北京篱垣型垂直绿化攀缘植物适宜性评价*

袁 琨 樊平方 桑 量 赵 鸣 刘 虎

北京林业大学园林学院 北京 100083

篱垣型垂直绿化指攀缘植物利用攀缘器官吸附、缠绕基础框架结构形成的竖向绿化类型[1]，尤其适用于无法满足植物组团生长的小尺度空间，能够有效提高空间绿量，提升空间品质[2-4]，广泛应用于城区居住、办公、学校等区域外围及交通绿化隔离带。该型绿化的主体攀缘植物选择直接影响其城市效益。现有工程实践多从《垂直绿化工程技术规程》 (CJJT236-2015)中选择适用于本地区的攀缘植物，但植物种类经常限定在地锦、牵牛等狭小范围内，不利于优良攀缘植物种类参与城市建设，一定程度上导致篱垣型垂直绿化无法满足北京城市的多重景观发展需求。

如何构建科学、系统的篱垣型垂直绿化攀缘植物优选模型，拓展选种范围，是北京篱垣型垂直绿化工程实践亟待解决的问题。目前对城市建筑屋顶、外墙、路桥立面等岩坡类垂直绿化的攀缘植物优选已有一定研究[5-6]，对篱垣型垂直绿化植物优选的研究仅集中在降噪[1]、绿化形制设计[7]等方面。本文以北京篱垣型垂直绿化为例，建立攀缘植物样本库，运用层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)构建优选模型，使用综合评价指数(comprehensive evaluation index，CEI)和差值百分比分级法进行植物优选与分析，为篱垣型垂直绿化的城市实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 攀缘植物样本界定

近年来，北京城市干岛效应强度呈上升趋势，节水能力成为城市绿化植物选择的重要依据之一[8]。本研究基于实地调研，结合《适宜北京地区节水耐旱植物名录(2019)》 《北京植物志》《北京野生植物名录》，选出具有抗旱能力、适应性强且具有一定美观效果的30种节水攀缘植物样本(表1)。

表1 攀缘植物样本

1.2 评价指标选取

根据《垂直绿化技术规范》 《城市绿地设计规范》等，从生物学特性(B1)、生态学特性(B2)、应用成本(B3)、观赏价值(B4)和生态效益(B5)5个维度确定植物株高(C1)、生长速度(C2)、攀缘形式(C3)等11个评价指标(表2)。

表2 攀缘植物评价指标

1.3 评分标准量化

结合相关技术规范、设计标准、科研成果并综合实地调研情况，制定11个指标的评分依据，确定3级评分标准(表3)。

表3 攀缘植物量化评分标准

1.4 指标权重计算

邀请10位专家对各项指标进行两两对比，采用标度法对重要性做1～9级标度，构建判断矩阵并计算各准则和指标权重(表4)。对所有矩阵进行一致性检验，计算公式为:

表4 判断矩阵及一致性检验

式(1)中:CR为一致性比率；CI为一致性指标；RI为平均随机一致性指标。式(2)中:λmax为判断矩阵的最大特征根；n为矩阵阶数。结果显示，本研究中所有矩阵的CR均小于0.1，判断矩阵具有一致性。

1.5 适宜性评价分级

邀请专家根据评分标准对样本库内的攀缘植物各指标进行评分，根据公式(3)得出每种攀缘植物的各准则层得分和目标层总分。

式(3)中:S为某种攀缘植物某准则层得分或目标层总分；Fi为第i项指标权重；Xi为某攀缘植物第i项指标平均得分。

采用综合评价指数CEI作为分级依据，计算公式如下:

式(4)中:S为某种攀缘植物目标层总分；S0为目标层总分理想值(即每个指标的专家打分最高分数与权重相乘之和)。以CEI为依据，采用差值百分比分级法把30种攀缘植物等级划分为Ⅰ级[100%～80%)、Ⅱ级[80%～65%)、Ⅲ级[65%～50%)和Ⅳ级[50%～0]。

2 结果与分析

2.1 攀缘植物评价指标体系

经过指标选取和权重计算，得到攀缘植物适宜性评价指标体系(表5):准则层按权重由高到低排序为生态学特性、生物学特性、观赏价值、生态效益和应用成本。生态学特性通过抗逆性、气候适应性衡量植物在北京的适生性，这是基本筛选条件[16]；生物学特性通过植物株高、生长速度和攀缘形式衡量植物的成墙效果，这是必要筛选条件；植物的观赏价值、生态效益是篱垣绿化的城市功能，这是重要筛选条件；应用成本则是发挥篱垣绿化城市价值的保障[17]，在一定程度上影响植物在工程实践中的应用。

表5 攀缘植物适宜性评价指标体系

生态学特性准则层下，气候适应性指标权重大于抗逆性，前者决定植物是否适宜在北京生长，后者影响其在北京的应用空间范围；生物学特性下，权重由高到低排序为植物株高、生长速度和攀缘形式，这是衡量植物蔓长是否适宜篱垣绿化、能否快速成景及与篱垣结合牢固的条件；观赏价值下，观赏期长权重大于观赏器官数，表明篱垣型垂直绿化的目标之一是四季有景；生态效益下，滞尘和降噪效果权重相同；应用成本下，养护力度权重大于购买成本，需在考虑长期运维难度的前提下选用生命周期长的植物，减少反复购买成本。

2.2 攀缘植物适宜性评价结果

根据专家打分结果计算攀缘植物适宜性评价得分并进行分级(表6):入选为Ⅰ级的攀缘植物为五叶地锦、地锦、野蔷薇和藤本月季‘光谱’，共4种，总分分值在4.03～4.50，占样本总数的13.33%，适宜性最佳；Ⅱ级为南蛇藤、扶芳藤、忍冬等，共10种，分值在3.52～3.95，占样本总数的33.33%，适宜性良好；Ⅲ级为山葡萄、蛇葡萄类、三叶木通等，共13种，分值在2.70～3.24，占样本总数的43.33%，适宜性一般；Ⅳ级为啤酒花、牵牛花类和木防己，共3种，分值在1.96～2.47，占样本总数的10.00%，适宜性差。

表6 攀缘植物适宜性评价结果

2.3 攀缘植物准则层评价结果

由攀缘植物各准则层得分(表7)可知，高权重的生态学特性准则层分值对评价结果影响最大，该准则层得分最高的五叶地锦和地锦在应用成本和生态效准则层中也获得最高分5.00，在生物学特性和观赏价值上均排名前列，综合评分最高。但具有高适宜性的Ⅰ级、Ⅱ级植物未能全部在高权重的生态学特性准则层中取得高分，如Ⅰ级植物野蔷薇和藤本月季‘光谱’在该准则层上分值较低，仅为3.67和3.00分，低于南蛇藤、杠柳等Ⅱ级植物。由于二者均在生物学特性和观赏价值两个准则层中获得最高分，又分别在生态效益和应用成本获得仅次于最高分的4.00分和3.50分，因此综合评价仍位居前列。

表7 攀缘植物准则层评价得分

Ⅱ级植物中，综合排序最高的南蛇藤生态学特性得分也高，为4.33；大部分Ⅱ级植物如扶芳藤、忍冬等，在生态学特性上仅获得3.00分，但生物学特性得分在3.27以上，同时观赏价值得分较高，为5.00或4.33，综合评价适宜性良好；杠柳的生态学特性得分与南蛇藤一致，但综合评价排序低，主要原因是其观赏价值得分极低，仅为1.67分。

低适宜性的Ⅲ、Ⅳ级攀缘植物总体分值与前两级有明显差距，主要由权重较高的生态学特性和生物学特性两个准则层分低引起，其观赏价值得分也普遍较低。尽管可能在其他方面有个别项表现优秀，它们仍不适用于北京篱垣型垂直绿化。

3 讨论

4种Ⅰ级攀缘植物因其在5个筛选因素中均有良好表现，适宜在北京篱垣型垂直绿化中广泛应用。10种Ⅱ级植物是Ⅰ级的有效补充，可以配合城市空间需求发挥特有的观赏价值优势。同时，在不同的城市空间立地条件下选择合适的Ⅱ级植物，能够拓展北京市篱垣绿化攀缘植物应用范围，进一步发展具有北京特色的篱垣风貌。

4种Ⅰ级攀缘植物中，五叶地锦、地锦作为北京乡土植物，在生态学特性、生态效益和应用成本方面具有绝对优势，且二者秋季叶变灰黄或红色，变色期长30～55 d[18]，同时叶片特征保证了良好的滞尘、降噪效果，具备良好的观赏和生态价值。野蔷薇和藤本月季‘光谱’虽不是北京乡土种，但两者的适生能力强，花朵观赏价值高，在北京不断被引种栽培[19]，并已普遍应用于垂直绿化景观。

10种Ⅱ级攀缘植物，大多在观赏价值指标层分值较高，但在生物学特性和生态学特性方面较Ⅰ级植物略有不足。仅有南蛇藤、杠柳为北京乡土种，扶芳藤、木香、美国凌霄甚至是华南地区主要分布的植物种类，其余原产于华北地区的植物均能适应北京气候。实地调研和文献表明，美国凌霄已经在北京实现了广泛应用[20]。扶芳藤可以通过一定程度的胁迫预处理提高幼苗的抗逆性[21]，也能满足北京绿化工程应用需要。木香则在北京滨水区域和小气候良好的公园中有应用。

本评价模型仍需在工程实践中进一步验证与修正:一是专家打分过程存在较大的主观性，需要实践检验；二是指标选择尚不全面，如生态效益准则层仅考虑了在城市道路绿化中讨论较多的降噪和滞尘效果，未将吸收有害气体、涵水固土、杀菌等其他生态效益纳入评价。

4 结论

本研究通过优选模型对北京篱垣型垂直绿化的攀缘植物进行适宜性评价，优选出14种(Ⅰ、Ⅱ级)适用于北京市篱垣型垂直绿化的攀缘植物，其中五叶地锦、地锦、野蔷薇和藤本月季‘光谱’4种Ⅰ级植物为最佳优选种，南蛇藤、扶芳藤、忍冬、藤本月季‘安其拉’、转子莲、台尔曼忍冬、布朗忍冬、美国凌霄、木香花、杠柳10种Ⅱ级植物为后备使用种。