AHP法和SBE法评价城央型湿地公园植物景观
2024-04-22张杨思慧黄程前
张杨思慧,舒 瑶,黄程前,2*
(1.湖南农业大学,湖南长沙 410125;2.湖南省植物园,湖南长沙 410116)
城央型湿地公园指城市建成区内的湿地公园。在进行城市湿地公园规划时,需要根据不同的类型进行差异化建设。相较于城郊型、远郊型湿地公园,城央型湿地公园受区位和周边人群活动的影响,其景观、服务属性增强[1]。
目前的植物景观评价研究中,很多评价的方法及其指标多针对某些具体的公园,但由于我国湿地公园分类方法复杂,类型繁多,不同类型的湿地公园的规划要点不同,在实际评价时不能通用普适性的评价标准[2-3]。本文采用层次分析法,针对性建立城央型湿地公园植物景观共性评价模型,结合美景度评价法,针对性探究城央型湿地公园的最佳植物景观类型,通过对湖南省长沙市洋湖湿地公园的20个不同类型的植物景观进行综合评价,得出了较为直观的评价结果。并对比分析了各植物景观的特点类型,给出了相应提升策略,为城央型湿地公园的植物配置提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
洋湖湿地公园地理位置优越,位于湖南省长沙市岳麓区内,北临岳麓山、东近湘江,是长沙市人流量最大的城央型湿地公园。公园总面积4.85 km2,其中湿地面积1.70 km2,湿地率达35.58%,绿化覆盖率高达90%。洋湖湿地公园内植物种类繁多、生长发育良好,植物景观比较有代表性。根据选择典型性公园的原则,选择湖南省长沙市洋湖湿地公园作为本文的研究区域。于2022 年4 月至2023 年3 月对洋湖湿地公园进行现场取样调查,在公园内选取20个不同类型的植物景观作为研究材料,每个样地面积为100 m2。拍摄每个样地不同季节的照片并记录样地内植物种类、数量、种植面积等数据,将不同样地的植物景观图片随机编号,便于日后评分。
1.2 研究方法
1.2.1 美景度评价法(SBE法)
以往的研究表明,不同评价主体的审美具有相似性和一致性,照片评价结果同现场评价结果无显著差异[4]。采用定向发放电子调查问卷的方式对样地植物景观照片进行评分,共计发放56份问卷,回收有效问卷50 份。根据前人经验,评价反应尺度采用7 分制,有利于评价者对景观的评价尺度的把控,能更清晰地反映出不同植物景观间的差异性[5]。打分完成后,采用加权求和法计算SBE 法评价结果,加权求和法的公式如(1)所示。
式中,Si为植物景观的美景度值;N 为评价的总人数;nij为植物景观i打j分的人数[6]。
1.2.2 层次分析法(AHP法)
1.2.2.1 构建评价模型
基于20个样地调查的相关数据,参考前人文献并咨询专家意见,选取相应的目标层、准则层、指标层,构建城央型湿地公园植物景观综合评价指标模型[7-8]。评价指标分为定性指标和定量指标两种。其中物种多样性、观赏特征多样性为定量指标,通过Simpson指数计算,公式如(2)所示。
式中,pi为种i 的个体数占群落中总个体数的比例,(pi)2为随机取种i 的2 个个体的联合概率应用,S为群落中的总种数。
其余为定性指标,定性指标评价反应尺度采用7分制,由50 名风景园林相关专家和研究生评分后取均值。
1.2.2.2 评价指标权重值计算及一致性检验
采用1-9 标度法计算各个评价指标的权重值,即1、3、5、7、9 分别代表两个因素相对重要程度的不同尺度,2、4、6、8 分别表示上述相邻尺度的中间值,倒数表示两个指标呈反比。向风景园林相关专家发送1-9 标度法权重问卷,并将问卷数据导入Yaahp V11.0 软件计算各指标及准则层的权重值和一致性比率(CR)。如果计算结果中各判断矩阵的CR<0.1,则表示一致性检验通过,问卷数据为有效数据;否则一致性检验不通过,问卷无效。经计算,共得到15份有效问卷。
1.2.2.3 确定综合评价指数
通过景观综合评价指数法,计算综合评价得分,公式如(3)所示。
式中,B 为某植物景观综合评价得分,Xi为某评价指标的权重值,Fi为某植物景观在某评价指标下的得分值[9]。
综合评价指数计算公式如(4)所示。
式中,CCEI为综合评价指数,B 和B0分别为某植物景观的实际综合评价得分及理想值。根据CCEI结果,采用差异百分比分类法将景观质量分为Ⅳ级(0%~39%)、Ⅲ级(40%~59%)、Ⅱ级(60%~79%)、I 级(80%~100%)。
1.2.3 AHP法与SBE法综合运用
1.2.3.1 肯德尔协同系数检验
利用肯德尔协同系数法对两种方法的评价结果排序进行一致性检验[10]。将评分数据导入SPSS 软件中,选择分析中的非参数检验模块,再继续选中相关样本模块,勾选肯德尔协同系数法进行检验。
1.2.3.2 标准化处理及汇总得分
经肯德尔协同系数检验所得的秩评具有一致性时,将两种评价方法的结果用标准差法进行标准化处理,得到植物景观的标准化得分[11]。计算公式如(5)所示。
式中,Zij为第i 种评价方法中的第j 个植物景观的标准分值;Xij为第i种评价方法中的第j个植物景观的得分值;Xi’为第i种评价方法中的所有植物景观得分的平均值;si为第i种评价方法中的所有植物景观得分的标准差。
将两种方法的标准分进行汇总,得到综合结果。计算公式如(6)所示。
式中,Tj为第j个样本k种评价方法的评分总和。
2 结果与分析
2.1 AHP法评价指标权重及评价结果分析
根据权重问卷结果统计计算,得出城央型湿地公园植物景观评价指标权重值(见表1)。如表1 所示,准则层中生态特性权重最大,其次是景观特性。说明尽管城央型湿地公园的景观特性相对增强、生态特性相对弱化,但满足其生态特性仍是城央型湿地公园的首要规划任务。所以城央型湿地公园植物景观建设应该主要基于植物景观群落的生态性和科学性,同时强调植物的景观特性,以保持湿地公园绿地的生态平衡和稳定,进一步提升湿地公园植物景观的美感。服务特性权重值最低,是因为服务特性中的评价指标主要是受样地周边环境及设施的影响,受植物景观的影响较小,其权重结果符合实际。
表1 城央型湿地公园植物景观评价模型及其指标权重值
1)在指标层的评价指标中,权重值排名前三的指标依次是水质净化(0.260 0)、物种多样性(0.200 3)和植物健康与抗逆性(0.099 1)。这是因为城央型湿地公园规划的核心任务在于提高湿地环境中的水体质量,协调水与植物的关系。且区别于以生态保护为主的城郊型湿地公园,其单一植物自然成片生长的情况较少,更多地强调植物配置的多样性,在避免种间直接竞争的情况下,配置时考虑充实物种多样性,提高群落稳定性。2)权重值较高的评价指标有观赏时长及季相变化(0.077 8)、空间层次感(0.051 5)和可达性(0.045 0),说明植物的季相景观、垂直结构上的层次变化及能否近距离观赏植物景观并进行互动决定了植物景观带给观赏者的美学感受,三者都可以用作衡量植物景观质量的一个重要依据。3)养护成本(0.008 0)、抗干扰性(0.008 6)和地域特色性(0.015 2)属于服务及文化性的需求,其权重评分较低,是因为其与公园的园建设施及管理服务的关联性更强,所以结果符合实际。
根据景观综合评价指数法分析整理出AHP 法评价结果(见表2),I级景观有5个,占总评价样地数量的25%,其中7号样地为乔-草类型,占I级景观的20%,2、12、17、20号样地植物群落均为为乔-灌-草类型,占I 级景观的80%;2、12、17、20 号样地Simpson 指数普遍较高,依次为0.77、0.82、0.80、0.68,说明植物群落的丰富度对植物景观整体效果具有很大的影响。Ⅱ级景观有15个,占总评价样地数量的75%。无Ⅲ级和Ⅳ级景观。这说明洋湖湿地公园植物景观整体良好。
表2 洋湖湿地公园植物景观AHP法评价结果
2.2 SBE法与AHP法的相关性与差异性分析
用肯德尔协同系数法检验两种方法的评价数据,得到Kendall’s W=0.921,渐近显著性p=0.014<0.05,说明AHP法和SBE法评价排序结果具有较高的一致性。归纳总结AHP 法与SBE 法的最终评价结果(表3),两种方法的评价结果大部分趋同,少数的评价结果差异较大,说明对于大多数植物景观专家评价和公众审美具有一致性。
表3 洋湖湿地公园植物景观AHP法和SBE法的最终结果
SBE 法与AHP 法结果也存在一定的差异。1)如9号样地(见图1),SBE 标准化结果为-0.618 9,AHP标准化结果为0.792 9,SBE 法评价结果较低,AHP 法评价结果较高。该样地植物组成为乌桕+垂柳+鸡爪槭(乔)-南天竹+红叶石楠+红花檵木+山茶(灌)-香蒲+芦竹+黄菖蒲+梭鱼草+紫娇花+小蓬草(草),从AHP 法角度来看,由于样地中物种种类丰富却个体分布均匀、整体景观和四季景观效果佳,该植物景观物种多样性、观赏时长与季相变化等各项重要评价指标得分较高,所以评价结果较高;但从视觉上看,整体空间层次杂乱,主体突出感不强,因此SBE 法得分较低。2)而10 号样地(见图2)SBE 标准化结果为0.000 8,AHP 标准化结果为-0.797 6,SBE 法评价结果良好,但AHP 法评价结果较低。该样地植物组成为香樟+垂柳+枇杷+孝顺竹(乔)-芦苇+千屈菜+鸢尾+紫娇花+大吴风草+荠+沿阶草(草),从AHP法角度来看,该样地植物生长状态欠佳,且冬季景观效果较差,物种数量分布不均匀,导致其物种多样性、植物健康与抗性、观赏时长与季相变化等各项重要评价指标得分较低,所以评价结果较低;但是其夏季景观色彩丰富,植物整体质感较为幽静,与小径铺砖较为融合,整体空间比较私密,适合停留观赏,所以SBE 法得分良好。
图1 9号样地照片
图2 10号样地照片
从整体的评价结果来看,洋湖湿地公园植物景观整体评价良好,但样地普遍在可停留度及科普教研方面的评价结果较差,因此,洋湖湿地公园的服务特性需要加强。例如,适当在植物个体旁增加科普标牌、在植物景观较好的区域配套休憩设施等,在满足生态需求、营造景观效果的同时也充分考虑人们的服务需求。在湿地环境中,对植物进行合理的配置以净化水体也是设计师需要重点考量的地方。
3 结论与讨论
本研究采用AHP 法和SBE 法构建城央型湿地公园植物景观综合评价模型,对长沙市洋湖湿地公园中的20个植物景观进行评价比较,一定程度上明确了城央型湿地公园植物景观中急需优化与提升的指标。城央型湿地公园优秀的植物景观,在满足景观特性和服务需求的基础上,更应重视生态发展的需求。特色的湿地植物景观应满足人工湿地去污的基本需求,同时也应注重群落的物种多样性,通过合理的配置提升整个群落的稳定性和适应性,而植物本身的健康状态及抗逆性良好不仅仅是植物满足生态需求的前提,更是保证植物景观美景度的关键。
基于两种方法的评价结果可知,洋湖湿地公园景观整体评价结果良好,后续改造建设应侧重于从增加休憩设施与科普标识、建设持续性景观等方面开展。用肯德尔协同系数对AHP 法和SBE 法的评价结果进行相关性检验,得出渐近显著性为0.014。虽然两种方法的原理不同,但其在评价结果上具有较高的一致性。但AHP 法更倾向于选择较为均衡全面的植物景观,而SBE 法则偏好于视觉美感强的植物景观,将结果标准化有利于得到更加准确的结果。
本研究虽在前人研究的基础上,基于不同城市湿地公园的侧重性质与建设背景构建了较为全面的城央型湿地公园评价指标体系,但鉴于现实中城央型湿地公园景观评价与设计具有综合性和复杂性,目前的评价过程仍存在一定局限。今后在实践过程中需要进一步细化调整和优化评价指标,提升研究的科学性与实用性,以科学指导后续城市湿地公园景观规划与建设。