基于AHP法的济南大明湖公园冬季植物景观评价

卢 鑫，向言词

(湖南科技大学建筑与艺术设计学院，湖南湘潭 411201)

城市公园作为人与自然生态系统互动的主要场所和绿地系统建设的重要组成部分，对民众身心健康、城市可持续发展起着举足轻重的作用[1-4]。植物景观作为城市公园中向人们传达美感和联想的媒介，主要是指利用不同种类和规格的植物，控制空间内的种植形式、空间布局和数量而形成的具有较高观赏价值的景观，不仅可以创造优美的环境，而且在维护城市生态系统多样性等方面发挥着重要作用[5-8]。

近年来，各种植物景观评价方法得到应用，如层次分析法(AHP)、美景度评价法(SBE)、审美评判测量法(BIB-LCJ)、语义分析法(SD)等，有利于提高城市公园植物景观评价的科学性和准确性[9-12]。济南市大明湖公园闻名遐迩，人流量大，植物景观特色突出，因此选取济南市大明湖公园作为主要研究对象，采用层次分析法对综合影响冬季植物景观的因素进行评价研究,以期为城市公园更好地发挥冬季植物景观效果提供参考。

1 研究区域概况

大明湖公园位于济南市历下区老城区北部，属暖温带大陆性季风气候区，冬季寒冷少雪，“四面荷花三面柳，一城山色半城湖”是其景观的真实写照[13]。经改扩建后，大明湖公园总面积达到103.4 hm2，水面面积为57.7 hm2，陆地面积为45.7 hm2，实现了由“园中湖”到“城中湖”的转变，为人们提供了良好的休闲娱乐空间。

2 研究方法

2.1 层次分析法(AHP法)层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)是指将决策相关要素分解为目标、准则、指标等层次，在此基础上将人的主观判断以量化分析的形式表达、转化和处理，是一种具有系统、灵活和简单等优点的定性与定量相结合的决策分析法[14-16]。

2.2 评价指标体系的构建根据大明湖公园冬季植物景观的特点和功能，参考目前的研究成果[17-20]，选取相应的目标层(A)、准则层(B)和指标层(C)，以3个二级指标、8个三级指标构建大明湖公园冬季植物景观评价模型。其中，从大明湖公园冬季植物景观的生态效益(B1)、美学效益(B2)和社会效益(B3)3个方面构建评价体系的准则层(B)；生态效益(B1)由2个评价因子组成，即植物多样性(C1)、植物适应性(C2)；美学效益(B2)由4个评价因子组成，即空间层次丰富度(C3)、植物色彩丰富度(C4)、植物景观协调性(C5)、植物景观意境美(C6)；社会效益(B3)由2个评价因子组成，即可达性(C7)、舒适性(C8)(图1)。

2.3 评价指标权重的确定及一致性检验

图1 大明湖公园冬季植物景观评价模型Fig.1 Landscape evaluation model of winter plant in Daming Lake Park

表1 A-B判断矩阵

表2 B1-C判断矩阵Table 2 Judgment matrix of B1-C

2.3.2计算指标权重与一致性检验。根据许树柏[23]的方法，运用方根法，求得矩阵最大特征值，由于人们认知的模糊性和多样性，需先求得一致性指标，再进行一致性检验。计算公式为(1)～(3)：

(1)

(2)

(3)

式中，A为判断矩阵，W为相应的特征向量，n为判断矩阵阶数，CI为一致性指标，CR为随机一致性比率(当CR为0.1时，判断矩阵满足一致性检验，否则需重新调整权重)，RI为平均随机一致性指标，n阶1～10分别取值0、0、0.58、0.90、1.12、1.24、1.32、1.41、1.45、1.49[23]。

根据表2～5所示的评判指标重要性，构建判断矩阵，算得A-B矩阵最大特征值λmax=3.009 3,CI=0.004 7，RI=0.580 0，CR=0.008 1<0.1，判断矩阵满足一致性检验，则权重矩阵W=[0.163 2,0.540 1,0.296 7]，可接受；B1-C矩阵最大特征值λmax=2.000 0,CI=0.000 0,RI=0.000 0,CR=0.000 0<0.1，判断矩阵满足一致性检验，则权重矩阵W=[0.200 0,0.800 0]，可接受；B2-C矩阵最大特征值λmax=4.040 7,CI=0.013 6,RI=0.900 0,CR=0.015 1<0.1，判断矩阵满足一致性检验，则权重矩阵W=[0.159 7,0.098 7,0.491 6,0.250 0]，可接受；B3-C矩阵最大特征值λmax=2.000 0,CI=0.000 0,RI=0.000 0,CR=0.000 0<0.1，判断矩阵满足一致性检验，则权重矩阵W=[0.247 8,0.752 2]，可接受。

表3 B2-C判断矩阵Table 3 Judgment matrix of B2-C

表4 B3-C判断矩阵Table 4 Judgment matrix of B3-C

2.4 调查方法与评分

2.4.1调查方法。基于植物景观的季节性，对大明湖公园冬季植物景观进行实地调研，选择2022年1月中旬光照充足且能见度高的天气，于10:00—16:00进行拍摄。为了保证所拍照片的统一性和代表性，减少操作带来的误差，照片拍摄时要求光照充足，顺光，不更换相机且保持相机参数设置不变，拍摄高度保持在1.6 m，横向构图，并避免非景观因素介入。最后，根据评判目的从215张中挑选25张，作为大明湖公园冬季植物景观层次分析的基础资料。

2.4.2评分。评价根据每项评价因子设5个级别，即10(非常满意)、8(满意)、6(一般)、4(不满意)和 2(非常不满意)，评分以专家打分的方式进行。通过景观综合评价指数法，先求得某冬季植物景观样地的综合评价值，再求得综合评价指数，为了更直观反映冬季植物景观的质量，其综合评价指数作为分级依据被划分为4个等级(表5)[24]。计算公式分别为(4)、(5)：

(4)

(5)

式中，Xi为该因子的总权重值，Fi为该因子的平均得分值，S0为理想值。

表5 冬季植物景观综合评价等级划分Table 5 Standard for comprehensive evaluation of plant landscape

3 结果与分析

3.1 评价指标权重值分析根据大明湖公园冬季植物景观评价模型(图1)，对构建的判断矩阵进行计算统计和一致性检验，获得各评价因子的权重值及总权重值(表6)。由表6可知，准则层美学效益的权重(0.540 1)居于首位，说明美学效益是大明湖公园冬季植物景观的主要因素，其次是社会效益(0.296 7)，生态效益(0.163 2)最小。生态效益中植物适应性的总权重值(0.130 6)最高，其次为植物多样性(0.032 6)，说明一个健康稳定的植物群落在保障冬季植物景观的观赏特性中发挥着重要作用；美学效益中植物景观协调性的总权重值(0.265 5)最高，说明观赏者认为冬季植物景观与周围环境相互协调才能更加充分地展现冬季植物景观之美；社会效益中舒适性的总权重值(0.223 2)最高，其次为可达性(0.073 5)，说明观赏者更加注重对冬季植物景观的认同以及冬季植物景观所能提供的舒适空间。

3.2 公园冬季植物景观评价结果通过计算每个冬季植物景观样地的综合评价值，并根据综合评价指数，分别计算出各植物景观样地的评价等级(表7)。由表7可知，25个大明

表6 大明湖公园冬季植物景观评价权重Table 6 Weights of factors for evaluating plant landscape in Daming Lake Park in winter

湖公园冬季植物景观样地的综合评价结果为Ⅰ级冬季植物景观样地有11个，占总量的44%，样地编号分别为5、10、11、13、14、15、16、17、19、20、21；Ⅱ级冬季植物景观样地有14个，占总量的56%，样地编号分别为1、2、3、4、6、7、8、9、12、18、22、23、24、25；样地均无 Ⅲ 级和Ⅳ 级冬季植物景观。该综合评价结果表明，大明湖公园冬季植物景观整体较好。Ⅰ级冬季植物景观样地的特点主要是植物种类繁多，且健康状况较优，在冬季植物景观中色彩较丰富，整体空间层次变化丰富，与周围环境协调且氛围感强，可达性较高，能为游人提供较高的舒适环境。Ⅱ级冬季植物景观样地的特点主要是植物种类较多且健康状况基本良好，在冬季植物景观中色彩较单调，整体空间层次变化丰富程度较低，与周围环境协调且氛围感较好，可达性良好，能为游人提供较好的舒适环境。

4 结论与讨论

综合考虑济南大明湖公园冬季植物景观的主要评价因子，采用层次分析法对大明湖公园冬季植物景观的25个样地进行综合评价分析。基于生态效益、美学效益、社会效益3个评价指标共8个评价因子，通过构建判断矩阵进行计算、统计和一致性检验，得出各评价因子的权重值及总权重值，并由专家评分及计算得出综合评价结果。主要结论如下：

(1)准则层中权重值从高到低的排序依次为美学效益(0.540 1)、社会效益(0.296 7)和生态效益(0.163 2)，说明评价者对能用感官直接感受到的视觉效果较重视，对冬季植物景观能改善城市环境的生态功能和间接带来的使用及精神层面功能的重视程度不如前者。

(2)生态效益、美学效益和社会效益中总权重值居首位的分别为植物适应性(0.130 6)、植物景观协调性(0.265 5)和舒适性(0.223 2)，说明一个健康稳定的冬季植物景观群落，在关注总体外貌的同时，更要注重与周围整体环境的协调，这样不仅能充分发挥冬季植物景观的美感，给观赏者留下深刻印象，更能提高观赏者的认同感与舒适性。

(3)25个大明湖公园冬季植物景观样地的综合评价结果可以总结出，Ⅰ级冬季植物景观样地有11个，占总量的44%；Ⅱ级冬季植物景观样地有14个，占总量的56%；Ⅲ级和Ⅳ级冬季植物景观样地均无，表明大明湖公园冬季植物景观总体较好。

表7 大明湖公园冬季植物景观综合评分统计结果Table 7 Comprehensive score of winter plant landscape in Daming Lake Park

在济南大明湖公园内，植物作为有生命力的要素，结合前人研究结论[25-26]及实地调研可知，公园内冬季多以观花及观枝干的树种为主，虽常绿树种与落叶树种配比比较协调，但是草地等在冬季仍会大面积裸露。因此，在大明湖公园冬季植物景观优化时，提出如下优化建议：①加强适应当地、性能较好的冬季景观树种，如冬季观花、观果或颜色突出、形状奇特的树种等，充分发挥冬季植物景观的生态效益；②注重冬季植物景观的四维空间形态，将其动态发展纳入整体规划，打造具有济南地域特色的冬季植物景观；③尽可能为观赏者提供合理的休憩及可停留空间，注重冬季植物景观的社会效益。