楊 超 林世平 馬山水

海南大學(xué)林學(xué)院 ?？?570228

城市街道綠化的觀賞性作為城市綠化評(píng)價(jià)的一個(gè)核心指標(biāo),對(duì)城市美化有重要作用[1-2]。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于城市綠化觀賞性評(píng)價(jià)研究的對(duì)象主要集中于公園、校園這類(lèi)“塊狀”綠化,對(duì)涉及環(huán)境變量因素最為復(fù)雜的城市街道綠化,特別是以生活型街道為代表的“線(xiàn)性”綠化空間關(guān)注較少[3-7]。部分學(xué)者在街道綠化觀賞性評(píng)價(jià)領(lǐng)域已經(jīng)做出相關(guān)研究,但構(gòu)建的評(píng)價(jià)體系大多只考慮植物本體因素,未考慮建筑色彩、空間尺度等環(huán)境因素[8-10]。評(píng)價(jià)方法多選用層次分析(AHP)、語(yǔ)義分析(SD)、美景度評(píng)價(jià)(SBE)、審美評(píng)判測(cè)量(BIB-LCJ)等方法,使用這些方法建立的評(píng)價(jià)體系的客觀科學(xué)性無(wú)法進(jìn)行驗(yàn)證,導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果存在一定的主觀性、不確定性,很難實(shí)現(xiàn)客觀的量化研究[11]。

本文結(jié)合城市道路和景觀綠化的特點(diǎn),從植物因素和環(huán)境因素出發(fā),基于景觀美學(xué)和視知覺(jué)理論構(gòu)建城市街道綠化觀賞性評(píng)價(jià)體系,采用熵權(quán)TOPSIS法和SBE法對(duì)?？谑?9條生活服務(wù)型街道(段)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià),為更深入、全面量化研究城市街道綠化提供依據(jù)。

1 研究對(duì)象及研究方法

1.1 研究對(duì)象

《城市綜合交通體系規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51328-2018)將城市道路分為交通型和生活服務(wù)型兩大類(lèi)。交通型道路綠化主要考慮快速通行的安全保障和高速動(dòng)態(tài)觀賞特點(diǎn),生活服務(wù)型道路綠化主要以低速動(dòng)態(tài)或靜態(tài)觀賞為主,在游覽過(guò)程中易于接近,更講求道路景觀在較小尺度上的豐富度[12]。本次研究依據(jù)《?？谑泻５閸u片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃(2019)》,選取海甸島片區(qū)59條以集散、服務(wù)功能為主的城市生活型街道綠化為研究對(duì)象,所選樣本街道使用人群類(lèi)型豐富,使用頻率相對(duì)較高,具有一定代表性。

本研究選擇2020年6—10月的晴朗天氣,使用無(wú)人機(jī)、計(jì)數(shù)器、測(cè)距儀等工具,對(duì)樣本街道綠化進(jìn)行全場(chǎng)景數(shù)據(jù)采集,調(diào)查內(nèi)容主要包括植物種類(lèi)、數(shù)量、密度、街道景觀面積等。

1.2 研究方法

1.2.1 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

本研究在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合植物自身(本文稱(chēng)為本體因素)以及植物所處街道環(huán)境(本文稱(chēng)為環(huán)境因素)對(duì)評(píng)價(jià)因子的影響,篩選出能夠反映城市街道綠化觀賞性的4項(xiàng)指標(biāo)、8項(xiàng)評(píng)價(jià)因子構(gòu)建評(píng)價(jià)體系(表1)。

表1 城市街道綠化觀賞性評(píng)價(jià)體系

1.2.2 熵權(quán)TOPSIS法

熵權(quán)TOPSIS法作為一種多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法,適用于解決對(duì)象多屬性決策問(wèn)題。該方法通過(guò)數(shù)據(jù)本身進(jìn)行客觀賦權(quán),能精確反映評(píng)價(jià)對(duì)象之間的差距,有效避免主觀層面對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響[13]。主要求解步驟如下:

設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象,n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),城市街道綠化觀賞性的原始評(píng)價(jià)指標(biāo)矩陣為X,如式(1)所示:

式(1)中,xij為第j個(gè)指標(biāo)的綠化觀賞性評(píng)價(jià)初始值。

將數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,并采用歸一化方法,得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣Y,如式(2)所示:

式(2)中,yij為第i條街道第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值。

根據(jù)信息論中信息熵的定義,計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的信息熵值及指標(biāo)權(quán)重,計(jì)算公式為:

式(3)、式(4)中:Ej為第j個(gè)指標(biāo)的信息熵值；pij為第i條街道在第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值所占總數(shù)的比例；Wj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值。

構(gòu)建加權(quán)規(guī)范矩陣V如式(5)至式(7)所示:

式(5)至式(7)中:V＋為評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中第i條街道在第j個(gè)指標(biāo)的最大值,即最偏好的方案,稱(chēng)為正理想解；V-為評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中第i條街道在第j個(gè)指標(biāo)的最小值,也是最不偏好的方案,稱(chēng)為負(fù)理想解。

分別計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象到正、負(fù)理想解的歐氏距離,計(jì)算公式為:

式(8)、式(9)中:為第j個(gè)指標(biāo)與的距離；為第j個(gè)指標(biāo)與的距離；Vij為第i條街道在第j個(gè)指標(biāo)加權(quán)后的值。

計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象到正、負(fù)理想解的貼近度Ti,計(jì)算公式為:

式(10)中,Ti越大,表明該街道綠化的觀賞性越大。當(dāng)Ti＝1時(shí),街道綠化觀賞性最高；當(dāng)Ti＝0時(shí),街道綠化觀賞性最低。

1.2.3 SBE法

根據(jù)調(diào)查樣地挑選出59張最具代表性的街道照片,編碼后打亂順序制作幻燈片,選擇海南大學(xué)風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)老師和研究生共45名作為評(píng)價(jià)者對(duì)幻燈片進(jìn)行評(píng)價(jià)。本次評(píng)價(jià)采用-3～3的7分制美景度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)[14]。由于評(píng)價(jià)結(jié)果受景觀自身特征和評(píng)價(jià)者的審美態(tài)度影響,需要將美景度值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,其公式為:

式(11)至式(13)中:Zij為第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)第i張照片的標(biāo)準(zhǔn)化得分；Rij為第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)第i張照片的打分值；ˉRJ為第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)所有照片的打分值總和的平均值；Sij為第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)所有照片的打分值的標(biāo)準(zhǔn)差。

1.2.4 觀賞性質(zhì)量等級(jí)劃分

為直觀表達(dá)綠化觀賞性質(zhì)量與貼近度值Ti與美景度值Zij之間的關(guān)系,采用等差法[15]分別將Ti、Zij分為優(yōu)Ⅰ、良Ⅱ、中Ⅲ、差Ⅳ4個(gè)等級(jí),各等級(jí)劃分公式為:

式(14)中:F為等級(jí),i分別?、瘛ⅱ?、Ⅲ、Ⅳ；Ai為等差數(shù),分別取值100%、75%、50%、25%；Pmax均取Ti、Zij的最大值；Pmin均取Ti、Zij的最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 熵權(quán)TOPSIS法的客觀性

比較熵權(quán)TOPSIS分析法與SEB法排序的差異(圖1)發(fā)現(xiàn),兩種評(píng)價(jià)結(jié)果具有高度的一致性,少數(shù)街道的排序存在一定偏差,說(shuō)明基于熵權(quán)TOPSIS法的城市街道綠化觀賞性評(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)實(shí)表征基本一致,其定量評(píng)價(jià)結(jié)果是客觀科學(xué)的,評(píng)價(jià)體系可行。

圖1 基于熵權(quán)TOPSIS法和SBE法的街道綠化觀賞性排名比較

2.2 評(píng)價(jià)因子權(quán)重

基于熵權(quán)TOPSIS法計(jì)算出各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值(表2)表明,花籬地被種植密度指數(shù)的權(quán)重值最大(0.330 1),而喬、灌木種植密度指數(shù)的權(quán)重值最小(0.070 6),說(shuō)明在有限的街道綠地范圍內(nèi),單位面積內(nèi)的花籬地被的植物量比喬、灌木更容易提升街道綠化的視覺(jué)觀賞性。這是因?yàn)樵谏钚徒值乐?綠化植物常以靜態(tài)或低速動(dòng)態(tài)觀賞為主,更注重景觀在小尺度、近距離的觀賞效果。成片栽植的花籬地被大多位于街道中低層,處于人的最佳視覺(jué)區(qū)域范圍之內(nèi),加之花籬地被植物往往伴有較多的植物色彩和形態(tài),視覺(jué)上更容易吸引人的注意；而列植或散植的喬、灌木主要種植于街道中高層,往往處于人的最佳視覺(jué)區(qū)域范圍之外,不能較為清楚地看到景觀全貌,邊緣景物模糊,影響了觀賞者的空間感受。

表2 城市街道綠化觀賞性評(píng)價(jià)因子權(quán)重值

形相豐富度指數(shù)(0.121 6)、植物種類(lèi)豐富度指數(shù)(0.108 0)、色相豐富度指數(shù)(0.107 5)3個(gè)因子對(duì)街道綠化觀賞性也具有相當(dāng)?shù)挠绊懥?說(shuō)明配置季相多樣和種類(lèi)多樣的植物組團(tuán)是豐富城市街道綠化空間的有效途徑,也是增強(qiáng)街道綠化觀賞性的重要手段。而植物水平空間層次率(0.092 7)和植物垂直空間層次率(0.087 4)的權(quán)重值相近,說(shuō)明植物水平空間層次和垂直空間層次對(duì)于街道綠化同樣重要。豐富的空間結(jié)構(gòu)既可以營(yíng)造良好的景觀深度、加強(qiáng)景觀的距離感、使道路綠化富于變化,又避免了單調(diào)性。

2.3 街道綠化等級(jí)評(píng)價(jià)

基于熵權(quán)TOPSIS法對(duì)街道進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)的結(jié)果(表3)表明:Ⅰ級(jí)觀賞性街道有7條,占樣本總量的11.86%；Ⅱ級(jí)觀賞性街道有25條,占42.37%；Ⅲ級(jí)觀賞性街道有19條,占32.2%；Ⅳ級(jí)觀賞性街道有8條,占13.57%?；赟BE法對(duì)街道進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)的結(jié)果(表3)表明:Ⅰ級(jí)觀賞性街道有8條,占樣本總量的13.56%；Ⅱ級(jí)觀賞性街道20條,占33.89%；Ⅲ級(jí)觀賞性街道有23條,占38.98%；Ⅳ級(jí)觀賞性街道有8條,占13.57%。

表3 基于熵權(quán)TOPSIS法和SBE法的街道綠化觀賞性排名對(duì)比

根據(jù)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果可知,海口市生活型街道綠化觀賞性等級(jí)呈現(xiàn)正態(tài)分布趨勢(shì)(圖2)。評(píng)價(jià)為“優(yōu)Ⅰ”“差Ⅳ”的街道數(shù)占比最少,評(píng)價(jià)為“良Ⅱ”“中Ⅲ”的街道數(shù)占比最多,由此說(shuō)明?？谑泻５閸u片區(qū)生活型街道綠化的觀賞性水平整體一般。

圖2 街道綠化觀賞性評(píng)價(jià)等級(jí)比較

對(duì)于評(píng)價(jià)為“優(yōu)Ⅰ”的街道,景觀種植形式多采用高大喬、灌木與較大面積的花籬地被植物相結(jié)合的方式,其物種多樣性較高,植物長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良,具有豐富的水平、垂直方向的結(jié)構(gòu)層次以及明顯的季相景觀特征,能夠形成多種錯(cuò)落有致的街道綠化景觀。這種綠化形式不僅有效緩解了街道綠化中單一鋪種草皮對(duì)視覺(jué)上產(chǎn)生的單調(diào)感,也能使城市街道綠地真正發(fā)展為喬木、灌木、地被、草皮的立體復(fù)層混交結(jié)構(gòu),極大程度上保證了人工植物生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

對(duì)于評(píng)價(jià)為“良Ⅱ”和“中Ⅲ”的街道,綠化配置多為喬木和少量花籬地被植物搭配種植的方式。該等級(jí)的街道綠化在季相上雖具有一定的色彩搭配,但觀賞時(shí)序性不強(qiáng)；橫、豎向的空間層次感較為薄弱,植物大小對(duì)比過(guò)于明顯,缺乏相應(yīng)的過(guò)渡性植物。但由于綠化養(yǎng)護(hù)管理工作到位,該等級(jí)的街道綠化也能夠保持良好的景觀效果。

對(duì)于評(píng)價(jià)為“差Ⅳ”的街道,普遍存在植物種類(lèi)配置簡(jiǎn)單、物種多樣性極低、植物用量少等問(wèn)題。街道大多只種植諸如椰子(Cocos nucifera)、糖 膠 樹(shù)(Alstonia scholaris)、紫 檀(Pterocarpus indicus)等單一常綠喬木或落葉喬木,路段之間的綠化布局千篇一律,觀花、觀果及觀葉植物均未能得到有效利用,植物生態(tài)結(jié)構(gòu)十分脆弱。加之早期的城市建設(shè)不注重生活型街道中綠化景觀的發(fā)展,導(dǎo)致預(yù)留的綠化空間不足,樹(shù)種栽植不合理,無(wú)法有效構(gòu)建豐富的空間層次。此外,部分路段綠化因管理不善,植物出現(xiàn)老化及病蟲(chóng)害現(xiàn)象,一定程度上也影響了街道綠化的觀賞性。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本文以?？谑泻５閸u片區(qū)的生活型街道綠化為研究對(duì)象,應(yīng)用熵權(quán)TOPSIS法和SBE法進(jìn)行定量研究,結(jié)論如下:1)影響城市生活型街道綠化觀賞性的主要因素是花籬地被種植密度；2)次要因素是形相豐富度指數(shù)、植物種類(lèi)豐富度指數(shù)、色相豐富度指數(shù)、植物水平空間層次率、植物垂直空間層次率、綠視率；3)對(duì)城市生活型街道綠化觀賞性影響最小的是喬、灌木種植密度；4)?？谑泻５閸u片區(qū)生活型街道綠化的觀賞性水平整體一般。

3.2 建議

為有效提升生活型街道綠化的觀賞性,提出如下優(yōu)化建議:

1)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注花籬地被植物的應(yīng)用。在層次方面,通過(guò)季相多樣的花籬等地被植物塑造豐富的空間層次；在尺度方面,通過(guò)配置較大面積的花籬地被植物增加綠量。

2)應(yīng)盡量避免種植單一的喬木或灌木。對(duì)于綠化帶較窄的生活街道,建議以某1～2種喬木為基調(diào)樹(shù)種,引入垂直綠化,把不同形態(tài)、色彩的藤本、附生類(lèi)植物進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,提高街道綠量,豐富植物景觀的層次感。例如,以椰子為基調(diào)樹(shù)種的街道,引入合果芋(Syngonium podophyllum)、腎蕨(Nephrolepis cordifolia)、巢蕨(Asplenium nidus)等植物構(gòu)建垂直綠化,形成濃郁的熱帶觀賞景觀。對(duì)于綠化帶較寬的生活街道,建議在綠化層次和尺度方面進(jìn)行強(qiáng)化,可應(yīng)用多種喬、灌木作為綠化主體樹(shù)種,形成空間層次和季相豐富的景觀,同時(shí)配置較大面積的花籬地被植物。例如,以美麗異木棉(Ceiba speciosa)、鳳凰 木(Delonix regia)、洋 紫 荊(Bauhinia variegata)等喬木,以及雞蛋花(Plumeria rubra‘Acutifolia’)、朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)等灌木為主體樹(shù)種,構(gòu)建豐富的觀賞層次；較大規(guī)模地 種 植 朱 蕉(Cordyline fruticosa)、水 鬼 蕉(Hymenocallis littoralis)、小 葉 龍 船 花(Ixora coccinea‘Xiaoye’)、麥冬(Ophiopogon japonicus)等花籬地被植物,局部點(diǎn)綴灰莉(Fagraea ceilanica)和三角梅(Bougainvillea glabra),營(yíng)造綠量。從層次和規(guī)模兩方面把握季相變化和色彩搭配的關(guān)系、突出自然景觀特色,不僅可以增加物種的多樣性,也能達(dá)到觀賞效果的穩(wěn)定性和自持力。