南岳衡山風(fēng)景林林下植物篩選研究

鄒 立

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊陵 712100；2湖南省衡陽市林業(yè)局，湖南 衡陽 421000)

1 引言

風(fēng)景林是指風(fēng)景名勝區(qū)的森林植被景觀，由不同類型的森林植物群落組成，在森林的經(jīng)濟(jì)分類中屬特用林種之一[1]，以發(fā)揮森林的衛(wèi)生保健、旅游觀光為主要目標(biāo)，它具有美學(xué)措施完善、舒適、優(yōu)美的自然景觀，同時也具有觀賞和游憩價值的天然林或人工林。目前公認(rèn)的對于風(fēng)景林要求為，同時滿足“具有較高美學(xué)價值”和“以滿足審美需求及視覺美為主要目標(biāo)”的森林。陳鑫峰等人[2]，認(rèn)為森林美的形式是多形態(tài)、多層次和多成分的，不同的觀賞角度有不同的景觀體驗(yàn)，并且根據(jù)森林尺度與距離將林分景觀分為細(xì)部景觀、個體景觀、林內(nèi)景觀、林道景觀、近景觀、中景觀和遠(yuǎn)景觀等7個層次。林內(nèi)景觀展現(xiàn)了森林的自然美和意境美，也是森林游憩娛樂活動的主要場所。林下植物是風(fēng)景林生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，在維護(hù)系統(tǒng)物種多樣性、維護(hù)林地土壤質(zhì)量和保持水土中起著不可忽視的作用[2～4]，除生態(tài)作用外，林下植物屬于林內(nèi)景觀的一部分，通過自身的色彩、體態(tài)、形狀和氣味等方面特質(zhì)，對林內(nèi)景觀的營造有突出的意義[5]。

隨著精確提高森林質(zhì)量的口號提出，我國眾多學(xué)者針對風(fēng)景林的提質(zhì)改造進(jìn)行了大量的研究，林下植物為林內(nèi)景觀的重要組成部分，與上層林木一起構(gòu)造了林下空間，同時對林道景觀、近景觀的組成也有貢獻(xiàn)，對于森林景觀有重要意義。目前針對于林下植物的篩選研究，主要是針對經(jīng)濟(jì)林林下植物多樣性及生態(tài)效應(yīng)的研究[2～4]，對風(fēng)景林林下植物的景觀性研究較少，研究范圍多數(shù)集中在城市風(fēng)景林及人造林中[6]，針對天然森林的林下景觀植物的篩選的研究不多。本文從植物的觀賞性出發(fā)，以南岳衡山風(fēng)景林林下植物為研究對象，先設(shè)立了26塊標(biāo)準(zhǔn)樣地，獲取研究地的林下植物的種類及生長狀況，采用美景度評價法(SBE)對林下植物從景觀性的角度進(jìn)行美景度評分，通過對評分的分析，篩選出適合在研究地林下種植的景觀價值高的植物，為提高南岳衡山的風(fēng)景林的質(zhì)量提升和合理營建提供參考。

2 研究地概況

南岳衡山位于湖南省中部，為國家級風(fēng)景名勝區(qū)，是我國“五岳”之一，風(fēng)景游憩功能顯著，地理位置為112°34′～112°45′E，27°12′～27°19′N，衡山被界定為自然綜合體的南岳孤山山系，經(jīng)過二次隆起的造山運(yùn)動形成的以峰林花崗巖斷塊中山為主體的地貌，最高海拔1289.8m，逶迤盤亙400余km，屬我國亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，熱量充足，氣候濕潤，雨水集中，年平均氣溫17.8 ℃，土壤為花崗巖的母質(zhì)風(fēng)化發(fā)育的酸性土，pH值范圍為4.5～6，土壤類型由下而上依次為山地紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤、山地草甸土。

南岳衡山屬于中亞帶常綠闊葉林植物區(qū)系，植物種類豐富，喬木優(yōu)勢種主要有楓香(Liquidambarformosana)、毛竹(Phyllostachysheterocycla)、多脈青岡(Cyclobalanopsismultinervis)、栓皮櫟(Quercusvariabilis)、石灰花楸(Sorbusfolgneri)、柳杉(Cryptomeriafortunei)和藍(lán)果樹(Nyssasinensis)等，灌木主要為紫竹(Phyllostachysnigra)、懸鉤子屬(Rubus)、構(gòu)骨(Ilexcornuta)、柃木(Euryajaponica)、檵木(Loropetalumchinensis)、杜鵑(Rhododendronsimsii)和山胡椒(Linderaglauca)等，草本植物主要為禾本科(Agrostidoedeae)、菊科(Compositae)等。

3 研究方法

3.1 樣地調(diào)查

為了使選擇的樣地更具代表性，在樣地調(diào)查前首先對研究區(qū)進(jìn)行全面踏查，結(jié)合已有的森林資源清查和植被調(diào)查資料，確定植物風(fēng)景林類型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)游人可及性、排除異質(zhì)體干擾的原則選擇樣地[7]。

本次研究共選擇了26塊樣地，通過林內(nèi)地形特征和林分特征確定樣地面積。樣地規(guī)格為2 m×2 m～5 m×5 m，根據(jù)林分特征、地形特征以及照片景觀范圍確定。調(diào)查樣地風(fēng)景類群落類型、林下植物結(jié)構(gòu)特征相關(guān)數(shù)據(jù)，同時包括灌木層各類植物的種名、樹高、冠幅；草本層較明顯的植物。典型樣地如表1所示。

表1 典型樣地景觀概況

通過樣地研究統(tǒng)計樣地中出現(xiàn)的林下植物種類達(dá)到108種，分屬26科58屬，排除喬木植物中具有危險性、毒性和入侵性的和肉眼觀察不明顯的植物，經(jīng)過整理篩選出能夠作為林下景觀植物的有68種。本次實(shí)驗(yàn)采用幻燈片反映法，通過幻燈片在室內(nèi)展示植物的照片，讓評判者進(jìn)行評價[8]。為了評價的科學(xué)性和可操作性，以客觀反映林下植物觀賞特征為原則，遵循拍攝規(guī)范，所有照片的拍攝統(tǒng)一拍攝條件，相同相機(jī)(Canon EOS 80D相機(jī))，如平視豎向拍攝、統(tǒng)一拍攝時間、晴天環(huán)境、不開閃光燈等。本次調(diào)查共拍攝了近千張照片，選取每種植物觀賞價值最高時期的照片，每種植物一張，一共為68張，進(jìn)行隨機(jī)編號，作為評判照片。

3.2 評價過程

研究表明，不同群體或文化背景的評判者之間的審美態(tài)度在統(tǒng)計學(xué)意義上差異不顯著，評判者選擇在校研究生和大學(xué)生作為評判者，共計80人。評價采用7分制，依次為很喜歡、喜歡、較喜歡、一般、不太喜歡、不喜歡、很不喜歡，對應(yīng)的評分值依次為3，2，1，0，-1，-2，-3。評價采用室內(nèi)幻燈片放映法，先讓評價者將照片快速瀏覽，時間1～3 s/張，讓評價者有評價基準(zhǔn)線，稍作停頓后，進(jìn)行正式評價，時間控制在8 s/張。評判者按照照片編號依次為照片打分。

3.3 美景度值標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)美景度法，為了消除不同評判者審美尺度的差異性[8]，需要對評價得到的美景度值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本研究采取傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化處理法，根據(jù)公式(1)、公式(2)對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

(1)

(2)

其中，Zij為第j評判者對第i個景觀的評判標(biāo)準(zhǔn)化值；Rij為第j評判者對第i個景觀的評判分值；為第j評判者對所有照片評判值的平均值；Sj為第j評判者對同一類景觀的評判值的標(biāo)準(zhǔn)差，將標(biāo)準(zhǔn)化值求得平均值后即得到每一林內(nèi)景觀的SBE值(表2)。

3.4 SBE值聚類分析

聚類分析指將物理或抽象對象的集合分組為由類似的對象組成的多個類的分析過程[9]。本次聚類分析采用K-mean聚類分析法，通過SPSS軟件進(jìn)行處理，選擇K-均值聚類選項(xiàng)，將迭代次數(shù)規(guī)定為25，聚類數(shù)為4時，顯著值達(dá)到t<0.005，為極顯著性，F(xiàn)值為556.13，具有統(tǒng)計學(xué)意義。具體結(jié)果如表3所示。

根據(jù)聚類分析結(jié)果，將68種植物分為4類，屬于第一類的植物有9種，第二類為23種，第三類有23種，第四類為13種，評價高低的順序依次為：第四類、第二類、第一類和第三類，其中第二類的植物(評分為中等水平)和第三類(評價最差)的占的比例最多，皆為33.82%，第四類植物(評分最高的植物類型)總數(shù)為13種，所占比例為19.12%，由此可以初步判斷出公眾對于林下植物在景觀方面的喜好規(guī)律。

(1) 得分最優(yōu)的一類植物，平均值達(dá)到2.21，達(dá)到很喜歡水平，這類植物均具有鮮艷而明顯的花朵，這說明公眾對于花有突出顏色的植物有偏好，如杜鵑屬植物(Rhododendron)中的滿山紅(R.mariesii)、杜鵑、鹿角杜鵑(R.latoucheae)、云錦杜鵑等，還有重瓣棣棠(Kerriajaponicaf.pleniflora)、水馬桑(Weigelajaponicavar.sinica)這類植物的花色鮮艷，滿生花相，在風(fēng)景林下極具觀賞價值。

(2) 淡竹葉、薹草等整齊的草本植物得分雖然屬于第二類，其沒有第一類植物艷麗的花朵，但是由于其高低差異不大，葉形飄逸，在林下呈現(xiàn)出整齊的狀態(tài)，適合在林下做為基礎(chǔ)種植植物，作為背景襯托出得分最優(yōu)的林下植物的花色。

表2 68種林下植物照片美景度值

表3 聚類叢集分類

(3) 懸鉤子屬、獼猴桃屬(Actinidia)和雞屎藤等這類藤本灌木，都得到了較低的分?jǐn)?shù)，因?yàn)槠湓诹窒戮€條很凌亂，并且枝條上都有皮刺等尖銳物的存在，讓評價者在心理上會有不舒適的感覺，所以這三類植物的評分為最低，其次接骨草(Sambucuschinensis)、山胡椒(Linderaglauca)、紫竹(Phyllostachysnigra)這類植物，雖然是直立灌木，但是觀賞特性點(diǎn)較低，評價者對此的興趣不高，整體評分也處于較低的水平。

4 結(jié)論與討論

本文以南岳衡山風(fēng)景林林下植物為研究對象，首先對研究地進(jìn)行了實(shí)際調(diào)查，選取了具有代表性的風(fēng)景林，并在其中設(shè)立了26塊樣地，獲得研究地風(fēng)景林林下植物種類108種，排除喬木植物、肉眼觀察不明顯植物和具有危險性的植物及入侵植物，共選取了68種林下植物，采用室內(nèi)幻燈片放映的方式進(jìn)行美景度評價，并將所得的結(jié)果進(jìn)行了聚類分析，發(fā)現(xiàn)在分成3類時，結(jié)果具有極顯著性，根據(jù)分類，可以得出以下結(jié)論。

(1) 花相和花色是影響林下植物得分最主要原因，開花明顯的植物得分普遍偏高，單生花的植物平均分高于穗狀花序、圓錐花序的植物，觀賞特征色(花、葉)為紅(粉紅、鮮紅、梅紅)、黃的植物得分最高[10]，這類植物有杜鵑、鹿角海棠、紅楓、野菊(Dendranthemaindicum)、蒲兒根(Sinoseneciooldhamianus)和凹葉景天(Sedumemarginatum)等，而構(gòu)骨和朱砂根(Ardisiacrenata)的果實(shí)呈鮮紅色，飽和度很高，但是在評分上還是低于觀花植物；觀賞花色飽和度低的得分會遜色于飽和度高的，比如多花黃精、玉簪(Hostaplantaginea)和檵木的花雖然很明顯，但是評分處于一般的水平；

(2) 植株的形態(tài)對于植物的得分影響很大，枝條比較凌亂的藤本往往得分很低，比如馬甲子(Paliurusramosissimus)、雞屎藤(Paederiascandens)和懸鉤子屬等植物，以及蕨類植物的整體評分都不高，處于-1～0分之間。公眾比較親睞整齊、自然的林內(nèi)環(huán)境[11]，線條粗放的藤本會影響林內(nèi)景觀的通透性，在空間上給予評價者壓迫感。而禾本科的植物如淡竹葉、薹草、芒質(zhì)地細(xì)膩，植株排列均勻整齊，景天屬(Sedum)垂盆草形態(tài)輕盈飄逸，平均分為0.25分，達(dá)到公眾較喜愛的水平，這類植物抗逆性強(qiáng)，在林下植物景觀改造時，可以選擇這類植物作為背景植物，搭配其他花色鮮艷植物，對景觀的正面影響需要在樣地改造的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究。

(3) 研究區(qū)域地形復(fù)雜，植被區(qū)系特征明顯，根據(jù)分析結(jié)果，建議在景觀節(jié)點(diǎn)、游路上視線可及的風(fēng)景林林下補(bǔ)植觀賞性強(qiáng)的分類為第一類的鄉(xiāng)土植物，如杜鵑、鹿角杜鵑，對景觀后續(xù)的積極意義值得期待。本次研究首次針對南岳衡陽風(fēng)景區(qū)風(fēng)景林林下植物進(jìn)行了定量評價研究，研究范圍雖僅限于研究區(qū)域，但研究成果可為整個亞熱帶的風(fēng)景林林下植物的營造和經(jīng)營提供理論依據(jù)，具有很高的啟迪意義。