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    杭州植物配置案例的综合评价与聚类分析

    关键词:风景园林;植物配置;综合评价;杭州

    Key words:landscape architecture; plant configuration; comprehensive evaluation; Hangzhou

    摘要:对杭州市区园林绿地全面踏勘,筛选出37个城区植物配置案例以及13个景区植物配置案例,进行现场调查与综合评价,并对其进行分析,发现景区案例的植物配置水平明显高于城区案例,主要差异是在美学效益上。通过SPSS软件对各个评价因子、评价要素的聚类,得出评价因子、美学效益、生态效益以及最终得分的相关性,发现形态与质感的和谐性、植物物种多样性以及植物配置科学性等指标在评判植物种植设计水平上具有重要的意义。

    Abstract:With a comprehensive survey of landscape and green space in Hangzhou city, 37 cases of plant configuration in urban areas and 13 cases in scenic areas were selected for on-site investigation and comprehensive evaluation. Comprehensive evaluation results of 50 cases indicated that the level of plant configuration in scenic areas is significantly higher than that in the urban areas, whose difference is mainly on aesthetic benefit. Through clustering of evaluation factors and elements by the SPSS software, the correlation between evaluation factors and other factors, aesthetic benefit, ecological benefit as well as the final score were calculated, which revealed that change and harmony in morphology and texture, scientific indexes such as the diversity of plant species and plant location have an important significance on evaluation of planting and design.

    内容:植物景观作为实现绿地生态效益和美学效益的主要载体,是判定绿地质量的重要因素。目前评价植物配置水平的主要方法是综合评价法,其中层次分析法(AHP)适用于公园、居住区及道路绿地等园林植物景观的评价,特点是将复杂的问题模糊化再进行分析,简单明了[1-4]。植物配置的综合性强,应用层次分析法,通过调查与数据收集,建立数据支撑的科学评估、评价、指导植物种植设计的方法是本项目实施的初衷。

    1  案例的调查与筛选
    1.1  样地选择
    分组分区块对杭州主城区的绿地全面踏勘,选择四季植物观赏效果好的案例,进行影像记录。通过2轮的筛选,精选出城区37个案例、景区13个案例,作为跟踪观察记录测绘与分析的案例(图1)。
    1.2  样方设置
    城市园林绿地的植物观赏空间可大可小,清华大学李树华教授提出的“植物种植设计单元”的概念更有利于案例的统计和植物配置分析。因此选择植物种植设计单元为案例的样方范围进行调查[5]。
    1.3  调查方法
    案例调查的内容包括平面图绘制与四季影像照片的拍摄。
    案例平面图的测绘内容包括主要植物(木本植物)的规格(胸径或地径、高度、冠幅)以及所有植物的平面位置。乔木调查的数量特征指标包括种名、株数、胸径、高度、冠幅等;灌木调查的数量特征指标包括种名、株丛数量、高度、冠幅或种植范围等;草本地被调查的数量特征指标包括种名、平均高度、种植范围等;水生植物主要记录种名、高度、种植范围等。
    选择案例每个季节的最佳观赏期进行植物景观四季影像照片的拍摄。

    2  案例的综合评价
    选择层次分析法为本项目的植物景观评价方法。
    2.1  建立综合评价体系框架
    植物景观的评价主要集中在生态效益、美学效益和社会效益(包括服务功能)[6-29]。本项目的调查案例为植物种植设计单元,其社会效益不能在一个案例内完全体现,因此选择生态效益和美学效益为植物景观评价体系的评价要素。
    细分植物景观的美学效益和生态效益[6-29],建立综合评价体系(表1)。
    2.2  评分标准
    根据植物种植设计的基本要求以及植物景观的观赏特性[6-29],确定各个评价因子的评分标准(表2)。
    其中:C9三维绿量即三维绿色生物量(three dimensional green biomass),或称绿化三维量,指绿地中植物生长茎叶所占据空间体积的量,以立方米(m3)为单位计算。本文中,植物树冠立体形态的确定主要根据调查时树木的立体几何形态(表3)[30]。
    2.3  权重值的评分、检验与计算
    通过专家对评价要素和评价因子的重要性一一比较,对每个评价要素和评价因子之间的重要性进行评分、检验和计算。
    利用yaahp层次分析法软件设计层次结构模型,将专家评分录入各判断矩阵,通过一致性检验后,得出每个评价因子的权重(表4)。从结果可以看出,生态效益已经越来越受到重视。
    2.4  综合评价结果
    2.4.1  方法
    整理案例测绘与照片资料,每个案例获取一张平面图以及春夏秋冬4个季节具有代表性的照片各一张。专业人员根据资料对每个案例评分,得分平均后结合权重值,计算获得综合评价分值(其中C6~C9的分值是计算得出)。
    2.4.2  结果
    经过评分与计算,50个案例综合得分在5.9~8.4,B1美学效益的得分在2.0~3.2,B2生态效益的得分在3.6~5.4(图2)。城区案例综合得分范围以及平均分明显低于景区案例,B1美学效益和B2生态效益的得分范围和平均分也明显低于景区案例(表5)。
    2.4.3  综合评价结果分析
    案例各个评价因子的平均分(表6),景区案例除了C7比城区案例低以外,其他因子的得分均比城区案例高。其中C9的分值差最大,是因为景区绿地建设早,植物规格总体比城区案例大。美学效益的评价因子中,C4的分值差最大,同时C2、C3的分值差也比较大。
    从综合评价的结果分析,景区案例在美学效益和生态效益方面均优于城区案例。美学效益的差异主要在平面构图、立面层次、形态质感三方面。景区案例的群落层次的丰富度明显低于城区案例,原因是景区的观赏尺度大,植物配置更关注与山水之间的关系;城区绿地面积小,观赏尺度小,植物配置更注重树丛层次的丰富度。评价结果中,景区案例的C7分值明显低于城区案例,而景区案例C3分值明显高于城区案例。说明城区案例中立面层次的变化或者丰富度比较高,但是立面层次的和谐度不足。

    3  聚类分析
    3.1  评价因子R型聚类结果与分析
    层次聚类分析中的R型聚类是对研究对象的观察变量进行分类,使具有共同特征的变量聚在一起,以便可以从不同类中分别选出具有代表性的变量进行分析[31]。
    3.1.1  聚类结果
    对案例的评价因子、评价要素和综合分值进行R型聚类,其两两相关度如表7。
    3.1.2  分析
    相关度矩阵表明,评价因子中C2、C3、C4、C5、C10与A(综合评分)的相关度较高,C7与A(综合评分)的相关度最弱;B1美学效益和C2、C3、C4、C5的相关度最强,和C6、C7的相关度较弱;B2生态效益和C6、C8的相关度最强,和C1的相关度最弱。
    美学效益的各个因子中,C2与美学效益的其他因子相关度最高;C1与美学效益其他因子的相关度最低; C2和C3的相关度最高。生态效益的各个因子中,C6、C7与生态效益的其他因子相关度最高,C6、C7之间的相关度也最高。生态因子中与美学因子相关度最高是C10,比C1与其他美学因子的相关度高。分析原因,可能是有许多案例因为植物种植位置的不合适,影响植物的健康生长,导致观赏价值的降低。
    根据各评价因子之间的相关度比较与分析,可以得到以下结论:1)若要提高案例的美学效益,提高案例色彩与季相的和谐度以及形态质感的和谐度,将非常有效;提高植物景观的形态与质感的变化与和谐度,可以通过增强植物景观立面层次的变化与和谐度来实现,在设计或者施工过程中后者比前者更容易操作或检验;2)若要提高案例的生态效益,提高植物的物种多样性、乡土植物所占的比例以及植物种植位置的科学性,将非常有效;3)虽然在权重值的评分中,评价要素生态效益比美学效益更为重要,但从案例最终的评价结果中分析,美学效益的各个评价因子与综合评价分值的相关性较生态效益的各个评价因子高,说明案例之间主要的差距在于美学效益而非生态效益。
    3.2  综合评价总分值的Q型聚类结果与分析
    层次聚类分析是根据观察值或变量之间的亲疏程度,将最相似的对象结合在一起,以逐次聚合的方式,它将观察值分类,直到最后的样本都聚成一类。Q型聚类,它使具有共同特点的样本聚齐在一起,以便对不同类的样本进行分析[31]。
    3.2.1  聚类结果
    根据案例的美学效益得分、生态效益得分以及综合分值,对50个案例样本进行6类聚类(表8)。结果分值最高的第一类案例6个,均为景区案例;分值次高的11个案例中6个是景区案例,5个城区案例;第三、第四类案例均为城区案例,分别为17和13个案例;第五类案例2个,1个景区案例,1个城区案例;第六类案例1个,为城区案例。
    3.2.2  分析
    从聚类结果看,景区案例的植物配置水平明显高于城区案例。从次佳案例的B1和B2分值分析,城区案例的美学效益得分为城区所有案例中最高分值,但是依旧低于该类中景区案例的美学效益得分。说明和景区案例比较,城区案例主要差距在美学效益的得分上。

    4  讨论
    4.1  植物配置存在的问题
    4.1.1  城区案例与景区案例存在的差异
    杭州城区植物配置弱于景区植物配置,这是一直以来业内人士的共识,但是尚未采取科学的方法评估和评判。通过此次50个案例的调查与综合评价,基本了解主要的差距,更为具体的原因还需要进一步的分析和研究。
    从案例综合评价结果看,城区案例的美学效益明显低于景区案例,在5个评价因子中均有体现,鉴于C2与C3这2个因子的相关度高,城区案例美学效益存在的主要问题在于C4以及C3,这2个因素恰恰是植物种植设计过程中最为重要的。分析这2个评价因子分值偏低的原因,可能是营造植物空间时疏密变化不够以及应用的植物规格不合理等原因造成,这还需要进行深入研究。
    景区案例与城区案例生态效益各个评价因子的差异,比美学效益的差异复杂。城区案例的C7分值较景区高,C9分值较景区低很多,这个原因在前文中已经阐述。生态效益中,值得关注的是城区案例的C10分值较景区案例低很多,而C10又是和美学效益各个评价因子相关度最高的一个因子,说明城区案例在植物种植的科学性上比较薄弱,这有可能是造成城区案例美学效益分值低的重要原因之一。
    4.1.2  杭州植物配置存在的主要问题
    从50个案例各个评价因子的得分分析,杭州园林绿地植物景观主要问题出在色彩与季相的变化与和谐、形态质感的变化与和谐、植物物种多样性以及植物种植位置的科学性上,在今后的植物种植设计以及园林绿地提升改造中建议首先从这几方面着手。
    4.2  有效提高植物配置水平的方法
    4.2.1  美学效益
    在美学效益的各个评价因子中,C2与C3、C4、C5为高度相关,与C1为中度相关。因此在植物种植设计过程中着重考虑C1和C2这2个因子,是否可以取得事半功倍的效果,值得进一步研究。
    4.2.2  生态效益
    生态效益各个评价因子之间的相关度不是很高,但是案例主要出现的问题集中在C6以及C10这2个因子上。因此在植物种植设计过程中,需要更多关注植物物种多样性以及植物种植位置的科学性上。


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    (编辑/王媛媛)