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

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

四川森林生态与资源环境研究实验室，森林和湿地生态恢复与保育四川省重点实验室，四川省林业科学研究院，四川成都 610081

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)

详细信息

作者简介:
刘怡（1985—），女，本科，工程师，1002448356@qq.com

通信作者:
黎燕琼: lxlyq1979@yahoo.com.cn

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出版历程
- 收稿日期: 2020-09-20
- 网络出版日期: 2021-01-17
- 刊出日期: 2021-04-19

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

Sichuan Forest Ecology and Resource Environment Research Laboratory & Ecological Restoration and Conservation on Forest and Wetland Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan Academy of Forestry, Chengdu 610081, China

More Information

Corresponding author:
LI Yanqiong: lxlyq1979@yahoo.com.cn

摘要

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。
- 风景游憩林 /
- 质量评价 /
- 指标体系
Abstract: Landscape recreation is an important function of forest, and it is also the foundation of modern forestry industry development such as ecotourism and forest health care. In order to better carry out the development of landscape recreation forests and clarify the relationships among the influencing factors of the quality of landscape recreation forest, the analytic hierarchy process (AHP) was used to establish a quality evaluation system. The results showed that: (1) Based on the ecological, aesthetic, and social values of landscape recreation forest, an evaluation system with three criteria layers of ecological benefit, aesthetic benefit, and social benefit and 13 evaluation factor index layers was established; (2) According to the index weight of each layer in the evaluation system, aesthetic benefit was 0.5278 > ecological benefit was 0.3325> social benefit was 0.1397. From the perspective of ecological benefit, aesthetic benefit and social benefit, the evaluation index with the highest weight value are air anion, color richness and comfort.
- Landscape recreation Forest /
- Quality evaluation /
- Index system

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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^[1，2]。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。

1. 研究方法

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。

2. 评价体系的构建

2.1 评价指标初选

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（PM_2.5）	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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2.2 评价指标筛选

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（PM_2.5）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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2.3 指标权重与评价模型

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

A	B1	B2	B3	W	${\lambda _{\max }}$=3.0536
B1	1	1/2	3	0.3325	${\lambda _{\max }}$=3.0536
B2	2	1	3	0.5278	CI=0.0268
B3	1/3	1/3	1	0.1396	CR=0.0462

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表 4 B1—C判断矩阵及计算结果

Table 4. B1—C judgment matrix and calculation result

B1	C1	C2	C3	C4	C5	W	${\lambda _{\max }}$=5.2342
C1	1	1/3	4	1/3	5	0.1734	${\lambda _{\max }}$=5.2342
C2	3	1	5	1/2	5	0.3040	CI=0.05855
C3	1/4	1/5	1	1/5	2	0.0659	CR=0.0523
C4	3	2	5	1	6	0.4102
C5	1/5	1/5	1/2	1/6	1	0.0465

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表 5 B2—C判断矩阵及计算结果

Table 5. B2—C judgment matrix and calculation result

B2	C6	C7	C8	C9	C10	W	${\lambda _{\max }}$=5.1196
C6	1	3	5	3	3	0.4387	${\lambda _{\max }}$=5.1196
C7	1/3	1	3	2	1	0.1869	CI=0.0299
C8	1/5	1/3	1	1/3	1/3	0.0617	CR=0.0267
C9	1/3	1/2	3	1	1/2	0.1258
C10	1/3	1	3	2	1	0.1869

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表 6 B3—C判断矩阵及计算结果

Table 6. B3—C judgment matrix and calculation result

B3	C11	C12	C13	W	${\lambda _{\max }}$=3.0385
C11	1	1/3	1/5	0.1047	${\lambda _{\max }}$=3.0385
C12	3	1	1/3	0.2583	CI=0.01925
C13	5	3	1	0.6370	CR=0.0332

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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B1	0.3325	植物物种多样性C1	0.1734	0.0577	8
			净化空气（PM_2.5）C2	0.3040	0.1011	3
			降噪能力C3	0.0659	0.0219	11
			空气负离子C4	0.4102	0.1364	2
			降温增湿能力C5	0.0465	0.0155	12
	美学效益B2	0.5278	色彩丰富度C6	0.4387	0.2316	1
			色彩季相多样性C7	0.1869	0.0986	4
			林分整洁度C8	0.0617	0.0326	10
			观赏特征多样性C9	0.1258	0.0664	7
			树木健康状况C10	0.1869	0.0986	4
	社会效益B3	0.1397	可达性C11	0.1047	0.0146	13
			林下活动空间C12	0.2583	0.0361	9
			舒适度C13	0.6371	0.0890	6

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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（PM_2.5）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)

3. 结论与讨论

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（PM_2.5）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。

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（PM_2.5）	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

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（PM_2.5）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

Table 3 A-B judgment matrix and calculation result

A	B1	B2	B3	W	${\lambda _{\max }}$=3.0536
B1	1	1/2	3	0.3325	${\lambda _{\max }}$=3.0536
B2	2	1	3	0.5278	CI=0.0268
B3	1/3	1/3	1	0.1396	CR=0.0462

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表 4 B1—C判断矩阵及计算结果

Table 4 B1—C judgment matrix and calculation result

B1	C1	C2	C3	C4	C5	W	${\lambda _{\max }}$=5.2342
C1	1	1/3	4	1/3	5	0.1734	${\lambda _{\max }}$=5.2342
C2	3	1	5	1/2	5	0.3040	CI=0.05855
C3	1/4	1/5	1	1/5	2	0.0659	CR=0.0523
C4	3	2	5	1	6	0.4102
C5	1/5	1/5	1/2	1/6	1	0.0465

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表 5 B2—C判断矩阵及计算结果

Table 5 B2—C judgment matrix and calculation result

B2	C6	C7	C8	C9	C10	W	${\lambda _{\max }}$=5.1196
C6	1	3	5	3	3	0.4387	${\lambda _{\max }}$=5.1196
C7	1/3	1	3	2	1	0.1869	CI=0.0299
C8	1/5	1/3	1	1/3	1/3	0.0617	CR=0.0267
C9	1/3	1/2	3	1	1/2	0.1258
C10	1/3	1	3	2	1	0.1869

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表 6 B3—C判断矩阵及计算结果

Table 6 B3—C judgment matrix and calculation result

B3	C11	C12	C13	W	${\lambda _{\max }}$=3.0385
C11	1	1/3	1/5	0.1047	${\lambda _{\max }}$=3.0385
C12	3	1	1/3	0.2583	CI=0.01925
C13	5	3	1	0.6370	CR=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

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B1	0.3325	植物物种多样性C1	0.1734	0.0577	8
			净化空气（PM_2.5）C2	0.3040	0.1011	3
			降噪能力C3	0.0659	0.0219	11
			空气负离子C4	0.4102	0.1364	2
			降温增湿能力C5	0.0465	0.0155	12
	美学效益B2	0.5278	色彩丰富度C6	0.4387	0.2316	1
			色彩季相多样性C7	0.1869	0.0986	4
			林分整洁度C8	0.0617	0.0326	10
			观赏特征多样性C9	0.1258	0.0664	7
			树木健康状况C10	0.1869	0.0986	4
	社会效益B3	0.1397	可达性C11	0.1047	0.0146	13
			林下活动空间C12	0.2583	0.0361	9
			舒适度C13	0.6371	0.0890	6

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参考文献(14)

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施引文献(5)

期刊类型引用(5)

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2.	王蓓，王艳. 自然的审美：园林艺术、景观建筑和环境保护的交汇点. 西南大学学报(自然科学版). 2023(11): 2-12 . 百度学术
3.	刘艳，黄雅奇，陈婵，李巧云，宋胤，吴林世，廖菊阳. 城市风景游憩林对环境变化的缓解效应. 湖南林业科技. 2023(06): 30-36 . 百度学术
4.	卢鑫，向言词. 基于AHP法的济南大明湖公园冬季植物景观评价. 安徽农业科学. 2022(24): 103-106+145 . 百度学术
5.	王云才，贾一非，朱韵奇，成玉宁. 融合寻常风景智慧的乡村风景道识别——以辽宁省黑山县为例. 风景园林. 2021(12): 100-106 . 百度学术

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表(7)

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1. 研究方法
2. 评价体系的构建
2.1 评价指标初选
2.2 评价指标筛选
2.3 指标权重与评价模型
3. 结论与讨论

基于AHP法的城郊游憩林景观及环境质量评价体系构建

作者简介:
刘怡（1985—），女，本科，工程师，1002448356@qq.com

通信作者:
黎燕琼: lxlyq1979@yahoo.com.cn

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