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基于 AHP 法的安庆市景观水体水生植物配置评价分析

时间:2022年07月07日 所属分类:推荐论文 点击次数:

摘 要:通过以安庆市城区的三大公园:菱湖公园、市民广

  摘 要:通过以安庆市城区的三大公园:菱湖公园、市民广场、新河公园为研究对象,对各公园水体的水生植物进行样地调查,并运用层次分析法对安庆市公园景观水体水生植物应用现状及配置状况进行综合评价。结果表明:调查区域共有水生植物 33 种,分别隶属于 23 科 32 属,主要以挺水植物为主,湿生、浮水、漂浮、沉水植物为辅,其中以莲、浮萍、空心莲子草最为常见。三大公园的水景配置综合评价结果均为三级中等水平,在三者中新河公园水生植物配置综合指数最高,市民广场次之,菱湖公园最低。同时,与同一评价体系的淀山湖、上海植物园进行更深入的比较发现,挺水植物频度可能是景观水体综合评价结果的重要影响因子之一,且 20%挺水植物频度也可能是它的一个阈值,这为今后水体景观的设计与实施提供了一定的理论依据,具有较强的实操意义。

  关键词:水生植物; 景观配置评价; 层次分析法; 挺水植物频度

水生景观

  近年来,随着社会不断发展进步和工业化进程,水环境问题日趋严重。水生植物作为一种城市水体景观设计中的重要元素,不仅带给人们多种维度、多层次美的感受,而且还具有重要的生态功能如:净化水体[1]、增加生物多样性[2]等功能。唐伟等利用生态浮床种植水生植物(黄花水龙、狐尾藻、菖蒲),对库尾湖湾湖水进行静态模拟试验,得出生态浮床对氮磷有显著的净化能力,且存在明显的季节差异,春季高于秋冬季,这与水生植物生物量有很大关系[1];汪欣等以太湖宛山荡湿地为研究对象,通过地形重塑,以及生态缓冲带建立,得出示范区内水生植物种类、盖度等均有显著增加,尤其是沉水植物,物种多样性也显著增加,同时示范区内水质得到显著净化[2]。因此水生植物在水体景观的营造中备受欢迎[3]。

  关于园林中水生植物的研究,目前主要侧重于各公园或湿地水体中水生植物种类的调查及应用状况[4-6],以及一种或几种水生植物的污水净化处理能力、相关机理[7-8]。如杨成艺等以福州市西湖公园为研究对象,得出共有 33 种水生植物,以观花、观叶的挺水植物为主,主要的配置模式是挺水-浮叶-沉水模式,整体而言,冬季景观较差[4];肖森对广州市海珠花溪湿地景观进行调研,得出共应用的水生植物种类 25 种,其中挺水植物较多,配置时兼顾了美学与生态两个方面考虑[5];喻来等以成都市白鹭湾生态湿地公园为对象,调查得出其共应用 16科 26 种水生植物,其中挺水植物应用最高。

  另外,监测发现,白鹭湾空气质量、地表水质量均表现最佳[6];姚睿等研究了水生植物对广州市湿地水体污泥的净化作用,得出在种植一年后,13 种水生植物均能适应 TN、TP 超标的底泥环境,且不同植物去除效果不同,再力花、风车草、菖蒲、春羽和水罂粟对底泥中 TN、TP 去除效率最高[7];李秀芳等以三种滏阳河原生水生植物为对象,进行两两组合,得出各种组合均能有效去除水体污染物,TN、TP、氨氮、CODMn 去除率分别为 75%、47%、95%、58%以上,且能明显抑制叶绿素,其中狐尾藻+篦齿眼子菜组合表现最佳[8]。园林水体中水生植物配置景观评价,不仅要兼顾景观规划的客观性,还要考虑景观认知的主观性,因此,具有较高的综合性和一定的难度系数。今园林中较常运用的景观评价方法主要有层次分析法(AHP)[9]、语义分析法(SD)[10]、美景度评价法(SBE)[11]、审美评判测量法(BIB-LCJ)[12]及人体生理心理指标测试法(PPI)[13]等。

  如雷金睿等以海口市 9个公园为对象,对其植物群落进行 AHP 评价,得出植物群落景观整体质量优良,缺乏优质配置的植物景观群落,并提出以“近自然”复层式植物群落配置模式,突出海口市本地景观特色[9];曹加杰等从心理感知角度,对南京秦淮河运用 SD 法,从景观、人文、生态三个方面评价其滨水景观质量,得出三个重要因子,分别是植物多样性、公众参与度和河流水质[10];刘金燕等以 42 张台湾相思林春季照片为材料,对其景观质量进行 SBE 评判,得出台湾相思林景观效果五个主要影响因子,分别是灰色比、枝条杂乱度、枯枝断梢、林冠面特征、主色彩比例[11]。其中以 AHP 法运用最为广泛,其显著特点是系统性、实用性、简洁性,通过构建多层次分析结构模型,将繁杂的定性分析分解为多层次的定量分析,从中筛选出最优方案[14]。

  安庆市地处长江之滨,城区水体分布面积较大,对各类水体公园的营造有利于提升城市形象,提高市民幸福感。本研究以安庆市三大公园水体景观的水生植物为研究对象,通过实地调查,分析各公园水生植物应用现状与配置形式,采用层次分析法,从景观质量与景观协调性两个层次,对所调查景观水体的水生植物配置模式进行综合性评价,探讨城市景观水体条件下适宜的水生植物配置模式,优化水生植物配置。但这类评价存在一个问题是只能给出大体的方向,缺乏具体的实际操作性。为此,本研究选择与同一评价体系、水体景观综合指数明显高于安庆三大公园的淀山湖、上海植物园[15]进行比较,在具体的、可实操的相关指标上进行深入探究,分析可能的影响因子,以期能够达到在水体景观设计与实施中起到真正的指导意义,为进一步合理构建城市水体景观提供一定的理论和实际依据。

  1 材料与方法

  1.1 材料来源及背景

  根据安庆市现有主要公园的分布,选取了最具代表性的三个景观水体公园的水生植物群落作为研究对象。这些水体总体上代表了安庆市景观水体水生植物配置的主要类型,包括安庆市菱湖公园、市民广场、新河公园。菱湖公园位于安庆市菱湖南路,原是一处天然湖泊,以多菱而得其名,始建于康熙后期,已有二百六十多年的历史,是安庆市区内唯一一座具有悠久历史的综合性公园,总面积达43.8 万平方米,其中水面为 24.2 万平方米, 现在分为四大功能区:儿童娱乐区、休憩观赏区、人文景观区、水上风景区;市民广场于 2007 年建成并开放,该公园在功能上划分为娱乐观景区、商业文化区、黄梅戏艺术园区和生态景观区四个大区,其中小菱湖景观区占地约 80 亩,有阳光沙滩、观景平台、木栈桥等景点,和周围的绿化带一起构成了特有的生态景观区;新河公园于 2016 年建成并开放,从地理位置上来看,新河公园是连接安庆老城和东部新城的纽带,主要划分为湿地植物园区、休闲商业水岸区、市民公园区、自然生态滨水公园区等四种不同风貌特色的主题景观区。

  1.2 研究方法

  1.2.1 采样方设置与调查分析

  本研究中关于样线的布设参照唐丽红等[13]的方法,根据各公园水生植物实际分布情况,菱湖公园园区内水体丰富,但许多水体无水生植物的布置,因此在水上风景区设了两个样区,共 23 个样方;市民广场在小菱湖景观区阳光沙滩水域设了一个样区,共 19 个样方;新河公园设了两个样区,一个是带状湿地植物园区,一个是自然生态滨水公园区,共 42 个样方。因公园水体面积相对较小,样方间距离基本按照 20 m 设定,各样方面积为 1 m× 1 m[16]。分别于 2020 年 4 月~10 月,春季(3 月)、夏季(6 月)、秋季(10 月)进行水生植物群落调查,记录样方中水生植物的种名、生活型、观赏特性、植物健康状况、与硬质景观的和谐性、与生境的和谐性、与整体环境的和谐性、可达性,拍照并计算水生植物的频度及 Shannon 多样性指数[15,17]。水生植物频度采用下式计算:F = (某物种出现的样点数/全部样点数) ×100% 。

  1.2.2 层次分析法(AHP)

  AHP 具体步骤如评价指标体系的建立、各指标内涵及评分标准的确定、评价指标权重的确定、评价指标的标准化、城市景观水体水生植物配置评价模型的建立、城市景观水体水生植物配置综合指数分级等,均参照唐丽红等研究方法[15]。

  2 结果与分析

  2.1 水生植物的种类及分布

  通过对安庆市菱湖公园、市民广场、新河公园水体中水生植物进行实地调查,发现共有 33 种,分别隶属于 23 科 32 属。其中挺水植物有 13 种,占水生植物种类的 39.4%;湿生植物 8 种,占 24.2%;浮水植物 4 种,占 12.1%;漂浮植物 4 种,占 12.1%;沉水植物 4 种,占 12.1%(表 2)。新河公园植物种类最多,市民广场次之,菱湖公园植物种类最少。

  2.2 水生植物在各公园中的频度

  新河公园中水生植物种类虽然最丰富,达 31种之多,但是从水生植物应用频度来看,与市民广场、菱湖公园相比,种类应用频度均偏少,除了莲达到了 43%,其余均在 30%以下,而挺水植物中只有莲和香蒲两种水生植物的应用频度达到 20%以上,只占到整体的 6.5%。市民广场中频度在 20%以上的有七种植物,其中挺水植物有五种,占到整体的 33.3%。菱湖公园中应用频度较高的有四种,其中挺水植物只有一种即莲,占到整体的 11.1%。

  2.3 配置评价结果及其与淀山湖、上海植物园比较分析

  根据 Shannon 分析,安庆市三大公园水体水生植物配置指标结果中,客观性指标如物种多样指数、生活型多样性指数、植物观赏特性多样性指数、植物景观季相多样性指数,新河公园均表现最高,而其它偏主观性的指标与菱湖公园、市民广场的数据相差不大。从中还可以看出,安庆市三大公园水体水生植物配置评价综合指数均整体偏低,各水体景观评价等级只达到三级,属于中等水平。在三者中新河公园水生植物配置综合指数最高,市民广场次之,菱湖公园最低。因本研究的评价体系与唐丽红等的一致,所以与淀山湖、上海植物园的景观评价结果进行了对比,发现淀山湖水体景观综合指数值达到了 0.93,水体景观评价等级达到一级优的水平;上海植物园的水体景观综合指数值也达到了 0.89,水体景观评价等级也达到一级优的水平。

  3 讨论与结论

  我们通过对安庆市三大公园实地调查与分析发现,共有 33 种水生植物,分别隶属于 23 科 32属,大多为常见水生植物,其中挺水植物以莲、香蒲、再力花、空心莲子草等为主,浮水植物以睡莲、水鳖等为主,漂浮植物以浮萍、满江红等为主,沉水植物以菹草等为主。与其它城市重庆[14]、广州[18]等地的景观水生植物应用种类相比,安庆市景观水生植物的应用种类明显偏低。杨圣贺等报道,对重庆 14 个都市区景观水体进行调查,共有 22 科、42种水生植物,主要以挺水和湿生植物为主,其它类型水生植物应用较少[14];惠俊爱等对广州地区的水生植物进行了调查分析,得出广州目前较普遍应用的水生植物共 30 科 55 种,挺水植物、浮叶植物、浮水植物、沉水植物分别是 33、7、5、10 种[18]。据王春景等人的初步统计,安徽共有水生维管植物142 种、隶属于 76 属,41 科[19],可见许多本土水生植物资源尚未得到有效利用,特别是一些观赏价值比较高的水生植物如红蓼、大薸、荇菜、萍蓬莲等,还有很大的应用空间值得去开发,同时深挖它们的内在文化内涵,定能打造出令人印象深刻的独特景观效果。

  以红蓼为例,《诗经》有云:山有桥松,隰有游龙,这里的游龙即指的是红蓼[20];陆游曾吟:老作渔翁犹喜事,数枝红蓼醉清秋,勾勒出一幅动人的秋景[21]。Shannon 多样性指数在各类多样性指数中表现最佳,既能反映丰富度又能反映均匀度[22]。新河公园作为安庆市新建不久的城市绿化带,就其水生植物应用种类而言是非常丰富的,达到了 31 种之多。因此其在物种多样指数、生活型多样性指数、植物观赏特性多样性指数、植物景观季相多样性指数上均表现最高,说明新河公园在进行水体景观植物配置时,遵循了水体景观配置的多样性原则,具有一定的景观丰富性。

  市民广场 Shannon 多样性指数和水景综合评价均处于三者之中,其水生植物的应用种类共 15 种,明显少于新河公园。市民广场水体虽然为自然式驳岸,其水景的布置太过局限,只重点打造了阳光沙滩附近的水景,其它驳岸部分水生植物种类少且分布散,整个水面几乎为莲覆盖,没有留白处理,缺少镜面效果。另外,调查还发现浮萍、空心莲子草的频度过高,在部分角落,出现蔓延之势,不仅打破了原有的设计美感,还会对其它水生植物的生长发育产生破坏性的影响,应及时处理、维护,保持景观状态的可持续性。菱湖公园在三大公园中 Shannon 多样性指数和水景综合评价最低,既与其水生植物应用种类有关,也与其配置模式有关。菱湖公园水体为混凝土的硬质驳岸,水生植物应用种类少,只有 9 种,且挺水植物种类过少,导致水景配置缺乏层次感,如莲应用频度竟达到 86%,导致视觉效果单一和审美乏味。

  目前关于园林方面的 AHP 法,主要侧重于景观评价、适应性评价、引种价值评价等方面的研究,如马之珺等运用层次分析法和综合指数法,对中国农业大学(烟台)校区总体景观舒适度进行评价,得出景观舒适度一般,在景观设计因素考量中生态性权重最重,功能性和文化性次之,美观性最低[23];林卉等运用层次分析法对厦门环岛路区域植物景彩化观提升进行评价,得出在设计时考虑到了彩化观叶、观花植物,但忽视了彩化观果植物,且所用植物多以常绿植物为主,但是缺乏季相变化[24];陈刚等对 2016 年张掖市引进的 15 种观赏植物,从三个纬度:生态适应性、观赏价值和生长量方面进行AHP 综合评判,得出 13 种观赏植物适应性良好以上,可以应用于今后张掖市生态造林及园林景观营造[25]。

  覃泳智等柳州市引进的 80 个杜鹃品种进行AHP 综合分析,得出 12 个在观赏性和适应性上表现优良的品种,值得推广与应用[26]。这些研究虽然从宏观上具有较高的指导意义,但还存在着一些不足,即较为笼统、含糊,在真正指导实际景观设计时,缺少一定的实操性。因本研究与唐丽红[13]等人的评价体系一致,遂对新河公园与淀山湖、上海植物园的评价结果进行了深入的差异比较,新河公园水生植物种类与明显高于淀山湖、上海植物园,三者分别为 31 种、19 种、15 种,三者挺水植物种类分别为 21 种、6 种、11 种,三者挺水植物比重为 67.7%、31.8%、73.3%。

  但是新河公园水体景观综合指数仅为 0.416,景观评价等级只达到三级,属于中等水平;而淀山湖水体景观综合指数值达到了 0.93,水体景观评价等级达到一级优的水平;上海植物园的水体景观综合指数值也达到了 0.89,水体景观评价等级也达到一级优的水平。通过对两篇文章仔细对比探究,发现最大的差异是挺水植物频度,淀山湖、上海植物园挺水植物频度绝大多数在 20%以上,而新河公园挺水植物频度只有两种高于 20%以上,其它全低于 20%。由此推测,挺水植物频度可能是影响景观水体综合评价结果的重要因子之一,且 20%挺水植物频度也可能是它的一个阈值。当然,此部分还需今后进一步的研究论证。

  参考文献:

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  [3] 刘伯春,胡恩明,韩迎春,等. 水生植物对水环境的改善作用探索—以活水公园为例[J].旅游纵览,2016(2):231-232.

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  [5] 肖森.海珠湿地公园一期花溪水生植物应用的调查分析[J].广东园林, 2013(3):56-60.

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  [7] 姚睿,曾小平,张潇潇,等. 水生植物对广州湿地水体污泥的净化作用研究[J].中国园林, 2018(8):82-85.

  选自期刊《井冈山大学学报(自然科学版)》第 43 卷第 4 期

  作者:宗 梅,张晓惠,黄南巡,丁元春5(安庆师范大学皖西南生物多样性研究与生态保护重点实验室,安徽,安庆 246133)