展示其绚丽色彩的持续时间。它也是彩叶植物观赏价值的一项重要指标。

（10） 彩叶数量（P10）

彩叶植物如上所述，具有不同的类型。有些类型的彩叶植物，其全株叶片均为彩色，有些类型，植株只有部分甚至极少叶片呈现彩叶，因此，彩叶数量的多少也影响其观赏价值。

（11） 花型、花色（P11）

花朵的大小、形状、颜色、数量，是植物观赏价值的重要指标。

（12） 花香（P12）

花朵是否能散发出气味，其气味是否芳香，是清淡或是浓郁，对于观赏者来说，同样有着重要的影响。

（13） 果实（P13）

果实是植物的六大器官之一，果实的观赏价值，对于植物也具有重要作用。

（14） 枝干（P14）

植物枝干的颜色，对于植物的观赏价值，也具有一定影响。

（15） 树姿（P15）

树姿是园林构景的基本要素之一，对园林境界的创作起着巨大的作用。树姿对于植物的观赏价值，也具有重要作用。

（16） 季相变化（P16）

植物在一年四季中，能够表现出勃勃生机或是萧索别样。季相变化也是植物观赏性的一项重要评价指标。

（17）价格及来源（P17）

彩叶植物的苗木价格，苗木获取来源的难易，是其经济性的一项重要指标。

（18） 更换频率（P18）

不同植物的寿命不同，有多年生植物，有一二年生植物。彩叶植物应用在景观绿地上，因为景观性的需要，对观赏性达不到要求的植株，经常会进行更换，因此植物的更换频率，也是经济性的一项重要指标。

（19） 养护难度（P19）

彩叶植物需要一定的日常养护，其养护所需的精细程度和难度高低，也是评价其经济性的指标。

1.2.2 构建指标层评判标准

以彩叶植物为评价主体，充分考虑其生态适应性、观赏性、经济性等因素，通过查阅文献，借鉴前人方法［9-16］及专家意见咨询，构建出指标层19项指标的评判标准，评分标准采用5分制，其中5分、3分、1分给出明确标准，4分、2分则为相邻判断的中间值，具体评分方法如表1。

表1 彩叶植物指标层评判标准

续表1 彩叶植物指标层评判标准

1.2.3 构建判断矩阵

判断矩阵的值反映了人们对各因素相对重要性的认识，一般用数字1～9来对重要性进行标度，其重要性标度值见表2。

根据上述层次结构，通过专家咨询，分别构建A-C判断矩阵（表3）、C1-P判断矩阵（表4）、C2-P判断矩阵（表5）、C3-P判断矩阵（表6）和C4-P判断矩阵（表7）。

1.2.4 判读矩阵一致性检验

运用和积法求解各判断矩阵，得出单一准则下比较元素的相对权重，运用算术平均法计算各矩阵的最大特征根，计算步骤如下：

（2） 将Wij按行求和得Wi；

（3） 将Wi归一化得到W， WW＝ ［W1，W2，…，Wi］T即为所求特征向量判断矩阵最大特征根；

（6） 随机一致性指标RI（表8）；

表2 重要性标度值

表3 A-C判断矩阵

表4 C1-P判断矩阵

1.2.5 评价对象综合评价分值的缺点

通过综合评价指数法得出综合评价分值，即S＝∑Fi×Xi，S表示评价对象综合评价得分，Fi表示某评价指标的得分值，Xi表示某评价指标的权重值。

表5 C2-P判断矩阵

表6 C3-P判断矩阵

表7 C4-P判断矩阵

表8 随机一致性指标RI

表9 彩叶植物质量等级参照表

1.2.6 评价对象的确定

通过调查深圳市18个主要市政公园的彩叶植物，选取深圳市常见的57种彩叶植物（表10）作为评价对象。

表10 深圳市常见57种彩叶植物名录

续表10 深圳市常见57种彩叶植物名录

2 结果与分析

2.1 A-C判断矩阵计算结果

根据以上计算步骤，对A-C判断矩阵进行一致性检验计算，其最大特征根λmax＝4.0663，权向量W＝ ［0.4739，0.2882，0.1780，0.0600］T，CI＝0.0221，CR＝0.0245＜0.1，因此A-C判断矩阵具有满意的一致性。

2.2 C1-P判断矩阵计算结果

根据以上计算步骤，对C1-P判断矩阵进行一致性检验计算，其最大特征根λmax＝4.043 6，权向量W＝ ［0.519 3，0.200 9，0.078 9，0.200 9］T，CI＝0.014 5，CR＝0.016 1＜0.1，因此C1-P判断矩阵具有满意的一致性。

2.3 C2-P判断矩阵计算结果

根据以上计算步骤，对C2-P判断矩阵进行一致性检验计算，其最大特征根λmax＝6.239 4，权向量W＝ ［0.425 1， 0.033 1， 0.205 8，0.127 5，0.086 9，0.121 6］T，CI＝0.047 9，CR＝0.038 6＜0.1，因此C2-P判断矩阵具有满意的一致性。

2.4 C3-P判断矩阵计算结果

根据以上计算步骤，对C3-P判断矩阵进行一致性检验计算，其最大特征根λmax＝6.285 4，权向量W＝ ［0.492 6， 0.137 5， 0.104 8，0.031 7，0.060 3，0.173 2］T，CI＝0.057 1，CR＝0.046 0＜0.1，因此C3-P判断矩阵具有满意的一致性。

2.5 C4-P判断矩阵计算结果

根据以上计算步骤，对C4-P判断矩阵进行一致性检验计算，其最大特征根λmax＝3.009 2，权向量W＝ ［0.163 8， 0.297 3， 0.539 0］T，CI＝0.004 6，CR＝0.007 9＜0.1，因此C4-P判断矩阵具有满意的一致性。

2.6 C4-P判断矩阵计算结果

根据以上计算步骤，对C4-P判断矩阵进行一致性检验计算，其最大特征根λmax=3.0092，权向量W＝ ［0.163 8， 0.297 3， 0.539 0］T，CI＝0.004 6，CR＝0.007 9＜0.1，因此C4-P判断矩阵具有满意的一致性。

2.7 彩叶植物综合评价方程的确定

各指标层因子权重计算出后，再依据其所在准则层中权重比例，乘以该准则层权重，得出每一指标层因子在彩叶植物综合评价体系中的权重，见表11。

表11 准则层（C）及指标层（P）各因子权重

根据上表权重值，得到彩叶植物综合评价计算方程为：

2.8 彩叶植物综合评价分值及等级

通过邀请园林专业教师及学生，根据表1的评判标准，对表9的57种彩叶植物进行各项指标打分，得出的各项指标的分值，按照彩叶植物综合评价计算方程计算出其分值S，然后计算出其CEI，确定其等级。57种彩叶植物的分值及等级见表12。

表12 彩叶植物综合评价分值及等级

续表12 彩叶植物综合评价分值及等级

从表12可以看出，花叶艳山姜评分最高，达到3.72分，这与其光照适应性强，喜阳且耐一定程度荫蔽，而且耐水湿，其叶色鲜艳夺目，黄绿相间，花大，具备相当的观赏性，因此，花叶艳山姜评分最高。到达I级的除了花叶艳山姜，还有金脉爵床、红花檵木等12种彩叶植物，属于品质优秀的彩叶植物，肖黄栌等36种彩叶植物，等级达到II级，属于质量良好的彩叶植物，红心海棠等8种彩叶植物，等级达到III级，属于中等质量彩叶植物，麻楝等级IV级，应用价值较差。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 准则层（C层）各因子权重分析

在本次彩叶植物综合评价体系中，准则层按权重大小依次为生态适应性、叶部观赏性、其它观赏性、经济性，总权重为1。生态适应性（C1）最大，占全部权重47.39%，是彩叶植物综合评价体系中最重要的评价因素。彩叶植物生态适应性的好坏，决定了其应用的范围，是决定其生长发育优劣的重要因素。因此，生态适应性是判断彩叶植物优劣的最重要因素。叶部观赏性（C2）占总权重28.82%，是排名第二的影响因子，由于彩叶植物以其叶片绚丽多彩的颜色作为主要观赏特征。因此，叶部的观赏性对于彩叶植物的质量来说，就显得尤为重要。其它观赏性（C3）占17.8%的权重，说明彩叶植物其它观赏部位，如花、果、枝干甚至季相变化等因素，也对其质量产生重要影响。经济性（C4）占权重6%，说明经济性也是评价彩叶植物质量的一项因素。

3.1.2 指标层（P层）各因子权重分析

在生态适应性指标层中，光照适应性（P1）占比最高，占总权重24.61%，是整个评价体系中占权重最高的指标，这体现了光照的适应性对于彩叶植物来说，是决定其质量最为重要的因素。利用彩叶植物进行植物配置造景，首先要考虑的因素就是彩叶植物能否适应生境的光照条件。叶面色彩（P5）是彩叶植物观赏价值最重要的体现，因此其权重排名第二，占总权重12.25%。水分适应性（P2）和耐瘠薄性（P4）两项指标并列第三，均占9.52%的权重，这说明这两项生态因子也对彩叶植物的应用范围产生重要影响，彩叶植物在应用中，也要重点考虑生境的水分特点和土壤类型、质量。色彩的三要素色相（P7）、饱和度和明度（P8），他们两项一起占总权重9.61%，这体现了彩叶植物的颜色、鲜艳度对其质量也产生重要影响。花是植物最为重要的观赏器官，彩叶植物的花型、花色（P11）也是决定其质量的重要因素，占8.77%的权重。在剩余的指标中，占权重超过3%的还有温度适应性（P3）、彩叶数量（P10）、季相变化（P16）、养护难度（P19），这也体现了这四项指标对于彩叶植物的质量具有较大影响。

3.2 结论

在彩叶植物评价体系的构建中，通过查阅前人研究、专家意见咨询、彩叶植物种类实地调查，结合深圳市的气候、环境特点，将生态适应性、叶部观赏性、其它观赏性和经济性四项因子作为准则层，将光照适应性、叶面色彩、色相、养护难度等19项指标列入指标层，以求最大程度对彩叶植物的质量进行客观评价。同时，还对调查深圳市57种彩叶植物，根据本评价体系进行评价，结果显示花叶艳山姜、红花檵木等12种彩叶植物，属于I级，品质优秀的彩叶植物，值得广泛应用。肖黄栌、银边山菅兰、紫叶狼尾草等36种彩叶植物，其等级也达到II级，均属于深圳地区品质良好的彩叶植物。另外，有红心海棠等8种彩叶植物，等级III，属于中等质量彩叶植物，麻楝1种彩叶植物，等级IV。

本次彩叶植物综合评价体系的构建，也存在着一定的不足，如评分标准较难量化，部分指标主要是针对华南地区的彩叶植物，如温度适应性，在本评价体系中，主要偏向于彩叶植物的耐热性，因此，评价对象主要是面向热带、亚热带地区的彩叶植物。在今后，可以进一步细化指标评分标准，丰富评价指标，以求更为客观、全面对彩叶植物进行评价。