杨 超 林世平 马山水

海南大学林学院 海口 570228

城市街道绿化的观赏性作为城市绿化评价的一个核心指标,对城市美化有重要作用[1-2]。目前国内外关于城市绿化观赏性评价研究的对象主要集中于公园、校园这类“块状”绿化,对涉及环境变量因素最为复杂的城市街道绿化,特别是以生活型街道为代表的“线性”绿化空间关注较少[3-7]。部分学者在街道绿化观赏性评价领域已经做出相关研究,但构建的评价体系大多只考虑植物本体因素,未考虑建筑色彩、空间尺度等环境因素[8-10]。评价方法多选用层次分析(AHP)、语义分析(SD)、美景度评价(SBE)、审美评判测量(BIB-LCJ)等方法,使用这些方法建立的评价体系的客观科学性无法进行验证,导致评价结果存在一定的主观性、不确定性,很难实现客观的量化研究[11]。

本文结合城市道路和景观绿化的特点,从植物因素和环境因素出发,基于景观美学和视知觉理论构建城市街道绿化观赏性评价体系,采用熵权TOPSIS法和SBE法对海口市59条生活服务型街道(段)样本进行评价,为更深入、全面量化研究城市街道绿化提供依据。

1 研究对象及研究方法

1.1 研究对象

《城市综合交通体系规划标准》(GB/T51328-2018)将城市道路分为交通型和生活服务型两大类。交通型道路绿化主要考虑快速通行的安全保障和高速动态观赏特点,生活服务型道路绿化主要以低速动态或静态观赏为主,在游览过程中易于接近,更讲求道路景观在较小尺度上的丰富度[12]。本次研究依据《海口市海甸岛片区控制性详细规划(2019)》,选取海甸岛片区59条以集散、服务功能为主的城市生活型街道绿化为研究对象,所选样本街道使用人群类型丰富,使用频率相对较高,具有一定代表性。

本研究选择2020年6—10月的晴朗天气,使用无人机、计数器、测距仪等工具,对样本街道绿化进行全场景数据采集,调查内容主要包括植物种类、数量、密度、街道景观面积等。

1.2 研究方法

1.2.1 评价体系构建

本研究在现场调研的基础上,结合植物自身(本文称为本体因素)以及植物所处街道环境(本文称为环境因素)对评价因子的影响,筛选出能够反映城市街道绿化观赏性的4项指标、8项评价因子构建评价体系(表1)。

表1 城市街道绿化观赏性评价体系

1.2.2 熵权TOPSIS法

熵权TOPSIS法作为一种多指标综合评价方法,适用于解决对象多属性决策问题。该方法通过数据本身进行客观赋权,能精确反映评价对象之间的差距,有效避免主观层面对评价结果的影响[13]。主要求解步骤如下:

设有m个评价对象,n个评价指标,城市街道绿化观赏性的原始评价指标矩阵为X,如式(1)所示:

式(1)中,xij为第j个指标的绿化观赏性评价初始值。

将数据指标进行标准化处理,并采用归一化方法,得到标准化矩阵Y,如式(2)所示:

式(2)中,yij为第i条街道第j个指标的标准化值。

根据信息论中信息熵的定义,计算出各个指标的信息熵值及指标权重,计算公式为:

式(3)、式(4)中:Ej为第j个指标的信息熵值；pij为第i条街道在第j个指标的标准化值所占总数的比例；Wj为第j个指标的权重值。

构建加权规范矩阵V如式(5)至式(7)所示:

式(5)至式(7)中:V＋为评价数据中第i条街道在第j个指标的最大值,即最偏好的方案,称为正理想解；V-为评价数据中第i条街道在第j个指标的最小值,也是最不偏好的方案,称为负理想解。

分别计算各评价对象到正、负理想解的欧氏距离,计算公式为:

式(8)、式(9)中:为第j个指标与的距离；为第j个指标与的距离；Vij为第i条街道在第j个指标加权后的值。

计算各评价对象到正、负理想解的贴近度Ti,计算公式为:

式(10)中,Ti越大,表明该街道绿化的观赏性越大。当Ti＝1时,街道绿化观赏性最高；当Ti＝0时,街道绿化观赏性最低。

1.2.3 SBE法

根据调查样地挑选出59张最具代表性的街道照片,编码后打乱顺序制作幻灯片,选择海南大学风景园林专业老师和研究生共45名作为评价者对幻灯片进行评价。本次评价采用-3～3的7分制美景度作为衡量标准[14]。由于评价结果受景观自身特征和评价者的审美态度影响,需要将美景度值进行标准化处理,其公式为:

式(11)至式(13)中:Zij为第j个评价对象对第i张照片的标准化得分；Rij为第j个评价对象对第i张照片的打分值；ˉRJ为第j个评价对象对所有照片的打分值总和的平均值；Sij为第j个评价对象对所有照片的打分值的标准差。

1.2.4 观赏性质量等级划分

为直观表达绿化观赏性质量与贴近度值Ti与美景度值Zij之间的关系,采用等差法[15]分别将Ti、Zij分为优Ⅰ、良Ⅱ、中Ⅲ、差Ⅳ4个等级,各等级划分公式为:

式(14)中:F为等级,i分别取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；Ai为等差数,分别取值100%、75%、50%、25%；Pmax均取Ti、Zij的最大值；Pmin均取Ti、Zij的最小值。

2 结果与分析

2.1 熵权TOPSIS法的客观性

比较熵权TOPSIS分析法与SEB法排序的差异(图1)发现,两种评价结果具有高度的一致性,少数街道的排序存在一定偏差,说明基于熵权TOPSIS法的城市街道绿化观赏性评价结果与现实表征基本一致,其定量评价结果是客观科学的,评价体系可行。

图1 基于熵权TOPSIS法和SBE法的街道绿化观赏性排名比较

2.2 评价因子权重

基于熵权TOPSIS法计算出各评价因子的权重值(表2)表明,花篱地被种植密度指数的权重值最大(0.330 1),而乔、灌木种植密度指数的权重值最小(0.070 6),说明在有限的街道绿地范围内,单位面积内的花篱地被的植物量比乔、灌木更容易提升街道绿化的视觉观赏性。这是因为在生活型街道中,绿化植物常以静态或低速动态观赏为主,更注重景观在小尺度、近距离的观赏效果。成片栽植的花篱地被大多位于街道中低层,处于人的最佳视觉区域范围之内,加之花篱地被植物往往伴有较多的植物色彩和形态,视觉上更容易吸引人的注意；而列植或散植的乔、灌木主要种植于街道中高层,往往处于人的最佳视觉区域范围之外,不能较为清楚地看到景观全貌,边缘景物模糊,影响了观赏者的空间感受。

表2 城市街道绿化观赏性评价因子权重值

形相丰富度指数(0.121 6)、植物种类丰富度指数(0.108 0)、色相丰富度指数(0.107 5)3个因子对街道绿化观赏性也具有相当的影响力,说明配置季相多样和种类多样的植物组团是丰富城市街道绿化空间的有效途径,也是增强街道绿化观赏性的重要手段。而植物水平空间层次率(0.092 7)和植物垂直空间层次率(0.087 4)的权重值相近,说明植物水平空间层次和垂直空间层次对于街道绿化同样重要。丰富的空间结构既可以营造良好的景观深度、加强景观的距离感、使道路绿化富于变化,又避免了单调性。

2.3 街道绿化等级评价

基于熵权TOPSIS法对街道进行等级评价的结果(表3)表明:Ⅰ级观赏性街道有7条,占样本总量的11.86%；Ⅱ级观赏性街道有25条,占42.37%；Ⅲ级观赏性街道有19条,占32.2%；Ⅳ级观赏性街道有8条,占13.57%。基于SBE法对街道进行等级评价的结果(表3)表明:Ⅰ级观赏性街道有8条,占样本总量的13.56%；Ⅱ级观赏性街道20条,占33.89%；Ⅲ级观赏性街道有23条,占38.98%；Ⅳ级观赏性街道有8条,占13.57%。

表3 基于熵权TOPSIS法和SBE法的街道绿化观赏性排名对比

根据等级评价结果可知,海口市生活型街道绿化观赏性等级呈现正态分布趋势(图2)。评价为“优Ⅰ”“差Ⅳ”的街道数占比最少,评价为“良Ⅱ”“中Ⅲ”的街道数占比最多,由此说明海口市海甸岛片区生活型街道绿化的观赏性水平整体一般。

图2 街道绿化观赏性评价等级比较

对于评价为“优Ⅰ”的街道,景观种植形式多采用高大乔、灌木与较大面积的花篱地被植物相结合的方式,其物种多样性较高,植物长势优良,具有丰富的水平、垂直方向的结构层次以及明显的季相景观特征,能够形成多种错落有致的街道绿化景观。这种绿化形式不仅有效缓解了街道绿化中单一铺种草皮对视觉上产生的单调感,也能使城市街道绿地真正发展为乔木、灌木、地被、草皮的立体复层混交结构,极大程度上保证了人工植物生态系统的稳定性。

对于评价为“良Ⅱ”和“中Ⅲ”的街道,绿化配置多为乔木和少量花篱地被植物搭配种植的方式。该等级的街道绿化在季相上虽具有一定的色彩搭配,但观赏时序性不强；横、竖向的空间层次感较为薄弱,植物大小对比过于明显,缺乏相应的过渡性植物。但由于绿化养护管理工作到位,该等级的街道绿化也能够保持良好的景观效果。

对于评价为“差Ⅳ”的街道,普遍存在植物种类配置简单、物种多样性极低、植物用量少等问题。街道大多只种植诸如椰子(Cocos nucifera)、糖 胶 树(Alstonia scholaris)、紫 檀(Pterocarpus indicus)等单一常绿乔木或落叶乔木,路段之间的绿化布局千篇一律,观花、观果及观叶植物均未能得到有效利用,植物生态结构十分脆弱。加之早期的城市建设不注重生活型街道中绿化景观的发展,导致预留的绿化空间不足,树种栽植不合理,无法有效构建丰富的空间层次。此外,部分路段绿化因管理不善,植物出现老化及病虫害现象,一定程度上也影响了街道绿化的观赏性。

3 结论与建议

3.1 结论

本文以海口市海甸岛片区的生活型街道绿化为研究对象,应用熵权TOPSIS法和SBE法进行定量研究,结论如下:1)影响城市生活型街道绿化观赏性的主要因素是花篱地被种植密度；2)次要因素是形相丰富度指数、植物种类丰富度指数、色相丰富度指数、植物水平空间层次率、植物垂直空间层次率、绿视率；3)对城市生活型街道绿化观赏性影响最小的是乔、灌木种植密度；4)海口市海甸岛片区生活型街道绿化的观赏性水平整体一般。

3.2 建议

为有效提升生活型街道绿化的观赏性,提出如下优化建议:

1)应重点关注花篱地被植物的应用。在层次方面,通过季相多样的花篱等地被植物塑造丰富的空间层次；在尺度方面,通过配置较大面积的花篱地被植物增加绿量。

2)应尽量避免种植单一的乔木或灌木。对于绿化带较窄的生活街道,建议以某1～2种乔木为基调树种,引入垂直绿化,把不同形态、色彩的藤本、附生类植物进行有机结合,提高街道绿量,丰富植物景观的层次感。例如,以椰子为基调树种的街道,引入合果芋(Syngonium podophyllum)、肾蕨(Nephrolepis cordifolia)、巢蕨(Asplenium nidus)等植物构建垂直绿化,形成浓郁的热带观赏景观。对于绿化带较宽的生活街道,建议在绿化层次和尺度方面进行强化,可应用多种乔、灌木作为绿化主体树种,形成空间层次和季相丰富的景观,同时配置较大面积的花篱地被植物。例如,以美丽异木棉(Ceiba speciosa)、凤凰 木(Delonix regia)、洋 紫 荆(Bauhinia variegata)等乔木,以及鸡蛋花(Plumeria rubra‘Acutifolia’)、朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)等灌木为主体树种,构建丰富的观赏层次；较大规模地 种 植 朱 蕉(Cordyline fruticosa)、水 鬼 蕉(Hymenocallis littoralis)、小 叶 龙 船 花(Ixora coccinea‘Xiaoye’)、麦冬(Ophiopogon japonicus)等花篱地被植物,局部点缀灰莉(Fagraea ceilanica)和三角梅(Bougainvillea glabra),营造绿量。从层次和规模两方面把握季相变化和色彩搭配的关系、突出自然景观特色,不仅可以增加物种的多样性,也能达到观赏效果的稳定性和自持力。