北京篱垣型垂直绿化攀缘植物适宜性评价.pdf

第 卷 第 期 年 月中 国 城 市 林 业 北京篱垣型垂直绿化攀缘植物适宜性评价袁 琨 樊平方 桑 量 赵 鸣 刘 虎北京林业大学园林学院 北京 收稿日期:基金项目:国家重点研发计划()第一作者:袁琨()女 博士生 研究方向为风景园林规划与设计:通信作者:赵鸣()男 博士 教授 研究方向为风景园林规划与设计:摘要:篱垣型垂直绿化是城市小尺度空间增植扩绿的重要手段之一 优选其主体攀缘植物能够使该类型绿化的城市价值最大化 文章以北京篱垣型垂直绿化攀缘植物为主要研究对象 运用层次分析法 从植物的生物学特性、生态学特性、应用成本、观赏价值和生态效益 个维度 选用 个评价指标、构建优选模型 结合综合评价指数和差值百分比分级法对 种攀缘植物进行适宜性评价 最后优选出适宜北京篱垣型垂直绿化的 种、级攀缘植物 其中 种为最佳优选种(级植物)即五叶地锦、地锦、野蔷薇和藤本月季 光谱 种为备用使用种(级植物)即南蛇藤、扶芳藤、忍冬、藤本月季 安其拉、转子莲、台尔曼忍冬、布朗忍冬、美国凌霄、木香花和杠柳 该研究结果对城市垂直绿化工程实践具有重要的参考价值关键词:攀缘植物 适宜性评价 层次分析法 垂直绿化:./.():.:中 国 城 市 林 业第 卷 篱垣型垂直绿化指攀缘植物利用攀缘器官吸附、缠绕基础框架结构形成的竖向绿化类型尤其适用于无法满足植物组团生长的小尺度空间能够有效提高空间绿量 提升空间品质 广泛应用于城区居住、办公、学校等区域外围及交通绿化隔离带 该型绿化的主体攀缘植物选择直接影响其城市效益 现有工程实践多从 垂直绿化工程技术规程()中选择适用于本地区的攀缘植物 但植物种类经常限定在地锦、牵牛等狭小范围内 不利于优良攀缘植物种类参与城市建设 一定程度上导致篱垣型垂直绿化无法满足北京城市的多重景观发展需求如何构建科学、系统的篱垣型垂直绿化攀缘植物优选模型 拓展选种范围 是北京篱垣型垂直绿化工程实践亟待解决的问题 目前对城市建筑屋顶、外墙、路桥立面等岩坡类垂直绿化的攀缘植物优选已有一定研究 对篱垣型垂直绿化植物优选的研究仅集中在降噪、绿化形制设计等方面 本文以北京篱垣型垂直绿化为例建立攀缘植物样本库 运用层次分析法()构建优选模型 使用综合评价指数()和差值百分比分级法进行植物优选与分析 为篱垣型垂直绿化的城市实践提供参考 材料与方法 攀缘植物样本界定近年来 北京城市干岛效应强度呈上升趋势节水能力成为城市绿化植物选择的重要依据之一 本研究基于实地调研 结合 适宜北京地区节水耐旱植物名录()北京植物志北京野生植物名录 选出具有抗旱能力、适应性强且具有一定美观效果的 种节水攀缘植物样本(表)表 攀缘植物样本编号植物名称 拉丁名攀缘器官编号植物名称 拉丁名攀缘器官藤本月季安其拉 皮刺布朗忍冬茎藤本月季光谱 皮刺台尔曼忍冬 茎野蔷薇 皮刺扶芳藤 气生根五叶地锦 吸盘美国凌霄 气生根地锦 吸盘三叶木通 茎蛇葡萄类 茎卷须杠柳 茎山葡萄 茎卷须牵牛花类 茎西伯利亚铁线莲 叶卷须薯蓣 茎转子莲 叶卷须栝楼 茎卷须白花藤萝 茎木藤蓼 茎南蛇藤 气生根木防己 茎油麻藤 茎蝙蝠葛 茎常春藤 气生根啤酒花 茎忍冬 茎五味子 茎京红久忍冬茎木香花 皮刺 评价指标选取根据 垂直绿化技术规范城市绿地设计规范 等 从生物学特性()、生态学特性()、应用成本()、观赏价值()和生态效益()个维度确定植物株高()、生长速度()、攀缘形式()等 个评价指标(表)评分标准量化结合相关技术规范、设计标准、科研成果并综合实地调研情况 制定 个指标的评分依据确定 级评分标准(表)表 攀缘植物评价指标目标层 准则层 指标层 垂直绿化主体植物生物学特性 植物株高 综合评价生长速度 攀缘形式 生态学特性 抗逆性 气候适应性 应用成本 购买成本 养护力度 观赏价值 观赏器官 观赏期长 生态效益 滞尘效果 降噪效果 第 期袁 琨 樊平方 桑 量 等:北京篱垣型垂直绿化攀缘植物适宜性评价表 攀缘植物量化评分标准评分指标分值 评分依据植物株高自然生长主蔓长为 自然生长主蔓长 自然生长主蔓长 城市绿地设计规范():篱垣型垂直绿化在高度为 时可营造良好的空间体验生长速度生长速度快排序位于样本库前生长速度一般排序位于样本库生长速度慢排序位于样本库依据样本库植物年生长量排名进行三级打分攀缘形式攀缘器官为卷须、皮刺攀缘器官为吸盘攀 缘 器 官 为 气根、茎垂直绿化技术规程():攀缘器官为卷须和皮刺时植物与基础构架结合最牢固攀缘器官为吸盘时牢固程度次之攀缘器官为气生根或无特殊攀缘器官、仅靠茎攀缘时最不牢固抗逆性 耐旱、耐寒(以下低温)、耐热(以上高温)、耐荫耐旱、耐寒(以下低温)、耐热(以上高温)、稍耐阴或耐半阴不耐旱或不耐寒(以下低温)或不耐热(以上高温)或不耐荫由于北京城区存在的干岛效应考虑地域需求采用耐旱性、耐寒性、耐热性和耐阴性衡量植物抗逆性 近 年()北京 月份平均最低温度约 月份平均最高温度约 以此作为耐寒和耐热标准温度气候适应性 气候适应性好气候适应性一般气候适应性差将北京市主要乡土树种名录(版)中的攀缘植物界定为气候适应性好将中国植物志中生境位于北京或华北地区的界定为气候适应性中等以上两个要求均未满足的界定为气候适应性差购买成本多年生草本、木本自播繁衍的一、二年生草本一、二年生草本以中国植物志的生活型分类为依据攀缘植物生命周期越长反复购买成本越低养护力度粗放式管理且病虫害发病率需要防治依据郭锐等对攀缘植物在园林绿化中的养护与管理方法的建议规定该指标从人工养护力度和病虫害防治力度两方面进行测度观赏器官花、果、叶 种观赏器官的观赏性均好花、果、叶中任两种观赏器官的观赏性好花、果、叶中仅一种观赏器官的观赏性好有春色叶或秋色叶等颜色变化时叶器官观赏性好 单花直径大于等于 盛花面积大于 时花器官观赏性好 果实成熟过程中出现红、橙、黄时果器官观赏性好观赏期长叶期花期果期总持续长度排序位于样本库前叶期花期果期总持续长度排序位于样本库叶期花期果期总持续长度排序位于样本库用绿期花期果期的持续时长来评价该指标依据样本库植物观赏期长排序进行三级打分滞尘效果同时满足叶面被毛、叶沟槽深、叶密度大 个条件满足 个条件(叶面被毛、叶沟槽深、叶密 度 大)中 的两个只满足 个条件(叶面被毛、叶沟槽深、叶密度大)中的一个或都不满足植物滞尘差异主要由叶表面特性、树冠结构、叶面倾角等引起 通过叶表特征测度该指标即考虑叶片粗糙程度(叶片是否被毛、叶沟槽深度)和叶密度的影响以同时满足叶面被毛、叶沟槽深和叶密度大 个条件为佳降噪效果同时满足叶片复层分布、平均孔隙率小和孔隙分布均匀 个条件满足 个条件(叶片复层分布、平均孔隙率小和孔隙分布均匀)中的两个满足 个条件(叶片复层分布、平均孔隙率小和孔隙分布均匀)中的一个或都不满足植物降噪效果受植株形态紧实度和平均空隙率等因素影响与叶面积指数、枝下高、株高、盖度和冠幅等因子密切相关 规定该指标用叶片分布情况(单层或复层)、平均孔隙率(立面孔隙与绿墙面积之比)和孔隙分布均匀程度测度 指标权重计算邀请 位专家对各项指标进行两两对比 采用标度法对重要性做 级标度 构建判断矩阵并计算各准则和指标权重(表)对所有矩阵进行一致性检验 计算公式为:/()()式()中:为一致性比率 为一致性指标 为平均随机一致性指标 式()中:为判断矩阵的最大特征根 为矩阵阶数 结果显示 本研究中所有矩阵的 均小于 判断矩阵具有一致性 适宜性评价分级邀请专家根据评分标准对样本库内的攀缘植物各指标进行评分 根据公式()得出每种攀缘植物的各准则层得分和目标层总分()()式()中:为某种攀缘植物某准则层得分或目标层总分 为第 项指标权重 为某攀缘植物第 项指标平均得分采用综合评价指数 作为分级依据 计算公式如下:中 国 城 市 林 业第 卷 ()式()中:为某种攀缘植物目标层总分为目标层总分理想值(即每个指标的专家打分最高分数与权重相乘之和)以 为依据 采用差值百分比分级法把 种攀缘植物等级划分为级 )、级 )、级)和级 表 判断矩阵及一致性检验层次模型判断矩阵权重一致性检验/结果与分析 攀缘植物评价指标体系经过指标选取和权重计算 得到攀缘植物适宜性评价指标体系(表):准则层按权重由高到低排序为生态学特性、生物学特性、观赏价值、生态效益和应用成本 生态学特性通过抗逆性、气候适应性衡量植物在北京的适生性 这是基本筛选条件 生物学特性通过植物株高、生长速度和攀缘形式衡量植物的成墙效果 这是必要筛选条件 植物的观赏价值、生态效益是篱垣绿化的城市功能 这是重要筛选条件 应用成本则是发挥篱垣绿化城市价值的保障 在一定程度上影响植物在工程实践中的应用表 攀缘植物适宜性评价指标体系目标层 准则层 指标层 权重 单排序权重 总排序垂直绿化主体植物综合评价生物学特性 植物株高 生长速度 攀缘形式 生态学特性 抗逆性 气候适应性 应用成本 购买成本 养护力度 观赏价值 观赏器官 观赏期长 生态效益 滞尘效果 降噪效果 第 期袁 琨 樊平方 桑 量 等:北京篱垣型垂直绿化攀缘植物适宜性评价 生态学特性准则层下 气候适应性指标权重大于抗逆性 前者决定植物是否适宜在北京生长后者影响其在北京的应用空间范围 生物学特性下 权重由高到低排序为植物株高、生长速度和攀缘形式 这是衡量植物蔓长是否适宜篱垣绿化、能否快速成景及与篱垣结合牢固的条件 观赏价值下 观赏期长权重大于观赏器官数 表明篱垣型垂直绿化的目标之一是四季有景 生态效益下滞尘和降噪效果权重相同 应用成本下 养护力度权重大于购买成本 需在考虑长期运维难度的前提下选用生命周期长的植物 减少反复购买成本 攀缘植物适宜性评价结果根据专家打分结果计算攀缘植物适宜性评价得分并进行分级(表):入选为级的攀缘植物为五叶地锦、地锦、野蔷薇和藤本月季 光谱共 种 总分分值在 占样本总数的 适宜性最佳 级为南蛇藤、扶芳藤、忍冬等 共 种 分值在 占样本总数的 适宜性良好 级为山葡萄、蛇葡萄类、三叶木通等 共 种 分值在 占样本总数的 适宜性一般 级为啤酒花、牵牛花类和木防己 共 种 分值在 占样本总数的 适 宜性差表 攀缘植物适宜性评价结果排序植物名称总分/综合评级排序植物名称总分/综合评级五叶地锦 蛇葡萄类 地锦 三叶木通 野蔷薇 京红久忍冬 藤本月季 光谱 油麻藤 南蛇藤 薯蓣 扶芳藤 栝楼 忍冬 木藤蓼 藤本月季 安其拉 常春藤 转子莲 五味子 台尔曼忍冬 白花藤萝 布朗忍冬 西伯利亚铁线莲 美国凌霄 蝙蝠葛 木香花 啤酒花 杠柳 牵牛花类 山葡萄 木防己 攀缘植物准则层评价结果由攀缘植物各准则层得分(表)可知 高权重的生态学特性准则层分值对评价结果影响最大 该准则层得分最高的五叶地锦和地锦在应用成本和生态效准则层中也获得最高分 在生物学特性和观赏价值上均排名前列 综合评分最高 但具有高适宜性的级、级植物未能全部在高权重的生态学特性准则层中取得高分 如级植物野蔷薇和藤本月季 光谱 在该准则层上分值较低 仅为 和 分 低于南蛇藤、杠柳等级植物 由于二者均在生物学特性和观赏价值两个准则层中获得最高分 又分别在生态效益和应用成本获得仅次于最高分的 分和 分 因此综合评价仍位居前列级植物中 综合排序最高的南蛇藤生态学特性得分也高 为 大部分级植物如扶芳藤、忍冬等 在生态学特性上仅获得 分 但生物学特性得分在 以上 同时观赏价值得分较高 为 或 综合评价适宜性良好 杠柳的生态学特性得分与南蛇藤一致 但综合评价排序低 主要原因是其观赏价值得分极低 仅为 分低适宜性的、级攀缘植物总体分值与前两级有明显差距 主要由权重较高的生态学特性和生物学特性两个准则层分低引起 其观赏价值得分也普遍较低 尽管可能在其他方面有个别项表现优秀 它们仍不适用于北京篱垣型垂直绿化中 国 城 市 林 业第 卷表 攀缘植物准则层评价得分排序植物名称与评级生物学特性生态学特性应用成本观赏价值生态效益五叶地锦 地锦 野蔷薇 藤本月季 光谱 南蛇藤 扶芳藤 忍冬 藤本月季 安其拉 转子莲 台尔曼忍冬 布朗忍冬 美国凌霄 木香花 杠柳 山葡萄 蛇葡萄类 三叶木通 京红久忍冬 油麻藤 薯蓣 栝楼 木藤蓼 常春藤 五味子 白花藤萝 西伯利亚铁线莲 蝙蝠葛 啤酒花 牵牛花类 木防己 讨论 种级攀缘植物因其在 个筛选因素中均有良好表现 适宜在北京篱垣型垂直绿化中广泛应用 种级植物是级的有效补充 可以配合城市空间需求发挥特有的观赏价值优势 同时在不同的城市空间立地条件下选择合适的级植物 能够拓展北京市篱垣绿化攀缘植物应用范围进一步发展具有北京特色的篱垣风貌 种级攀缘植物中 五叶地锦、地锦作为北京乡土植物 在生态学特性、生态效益和应用成本方面具有绝对优势 且二者秋季叶变灰黄或红色 变色期长 同时叶片特征保证了良好的滞尘、降噪效果 具备良好的观赏和生态价值 野蔷薇和藤本月季 光谱 虽不是北京乡土种 但两者的适生能力强 花朵观赏价值高在北京不断被引种栽培 并已普遍应用于垂直绿化景观 种级攀缘植物 大多在观赏价值指标层分值较高 但在生物学特性和生态学特性方面较级植物略有不足 仅有南蛇藤、杠柳为北京乡土种 扶芳藤、木香、美国凌霄甚至是华南地区主要分布的植物种类 其余原产于华北地区的植物均能适应北京气候 实地调研和文献表明 美国凌霄已经在北京实现了广泛应用 扶芳藤可以通过一定程度的胁迫预处理提高幼苗的抗逆性 也能满足北京绿化工程应用需要 木香则在北京滨水区域和小气候良好的公园中有应用本评价模型仍需在工程实践中进一步验证与修正:一是专家打分过程存在较大的主观性 需要实践检验 二是指标选择尚不全面 如生态效益准则层仅考虑了在城市道路绿化中讨论较多的降噪和滞尘效果 未将吸收有害气体、涵水固土、杀菌等其他生态效益纳入评价 结论本研究通过优选模型对北京篱垣型垂直绿化的攀缘植物进行适宜性评价 优选出 种(、第 期袁 琨 樊平方 桑 量 等:北京篱垣型垂直绿化攀缘植物适宜性评价级)适用于北京市篱垣型垂直绿化的攀缘植物 其中五叶地锦、地锦、野蔷薇和藤本月季光谱 种级植物为最佳优选种 南蛇藤、扶芳藤、忍冬、藤本月季 安其拉、转子莲、台尔曼忍冬、布朗忍冬、美国凌霄、木香花、杠柳 种级植物为后备使用种参考文献袁琨郭佳陆哲明等.篱垣型垂直绿化的减噪能力及其影响因素.中国城市林业():.郭恩章.高质量城市公共空间的设计对策.建筑学报():.肖寒.城市空间立体绿化的模式与未来的发展.北京:北京林业大学.赵桂芹.北方城市垂直绿化攀缘植物的选择.中国城市林业():.杨学军.立体绿化植物评价方法研究及综合评价模型建立.北京:中国林业科学研究院.王薇程歆玥.室内垂直绿墙对环境因子时空分布特征影响.中国城市林业():.郑祚芳任国玉.北京地区大气湿度变化及城市化影响分析.气象():.邓雪李家铭曾浩健等.层次分析法权重计算方法分析及其应用研究.数学的实践与认识():.郭锐张芸香白晋华等.太原市居住区立体绿化适用性植物选择与应用研究.林业调查规划():.惠兴茂范建国寇佩悬.浅谈园林树木的美化功能与观赏特性.陕西林业科技():.宋爱春董丽晏海.基于 的北京地区观赏海棠景观价值评价.中国园林():.陈玮何兴元张粤等.东北地区城市针叶树冬季滞尘效应研究.应用生态学报():.王会霞石辉李秧秧.城市绿化植物叶片表面特征对滞尘能力的影响.应用生态学报():.张庆费郑思俊夏檑等.上海城市绿地植物群落降噪功能及其影响因子.应用生态学报():.袁玲.植物结构对交通噪声衰减频谱特性的影响.噪声与振动控制():.毛齐正罗上华马克明等.城市绿地生态评价研究进展.生态学报():.俞孔坚李迪华潮洛蒙.城市生态基础设施建设的十大景观战略.规划师():.刘洋张明庆.北京地区五叶地锦的物候观察及其园林应用.首都师范大学学报(自然科学版)():.张建华.藤本月季在北京园林绿化中的应用与管理.绿化与生活():.闵稀碧王露露.北京高校校园木本地被植物种类及应用调查.安徽农业科学():.赵黎芳张金政张启翔等.盐和水分预处理对扶芳藤幼苗抗寒性的影响.植物研究():.