浙江中部城市周邊生態(tài)游憩林美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)*
——以富陽(yáng)小烏坑林場(chǎng)為例

徐珍珍　張秀卿　賈　娜　格日樂(lè)圖　毛佳園　史久西

1　內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)　呼和浩特　010010 2　中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所　浙江富陽(yáng)　311400

浙江中部城市周邊生態(tài)游憩林美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)*

——以富陽(yáng)小烏坑林場(chǎng)為例

徐珍珍1張秀卿1賈娜1格日樂(lè)圖2毛佳園2史久西2

1內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)呼和浩特010010 2中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所浙江富陽(yáng)311400

摘要：以浙江中部城市周邊低山在生態(tài)公益林基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的游憩林為研究對(duì)象，采用SBE評(píng)判法對(duì)其林內(nèi)景觀進(jìn)行美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)。選擇常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠-落葉闊葉混交林、針葉林、針闊混交林5個(gè)林型的代表性群落計(jì)48個(gè)，設(shè)置與森林照片場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的三角形樣地，通過(guò)樣地測(cè)量和圖片解析獲取群落結(jié)構(gòu)等定量數(shù)據(jù)，建立多元回歸模型。結(jié)果表明：1)5種森林類型間的SBE值差異不顯著，SBE值主要由群落結(jié)構(gòu)因子、測(cè)樹因子和空間感知因子所決定；2)采用全定量化指標(biāo)，建立的統(tǒng)計(jì)模型形式簡(jiǎn)單且有較高精度；3)影響景觀質(zhì)量的指標(biāo)主要是林內(nèi)透視距離、近中景草本高度、近中景喬木樹種數(shù)以及前景開闊度、近中景喬木密度、近中景草本蓋度、近中景灌木蓋度和綠視率；4)根據(jù)SBE與相關(guān)指標(biāo)的單因子曲線擬合分析，提出森林景觀優(yōu)化提升對(duì)策，包括林木形態(tài)塑造、林下層結(jié)構(gòu)調(diào)控及視覺(jué)空間優(yōu)化等。

關(guān)鍵詞：林內(nèi)景觀，游憩林，森林美學(xué)，美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，城市周邊

我國(guó)有規(guī)模巨大的生態(tài)公益林，在國(guó)土生態(tài)安全、生物多樣性保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用[1]。進(jìn)入新時(shí)期，如何全面具體地實(shí)現(xiàn)生態(tài)公益林的服務(wù)價(jià)值被提上議事日程。公益林中有相當(dāng)一部分分布在城市周邊，進(jìn)行景觀質(zhì)量提升和游憩服務(wù)利用，以滿足居民健身、娛樂(lè)、回歸自然的需要，成為一條公益林多樣化利用的重要途徑[2]。小烏坑林場(chǎng)位于杭州富陽(yáng)城鎮(zhèn)近周，2011年前后開辟為城市游憩林，設(shè)置了步游道，納入了杭州市西郊森林公園范圍。但建設(shè)起步較晚，維護(hù)管理尚未完全到位，局部樹木細(xì)密，雜草叢生，灌藤蔓延，枯枝倒樹較多，亟待開展林相改造和景觀優(yōu)化工作。

森林景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)作為林相改造的重要依據(jù)，已被大量研究應(yīng)用，其中尤以建立在心理物理學(xué)基礎(chǔ)之上的美景度評(píng)價(jià)法(SBE法)應(yīng)用最廣[3-6]。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們從不同森林對(duì)象到評(píng)測(cè)主體的審美特點(diǎn)，從指標(biāo)解析到樣地選取和媒體構(gòu)造，開展了研究探討，得出了一些普遍性的結(jié)論，如大徑級(jí)林木的存在提升景觀的美學(xué)質(zhì)量[7]；林內(nèi)透視距離越長(zhǎng)美景度越高；適當(dāng)降低林分密度，可提高美學(xué)質(zhì)量；較高的郁閉度提升美景度[8]等。但由于地域差異、森林類型與群落結(jié)構(gòu)的多樣性、影響因素的復(fù)雜性導(dǎo)致景觀質(zhì)量、影響因子以至取值標(biāo)準(zhǔn)的差異性。因此，一個(gè)既定森林景觀的建設(shè)需要集成評(píng)價(jià)形成的共性技術(shù)原理和針對(duì)性成果。本研究針對(duì)城市周邊的游憩林，對(duì)人工強(qiáng)烈干擾后形成的森林群落開展美景度評(píng)價(jià)，分析影響林內(nèi)森林美景度的主要景觀因子，研究景觀因子的最佳取值，為生態(tài)公益林林相改造與景觀誘導(dǎo)提供針對(duì)性技術(shù)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于浙江省中部的富陽(yáng)，地理位置119°25′—120°19.5′E,29°44′—30°12′N。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充分，四季分明，氣候溫和。年均氣溫14～18 ℃，年均降雨量1 200～2 500 mm，無(wú)霜期237天。絕大部分土壤屬于紅壤，pH值4.5～5.8。本區(qū)屬天目山系余脈，是典型的低山丘陵區(qū)。區(qū)內(nèi)次生林和人工林交錯(cuò)并存，經(jīng)過(guò)多年封育，演替進(jìn)展順利，物種多樣性提高，呈現(xiàn)出一定的自然風(fēng)貌和明顯而豐富的類型分異，有常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林等。常綠闊葉林主要有香樟[Cinnamomumcamphora(L.) Presl]林和木荷(SchimasuperbaGardn.et Champ)林，常綠落葉闊葉混交林有香樟—楓香(LiquidambarformosanaHance)林、香樟—國(guó)槐(SophorajaponicaL.)林、楓香—冬青(LlexchinensisSims.)林、楓香—玉蘭(MagnoliadenudataDesr)—香樟林和木荷—油桐(Vernicafordii(Hemsl.) Airy Shaw)林等，落葉闊葉林包括楓香林、楓香—玉蘭林、油桐—麻櫟(QuercusacutissimaCarruth)林，針闊混交林有烏桕(Sapiumsebiferum(L.)Roxb)—杉木(Cunninghamialanceolata(Hemsl.) Hook)—野柿子(DiospyrosoleiferaCheng)林、香樟—杉木—白櫟(QuercusfabriHance)林、濕地松(PinuselliottiiEngelm)—香樟林、濕地松—楓香林等，針葉林主要有杉木林和濕地松林。

2 研究方法

采用SBE法進(jìn)行樣地調(diào)查、景觀照片獲取、景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)、景觀因子分解和模型建立等。

2.1 取樣方法

路線踏查后分類選擇樣地，每類8～11個(gè)，總計(jì)48個(gè)。于2015年夏季對(duì)樣地景觀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照，統(tǒng)一拍攝焦距24 mm，拍攝高度與拍攝者人眼齊平，所有照片均由同一人于晴天上午9∶00—11∶30拍攝。

照片沖印后帶至現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)，確定樣地范圍，為三角形區(qū)域，對(duì)照片涵蓋的林分信息進(jìn)行調(diào)查。為研究樣地大小對(duì)景觀評(píng)價(jià)的適宜性，設(shè)定了較大的景深范圍(45 m)，并對(duì)此進(jìn)行區(qū)域劃分，分成近景區(qū)(0～10 m)、中景區(qū)(10～25 m)、遠(yuǎn)景區(qū)(25～45 m)3塊區(qū)域，按林分調(diào)查方法分別進(jìn)行調(diào)查記錄[9]。

2.2 景觀評(píng)判

研究表明，利用圖片媒體進(jìn)行的室內(nèi)評(píng)價(jià)與室外現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果沒(méi)有顯著差異，不同群體的審美態(tài)度具有一致性[10-11]。本研究選擇室內(nèi)照片評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)者分別來(lái)自園林專業(yè)和其他專業(yè)的本科生和研究生，共96人。評(píng)判采用7分制量表：很差、較差、差、一般、好、較好、很好[12]。操作時(shí)將全部照片現(xiàn)場(chǎng)排列，讓評(píng)判人充分比較，按質(zhì)量高低依次選出，分成7類，按類記分。

2.3 美景度值的計(jì)算

美景度值反映公眾對(duì)森林景觀的審美態(tài)度，且不受評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)和得分制影響[13-14]，按下式計(jì)算[15]：

(1)

(2)

式中，SBEi為照片i的標(biāo)準(zhǔn)化美景度值，MZi為照片i的平均z值，m為評(píng)分值的等級(jí)數(shù)，CPik為照片i的評(píng)分值≥k的頻率，f(CPik)為累積正態(tài)函數(shù)分布頻率。BMMZ為預(yù)先選取的對(duì)照景觀，并令其SBE=0，SBE>0的景觀說(shuō)明比對(duì)照景觀有更高的美景度，SBE<0的景觀美景度低于對(duì)照景觀。

2.4 美景度評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建與量化

參考前人研究成果[26]，根據(jù)研究目標(biāo)，構(gòu)建以群落結(jié)構(gòu)指標(biāo)為核心的客觀、可測(cè)量的定量指標(biāo)體系[16]，具體包括測(cè)樹指標(biāo)5個(gè)、群落指標(biāo)7個(gè)、空間感知指標(biāo)4個(gè)，計(jì)16個(gè)。測(cè)樹指標(biāo)和群落指標(biāo)按近景區(qū)、中景區(qū)、遠(yuǎn)景區(qū)、近中景區(qū)、近中遠(yuǎn)總體區(qū)5個(gè)區(qū)分別設(shè)置，如近景喬木胸徑、中景喬木胸徑、遠(yuǎn)景喬木胸徑、近中景喬木胸徑、總喬木胸徑等，小計(jì)60個(gè)，加上空間感知指標(biāo)(不分區(qū))總計(jì)64個(gè)。指標(biāo)量值大多通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查獲取，其中綠視率、桿視率、前景開闊度等借助圖片分析測(cè)量獲取量值(表1)。

3 結(jié)果分析

3.1 群落類型美景度對(duì)比分析

樣本照片美景度值總體分布的Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)結(jié)果顯著(K-S=0.778，P= 0.580>0.05)，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)集服從正態(tài)分布，滿足進(jìn)一步分析和建模的要求。全部照片樣本SBE值的T檢驗(yàn)差異顯著(P=0.01)，說(shuō)明樣本包含了優(yōu)劣好差各種景觀，具有代表性。

表1　美景度評(píng)價(jià)指標(biāo)

將森林景觀分為5個(gè)類型，分別是常綠闊葉林、常綠—落葉闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林[17]。分析發(fā)現(xiàn)，常綠闊葉林平均得分最高，離差最小，景觀表現(xiàn)最為一致；針闊混交林平均得分最低，離差最大，景觀差異最為明顯，有可能創(chuàng)造十分優(yōu)良的景觀，但也存在較大的失敗風(fēng)險(xiǎn)。從平均得分看，闊葉林優(yōu)于針葉林，常綠林優(yōu)于落葉林；從景觀差異性看，混交度越大(針闊混交、常綠落葉混交)，SBE離差越大(表2)。但差異分析結(jié)果顯示(F=0.244，對(duì)應(yīng)的概率P=0.912 >0.05) ，5類森林景觀間的美景度差別不顯著(圖1)，差別主要來(lái)自景觀群落因子的作用。

表2　群落類型評(píng)價(jià)結(jié)果比較

圖1　5類森林的SBE值分布

3.2 美景度評(píng)價(jià)模型建立

因景觀指標(biāo)均為定量指標(biāo)，因此可以采用經(jīng)典的多元統(tǒng)計(jì)分析方法建模。將SBE值作為因變量(Y)，各景觀指標(biāo)為自變量(X)，通過(guò)逐步回歸，得到模型如下：

Y=-87.167 +4.451X1-102.89X2-4.456X3

由模型可知，影響美景度的主要指標(biāo)是X1(林內(nèi)透視距離，標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)為1.121)，X2(近中景草本高度，-0.264)，X3(近中景喬木樹種數(shù)，-0.255)。

從模型指標(biāo)來(lái)看，林內(nèi)透視距離為樣地整體空間的感知指標(biāo)，其他均為近中景指標(biāo)。因此樣地設(shè)置范圍在0～25 m即可(合計(jì)面積563 m2)，這與森林景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)大多取樣20 m×20 m的結(jié)果基本一致。

3.3 主要美景度指標(biāo)篩選與應(yīng)用

從模型可見(jiàn)，林內(nèi)透視距離是影響美景度的關(guān)鍵指標(biāo)，圍繞透視距離指導(dǎo)景觀調(diào)控是個(gè)重要啟示。通過(guò)Pearson相關(guān)分析，篩選出與透視距離顯著相關(guān)的指標(biāo)為前景開闊度(R=0.555)，近中景喬木密度(R=-0.475)，近中景草本蓋度(R=0.418)，近中景灌木蓋度(R=0.298)，綠視率(R=0.300)、近景胸徑變異系數(shù)(R=-0.334)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，這些與透視距離顯著相關(guān)的指標(biāo)也與SBE顯著相關(guān)，它們與SBE的單因素曲線擬合見(jiàn)圖2。

圖2　主要指標(biāo)與SBE的曲線擬合

圖2中橫線顯示為基準(zhǔn)照片的SBE值，得分處于中上水平?；鶞?zhǔn)圖片為香樟—國(guó)槐林景觀，喬草型結(jié)構(gòu)，平均胸徑18 cm，密度934株/hm2，草本蓋度0.6，高度0.5 m，前景開闊，透視距離45 m。以基準(zhǔn)景觀為參考，或者作為林相調(diào)控改造的初級(jí)目標(biāo)，可對(duì)圖2的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析：

1) 林內(nèi)透視距離與美景度的擬合度最高，且與美景度的關(guān)系單調(diào)上升。以對(duì)照景觀和透視距離2條曲線的交點(diǎn)為據(jù)，透視距離在40 m以上景觀質(zhì)量較高達(dá)中上水平。

2) 前景開闊度反映的是前景對(duì)視線的遮擋情況。近景區(qū)域越開闊美景度越高，開闊度在0.75以上可達(dá)中上水平。

3) 近中景喬木密度。在本研究區(qū)域喬木平均胸徑處于6.5～23.0 cm時(shí)密度為SBE是負(fù)相關(guān)的關(guān)系。密度適度降低，控制在700株/hm2以內(nèi)林分美學(xué)質(zhì)量較高[2,18]。但近中景喬木密度與美景度的關(guān)系比較復(fù)雜,不同的林木發(fā)育時(shí)期、不同的林分類型均有著不同的最適密度范圍[19-20]。以后隨著樹木長(zhǎng)大，應(yīng)逐漸降低密度，維持較優(yōu)的森林景觀。

4) 草本蓋度與高度。草本植物具有覆蓋地表祼土、統(tǒng)一與整潔林下景觀的作用，其蓋度越大美景度越高；但草本植物不宜過(guò)高，過(guò)高不但可能影響視線，且往往容易參差不齊，雜亂無(wú)序[21]。草本蓋度在0.6以上的景觀質(zhì)量較高。

5) 綠視率反映視野范圍內(nèi)綠色所占的面積比例。綠視率與美景度關(guān)系呈現(xiàn)先升后降的倒U形趨勢(shì)，并非越大越好，過(guò)大會(huì)降低林內(nèi)的透視度。綠視率在0.6時(shí)最好，實(shí)際可控制在在0.5～0.7范圍內(nèi)。

6) 近中景的灌木蓋度與美景度負(fù)相關(guān)。灌木蓋度過(guò)大降低林內(nèi)的可入性及視線的通透性[22]，近中景灌木蓋度在0.00～0.40時(shí)景觀較受歡迎。當(dāng)灌木的蓋度接近0.00時(shí)群落的垂直結(jié)構(gòu)是喬草型，接近0.40以上為喬冠草型。

7) 從回歸模型看，近中景喬木樹種數(shù)為SBE的負(fù)向指標(biāo)，樹種數(shù)越多，美景度越低。

4 結(jié)論與討論

美景度評(píng)價(jià)一般采用圖片媒體、矩形樣地，意味著圖片景觀與樣地場(chǎng)景的邊界范圍不一致。這在樹種分布均勻時(shí)影響不大，但若分布不均勻?qū)a(chǎn)生誤差。采用與圖片景觀對(duì)應(yīng)的三角形樣地可以避免這種可能的誤差。樣地大小一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或種—面積曲線關(guān)系確定面積，如20 m×20 m、25 m×25 m等。本研究試驗(yàn)了評(píng)價(jià)取樣對(duì)樣地大小的要求，同時(shí)試驗(yàn)了樣地中遠(yuǎn)近不同區(qū)域?qū)σ曈X(jué)敏感性的影響，結(jié)果表明近中景區(qū)域的敏感度大于遠(yuǎn)景區(qū)域，樣地深度為25 m即可反映林分特征。

不同森林群落類型的美景度差異不顯著，因此林分由何種樹種組成對(duì)美景度的影響不大，起影響作用的主要是樹種形態(tài)、群落結(jié)構(gòu)和空間感知因子。將不同類型的森林景觀作為一個(gè)整體研究可行?；貧w模型顯示，影響林內(nèi)景觀美學(xué)質(zhì)量的要素主要是林內(nèi)透視距離，這是一個(gè)反映林內(nèi)通透情況的綜合性指標(biāo)，受林分密度、綠視率、甚至群落層次、喬木枝下高等的綜合影響；其次是草本層高度和喬木樹種數(shù)，是表征雜亂性或有序性的指標(biāo)，草本高度越高，喬木樹種越多，林相越雜亂無(wú)序，高度與胸徑變異度越大，美景度越低。從生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性來(lái)看，喬木樹種多樣性越高越有利，但這不利于提高景觀質(zhì)量。眾多研究得出了同樣結(jié)論[23-25]。事實(shí)上，不同的樹種有不同的形態(tài)，通過(guò)形態(tài)的變化而影響視覺(jué)效果。與其說(shuō)樹種的單一性提升了景觀，不如說(shuō)形態(tài)的一致性在起作用。因此，在森林景觀營(yíng)造的時(shí)候如能兼顧、調(diào)和樹種的多樣性和形態(tài)的一致性，那么達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)維持與景觀質(zhì)量提升的雙贏目標(biāo)也是可能的。據(jù)此，總結(jié)景觀調(diào)控技術(shù)如下：1)伐除細(xì)密樹木、枯倒木，修枝整型，以統(tǒng)一樹形，提高林相的整齊度；2)刈灌除雜，控制草本蓋度(0.6以上)，提高層次感和地表覆蓋；3)控制灌木蓋度(0.40以下)，提高透視性可入性；4)撫育疏伐，適當(dāng)降低林分密度，提高前景開闊度(0.75左右)，調(diào)節(jié)綠視率(0.6左右)，以盡可能增加林內(nèi)透視距離。研究結(jié)果顯示，胸徑、樹高等指標(biāo)與SBE的相關(guān)性不顯著是由于研究對(duì)象以中齡林為主，各樣地平胸徑為6.5～23.0 cm，徑階序列不夠完全。但大徑級(jí)林分有利于提高美景度是個(gè)普遍性結(jié)論[26-27]，因此應(yīng)加強(qiáng)高林大樹的培育，提升美景度。另外，本研究實(shí)施時(shí)期是在夏季，景觀色調(diào)以綠色為主，故沒(méi)有考慮色彩因素對(duì)景觀質(zhì)量的影響，實(shí)踐中應(yīng)借助相關(guān)研究成果開展森林景觀優(yōu)化提升。

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Aesthetic Quality Evaluation of Ecological Recreational Forest in Suburban Area of Cities at Middle Zhejiang:A Case Study of Xiaowukeng Forest Farm in Fuyang

Xu ZhenzhenZhangXiuqingJia NaGeri LetuMao JiayuanShi Jiuxi

(1. Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 311400,Inner Mongolia, China;2. Research Institute of Subtropical Forestry ,Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400,Zhejiang,China)

Abstract:Aesthetic quality of the landscape in the recreational forest, developed from ecological forest on the hills proximity to cities located at the middle Zhejiang, was evaluated by using the scenic beauty estimation (SBE) method. Among the five types of forest, i.e., evergreen broad-leaved forest, deciduous broad leaved forest, evergreen-deciduous broad-leaved mixed forest, coniferous forest, mixed broadleaf-conifer forest, a total of 48 representative communities were chosen, and triangular samples were set corresponding with the camera image principle for the multiple linear regression model, which was set up through the samples measurement and images reading, to get the quantitative data including community structure. The results showed:1) the SBE values of the five forest types were not significantly different, whereas they were determined by community structure factors ,tree measuring factor sand space perception factors; 2)the quantitative indicators were adopted to ensure that the statistical model set up was simple in form and had high precision; 3) the major factors affecting the landscape quality included distance of perspective in forest, grass height in near or medium distanced landscape, species riches and the openness of front landscape, density of trees in near and medium landscape, coverage of herbage in near and medium landscape, coverage of shrub in near and medium landscape, and green rate; 4)According to the single factor curve fitting analysis on SBE-related indicators, suggestions were made to improve the forest landscape, including tree form shaping, understory layer structure regulating and visual space quality optimization.

Key words:in-forest landscape, recreational forest, forest aesthetics, aesthetic quality evaluation, proximity to city

收稿日期：2016-03-09

*基金項(xiàng)目：林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“美麗城鎮(zhèn)森林景觀的構(gòu)建技術(shù)研究與示范”(201404301)；中國(guó)林科院中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“生態(tài)風(fēng)景林色彩量化分析與配置技術(shù)研究”(RISF2014009)

作者簡(jiǎn)介：徐珍珍，碩士，主要從事森林景觀評(píng)價(jià)研究 通信作者：張秀卿，教授，研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林與旅游規(guī)劃，E-mail:Zhangxiuqing@sohu.com

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2016.02.009