基于層次分析法的寒地雨水花園植物選擇研究★

吳 妍 仲昭婷

(東北林業大學園林學院,黑龍江 哈爾濱 150040)

隨著城市化的發展和城市非滲透表面的增加，造成了城市內澇、徑流污染以及地下水位下降等問題[1]。為解決城市內澇問題，一些發達國家經過長期探索和研究，提出了低影響開發、綠色雨水基礎設施等雨洪管理理念及技術措施[2]。雨水花園是自然形成或人工建造的淺凹綠地，通過合理的植物材料和沙土的綜合作用，對雨水徑流進行收集和凈化，涵養地下水或用于補給城市用水[2,3]。由于雨水花園建造成本較低且兼具良好的景觀功能和生態功能，近年來日益受到業內人士的關注[3]。

植物是雨水花園實現景觀功能和生態功能的重要元素，但目前國內對雨水花園的研究多為雨水花園營建、雨水花園性能試驗研究、雨水花園應用實踐3個方面，針對雨水花園植物材料選擇方面的研究相對薄弱[4]。因此，根據哈爾濱的氣候特征，本文針對哈爾濱市首個海綿城市建設示范項目——群力健康生態園中的雨水花園植物材料進行研究，建立了雨水花園植物應用的評價體系，從植物的生長特性、觀賞特性、生態適應性及經濟性4個方面，運用層次分析法(AHP)對26種雨水花園植物進行綜合評價，為哈爾濱寒地雨水花園植物材料的選擇提供借鑒和參考。

1 調查范圍及調查指標篩選

1.1 調查范圍

本研究于2017年5月～11月，以哈爾濱市首個海綿城市建設示范項目——群力健康生態園中的雨水花園為調研場地，將場地中現有的26種雨水花園植物分為水生植物和陸生植物兩種類型，水生植物有荷花、荇菜、浮葉眼子菜、水蔥、雨久花、澤瀉、黑三棱、花藺、狹葉香蒲、水芹、菰，陸生植物有千屈菜、毛茛、萱草、大花萱草、德國景天、鳶尾、射干、大葉鐵線蓮、滿天星、百里香、藍亞麻、委陵菜、狼尾草、波斯菊、百日草，研究期間對植物進行實地調查、拍照及各指標記錄，調查頻率為每周一次。

1.2 調查指標篩選

將雨水花園評價指標確定為生長特性、觀賞特性、生態適應性及經濟性4個方面。最終確定生長特性指標為株高、綠期[5]，觀賞特性指標為花期、成花率和果實觀賞性[5]，生態適應性指標為耐水位波動、耐澇性、耐旱性[3]、耐寒性[6]、抗倒伏、抗病蟲害[5,7]，經濟性指標為養護管理和成本指標[6]。由于水生植物與陸生植物對水分需求的不同，最終確定為11項水生植物評價指標，12項陸生植物評價指標(見表1)。

2 研究方法

層次分析法(AHP)由美國運籌學家Saaty提出，通過定性分析與定量分析，將人的主觀判斷與客觀事實相結合的多指標決策。層次分析法把問題層次化，建立多層級評價指標體系，實現了綜合評價的有效性和可靠性[8]。

2.1 層次分析法評價指標體系建立

該層次分析法評價指標體系的建立，將基于寒地雨水花園景觀需求及生態需求的植物評價指標體系分為3個層次：第1層是

目標層A，即基于群力健康生態園景觀的雨水花園植物綜合評價；第2層是準則層B，即植物的生長特性、觀賞特性、生態適應性和經濟性4個方面；第3層是指標層P，即對雨水花園植物綜合評價的具體指標[5]，可見表1。

依據Satty的標度理論，需對準則層和指標層的評價因子進行兩兩比較，分別構造判斷矩陣Xi(i=1,2,…,n)，層次分析法計算過程為：

1)λmax和w的方根法計算：

2)判斷矩陣一致性檢驗：

表1 層次分析法評價指標體系

表2 評價隨機一致性指標R.I.

經上述公式計算得出該評價體系的準則層B對目標層A的判斷矩陣Xi(i=1,2，…，4)的最大值λmax=2，由表1可見，標準層各指標權重為wB1=0.092 4，wB2=0.250 6，wB3=0.554 7，wB4=0.102 3，因此4種特性的重要性排序為：生態適應性>觀賞特性>經濟性>生長特性，且一致性檢驗C.R.=0.023 0<0.1。同理，經計算得到指標層各項指標權重且經檢驗矩陣一致性C.R.均小于0.1。

2.2 雨水花園植物評價指標的評分標準

雨水花園植物各項指標的評分標準是依據雨水花園的生境以及國內有關雨水花園植物評價的研究成果[1,5,6,10]所確立的，由表3可見，每項指標評分分為3個等級，評分依次記為5分、3分、1分[5]，并根據雨水花園的景觀需求、生態需求及各項指標的特點，確定各等級應達到的評分標準。

2.3 雨水花園植物綜合評分結果與分析

通過對哈爾濱市群力健康生態園中的雨水花園植物進行生長特性、觀賞特性、生態適應性以及經濟性進行實地的觀察記錄，得到現有26種雨水花園植物的生長狀況數據。依據表3的評分標準對每種雨水花園植物的各項評價指標進行評分，結合表4中構建的評價指標體系，運用層次分析法的計算方法，對雨水花園各植物進行綜合評分，所得綜合評價值記為V。

由表4，表5可見，水生植物中：Ⅰ級(4.3

表3 雨水花園植物評價指標的評分標準

陸生植物中：Ⅰ級(4.3

表4 群力健康生態園雨水花園中的水生植物綜合評價及分級

表5 群力健康生態園雨水花園中的陸生植物綜合評價及分級

3 結論與討論

本研究應用層次分析法對群力健康生態園中現有的26種雨水花園植物材料進行綜合評價，將植物分為水生及陸生2種類型，根據綜合評價分值排序。一般情況可優先選擇綜合評分高的雨水花園植物進行配置，水生植物可優先選擇荇菜、水蔥、花藺，其次選擇狹葉香蒲、菰、水芹、雨久花。陸生植物可優先選擇狼尾草、鳶尾、萱草，其次選擇藍亞麻、毛茛、大花萱草、千屈菜、委陵菜。研究結果為今后寒地雨水花園植物種類選擇提供一定的參考。

基于層次分析法的綜合評價方法在植物評價部分指標的定量測量分析較為困難，人的主觀分析可對評價結果產生一定的影響[5]。該評價方法可在未來寒地綠色雨水基礎設施建設中結合實踐逐步完善。由于哈爾濱特殊的寒地氣候特征，導致可適用于本地區建造雨水花園的植物材料種類有限，未來應加大力度對野生植物材料及外來植物引種進行研究，推動雨水花園在寒地的應用推廣。