基于低維護(hù)營造的水生草本植物篩選評(píng)價(jià)

林尹影 陳康琪 劉小冬

摘要：水生植物是城市水景營造的重要組成部分，復(fù)層結(jié)構(gòu)的水景植物配置具有較好低維護(hù)特點(diǎn)，需要匹配適應(yīng)的水生草本植物種類。以珠三角地區(qū)為研究區(qū)域范圍，選取了32種城市水景廣泛應(yīng)用的水生草本植物，運(yùn)用層次分析法，建立了包括觀賞價(jià)值、適應(yīng)性以及生長特性3個(gè)準(zhǔn)則層和10個(gè)評(píng)價(jià)因子指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型，對(duì)水生草本植物的篩選與運(yùn)用進(jìn)行討論研究。結(jié)果表明，32種水生草本植物可分為3個(gè)等級(jí)，其中I等級(jí)6種，Ⅱ等級(jí)11種，Ⅲ等級(jí)15種，優(yōu)選推薦翠蘆莉Ruellia simplex、風(fēng)車草Cyperus involucratus、柳葉箬Isachne globosa和菖蒲Acorus calamus等作為低維護(hù)城市水景植物景觀營造種類。

關(guān)鍵詞：低維護(hù);水景營造;水生草本植物;評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S688

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-2641（2021）06-0086-04

收稿日期：2021-04-11

修回日期：2021-06-09

Abstract： Aquatic plants are an important part of the construction of urban waterscapes. The multi-layered waterscape plant configuration has good low-maintenance characteristics and needs to match the types of aquatic herbs. Taking the Pearl River Delta region as the research area， 32 kinds of aquatic herbs widely used in urban waterscapes are selected. Using the Analytic Hierarchy Process， an evaluation model including three criterion layers of ornamental value， adaptability and growth characteristics and 10 evaluation factors is established to discuss and research on the selection and application of aquatic herbs. The results show that 32 aquatic herbs can be divided into three grades， of which 6 species are grade I， 11 species are grade II， and 15 species are grade III. Ruellia simplex， Cyperus involucratus ?Isachne globosa and Acorus calamus are recommended as low-maintenance urban waterscapes plants.

Key words： Low-maintenance; Waterscape construction; Aquatic herbs; Evaluation

城市水體景觀是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有水體凈化、維護(hù)生態(tài)多樣性、游憩等綜合功能[1～2]。隨著低碳節(jié)約型社會(huì)建設(shè)和“碳中和”行動(dòng)的不斷深入，低維護(hù)、高效益的水體景觀營造越發(fā)重要。當(dāng)前，城市公園、居住區(qū)等的水體植物景觀營造常通過大量投入高密度的草本植物，結(jié)合工程措施，達(dá)到造景與水體凈化的目的，但每年植物的冬枯收割與更換，容易造成管理、維護(hù)費(fèi)用上升和廢棄物處理難等問題。因此，有必要引入低維護(hù)景觀營造舉措，建構(gòu)以喬木、灌木、草本植物復(fù)層群落結(jié)構(gòu)為主的水景植物配置方法，兼顧植物景觀效果的同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)管理上實(shí)現(xiàn)“低成本、低能耗、低人工、低環(huán)境影響”的生態(tài)型建造措施[3]。

縱觀國內(nèi)外對(duì)低維護(hù)景觀營造植物篩選的研究，發(fā)現(xiàn)國外的研究起步早，時(shí)間跨度大，涉及領(lǐng)域范圍廣，包含從19世紀(jì)開始的根據(jù)實(shí)際情況篩選合適的外來植物，到如今的低維護(hù)草坪草種研究[4～5]、“新長青植物運(yùn)動(dòng)”等內(nèi)容[6]。而國內(nèi)對(duì)低維護(hù)景觀營造植物篩選的研究尚處于起步階段，缺乏系統(tǒng)的理論方法，且研究內(nèi)容集中在對(duì)陸地造景的植物篩選上，較少對(duì)水景營造植物篩選的研究。在低維護(hù)城市水體景觀營造的理念下，復(fù)層結(jié)構(gòu)的水生植物配置需要兼顧木本植物和草本植物的搭配，對(duì)水生草本植物的功能特性和生物特性亦提出新的要求。低維護(hù)的水生植物需要具備一定水土凈化能力，以及刈割量較小、管理粗放、生長周期長、觀賞價(jià)值較高、抗逆性強(qiáng)、病蟲害少等特點(diǎn)。因此本文從低維護(hù)城市水景營造理念出發(fā)，運(yùn)用層次分析法，在水生草本植物的觀賞價(jià)值、適應(yīng)性以及生長特性的基礎(chǔ)上構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，對(duì)32種水生草本植物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，以期為低維護(hù)的城市水景營造提供適宜的水生草本植物種類。

1評(píng)價(jià)對(duì)象

選取珠三角地區(qū)具有代表性的公園水景為研究區(qū)域，通過對(duì)廣州上涌果樹公園濕地、廣州海珠國家濕地公園、廣州南沙濕地公園和深圳洪湖公園的水生草本植物的調(diào)查，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)果[7～8]，綜合考慮應(yīng)用廣泛、景觀適用和不同生活類型等因素，選取32種水生草本植物為評(píng)價(jià)對(duì)象，涵蓋本土種和外來種?？紤]到外來物種的生態(tài)適應(yīng)性問題，本研究選取的絕大多數(shù)外來物種已經(jīng)過長期的引種馴化，對(duì)本土環(huán)境有了較好的適應(yīng)性。此外，浮水植物生長速度和范圍難以控制，故其不作為本次評(píng)價(jià)的對(duì)象。

2評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)采用層次分析法，針對(duì)低維護(hù)城市水景營造的篩選目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)研究結(jié)果[9～10]，建立低維護(hù)景觀的水生草本植物篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用定性與定量相結(jié)合方式確定評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重通過專家咨詢法，構(gòu)建兩兩評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷矩陣，并計(jì)算相關(guān)權(quán)重。

2.1 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

基于低維護(hù)城市水景營造的水生草本植物特點(diǎn)，以現(xiàn)有相關(guān)植物評(píng)價(jià)指標(biāo)[11～13]為基礎(chǔ)，考慮植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性、養(yǎng)護(hù)管理要求，同時(shí)兼顧植物的觀賞特性，建立水生草本植物的評(píng)價(jià)模型（表1）。模型分為評(píng)價(jià)目標(biāo)層（A）、準(zhǔn)則層（B）、指標(biāo)層（C），準(zhǔn)則層設(shè)定觀賞價(jià)值、適應(yīng)性和生長特性3個(gè)因子，指標(biāo)層體現(xiàn)準(zhǔn)則層的具體選擇標(biāo)準(zhǔn)，共選出10個(gè)因素。觀賞性從3個(gè)方面綜合評(píng)判，其一是花色、大小與形狀，二是葉色變化及葉形等，再有花葉觀賞期的長短。適應(yīng)性選取抗病蟲害能力、抗污染能力、耐高溫性及耐蔭性來反映植物的綜合生態(tài)適應(yīng)能力。植物在水生潮濕環(huán)境生長，容易受到各種病蟲害的侵害，影響其生長發(fā)育，降低觀賞效果;其次大多數(shù)城市水景存在一定程度的污染，水生植物需要具備較強(qiáng)的生長、存活能力;此外珠三角地區(qū)夏季氣溫高，而復(fù)層結(jié)構(gòu)植物配置中底層光照較弱，因此植物能耐高溫和耐蔭也是生態(tài)適應(yīng)性重要維度。在植物的生長特性方面，高大植物通常生物量和刈割量較大，且冬枯后易倒伏在水中腐爛，造成水體二次污染，影響水體水質(zhì)環(huán)境;同時(shí)具備良好凈化能力的水生植物可以改善水質(zhì)，也符合了構(gòu)建低養(yǎng)護(hù)持久水景的理念。

2.2指標(biāo)權(quán)重的確定

在建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，采用專家咨詢法，以1-9比例標(biāo)度對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性程度進(jìn)行賦值，構(gòu)建準(zhǔn)則層判斷矩陣A-B及因子層判斷矩陣B-C。利用yahhp10.3軟件對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，確定指標(biāo)的權(quán)重值Wi。結(jié)合評(píng)價(jià)模型和專家意見進(jìn)行層次判斷矩陣計(jì)算，一致性比例CR均小于0.10，判斷矩陣具有良好的一致性。其后，利用加權(quán)法進(jìn)行C 層對(duì)A層的權(quán)重計(jì)算，最終得出水生植物評(píng)價(jià)各指標(biāo)因子的權(quán)重（表1）。其中，得分較高的指標(biāo)為養(yǎng)護(hù)管理要求（C8）、刈割量（C9）及抗污能力（C4）。

2.3指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的確立

本評(píng)價(jià)體系指標(biāo)采用定量與定性相結(jié)合的方式進(jìn)行評(píng)分賦值，分三級(jí)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過專業(yè)文獻(xiàn)[14～19]、植物志、苗木網(wǎng)站等渠道查詢收集，按程度差異性劃分標(biāo)準(zhǔn)，各指標(biāo)的賦值標(biāo)準(zhǔn)如表1。

3評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

通過相應(yīng)權(quán)重與對(duì)各指標(biāo)因子的評(píng)分，運(yùn)用公式計(jì)算得出32種水生草本植物的綜合得分，并運(yùn)用spss26.0軟件進(jìn)行聚類分析，將水生草本植物分成3個(gè)等級(jí)，其中3.80分以上為I級(jí)，3.40～3.80分為II級(jí)，3.40分以下為III級(jí)（表2）。

處在I級(jí)的植物有6種，其相對(duì)于其他等級(jí)的植物具有較大優(yōu)勢(shì)，不僅后期養(yǎng)護(hù)管理成本較低、植株強(qiáng)健，還具有較高的景觀價(jià)值，應(yīng)優(yōu)先選擇利用。例如綜合得分排名第一的翠蘆莉，在受污水體中適應(yīng)性良好，具備較強(qiáng)的凈水能力[20]，同時(shí)生性強(qiáng)健、適應(yīng)性強(qiáng)[21]，并且花葉鮮艷、花期長，觀賞價(jià)值較高。在城市水景營造中可以選擇沉水植物搭配翠蘆莉，既可對(duì)水體進(jìn)行生態(tài)凈化處理，還能營造良好的景觀效果[22]。排名第二的風(fēng)車草在抗污[23]、抗病蟲害[24]能力上均有較好的表現(xiàn)，且葉形優(yōu)美、四季常綠，耐粗放管理。

處在II級(jí)的植物有11種，其在評(píng)價(jià)指標(biāo)得分方面雖然表現(xiàn)出不均衡性，但都存在一定的優(yōu)勢(shì)。例如紫芋，耐粗放管理，凈水能力較強(qiáng)[20]，同時(shí)還具備良好的抗污[25]、抗病蟲害能力[26]，但由于缺少一定的觀賞性，需搭配其他植物來豐富景觀效果。水竹芋花型優(yōu)美、花期長，觀賞價(jià)值較高，且具備良好的凈水能力[27]，環(huán)境適應(yīng)性良好，但其生物量和刈割量較大，因此綜合得分排名中等。

處在III級(jí)的植物有15種，此等級(jí)植物的優(yōu)勢(shì)具有偏向性，在評(píng)價(jià)過程中表現(xiàn)出明顯的不均衡，造成指標(biāo)得分差距較大，綜合得分相對(duì)較低，因此在城市水景營造過程中可按實(shí)際需求擇優(yōu)利用。例如，紙莎草耐高溫，具備較強(qiáng)的凈水能力[28]，環(huán)境適應(yīng)性良好，但由于其刈割量較大，且景觀效果遜色，常與其他水生植物搭配栽植，綜合評(píng)價(jià)受到較大影響，得分較低。而鳶尾雖抗污能力強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)性良好[20]，形態(tài)優(yōu)美，觀賞期長，觀賞價(jià)值高，但養(yǎng)護(hù)管理要求精細(xì)，產(chǎn)生的凋落物較多，刈割廢棄物處理成本較高，因此綜合得分排名靠后。

4結(jié)論與討論

在城市水景營造的過程中，水生植物的配置運(yùn)用是其中非常重要的部分。本文構(gòu)建水生草本植物綜合評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用AHP法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中養(yǎng)護(hù)管理要求、刈割量及抗污能力等指標(biāo)所占權(quán)重較高，這與本研究注重低維護(hù)的目標(biāo)相一致。從評(píng)價(jià)結(jié)果看，32種植物劃分為3個(gè)等級(jí)，其中Ⅰ級(jí)6種，II級(jí)11種，Ⅲ級(jí)15種。I級(jí)的植物在水環(huán)境中不僅表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性，且具有一定的觀賞價(jià)值;II級(jí)的植物可搭配I級(jí)植物綜合利用;III級(jí)的植物可按需求擇優(yōu)選用。水竹芋、美人蕉、風(fēng)車草、梭魚草等濕地植物在廣州公園水景應(yīng)用頻率高達(dá)50%以上[7]，基本處于綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的Ⅰ、Ⅱ級(jí)，表明本次評(píng)價(jià)結(jié)果具有較好的普遍性。

本次水生草本植物的評(píng)價(jià)結(jié)果，可作為珠三角地區(qū)低維護(hù)城市水景營造的重要參考，但在實(shí)際水景營造時(shí)，植物的選擇需結(jié)合水景類型，綜合考慮本土種和外來種的關(guān)系。如大型濕地水景應(yīng)考慮本土種或經(jīng)過長期馴化的外來種，營造自然的景觀效果，提高適應(yīng)性，降低物種入侵風(fēng)險(xiǎn)[29]。城市中如綜合公園、居住區(qū)等的水景受到的人工干預(yù)較大，可對(duì)植物進(jìn)行觀察和管護(hù)，因此更多考慮景觀性強(qiáng)、易管理、低維護(hù)性等的水生植物。同時(shí)在植物應(yīng)用上，還應(yīng)考慮層次結(jié)構(gòu)的搭配，兼顧色彩、季相變化等，建構(gòu)以復(fù)層群落結(jié)構(gòu)為主的水體植物景觀配置：1）草本植物高矮有序搭配，如以高大的風(fēng)車草、花葉蘆竹等搭配翠蘆莉和菖蒲等，或以風(fēng)車草與竹葉眼子菜形成挺水+沉水植物群落，易管理、具備凈水能力且景觀效果良好;2）木本植物結(jié)合草本植物的搭配，比如水松Glyptostrobus pensilis+對(duì)葉榕Ficus hispida+菖蒲+梭魚草的配置，菖蒲與梭魚草季節(jié)性景觀互補(bǔ)，花色鮮艷，且均有一定的水土凈化能力，而木本植物樹形奇特，空間塑造感強(qiáng)，景觀持久，且耐粗放管理，僅需對(duì)草本植物進(jìn)行簡單維護(hù)。

本文評(píng)價(jià)對(duì)象涵蓋本土種和外來種，外來水生植物通常需要較長的生態(tài)適應(yīng)期，不同外來種的性狀存在差異，環(huán)境耐受性狀存在潛在變化[30]。列入評(píng)價(jià)對(duì)象的絕大部分外來種經(jīng)過長期馴化，適應(yīng)性、生態(tài)習(xí)性表現(xiàn)穩(wěn)定，但其中如翠蘆莉引入我國時(shí)間相對(duì)較短，適應(yīng)性指標(biāo)評(píng)分主要依據(jù)目前性狀表現(xiàn)。由于其未經(jīng)過長期歸化檢驗(yàn)，某些指標(biāo)判斷可能會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化，可在未來進(jìn)一步觀察、修訂。此外，水生草本植物抗寒性、固土性、抗風(fēng)浪性也是生長適應(yīng)性的影響因素，但本文參考了珠三角其他地區(qū)植物篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，少有將抗寒性納入，且考慮到該地區(qū)少有凍害發(fā)生，故沒有將此指標(biāo)納入討論;同時(shí)，由于本文僅基于文獻(xiàn)資料作為評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，未能將固土性、抗風(fēng)浪性等納入指標(biāo)體系。未來可通過實(shí)驗(yàn)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

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作者簡介：

林尹影/1996年生/女/廣東汕頭人/仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院（廣州510225）/在讀碩士研究生/專業(yè)方向?yàn)轱L(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)

陳康琪/1997年生/女/廣東肇慶人/仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院（廣州510225）/在讀碩士研究生/專業(yè)方向?yàn)轱L(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)

劉小冬/1982年生/男/四川樂山人/在讀博士研究生/仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院（廣州510225）/副教授/研究方向?yàn)槌青l(xiāng)綠地規(guī)劃、生態(tài)園林