福州市普通公路主要园林绿化树种美学评价

赵 青，刘 爽，柳冬香，李 键，赵朝辉

(1.福建农林大学 林学院，福建 福州 350002；2.福建农林大学 后勤管理处，福建 福州 350002；3.福州市公路事业发展中心，福建 福州 350000）

随着社会经济发展、城市化建设高速进行，公路建设的步伐也在逐渐加快，在公路建设中，难免会对周围景观环境产生一定的影响，为降低对周围生态、大气环境的影响，公路绿化、景观布局营运而生[1]。公路绿化作为景观设计的重要组成部分，是公路建设中不可或缺的内容[2]。在过去的公路建设中，只是考虑公路绿化是将公路建设中已产生的影响或破坏降到最低，而对于公路景观，由于工程技术、经济条件的限制，景观设计的选择弹性小[3]。如何在满足安全的前提下利用目前的自然、经济条件，丰富驾驶员的景观视觉[4]，增加道路景观的美学性，成为众多领域积极探索的目标。

国外发达国家公路建设进程早，绿化水平、绿化意识也相对较高，对于道路景观美学研究较为广泛[5]。Tveit等[6]在研究了大量景观美学的基础上，得出了影响视觉因素的9个指标，并对指标因素进行了量化；Clay等[7]在广泛分析公路景观评价因子的基础上，对公路两侧不同角度拍摄的照片进行评价，得出普遍使用的“自然性”指标与公众的审美偏好二者之间并没有显著的联系；Val等[8]利用3S技术与景观生态相结合，表明景观异质性是影响视觉美学的重要因素。国内关于公路景观研究正处于不断地发展和完善阶段。赵玮婕[9]提出将公路景观融入地域性文化，增加景观协调性；汤振兴[10]分别从自然、人文、建设3个角度进行评价，提出了公路景观评价指数法，并确定了评价因子及评价标准等；谭砂砾[11]以协调度、自然度为评价指标，通过公众评分确定指标得分，对景观视觉评价因素做了详细说明。

但是，目前关于公路两侧景观树种美学评价的研究并不多，且研究多为植物景观、植物群落的美学评价，而公路绿化植物由于绿化面积和生态学的需要，乔木、灌木往往独立生长，因此对树木个体美学评价更具有实际意义[12]。本文选取福州市普通公路主要乔、灌木园林树种，运用层次分析法，在充分调查公众树种美学倾向的基础上，对树种进行美学评价，这丰富了公路树种的选择，为东南沿海公路景观美学研究与应用提供了借鉴。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

福州市，位于福建省东部沿海，闽江下游，北纬23°33′～28°20′，东经115°50′～120°40′，属典型亚热带季风气候，气候适宜，阳光充足，年平均降水量为900～2 100 mm，年平均气温为20～25℃[13]。横跨南亚热带季雨林带和中亚热带常绿阔叶林带，乡土植物树种有160科1 136种，园林植物树种有520种[14]，福州市公路常用的绿化植物有木棉科、木兰科、蔷薇科、豆科、樟科、棕榈科等植物，园林绿化树种常用羊蹄甲、刺桐、榕树、木棉等乔木树种，夹竹桃、毛杜、含笑、三角梅等灌木树种及马尼拉草、螺螺菊、假检草、沿阶草等草本植物[15]。

1.2 植物选择及研究方法

福州市境内公路绿化树种统计数据由福州公路事业发展中心提供，实验对象选取的是福州市公路园林绿化树种中应用较为普遍、使用频率较高且树种生长适应性较强、景观效果较为突出的园林树种，且选择的同种树种树龄大致相同，因在区域中测定所选树种个体年龄较困难，故采用空间代时间法[16-17]，用树木胸径大小代替树种树龄，乔木树种选取胸径（测定主干离地表面1.3 m处树木直径）大于4 cm，灌木树种选取胸径小于4 cm、高度高于1.5 m且生长良好，立地条件相似的植株，如表1。

以福州西三环路为研究样地，拍摄时间为植物生长旺季七月，选择同样的天气，同时保持一致的拍摄高度和角度，对乔木采用纵向拍摄，灌木采用横向拍摄[18]，与拍摄对象之间的距离在10 m左右，所有拍摄的照片均在8:00—16:00之间。采用调查问卷的方式，将照片展示给观察者进行评分。

表1 植物属性表Tab.1 Plant attribute table

1.3 数据处理

用SPSS进行审美主体偏好因素分析，Excel进行调查问卷数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 评价原则及评价模型建立

传统美学评价主要关注审美主体对审美对象的视觉感官评价，忽略了对其他感官因素的感知，本文以综合多感官作用的生态美学要素为前提[19]，对普通公路主要园林树种进行美学评价，根据能否可以反映公路绿化基本特征的科学性原则、评价指标间能否从不同层面反映树种以及公路绿化特征的独立性原则、评价指标因子在现阶段的实际度量及收集的可操作性等原则，采用主客观相结合的评价方法[20]，结合前人研究成果[21-22]，确立了树种评价指标因子，构建了福州普通公路主要园林树种多目标、多层次、多指标的AHP美学评价模型，如表2。

表2 园林树种美学评价AHP模型Tab.2 AHPModel for aesthetic evaluation of garden tree species

2.2 评价标准

为了能对树种进行科学的美学评价首先对模型中的指标进行了量化，如表3。拟定评价因子由好到差的0～1、2～3、4～5的三级评分标准。评分采取现场调查问卷与拍照咨询相关专家相结合的方式，现场调查对象为福州公路司机与乘客，在服务区统一进行；拍照咨询则选择的专业是园林专业的教师及研究生。为了避免评价主体产生趋同性，图片不涉及任何与评价对象相关的细节，以保证评价的准确及客观。

表3 评分标准Tab.3 Scoring standard

2.3 构造判断矩阵、层次单排序及综合评价

利用判断矩阵标度建立层次结构，如表4，成对比较因子重要性，运用和积法得出因子层次单排序值，计算最大特征根、特征向量、进行一致性检验、综合评判计算。计算步骤如下:

表4 判断矩阵标度及含义Tab.4 Scale and meaning of judgment matrix

（1）计算优先级向量权重值

式中：λmax为最大特征根，W为所对应特征向量。

（2）一致性检验计算

式中：λmax为最大特征根，n为因子数。

式中：RI为平均随机一致性指标；一般CR＜0.1，满足判断矩阵一致性检验。

阅读理解：在平面直角坐标系中，若两点P、Q的坐标分别是P(x1,y1)、Q(x2,y2)，则P、Q两点间的距离为如P(1，2)，Q(3，4)，则对于某种几何图形给出如下定义：符合一定条件的动点形成的图形，叫做符合这个条件的点的轨迹．如平面内到线段两个端点距离相等的点的轨迹是这条线段的垂直平分线．

（3）综合评判计算

式中：V为综合得分，B为因子得分，ω为权重值，n为因子数。

3 结论

3.1 福州普通公路主要园林树种美学评价指标权重

构造判断矩阵模型是构建AHP模型最重要的一步[23]，采用专家调查法，根据判断矩阵标度，对同一层次进行两两元素相对重要性判断，如表4，构成A-B、B1-C6、B2-C15三个判断矩阵，如表5、表6、表7。

由表5可知，公众对树种美学评价以景观视觉评价为主，A-B层权重值中景观视觉评价值得权重值为0.833，明显高于生态美学评价权重值，显示出人们对园林树种美学评价着重关注的是树种的外部景观，例如叶形、叶色，较鲜艳的指标因素。

表5 判断矩阵及一致性检验（A-B）Tab.5 Judgment matrix and consistency test(A-B)

表6表明，生态美学因子中植物景观舒适度指标（C5）权重值最高，为0.352 0，其次是与外界环境协调性（C4），为0.204 4。植物景观舒适度权重值最高，滞尘能力和固定CO2能力因子权重值相对偏低，可能是由于本文在对树种美学评价因子的选取中，首先考量了树种的生态适应性，滞尘能力因子的强弱会对树种叶片、叶色产生一定的影响，但就从拍摄图片来看，这两个因子所起的作用并不是十分明显，因此两因子的权重值低于直接能辨别树种美学的其他因子的权重值。表7表明，景观视觉因子中的气味（C14）、花形、花色、花期（C10）权重值最高，这主要是因为，观察者通过照片观察树种的外部形态，植物色彩越丰富，花期越长，越容易引人注目。

3.2 福州普通公路主要园林树种综合美学评价

3.2.1 乔木树种美学评价

根据乔木树种各因子得分计算福州市普通公路主要乔木树种美学评价综合值及排序，如表9。将乔木树种划分为四级树种，8分以上为一级树种，综合表现佳；7分以上为二级树种，综合表现优；6分以上为三级树种，综合表现良好；6分以下为四级树种，综合表现一般，如表10。

表6 判断矩阵及一致性检验(B1～C6）Tab.6 Judgment matrix and consistency test(B1～C6）

表7 判断矩阵及一致性检验(B2～C15）Tab.7 Judgment matrix and consistency test(B2～C15)

表8 评价因子总权重值排序Tab.8 Ranking of total weight values of evaluation factors

一级树种为美人树，综合评价值为8.104 4。美人树花期长达三个月，花色较为独特呈浅紫色，树干笔直，景观效果极好，是公路绿化的优良树种。二级树种有两种，分别为鸡冠刺桐、紫薇。鸡冠刺桐树冠呈圆形，树态优美，花色鲜红具有独特的花形；紫薇花期极长，花色艳丽，这些树种观赏性高，绿化效果显著，生态效益突出。三级树种有6种，分别为红叶李、羊蹄甲、紫叶李、榕树、小叶榕、白兰。这些树种观赏效果较高，但树种生态效益没有上述树种突出，白兰花极香，对一些花粉过敏或气味敏感的调查者来说，白兰不符合大众对淡淡花香的审美，成为评分不高的原因之一。四级树种有三种，分别为刺桐、香樟、小叶榄仁。他们都具有一定的观赏效果，但是由于研究拍摄时间与三种树种花季不符，导致观赏性效果不强，评分较低。

3.2.2 灌木树种美学评价

根据综合评判方程计算出福州市普通公路主要园林灌木树种美学评价综合值，如表9。将灌木树种划分为三级树种，7分以上为一级树种，综合表现佳；6分以上为二级树种，综合表现良好；6分以下为三级树种，综合表现一般，如表10。

综合评价分析可知，一级树种有四种，分别为是黄花槐、花叶假连翘、红叶石楠、木芙蓉。四种灌木树种花色醒目、株形丰富，增加了公路两侧景观的层次性，成为公路景观绿化的极佳树种。二级树种有两种，分别为红花檵木、夹竹桃。红花檵木盛夏叶色变绿，花期为4—5月，本研究调查时间在7月份，拍摄红花檵木无花无果，因而美学评价不高；夹竹桃花冠粉红或白色，散发特殊香气，但其枝叶含剧毒，影响夹竹桃美学评分，在树种适应因素中，夹竹桃常患褐斑病，危害严重，生态美学因素评分较低。三级树种为毛杜鹃。毛杜鹃分支稀疏，花冠呈玫瑰紫色，花期在4—5月，果期9—10月，调查期间无花无果，景观视觉因素评分低。

表9 乔木、灌木树种评分值Tab.9 Score of arbor and shrub species

表10 乔木、灌木树种美学综合评价Tab.10 Comprehensive evaluation on aesthetics of trees and shrubs

4 讨论

4.1 审美主体偏好因素对园林树种美学评价影响分析

不同审美主体因不同的性别、职业、生活环境会对树种美学产生不同的评价。为了更好地说明审美主体的审美偏好，用方差分析法来鉴别审美主体的性别、职业、生活环境与树种美学评价因素之间是否具有差异性。根据生活环境将测试群体分为大城市、中小城市、农村。被调查者职业大致分为两类，一类为与此次调查相关的职业，如高校教师、园林专业学生，占调查对象的19%，另一类为与此次调查不相关职业，集中于驾驶员等公路景观直观体验者，占调查对象的81%。如表11统计结果所示，审美主体虽性别不同，但审美偏好无显著性差异。如表12，无论是职业、生活环境，还是职业、生活环境交互作用，显著性水平均大于0.05，因此不同职业、生活环境对树种的美学评价无显著性的差异，不同群体在景观评价上具有明显的一致性，这与Clay等[7]、宋勇[24]结论一致。

表11 性别统计及T检验Tab.11 Gender statistics and T-test

表12 多因素方差分析Tab.12 Multivariate analysis of variance

4.2 树种个体美学评价及公路绿化树种选取建议

对园林树种建立的AHP模型可知，树干挺拔、冠幅较大、叶色、叶形适中的树种评分较高，受人们欢迎。因此，在进行公路绿化选取树种时，为了增强树木的美景度，对于树种美学设计应首先考虑树形、冠幅，保证树木挺拔，不影响行车视线，其次关注叶形叶色，增加景观的舒适度。本研究中因选取的植株样本是胸径差不多成熟的树种，导致胸径大小并未像前人研究的重要性值高[25]。徐勇等[26]表明树种花的观赏性是观赏树种的首要特征之一，而本研究结果表明花形、花色因子并非公众所关注的首要因素，这可能是因为在本研究中所拍植株均属同一季节，而对植物有重要影响的花、果等季相因子并未全部呈现出，植物个体景观美学是集多种形态、美学特征于一体，单纯的某一方面并不能客观反映树种的美学质量，因此在对树种进行美学评价时，需要参考多方因子进行综合评价[5]。

在选择公路绿化树种时，应将树种选择和配置模式相结合。树种选择应首先考虑适用于道路环境，适应性较强，环境效益较高的树种，同时树种应具有一定的滞尘能力和固碳放氧能力，优化道路环境[27]；在树种的配置模式上，应首选适应性较强的乡土树种，间种外来树种。在配置这些基础树种后，可以适当间种美学价值比较高的树种[28-29]，增加行车途中的景观舒适度。乔木层作为公路绿化的主体，应选择更新周期长、可以在道路两侧形成较为稳定群落的树种；灌木树种以观花为主，应配置花色鲜艳、花期长、植株形状完整的树种。利用乔灌草配置进行种植，搭配植物的色、形、香，增加公路两侧植物的层次感及植物季相变化，减少了只有一种常绿乔木的单调感，这与前人研究结果一致[30-31]，灌木加小乔木配置方式使植物种类向花草类突破，改善公路立地条件，提高了绿化景观的观赏性。

综上所述，公路绿化园林树种美学质量与树种要素特征密切相关，本研究通过对福州公路普通园林树种进行美学评价，得出最受公众喜爱的树种应具有以下特征：树干挺拔，树冠冠幅广展，叶色较为鲜明，气味清新，枝叶茂盛但叶片不过于密集以及枝下高高度适中，该结论优化了福州公路树种的选择，为公路景观美学研究与应用提供了借鉴。