基于AHP和TOPSIS對廣州公園中芳香植物的資源評價

夏涵涵?邱曉曼?劉小冬

摘要：芳香植物具有凈化空氣、驅(qū)除蚊蟲、美化環(huán)境、調(diào)節(jié)身心健康等功能，在公園綠化中占據(jù)重要地位。對廣州10個公園的芳香植物種類、生活型、芳香類型、香氣來源、觀賞期及應(yīng)用頻率等進行調(diào)查，結(jié)果顯示：共出現(xiàn)芳香植物109種，隸屬54科95屬；喬木的種類最多，占比51%，其次為灌木；芳香類型覆蓋芳香型、濃香型、淡香型、清香型和木香型5種；花是芳香植物主要的散香部位。運用層次分析法（AHP）和最優(yōu)解法（TOPSIS）對芳香植物資源進行綜合評價，其中最重要的準則層指標為康養(yǎng)性，其次為芳香性、觀賞性；舒適性、愉悅感是芳香植物最重要的指標。根據(jù)評價結(jié)果，將109種芳香植物分為I級“很好”、II級“好”、III級“中等”3個等級，分別有31種、37種、41種。

關(guān)鍵詞：芳香植物；層次分析法（AHP）；最優(yōu)解法（TOPSIS）；廣州公園；資源評價

中圖分類號：S68

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2641（2023）05-0093-04

收稿日期：2023-01-11

修回日期：2023-04-08

Abstract： Aromatic plants are ecologically and economically valuable species in landscaping， which play important role in air purification， mosquito control， landscaping design， physical and mental health regulation， etc. This study investigated the species， life forms， aroma types， fragrance sources， flowering periods， and application frequency in 10 parks in Guangzhou. The results revealed a total of 109 aromatic plant species belonging to 95 genera and 54 families. Trees accounted for the most significant? proportion at 51%， followed by shrubs. The aroma types included fragrant， highly fragrant， lightly fragrant， fresh fragrant， and woody fragrant. Flowers were identified as the primary source of fragrance in aromatic plants. A comprehensive evaluation of aromatic plant resources was conducted using the Analytic Hierarchy Process （AHP） and Technique for Order of Preference by Similarity to an Ideal Solution （TOPSIS）. The most important criteria were identified as health-promoting properties， followed by aroma and ornamental value. Comfort and pleasure were the most important indicators for aromatic plants. According to the results， the 109 aromatic plant species were classified into three levels： Level I “excellent” （31 species）， Level II “good” （37 species）， and Level III “moderate” （41 species）.

Keywords： Aromatic plants; AHP; TOPSIS; Parks in Guangzhou; Resource evaluation

芳香植物是能夠散發(fā)芳香氣體或提取芳香精油的栽培植物及野生植物的總稱，是兼有藥用植物和香料植物屬性的植物類群，且大多具有很高的觀賞性。芳香植物在園林綠地中起到綠化、美化、香化，凈化空氣，改善人體情緒等作用，是園林植物的重要組成部分，在園林建設(shè)中有著廣闊的應(yīng)用前景[1～3]。據(jù)統(tǒng)計，全球芳香植物種類豐富，分布廣泛，現(xiàn)已知約有3 300種，中國大概有800種[4]。中國華南地區(qū)因其獨特的地質(zhì)地貌和多樣的氣候條件，孕育了豐富的芳香植物資源。為推動芳香植物在華南地區(qū)園林景觀中的應(yīng)用，本研究以廣州市主要公園為研究對象開展芳香植物調(diào)查，并對芳香植物的康養(yǎng)價值進行評價，以期篩選出適合應(yīng)用于華南地區(qū)園林景觀的芳香植物，為今后的科學保護與合理利用芳香植物資源提供理論依據(jù)。

1 研究對象和方法

1.1研究對象

綜合考慮廣州市各區(qū)綠化面積以及植物種類，于2021年9月至2022年9月，在高德地圖上選擇公園景色評分大于4.7的公園進行實地調(diào)查。共調(diào)查了10個公園，覆蓋6個區(qū)：天河區(qū)珠江公園；越秀區(qū)越秀公園、東山湖公園；荔灣區(qū)醉觀公園、荔灣湖公園、廣州文化公園；增城區(qū)新塘公園、萬田生態(tài)公園；花都區(qū)馬鞍山森林公園；白云區(qū)云臺花園。

1.2研究方法

結(jié)合查閱芳香植物相關(guān)書籍和文獻等方法，開展實地調(diào)查，拍照并記錄各個調(diào)查點的芳香植物種類、生活型、芳香類型、香氣來源、觀賞期等，并運用層次分析法（AHP）和最優(yōu)解法（TOPSIS），對芳香植物的康養(yǎng)價值進行綜合評價。

借鑒前人研究成果[5～7]，以芳香植物的康養(yǎng)價值為目標層建立評價模型，準測層為芳香性、觀賞性和康養(yǎng)性，指標層包括9個因子，即芳香類型[8]、香氣來源、持續(xù)時長、色彩飽和度、株型、觀賞期、緩解壓力[9]、舒適性和愉悅感。

邀請10位專家，采用1-5比例標度法對各指標因子的重要程度進行賦值，對賦值結(jié)果取平均值得到兩兩判別矩陣。對判斷矩陣歸一化處理，然后進行一致性檢驗，計算得到隨機一致性比率CR均小于0.1，故可以認為判斷矩陣的構(gòu)造是合理的。因此，可計算得出各指標的權(quán)重（表1），權(quán)重數(shù)值越大，說明該指標越重要。

TOPSIS法是利用原始數(shù)據(jù)信息，精確反映最優(yōu)方案和最劣方案之間差距的綜合評價方法。本文結(jié)合筆者工作經(jīng)驗及相關(guān)專家意見，制定了各指標的評分標準（表1），后對每種芳香植物的9個評價因子分別打分，再進行加權(quán)求和，得到該植物的綜合得分，接著運用SPSSAU軟件對綜合得分進行TOPSIS計算。先計算評價體系的最優(yōu)方案和最劣方案（A+和A-），再計算各評價對象與最優(yōu)方案和最劣方案的距離（D+和D-），最終據(jù)此計算得出各評價對象與最優(yōu)方案的接近程度（C值）。C值越大說明越接近最優(yōu)方案[10]，也說明該芳香植物的康養(yǎng)價值越高。

2 結(jié)果與分析

2.1芳香植物樹種組成

依據(jù)被子植物分類系統(tǒng)（APG Ⅳ）[11]和裸子植物楊氏分類系統(tǒng)[12]，在本次調(diào)查的10個公園中共出現(xiàn)芳香植物54科95屬109種，種類主要集中于木蘭科、木樨科、桃金娘科、夾竹桃科、豆科、菊科、薔薇科、睡蓮科、樟科和松科等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在園林綠化中荷花木蘭、白蘭、含笑花、羅漢松、木樨、木棉等鄉(xiāng)土樹種應(yīng)用頻度較高，生長勢較好。

2.2生活型和應(yīng)用頻度

調(diào)查結(jié)果顯示，芳香植物中的喬木種類最多，共55種，占比51%，其次為灌木（24種）、草本植物（23種），藤本植物最少，僅7種。應(yīng)用頻率大于75%的芳香植物僅有7種，即羅漢松、大花紫薇、木樨、雞蛋花、蓮、萬壽菊、孔雀草，包含喬木、灌木和草本植物；而應(yīng)用頻度小于35%的芳香植物有82種，這說明每個公園綠化有其特色樹種，藤本芳香植物應(yīng)用較少。

2.3散香部位和香型

在本次調(diào)查的109種芳香植物中，香味來源為花的植物最多，有74種，占比63%，而莖香類植物20種，葉香類植物17種，果香類植物3種，全株芳香植物3種。芳香植物散香部位以花為主，與植物為了繁殖，通常發(fā)揮其花的形態(tài)、大小、色彩、氣味等方面優(yōu)勢，吸引昆蟲協(xié)助傳粉相關(guān)。這些芳香植物覆蓋5種香型：芳香型（50種）、淡香型（25種）、清香型（16種）、濃香型（10種）、木香型（9種）。芳香型和淡香型植物應(yīng)用較多，可看出人們更愿意接受此兩香型植物。因此，在綠化樹種選擇上可優(yōu)先考慮含笑花、玉蘭、荷花木蘭、九里香等人們普遍接受其香型的鄉(xiāng)土樹種。

2.4觀賞周期

芳香植物觀賞周期各不相同，總體可分為3類，即夏秋型、冬春型和四季觀賞型。本次調(diào)查的芳香植物中，夏秋型有白蘭、蓮、鷹爪花、鴛鴦茉莉、鼠尾草、百日菊等，觀花植物占比較大；冬春型有桃、木樨、海桐、紫藤、鐵冬青等等；四季型芳香植物多數(shù)為觀葉植物，如羅漢松、黃金香柳、陰香、樟、鵝掌藤、迷迭香等，少數(shù)觀花植物如月季花、九里香等。

2.5 芳香植物康養(yǎng)價值

康養(yǎng)性是最重要的指標，公園中的芳香植物通過給游人以感官上的體驗，使人真正親近自然，感受舒適和愜意，達到減少心理壓力、促進身心健康的目的[13]。同時，芳香植物的揮發(fā)性有機化合物對身心健康有益。從康養(yǎng)性準則層3個指標的權(quán)重可知，人們更重視體驗舒適、愉悅的氛圍。對于次要指標芳香性，人們更關(guān)心芳香的持續(xù)時長，這影響著其體驗感。芳香植物的觀賞性雖然不是人們考慮的重點，但需綜合考慮植物的觀賞期，使四季皆景。

因此，在芳香植物選擇上，優(yōu)先考慮能營造舒適、愉悅環(huán)境的種類。例如，玫瑰Rosa rugosa、百合Lilium brownii var. viridulum和風信子Hyacinthus orientalis的香氣能使人興奮和愉悅[14]；在療養(yǎng)院種植九里香、茉莉花、木樨和狗牙花等，可提供舒適愉悅的環(huán)境[15]。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，玫瑰、九里香、茉莉花、木樨和狗牙花等在公園綠化中應(yīng)用頻度較高，可見芳香植物在廣州應(yīng)用相對豐富，充分展現(xiàn)地域景觀特色。此外，在景觀配置時應(yīng)考慮單位面積內(nèi)芳香濃度適中，在一處景觀或一定面積內(nèi)，同一季度提供1～2種主要香氣最佳。

2.6 綜合評價

根據(jù)評價對象與最優(yōu)方案的接近程度，將109種芳香植物分成3個等級（表2），即I級“很好”（C＞0.788）、II級“好”（C＞0.668）、III級“中等”（C＜0.650）。I級植物有31種，花色艷麗，樹形優(yōu)美，枝繁葉茂，在3個指標綜合表現(xiàn)最突出；II級植物有37種，花香類型豐富；III級有41種，多數(shù)為灌木。

3 結(jié)論與討論

在本次調(diào)查的10個公園中，芳香植物種類繁多，應(yīng)用頻度較高，生長勢較好，觀賞性較高。運用AHP和TOPSIS法構(gòu)建了芳香植物康養(yǎng)價值評價指標體系，得出舒適性、愉悅感是芳香植物最重要的康養(yǎng)指標，并將109種芳香植物分成I級“很好”、II級“好”、III級“中等”3個等級。

在芳香景觀營造時，建議優(yōu)先選用I級植物，其覆蓋喬木、灌木以及草本、藤本植物，可綜合應(yīng)用。例如萬壽菊、孔雀草、百日菊等草本植物花色鮮艷，觀賞價值高；而南洋杉、紫玉蘭、玉蘭、含笑花 、白蘭等樹木植株高大，株型優(yōu)美，香氣迷人，芳香、觀賞、康養(yǎng)價值都很高；也可以通過科屬建立科普專園，如薔薇園、木蘭園、山茶園等。II級植物花果奇異，香味豐富、獨特，如文心蘭花形像舞蹈裙，黃皮、荔枝、龍眼和陽桃等果實具有豐富的文化內(nèi)涵及較高的觀賞價值，羅漢松具有脂香，鴛鴦茉莉、梔子和米仔蘭等為濃香型，黃金香柳、樟和陰香屬于芳香型。可選擇1～2種具有特色香氣的II級植物，結(jié)合多種生活型的植物，構(gòu)建層次豐富芳香景觀。III級植物以灌木為主，且多為觀花植物。

公園綠化景觀的建設(shè)應(yīng)該經(jīng)歷“綠化-彩化-香化”[16]的過程。芳香植物在公園綠化中既能帶來觀賞價值，同時能營造自然清香的環(huán)境，使綠化達到視覺和嗅覺雙重滿足的效果。在芳香植物配置時，應(yīng)注重植物生活型配比的合理性，如喬木高大，綠化面積大，且上層空氣流通，其香氣傳播得更快更遠，能達到“綠化-香化”效果；灌木和草本較矮小，植株和香味容易被發(fā)覺，應(yīng)更注重視覺美感，達到“彩化-香化”效果。同時，應(yīng)注重芳香植物的觀賞時長和觀賞效果，盡可能使每月或每季度均有特色種類，營造四季有景、四時芳香的效果。此外，廣州以芳香植物為主題的公園或康養(yǎng)旅游業(yè)缺乏，加大其建設(shè)，給居民帶來更多生態(tài)利益成為必要。

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作者簡介：

夏涵涵/1989年生/女/貴州遵義人/博士/仲愷農(nóng)業(yè)工程學院（廣州 510230）/特聘副教授/研究方向為熱帶亞熱帶花卉與園林植物

邱曉曼/1998年生/女/廣東汕頭人/本科/仲愷農(nóng)業(yè)工程學院（廣州 510230）/專業(yè)方向為園藝

（＊通信作者）劉小冬/1982年生/男/四川樂山人/博士在讀/仲愷農(nóng)業(yè)工程學院（廣州 510230）/副教授/研究方向為風景園林規(guī)劃設(shè)計/E-mail： 908010241@qq.com