福州市普通公路主要園林綠化樹種美學評價

趙 青，劉 爽，柳冬香，李 鍵，趙朝輝

(1.福建農林大學 林學院，福建 福州 350002；2.福建農林大學 后勤管理處，福建 福州 350002；3.福州市公路事業發展中心，福建 福州 350000）

隨著社會經濟發展、城市化建設高速進行，公路建設的步伐也在逐漸加快，在公路建設中，難免會對周圍景觀環境產生一定的影響，為降低對周圍生態、大氣環境的影響，公路綠化、景觀布局營運而生[1]。公路綠化作為景觀設計的重要組成部分，是公路建設中不可或缺的內容[2]。在過去的公路建設中，只是考慮公路綠化是將公路建設中已產生的影響或破壞降到最低，而對于公路景觀，由于工程技術、經濟條件的限制，景觀設計的選擇彈性小[3]。如何在滿足安全的前提下利用目前的自然、經濟條件，豐富駕駛員的景觀視覺[4]，增加道路景觀的美學性，成為眾多領域積極探索的目標。

國外發達國家公路建設進程早，綠化水平、綠化意識也相對較高，對于道路景觀美學研究較為廣泛[5]。Tveit等[6]在研究了大量景觀美學的基礎上，得出了影響視覺因素的9個指標，并對指標因素進行了量化；Clay等[7]在廣泛分析公路景觀評價因子的基礎上，對公路兩側不同角度拍攝的照片進行評價，得出普遍使用的“自然性”指標與公眾的審美偏好二者之間并沒有顯著的聯系；Val等[8]利用3S技術與景觀生態相結合，表明景觀異質性是影響視覺美學的重要因素。國內關于公路景觀研究正處于不斷地發展和完善階段。趙瑋婕[9]提出將公路景觀融入地域性文化，增加景觀協調性；湯振興[10]分別從自然、人文、建設3個角度進行評價，提出了公路景觀評價指數法，并確定了評價因子及評價標準等；譚砂礫[11]以協調度、自然度為評價指標，通過公眾評分確定指標得分，對景觀視覺評價因素做了詳細說明。

但是，目前關于公路兩側景觀樹種美學評價的研究并不多，且研究多為植物景觀、植物群落的美學評價，而公路綠化植物由于綠化面積和生態學的需要，喬木、灌木往往獨立生長，因此對樹木個體美學評價更具有實際意義[12]。本文選取福州市普通公路主要喬、灌木園林樹種，運用層次分析法，在充分調查公眾樹種美學傾向的基礎上，對樹種進行美學評價，這豐富了公路樹種的選擇，為東南沿海公路景觀美學研究與應用提供了借鑒。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

福州市，位于福建省東部沿海，閩江下游，北緯23°33′～28°20′，東經115°50′～120°40′，屬典型亞熱帶季風氣候，氣候適宜，陽光充足，年平均降水量為900～2 100 mm，年平均氣溫為20～25℃[13]。橫跨南亞熱帶季雨林帶和中亞熱帶常綠闊葉林帶，鄉土植物樹種有160科1 136種，園林植物樹種有520種[14]，福州市公路常用的綠化植物有木棉科、木蘭科、薔薇科、豆科、樟科、棕櫚科等植物，園林綠化樹種常用羊蹄甲、刺桐、榕樹、木棉等喬木樹種，夾竹桃、毛杜、含笑、三角梅等灌木樹種及馬尼拉草、螺螺菊、假檢草、沿階草等草本植物[15]。

1.2 植物選擇及研究方法

福州市境內公路綠化樹種統計數據由福州公路事業發展中心提供，實驗對象選取的是福州市公路園林綠化樹種中應用較為普遍、使用頻率較高且樹種生長適應性較強、景觀效果較為突出的園林樹種，且選擇的同種樹種樹齡大致相同，因在區域中測定所選樹種個體年齡較困難，故采用空間代時間法[16-17]，用樹木胸徑大小代替樹種樹齡，喬木樹種選取胸徑（測定主干離地表面1.3 m處樹木直徑）大于4 cm，灌木樹種選取胸徑小于4 cm、高度高于1.5 m且生長良好，立地條件相似的植株，如表1。

以福州西三環路為研究樣地，拍攝時間為植物生長旺季七月，選擇同樣的天氣，同時保持一致的拍攝高度和角度，對喬木采用縱向拍攝，灌木采用橫向拍攝[18]，與拍攝對象之間的距離在10 m左右，所有拍攝的照片均在8:00—16:00之間。采用調查問卷的方式，將照片展示給觀察者進行評分。

表1 植物屬性表Tab.1 Plant attribute table

1.3 數據處理

用SPSS進行審美主體偏好因素分析，Excel進行調查問卷數據處理分析。

2 結果與分析

2.1 評價原則及評價模型建立

傳統美學評價主要關注審美主體對審美對象的視覺感官評價，忽略了對其他感官因素的感知，本文以綜合多感官作用的生態美學要素為前提[19]，對普通公路主要園林樹種進行美學評價，根據能否可以反映公路綠化基本特征的科學性原則、評價指標間能否從不同層面反映樹種以及公路綠化特征的獨立性原則、評價指標因子在現階段的實際度量及收集的可操作性等原則，采用主客觀相結合的評價方法[20]，結合前人研究成果[21-22]，確立了樹種評價指標因子，構建了福州普通公路主要園林樹種多目標、多層次、多指標的AHP美學評價模型，如表2。

表2 園林樹種美學評價AHP模型Tab.2 AHPModel for aesthetic evaluation of garden tree species

2.2 評價標準

為了能對樹種進行科學的美學評價首先對模型中的指標進行了量化，如表3。擬定評價因子由好到差的0～1、2～3、4～5的三級評分標準。評分采取現場調查問卷與拍照咨詢相關專家相結合的方式，現場調查對象為福州公路司機與乘客，在服務區統一進行；拍照咨詢則選擇的專業是園林專業的教師及研究生。為了避免評價主體產生趨同性，圖片不涉及任何與評價對象相關的細節，以保證評價的準確及客觀。

表3 評分標準Tab.3 Scoring standard

2.3 構造判斷矩陣、層次單排序及綜合評價

利用判斷矩陣標度建立層次結構，如表4，成對比較因子重要性，運用和積法得出因子層次單排序值，計算最大特征根、特征向量、進行一致性檢驗、綜合評判計算。計算步驟如下:

表4 判斷矩陣標度及含義Tab.4 Scale and meaning of judgment matrix

（1）計算優先級向量權重值

式中：λmax為最大特征根，W為所對應特征向量。

（2）一致性檢驗計算

式中：λmax為最大特征根，n為因子數。

式中：RI為平均隨機一致性指標；一般CR＜0.1，滿足判斷矩陣一致性檢驗。

閱讀理解：在平面直角坐標系中，若兩點P、Q的坐標分別是P(x1,y1)、Q(x2,y2)，則P、Q兩點間的距離為如P(1，2)，Q(3，4)，則對于某種幾何圖形給出如下定義：符合一定條件的動點形成的圖形，叫做符合這個條件的點的軌跡．如平面內到線段兩個端點距離相等的點的軌跡是這條線段的垂直平分線．

（3）綜合評判計算

式中：V為綜合得分，B為因子得分，ω為權重值，n為因子數。

3 結論

3.1 福州普通公路主要園林樹種美學評價指標權重

構造判斷矩陣模型是構建AHP模型最重要的一步[23]，采用專家調查法，根據判斷矩陣標度，對同一層次進行兩兩元素相對重要性判斷，如表4，構成A-B、B1-C6、B2-C15三個判斷矩陣，如表5、表6、表7。

由表5可知，公眾對樹種美學評價以景觀視覺評價為主，A-B層權重值中景觀視覺評價值得權重值為0.833，明顯高于生態美學評價權重值，顯示出人們對園林樹種美學評價著重關注的是樹種的外部景觀，例如葉形、葉色，較鮮艷的指標因素。

表5 判斷矩陣及一致性檢驗（A-B）Tab.5 Judgment matrix and consistency test(A-B)

表6表明，生態美學因子中植物景觀舒適度指標（C5）權重值最高，為0.352 0，其次是與外界環境協調性（C4），為0.204 4。植物景觀舒適度權重值最高，滯塵能力和固定CO2能力因子權重值相對偏低，可能是由于本文在對樹種美學評價因子的選取中，首先考量了樹種的生態適應性，滯塵能力因子的強弱會對樹種葉片、葉色產生一定的影響，但就從拍攝圖片來看，這兩個因子所起的作用并不是十分明顯，因此兩因子的權重值低于直接能辨別樹種美學的其他因子的權重值。表7表明，景觀視覺因子中的氣味（C14）、花形、花色、花期（C10）權重值最高，這主要是因為，觀察者通過照片觀察樹種的外部形態，植物色彩越豐富，花期越長，越容易引人注目。

3.2 福州普通公路主要園林樹種綜合美學評價

3.2.1 喬木樹種美學評價

根據喬木樹種各因子得分計算福州市普通公路主要喬木樹種美學評價綜合值及排序，如表9。將喬木樹種劃分為四級樹種，8分以上為一級樹種，綜合表現佳；7分以上為二級樹種，綜合表現優；6分以上為三級樹種，綜合表現良好；6分以下為四級樹種，綜合表現一般，如表10。

表6 判斷矩陣及一致性檢驗(B1～C6）Tab.6 Judgment matrix and consistency test(B1～C6）

表7 判斷矩陣及一致性檢驗(B2～C15）Tab.7 Judgment matrix and consistency test(B2～C15)

表8 評價因子總權重值排序Tab.8 Ranking of total weight values of evaluation factors

一級樹種為美人樹，綜合評價值為8.104 4。美人樹花期長達三個月，花色較為獨特呈淺紫色，樹干筆直，景觀效果極好，是公路綠化的優良樹種。二級樹種有兩種，分別為雞冠刺桐、紫薇。雞冠刺桐樹冠呈圓形，樹態優美，花色鮮紅具有獨特的花形；紫薇花期極長，花色艷麗，這些樹種觀賞性高，綠化效果顯著，生態效益突出。三級樹種有6種，分別為紅葉李、羊蹄甲、紫葉李、榕樹、小葉榕、白蘭。這些樹種觀賞效果較高，但樹種生態效益沒有上述樹種突出，白蘭花極香，對一些花粉過敏或氣味敏感的調查者來說，白蘭不符合大眾對淡淡花香的審美，成為評分不高的原因之一。四級樹種有三種，分別為刺桐、香樟、小葉欖仁。他們都具有一定的觀賞效果，但是由于研究拍攝時間與三種樹種花季不符，導致觀賞性效果不強，評分較低。

3.2.2 灌木樹種美學評價

根據綜合評判方程計算出福州市普通公路主要園林灌木樹種美學評價綜合值，如表9。將灌木樹種劃分為三級樹種，7分以上為一級樹種，綜合表現佳；6分以上為二級樹種，綜合表現良好；6分以下為三級樹種，綜合表現一般，如表10。

綜合評價分析可知，一級樹種有四種，分別為是黃花槐、花葉假連翹、紅葉石楠、木芙蓉。四種灌木樹種花色醒目、株形豐富，增加了公路兩側景觀的層次性，成為公路景觀綠化的極佳樹種。二級樹種有兩種，分別為紅花檵木、夾竹桃。紅花檵木盛夏葉色變綠，花期為4—5月，本研究調查時間在7月份，拍攝紅花檵木無花無果，因而美學評價不高；夾竹桃花冠粉紅或白色，散發特殊香氣，但其枝葉含劇毒，影響夾竹桃美學評分，在樹種適應因素中，夾竹桃常患褐斑病，危害嚴重，生態美學因素評分較低。三級樹種為毛杜鵑。毛杜鵑分支稀疏，花冠呈玫瑰紫色，花期在4—5月，果期9—10月，調查期間無花無果，景觀視覺因素評分低。

表9 喬木、灌木樹種評分值Tab.9 Score of arbor and shrub species

表10 喬木、灌木樹種美學綜合評價Tab.10 Comprehensive evaluation on aesthetics of trees and shrubs

4 討論

4.1 審美主體偏好因素對園林樹種美學評價影響分析

不同審美主體因不同的性別、職業、生活環境會對樹種美學產生不同的評價。為了更好地說明審美主體的審美偏好，用方差分析法來鑒別審美主體的性別、職業、生活環境與樹種美學評價因素之間是否具有差異性。根據生活環境將測試群體分為大城市、中小城市、農村。被調查者職業大致分為兩類，一類為與此次調查相關的職業，如高校教師、園林專業學生，占調查對象的19%，另一類為與此次調查不相關職業，集中于駕駛員等公路景觀直觀體驗者，占調查對象的81%。如表11統計結果所示，審美主體雖性別不同，但審美偏好無顯著性差異。如表12，無論是職業、生活環境，還是職業、生活環境交互作用，顯著性水平均大于0.05，因此不同職業、生活環境對樹種的美學評價無顯著性的差異，不同群體在景觀評價上具有明顯的一致性，這與Clay等[7]、宋勇[24]結論一致。

表11 性別統計及T檢驗Tab.11 Gender statistics and T-test

表12 多因素方差分析Tab.12 Multivariate analysis of variance

4.2 樹種個體美學評價及公路綠化樹種選取建議

對園林樹種建立的AHP模型可知，樹干挺拔、冠幅較大、葉色、葉形適中的樹種評分較高，受人們歡迎。因此，在進行公路綠化選取樹種時，為了增強樹木的美景度，對于樹種美學設計應首先考慮樹形、冠幅，保證樹木挺拔，不影響行車視線，其次關注葉形葉色，增加景觀的舒適度。本研究中因選取的植株樣本是胸徑差不多成熟的樹種，導致胸徑大小并未像前人研究的重要性值高[25]。徐勇等[26]表明樹種花的觀賞性是觀賞樹種的首要特征之一，而本研究結果表明花形、花色因子并非公眾所關注的首要因素，這可能是因為在本研究中所拍植株均屬同一季節，而對植物有重要影響的花、果等季相因子并未全部呈現出，植物個體景觀美學是集多種形態、美學特征于一體，單純的某一方面并不能客觀反映樹種的美學質量，因此在對樹種進行美學評價時，需要參考多方因子進行綜合評價[5]。

在選擇公路綠化樹種時，應將樹種選擇和配置模式相結合。樹種選擇應首先考慮適用于道路環境，適應性較強，環境效益較高的樹種，同時樹種應具有一定的滯塵能力和固碳放氧能力，優化道路環境[27]；在樹種的配置模式上，應首選適應性較強的鄉土樹種，間種外來樹種。在配置這些基礎樹種后，可以適當間種美學價值比較高的樹種[28-29]，增加行車途中的景觀舒適度。喬木層作為公路綠化的主體，應選擇更新周期長、可以在道路兩側形成較為穩定群落的樹種；灌木樹種以觀花為主，應配置花色鮮艷、花期長、植株形狀完整的樹種。利用喬灌草配置進行種植，搭配植物的色、形、香，增加公路兩側植物的層次感及植物季相變化，減少了只有一種常綠喬木的單調感，這與前人研究結果一致[30-31]，灌木加小喬木配置方式使植物種類向花草類突破，改善公路立地條件，提高了綠化景觀的觀賞性。

綜上所述，公路綠化園林樹種美學質量與樹種要素特征密切相關，本研究通過對福州公路普通園林樹種進行美學評價，得出最受公眾喜愛的樹種應具有以下特征：樹干挺拔，樹冠冠幅廣展，葉色較為鮮明，氣味清新，枝葉茂盛但葉片不過于密集以及枝下高高度適中，該結論優化了福州公路樹種的選擇，為公路景觀美學研究與應用提供了借鑒。