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基于AHP法的城郊游憩林景观及环境质量评价体系构建

刘怡 钟毅 何飞阳 郑绍伟 黎燕琼

刘怡, 钟毅, 何飞阳, 等. 基于AHP法的城郊游憩林景观及环境质量评价体系构建[J]. 四川林业科技, 2021, 42(2): 66−70 doi: 10.12172/202009210001
引用本文: 刘怡, 钟毅, 何飞阳, 等. 基于AHP法的城郊游憩林景观及环境质量评价体系构建[J]. 四川林业科技, 2021, 42(2): 66−70 doi: 10.12172/202009210001
Liu Y, Zhong Y, He F Y, et al. Development of suburban landscape recreation forest quality evaluation system based on AHP method[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2021, 42(2): 66−70 doi: 10.12172/202009210001
Citation: Liu Y, Zhong Y, He F Y, et al. Development of suburban landscape recreation forest quality evaluation system based on AHP method[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2021, 42(2): 66−70 doi: 10.12172/202009210001

基于AHP法的城郊游憩林景观及环境质量评价体系构建


doi: 10.12172/202009210001
详细信息
    作者简介:

    刘怡(1985—),女,本科,工程师,1002448356@qq.com

    通讯作者: lxlyq1979@yahoo.com.cn
  • 基金项目:  龙泉山城市森林公园生态防护林体系构建关键技术研究(2019YFS0511)

Development of Suburban Landscape Recreation Forest Quality Evaluation System Based on AHP Method

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    Corresponding author: lxlyq1979@yahoo.com.cn
  • 摘要: 景观游憩是森林的重要功能,也是生态旅游、森林康养等现代林业产业发展的基础。为了更好地开展风景游憩林建设,明确风景游憩林质量的各项影响因子之间的关系,运用层次分析法(AHP)建立质量评价体系。结果显示:(1)以风景游憩林的生态价值、美学价值、社会价值三个方面为切入点,建立拥有生态效益、美学效益、社会效益3个准则层,和13个评价因子指标层的评价体系;(2)从评价体系中各层指标权重来看,美学效益0.5278>生态效益0.3325>社会效益0.1397。生态效益中权重值最高的评价指标为空气负离子,美学效益中权重值最高的评价指标为色彩丰富度,社会效益中权重值最高的评价指标为舒适度。
  • 表  1  初选景观评价指标表

    Tab.  1  Selection of landscape evaluation index

    生态效应美学效应社会效益
    植物物种多样性色彩丰富度意境表达
    群落稳定性(群落结构稳定性)季相变化多样性可达性
    乡土性(地域性特征)色彩与季相可停留性
    生活型结构多样性观赏特征多样性舒适度
    净化功能(PM2.5景观层次丰富度抗干扰性
    植物与生境协调共生整体协调性标志性
    植物之间协调共生配置多样性感官多样性
    适地适树尺度宜人性芳香特征
    群落结构丰富度景观植物空间类型多样性
    群落植被类型奇珍古稀特性
    空间异质性景观可持续性
    降噪能力植物长势及健康程度
    固碳释氧能力林内整洁程度
    增湿能力
    降温能力
    降温增湿效果
    水源涵养功能
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    表  2  城郊风景游憩林质量评价指标表

    Tab.  2  Quality evaluation index of landscape recreation forest

    目标层项目层指标层指标说明
    城郊风景游憩林质量评价体系A生态效益B1植物多样性C1植物种类的多样性
    净化空气(PM2.5)C2植物通过结合固定、代谢解毒、分室作用等过程将污染物在体内或
    体表富集、解毒,起到净化空气的作用
    降噪能力C3林分吸收一定量的声波,使噪音减弱的能力
    空气负离子C4指带负电荷的氧离子在空气中的含量
    降温增湿能力C5林木内外的温度差判定的保湿及降温作用
    美学效益B2色彩丰富度C6用样地景观的色彩数量来衡量
    色彩季相多样性C7指样地景观有无季相变化,是两三季赏景还是四季赏景
    林分整洁度C8指林分的整洁状况,具体体现为林分中枯枝折干的情况
    观赏特征多样性C9植物观赏特征的丰富性(如观花、观果、观叶、观茎干等)
    树木健康状况C10指林分林木的健康程度,有无病虫害等
    社会效益B3可达性C11游人进入植物景观环境的畅通性与便捷性
    林下活动空间C12指林下有无活动空间及活动空间的大小
    舒适度C13游人内心对植物景观的认同与舒适程度
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    表  3  A-B判断矩阵及计算结果

    Tab.  3  A-B judgment matrix and calculation result

    AB1B2B3W${\lambda _{\max }}$=3.0536
    B111/230.3325
    B22130.5278CI=0.0268
    B31/31/310.1396CR=0.0462
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    表  4  B1—C判断矩阵及计算结果

    Tab.  4  B1—C judgment matrix and calculation result

    B1C1C2C3C4C5W${\lambda _{\max }}$=5.2342
    C111/341/350.1734
    C23151/250.3040CI=0.05855
    C31/41/511/520.0659CR=0.0523
    C4325160.4102
    C51/51/51/21/610.0465
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    表  5  B2—C判断矩阵及计算结果

    Tab.  5  B2—C judgment matrix and calculation result

    B2C6C7C8C9C10W${\lambda _{\max }}$=5.1196
    C6135330.4387
    C71/313210.1869CI=0.0299
    C81/51/311/31/30.0617CR=0.0267
    C91/31/2311/20.1258
    C101/313210.1869
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    表  6  B3—C判断矩阵及计算结果

    Tab.  6  B3—C judgment matrix and calculation result

    B3C11C12C13W${\lambda _{\max }}$=3.0385
    C1111/31/50.1047
    C12311/30.2583CI=0.01925
    C135310.6370CR=0.0332
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    表  7  城郊风景游憩林质量评价体系权重分配

    Tab.  7  Weight distribution of quality evaluation system for landscape recreation forest

    目标层项目层权重值指标层权重值排序权重值排名
    城郊风景游憩林评价体系A生态效益B10.3325植物物种多样性C10.17340.0577 8
    净化空气(PM2.5)C20.30400.1011 3
    降噪能力C30.06590.021911
    空气负离子C40.41020.1364 2
    降温增湿能力C50.04650.015512
    美学效益B20.5278色彩丰富度C60.43870.2316 1
    色彩季相多样性C70.18690.0986 4
    林分整洁度C80.06170.032610
    观赏特征多样性C90.12580.0664 7
    树木健康状况C100.18690.0986 4
    社会效益B30.1397可达性C110.10470.014613
    林下活动空间C120.25830.03619
    舒适度C130.63710.08906
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  • [1] 韦翠莺,翟明普,阎海平,等. 风景林抚育研究进展[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版),2004(1):114−120.
    [2] 陈鑫峰,沈国舫. 森林游憩的几个重要概念辨析[J]. 世界林业研究,2000(1):69−76. doi: 10.3969/j.issn.1001-4241.2000.01.012
    [3] 黄淑萍,阙晨曦,吴晶晶,等. 风景游憩林林内景观的游客游憩偏好研究[J]. 现代园艺,2015(2):3−6.
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    [5] 房翠萍,房利民. 塞罕坝国家级森林公园风景游憩林景观类型与特征分析[J]. 河北林果研究,2012,27(1):95−98. doi: 10.3969/j.issn.1007-4961.2012.01.026
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    [4] 彭克忠, 喻洪, 夏苗, 刘韩, 兰常军, 吴富雨, 伍杰.  基于1H-NMR代谢组学的不同产地手参药材质量评价研究 . 四川林业科技, 2021, 42(3): 126-131. doi: 10.12172/202010070001
    [5] 唐艺挈, 代丽梅, 谭欣悦, 汪晖, 唐才富, 龚巧媛, 陈骁杰, 杨世银, 苏贤文, 王怀品.  基于AHP的林业碳汇项目绩效评价指标体系构建 . 四川林业科技, 2021, 42(6): 70-74. doi: 10.12172/202108140001
    [6] 吴世磊, 陈英, 张泽, 苏宇, 张炜, 贺维.  基于灰色关联度的地震损毁地植被快速恢复模式筛选 . 四川林业科技, 2020, 41(6): 111-116. doi: 10.12172/202008190001
    [7] 蒋俊明, 吴冕, 张东明, 蒋飞跃, 费世民, 孙启祥.  山丘区抑螺防病林效益评价 . 四川林业科技, 2019, 40(5): 51-55. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2019.05.010
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    [9] 王轶浩, 薛兰兰.  重庆沙坪坝典型区域空气离子质量评价研究 . 四川林业科技, 2017, 38(1): 37-40,59. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.01.008
    [10] 李宇奇, 何杰, 罗奕爽, 彭培好, 黎燕琼.  乡村景观质量评价研究进展 . 四川林业科技, 2017, 38(4): 53-57. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.04.011
    [11] 唐沛, 杨志刚, 陈俊华, 黎燕琼, 骆宗诗, 高飞, 慕长龙.  长江上游生态屏障建设(林业)评价指标体系研究 . 四川林业科技, 2017, 38(3): 1-5. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.03.001
    [12] 伍杰, 兰常军, 杨冬, 余海清, 彭克忠, 刘燕云.  不同产地甘松药材的质量评价研究 . 四川林业科技, 2017, 38(4): 34-38. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.04.008
    [13] 刘凯, 李婷.  经营单位水平森林可持续经营指标体系研究-指标库的建立 . 四川林业科技, 2017, 38(3): 115-119. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.03.027
    [14] 江慧, 张琴.  土壤质量指标与评价研究进展 . 四川林业科技, 2016, 37(6): 22-26,37. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2016.06.005
    [15] 胥平, 慕乘, 龚固堂, 朱志芳, 黎燕琼, 吴雪仙, 郑绍伟, 慕长龙.  川中丘陵区人工柏木林健康评价 . 四川林业科技, 2016, 37(2): 4-11. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2016.02.002
    [16] 孟祥江, 王蕾, 周飞, 马正锐.  林业生态文明建设指标体系构建的探讨——以重庆三峡库区为例 . 四川林业科技, 2016, 37(2): 49-52. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2016.02.009
    [17] 吴瑶, 孙治宇.  国家湿地公园生态监测指标体系及案例分析 . 四川林业科技, 2016, 37(4): 69-73. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2016.04.015
    [18] 蔡小虎, 吴雪仙, 谢大军, 陈翰林, 彭明超, 张杰, 张富华.  岷江上游森林风景资源景观美学评价 . 四川林业科技, 2015, 36(6): 11-16. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2015.06.002
    [19] 蔡小虎, 马吉才, 吴雪仙, 谢大军, 何建社, 张利.  风景林研究概述 . 四川林业科技, 2014, 35(6): 27-31. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2014.06.005
    [20] 倪静, 杨存建, 吴瑶.  基于GIS的射洪县林地质量等级评价研究 . 四川林业科技, 2014, 35(2): 57-61. doi: 10.16779/j.cnki.1003-5508.2014.02.014
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    出版历程
    • 收稿日期:  2020-09-21
    • 网络出版日期:  2021-01-18
    • 刊出日期:  2021-04-20

    基于AHP法的城郊游憩林景观及环境质量评价体系构建

    doi: 10.12172/202009210001
      作者简介:

      刘怡(1985—),女,本科,工程师,1002448356@qq.com

      通讯作者: lxlyq1979@yahoo.com.cn
    基金项目:  龙泉山城市森林公园生态防护林体系构建关键技术研究(2019YFS0511)

    摘要: 景观游憩是森林的重要功能,也是生态旅游、森林康养等现代林业产业发展的基础。为了更好地开展风景游憩林建设,明确风景游憩林质量的各项影响因子之间的关系,运用层次分析法(AHP)建立质量评价体系。结果显示:(1)以风景游憩林的生态价值、美学价值、社会价值三个方面为切入点,建立拥有生态效益、美学效益、社会效益3个准则层,和13个评价因子指标层的评价体系;(2)从评价体系中各层指标权重来看,美学效益0.5278>生态效益0.3325>社会效益0.1397。生态效益中权重值最高的评价指标为空气负离子,美学效益中权重值最高的评价指标为色彩丰富度,社会效益中权重值最高的评价指标为舒适度。

    English Abstract

    • 景观游憩是森林的重要功能,也是生态旅游、森林康养等现代林业产业发展的基础[12]。我国对游憩林的评价虽研究起步较晚,但已有大量的相关研究,主要集中在游憩林游客游憩偏好研究[3]、游憩林对大气颗粒物调控作用[4]、游憩林景观类型与特征分析[5]、风景游憩林植物配置模式研究[6]、游憩林景观评价等方面[7-11]。其中针对游憩林质量评价方面的研究主要集中于视觉层面的评价。

      层次分析法(Analytic Hierarchy process,AHP法)是20世纪70年代由美国著名运筹学家、匹兹堡大学教授Saaty TL提出,一种定性与定量相结合的运用多种因子分级处理来确定权重的方法;该方法广泛应用于安全科学、环境科学等研究领域7, 12]。四川地区城郊风景游憩林的特点,并多次征询了从事林业、生态研究及城乡景观研究的专家的意见,从生态效益、美学效益和社会效益等三个方面构建城郊游憩林景观质量评价体系和评价模型,从林分质量的精准提升和高质量建设风景游憩林的角度来保证指标体系的准确性和合理性。

      • 收集了自2017年以来近3年的成都市城郊风景游憩林的实地踏查和相关调查资料,以科学性、系统性、独立性、可操作性和动态性等原则为指导,总结归纳能够概括评对象的指标,并根绝研究区实际情况对部分指标进行调整。首先确定项目层内容,再根据项目层内容结合研究区现状选择出与各个项目层相关评价指标。最后,根据专家意见进行修改和补充。

        各类指标的权重反映了该指标对于评价体系的重要程度,邀请了在川科研院所林业和生态方面的相关专家共15人对城郊风景游憩林景观评价体系的初选指标进行筛选问卷调查。在此基础上,由21名专家根据构建判断矩阵步骤,在目标层、项目层、指标层3个层次中,以上一层的某一因素为判断标准,将下一层的因素进行两两比较来确定相对重要性,若所有专家的判断矩阵都通过一致性检验,则将专家的判断矩阵值加权平均,构建出4个判断矩阵,求出各层评价因子的最终权重值和评价模型。

      • 根据评价体系构建原则,共筛选出生态效益指标17个,美学效益指标13个和社会效益指标8个(见表1)。

        表 1  初选景观评价指标表

        Table 1.  Selection of landscape evaluation index

        生态效应美学效应社会效益
        植物物种多样性色彩丰富度意境表达
        群落稳定性(群落结构稳定性)季相变化多样性可达性
        乡土性(地域性特征)色彩与季相可停留性
        生活型结构多样性观赏特征多样性舒适度
        净化功能(PM2.5景观层次丰富度抗干扰性
        植物与生境协调共生整体协调性标志性
        植物之间协调共生配置多样性感官多样性
        适地适树尺度宜人性芳香特征
        群落结构丰富度景观植物空间类型多样性
        群落植被类型奇珍古稀特性
        空间异质性景观可持续性
        降噪能力植物长势及健康程度
        固碳释氧能力林内整洁程度
        增湿能力
        降温能力
        降温增湿效果
        水源涵养功能
      • 由于研究对象为城郊风景游憩林,相对其他林种,其具有与游人的互动更加密切的特点,所以本研究中的生态效益评价指标主要是以森林景观要素对人体感知的影响的角度出发的森林生态系统对人类生产生活的有利效果。邀请专家对应项目和因素进行评价指标的重要性评判并打分,先后进行了两轮专家咨询问卷调查,对每次问卷结果进行汇总整理,最终共选择出生态效益指标5个,美学效益指标5个和社会效益指标3个(见表2)。

        表 2  城郊风景游憩林质量评价指标表

        Table 2.  Quality evaluation index of landscape recreation forest

        目标层项目层指标层指标说明
        城郊风景游憩林质量评价体系A生态效益B1植物多样性C1植物种类的多样性
        净化空气(PM2.5)C2植物通过结合固定、代谢解毒、分室作用等过程将污染物在体内或
        体表富集、解毒,起到净化空气的作用
        降噪能力C3林分吸收一定量的声波,使噪音减弱的能力
        空气负离子C4指带负电荷的氧离子在空气中的含量
        降温增湿能力C5林木内外的温度差判定的保湿及降温作用
        美学效益B2色彩丰富度C6用样地景观的色彩数量来衡量
        色彩季相多样性C7指样地景观有无季相变化,是两三季赏景还是四季赏景
        林分整洁度C8指林分的整洁状况,具体体现为林分中枯枝折干的情况
        观赏特征多样性C9植物观赏特征的丰富性(如观花、观果、观叶、观茎干等)
        树木健康状况C10指林分林木的健康程度,有无病虫害等
        社会效益B3可达性C11游人进入植物景观环境的畅通性与便捷性
        林下活动空间C12指林下有无活动空间及活动空间的大小
        舒适度C13游人内心对植物景观的认同与舒适程度
      • 指标权重的计算采用“1—9 标度法”,以1、3、5、7、9分别在2个指标做比较时,一个指标和另外一个指标相比同等重要、稍微重要、明显重要、强烈重要、极端重要,2、4、6、8为评价的中间值。为了确保判断矩阵的科学性和准确性,21位专家对指标重要性进行评价,每位专家在评价过程中进行独立的判断。根据专家的判断矩阵值加权平均,构建了4个判断矩阵,求出各层评价因子的最终权重值(见表3表6),并在此基础上构型评价模型。

        表 3  A-B判断矩阵及计算结果

        Table 3.  A-B judgment matrix and calculation result

        AB1B2B3W${\lambda _{\max }}$=3.0536
        B111/230.3325
        B22130.5278CI=0.0268
        B31/31/310.1396CR=0.0462

        表 4  B1—C判断矩阵及计算结果

        Table 4.  B1—C judgment matrix and calculation result

        B1C1C2C3C4C5W${\lambda _{\max }}$=5.2342
        C111/341/350.1734
        C23151/250.3040CI=0.05855
        C31/41/511/520.0659CR=0.0523
        C4325160.4102
        C51/51/51/21/610.0465

        表 5  B2—C判断矩阵及计算结果

        Table 5.  B2—C judgment matrix and calculation result

        B2C6C7C8C9C10W${\lambda _{\max }}$=5.1196
        C6135330.4387
        C71/313210.1869CI=0.0299
        C81/51/311/31/30.0617CR=0.0267
        C91/31/2311/20.1258
        C101/313210.1869

        表 6  B3—C判断矩阵及计算结果

        Table 6.  B3—C judgment matrix and calculation result

        B3C11C12C13W${\lambda _{\max }}$=3.0385
        C1111/31/50.1047
        C12311/30.2583CI=0.01925
        C135310.6370CR=0.0332

        分别计算出4个判断矩阵的特征值和特征根向量,并进行一致性检验,如表3~表7中判断矩阵及计算结果所示,本研究项目层和指标层所有矩阵CR值均小于0.1,即通过一致性检验,表示所有层次指标权重值正确有效。

        表 7  城郊风景游憩林质量评价体系权重分配

        Table 7.  Weight distribution of quality evaluation system for landscape recreation forest

        目标层项目层权重值指标层权重值排序权重值排名
        城郊风景游憩林评价体系A生态效益B10.3325植物物种多样性C10.17340.0577 8
        净化空气(PM2.5)C20.30400.1011 3
        降噪能力C30.06590.021911
        空气负离子C40.41020.1364 2
        降温增湿能力C50.04650.015512
        美学效益B20.5278色彩丰富度C60.43870.2316 1
        色彩季相多样性C70.18690.0986 4
        林分整洁度C80.06170.032610
        观赏特征多样性C90.12580.0664 7
        树木健康状况C100.18690.0986 4
        社会效益B30.1397可达性C110.10470.014613
        林下活动空间C120.25830.03619
        舒适度C130.63710.08906

        从城郊风景游憩林景观评价体系权重分配(见表7)显示,美学效应(0.5278)在其中占据绝对比重,生态效益达到平均水平,这表明城郊游憩林的培育重点是优良的景观质量。

        权重分配结果显示,生态效益、美学效益和社会效益中,美学效益权重值(0.5278)位列其他效益之首,且明显高于排名第二位的生态效益(0.3325)和第三位的社会效益(0.1397),在生态效益各指标权重排序中,空气负离子和净化空气(PM2.5)远远高于其余指标,在社会效益各指标权重排序中,舒适度远远重于其他指标。

        综上得出,城郊风景游憩林质量评价模型为:

        $$A = 0.3325{B_1} + 0.5278{B_2} + 0.{\rm{1397}}{B_3}$$ (1)
        $$\begin{split} {B_1} =& 0.1734{C_1} + 0.{\rm{3040}}{C_2} + 0.0.0659{C_3} +\\& 0.4102{C_4} + 0.0465{C_5} \end{split}$$ (2)
        $$\begin{split} {B_2} =& 0.{\rm{4387}}{C_6} + 0.1869{C_7} + 0.0617{C_8} +\\& 0.1258{C_9} + 0.1869{C_{10}}\end{split}$$ (3)
        $${B_3} = 0.1047{C_{11}} + 0.2583{C_{12}} + 0.6371{C_{13}}$$ (4)
      • 美学效益权重值位居首位,这与其他研究结果所显示的生态效益权重值高于美学效益权重值有所不同[13-14]。可能说明比较看重风景游憩林的观赏功能。因此对于风景游憩林来讲,除了要具备普通林种需要具备的生态特征外,更需要具备良好的艺术性和观赏性,以期满足人们的观赏游憩活动需求。

        生态效益权重排在第二位,说明对生态效益也是相当重视的。近年来,人们越来越关注自身健康问题,环保意识也越来越强,越来越注重森林的生态效益,在观赏风景林的同时,享受森林带来的康养功能。生态效益各指标权重排序中,空气负离子和净化空气(PM2.5)远远高于其余指标。可见对于风景游憩林来讲,最重视的是森林提供负氧离子的这一康养功能;其次是森林净化空气的功能。尤其在空气污染较严重的城市及城郊地区,森林对空气的净化和滞尘能力也是非常看重的一个因素。

        社会效益是指最大限度地利用有限的资源满足社会上人们日益增长的物质文化需求。从权重结果来看,社会效益权重值虽然相对美学效益和生态效益较低,但社会效益往往会在一段比较长的时间后才能发挥出来,为人们提供优质的生存、生活、生产环境条件,提供人们旅游休憩、娱乐疗养的场所,这也与社会效益各指标排序中,舒适度指标最受青睐非常契合。

        根据城郊风景游憩林质量评价模型,通过简单的计算,可以直观地对风景游憩林景观质量进行量化评分,通过理论引导,从而更好地指导各地城郊风景游憩林建设及改造工作。

    参考文献 (14)

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