基于SBE法的城市園林景觀植物優(yōu)化配置研究

鄒初紅

(皖西學(xué)院 藝術(shù)學(xué)院，安徽 六安 237012)

隨著城市化建設(shè)步伐的不斷加快，城市環(huán)境問題日益突出，城市園林的環(huán)境效益越來越明顯，尤其是在城市建設(shè)中最具生命力的基礎(chǔ)設(shè)施就是景觀植物，對(duì)城市園林景觀植物進(jìn)行配置，不僅能改善城市環(huán)境污染問題，而且能夠保證城市生態(tài)穩(wěn)定性[1]。

在城市園林景觀植物配置中除了要考慮環(huán)境因素外，還要考慮到人的感受，在城市園林規(guī)劃配置過程中，選用人工植物景觀，主要是通過人工手段栽培出來特定的植物，具有較強(qiáng)的觀賞性，利用這種方式配置出來的城市園林景觀，能夠使人們感受到自然之美，產(chǎn)生對(duì)美的無盡想象[2-4]。植物作為景觀中的主要構(gòu)成要素，對(duì)植物的優(yōu)化配置已經(jīng)成為優(yōu)化景觀效果的重要環(huán)節(jié)[5]。

相關(guān)研究表明，現(xiàn)階段景觀植物配置方法主要有基于最優(yōu)顏色構(gòu)成的植物優(yōu)化配置和基于植物多樣性的植物優(yōu)化配置方法，但是這兩種方法為了達(dá)到所追求的美感忽略了植物生長(zhǎng)周期問題，受到植物生長(zhǎng)周期的影響，美感也沒有得到較長(zhǎng)時(shí)間的延續(xù)，在健康的植物群落中往往存在生命周期短的植物，當(dāng)這種植物衰敗后影響整個(gè)景觀的觀賞性，造成經(jīng)濟(jì)效益下降[6-8]。

因此，提出基于SBE法的城市園林景觀植物優(yōu)化配置方法，該方法主要憑借SBE法的視覺景觀刺激與相應(yīng)的心理反應(yīng)獲得的審美量化為具體數(shù)值，以期解決傳統(tǒng)優(yōu)化配置方法存在的問題。

1 城市園林景觀植物優(yōu)化配置方法

1.1 選擇植物配置影響因子

在城市園林景觀植物優(yōu)化配置中，使用SBE法對(duì)植物配置結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)美景度評(píng)價(jià)結(jié)果配置城市園林景觀植物。在評(píng)價(jià)之前，確定植物配置影響因子。根據(jù)美學(xué)原理選出7個(gè)植物配置影響因子，并將其作為美景度評(píng)價(jià)因子，主要包括植物形態(tài)、配置層次、植物多樣性、色彩和季相、統(tǒng)一和變化、質(zhì)感、韻律與節(jié)奏[9]。

植物形態(tài)隨著時(shí)間的變化而展現(xiàn)出千變?nèi)f化的姿態(tài)，能夠?yàn)槌鞘袌@林景觀提供優(yōu)厚的條件，在城市園林景觀植物配置過程中多數(shù)使用喬木，喬木的樹形主要有塔形、圓柱形、圓球形等，不同的形態(tài)所呈現(xiàn)出的視覺感受也是不同的[10]。不同形態(tài)樹種的特點(diǎn)如表1所示。

表1 不同形態(tài)樹種的特點(diǎn)

植物的質(zhì)感主要受到植物自身特性和植物之間的距離影響，不同的質(zhì)感給人以不同的視覺以及心理反應(yīng)，比如葉子偏大的植物給人以淳樸厚重的感覺，葉子比較小的植物給人以典雅精致細(xì)膩的感覺[11]。人們對(duì)于植物關(guān)注點(diǎn)往往是植物所呈現(xiàn)出的色彩，色彩越艷麗，受到的關(guān)注就越多，不同的季節(jié)不同類型的植物群落景觀給人帶來的感受是不同的，在植物配置中想要更好地突出景觀的層次感，利用植物顏色的變化合理搭配植物的顏色，能夠?yàn)槿藗兂尸F(xiàn)出豐富多變的視覺感受。植物多樣性指的是植物種類的多少，在城市園林景觀植物配置中，植物種類大于5種或小于2種是最為適宜的區(qū)間。植物配置完成后，整體呈現(xiàn)出的景觀具有統(tǒng)一和變化的特性，這種特性主要通過植物群落景觀是否和諧而表現(xiàn)出來；變化則是植物形態(tài)、色彩、大小等特性反映出的調(diào)和美[12]。從整體上看，在配置過程中需要保證統(tǒng)一與變化之間相互交叉與相互滲透[13]。在景觀植物的節(jié)奏和韻律中，主要表現(xiàn)為植物的發(fā)芽、長(zhǎng)葉、開花、結(jié)果的變化，無論從人的心理上，還是生理上，景觀植物韻律和節(jié)奏的變化都是人們表達(dá)美感的共同語言[14]。常見的韻律形式和特點(diǎn)如表2所示。

表2 常見的韻律形式和特點(diǎn)

通過上述分析可知，在景觀植物配置中，將節(jié)奏和韻律當(dāng)成構(gòu)圖方法來使用，能夠更好地將景觀植物統(tǒng)一起來，產(chǎn)生一種超越人的意識(shí)和吸引力。

將以上預(yù)測(cè)因子作為SBE法的評(píng)價(jià)因子，選取不同背景的人員作為評(píng)價(jià)者對(duì)景觀進(jìn)行美景度評(píng)價(jià)。

1.2 計(jì)算美景度評(píng)價(jià)值

經(jīng)過專家對(duì)上述預(yù)測(cè)因子的評(píng)分后，對(duì)評(píng)分值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式為：

SBEi=(Mi-BM)×100

(4)

公式中，Mi表示目標(biāo)物i的評(píng)價(jià)值，p表示評(píng)分者給予目標(biāo)物i的評(píng)分值為v等級(jí)或高于v等級(jí)的累積頻率，m表示評(píng)分值的總等級(jí)數(shù)，BM表示基準(zhǔn)組評(píng)價(jià)值，v表示等級(jí)，f(pSiv)表示累積正態(tài)函數(shù)分布頻率，SBEi表示目標(biāo)物i的原始SBE值，同時(shí)也是美景值。將獲得的美景值結(jié)果進(jìn)行綜合排名，為后續(xù)景觀植物優(yōu)化配置提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.3 景觀植物優(yōu)化配置

通過對(duì)城市園林景觀植物配置調(diào)查發(fā)現(xiàn)，影響景觀植物配置的因子有很多，包括場(chǎng)地空間、植物層次以及植物生命力等。想要營(yíng)造出理想的景觀環(huán)境，不僅需要適地種樹，還需要科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，保證植物健康成長(zhǎng)，只有保證所配置的植物健康正常地進(jìn)行生長(zhǎng)，才能持續(xù)給人呈現(xiàn)美的感受[15]。

依據(jù)計(jì)算的SBE值，建立美景度值與各景觀要素間關(guān)系模型，并按照生態(tài)效益>視覺效應(yīng)>空間特征重要程度進(jìn)行配置，將美景值較高的植物景觀作為配置所需的景觀植物，在配置過程中需要注意幾點(diǎn)。

在城市園林中，既有葉子顏色豐富的觀賞花木，也有常綠植物。常綠植物也分為淺色和深色，選擇顏色比較不同的植物品種，配置效果更好。在實(shí)際配置過程中，注意植物顏色的搭配方式，避免因顏色雜亂或季節(jié)性變化而產(chǎn)生平淡乏味的現(xiàn)象。在觀賞性花卉植物的組合上可以注重組合形式來延長(zhǎng)觀賞期，同時(shí)也可以把這種組合作為主要場(chǎng)景植物，并將其擺放在突出的位置。

相比簡(jiǎn)單的喬木搭配，拼花藝術(shù)更注重色彩搭配和層次感的配置。不同花葉色彩、不同高度的搭配，會(huì)使得植物形態(tài)的層次和色彩更加豐富，同樣物種的差異和花期的差異也可以延長(zhǎng)觀賞和使用時(shí)間。

在植物配置中，必須避免單調(diào)的現(xiàn)象發(fā)生，城市園林景觀植物配置具有明顯的季節(jié)性，通過利用植物的這種特性，形成四季不同的植物景觀，在配置上既做到親近自然，又高于自然的水平，讓人感覺四季自然節(jié)奏變化的同時(shí)，感受到人工景觀的可持續(xù)觀賞性。

2 城市園林景觀植物優(yōu)化配置實(shí)驗(yàn)研究

在城市景觀植物優(yōu)化配置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，主要對(duì)比實(shí)驗(yàn)為主，將經(jīng)濟(jì)效益作為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)，通過景觀植物健康指數(shù)評(píng)估結(jié)果和景觀植物色彩豐富度兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比不同優(yōu)化配置方法經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 景觀植物健康指數(shù)評(píng)估結(jié)果及分析

城市園林景觀植物健康程度主要分為很健康、健康、中度健康、一般病態(tài)和病態(tài)，而反映城市園林健康的4個(gè)指標(biāo)分別是植物結(jié)構(gòu)多樣性、景觀布局和結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件和景觀生態(tài)功能。由四個(gè)指標(biāo)組成的權(quán)重矩陣為：

U=(U1,U2,U3,U4)

(5)

各個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)各級(jí)健康標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度矩陣為：

公式中，Qij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)第j個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。

U'=(ui1,ui2,…,uin)

(8)

公式中，uin表示第i個(gè)評(píng)價(jià)因子中第n個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，n表示各個(gè)評(píng)價(jià)因子所包含的指標(biāo)個(gè)數(shù)，qij表示第i個(gè)指標(biāo)對(duì)第j個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的相對(duì)隸屬度，即健康標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)估中使用的具體指標(biāo)如表3所示。

表3 景觀植物健康評(píng)估指標(biāo)

使用不同的城市園林景觀植物優(yōu)化配置方法，對(duì)配置結(jié)果進(jìn)行仿真，計(jì)算出不同優(yōu)化配置的景觀健康指數(shù)，具體結(jié)果如表4所示。

表4 不同景觀植物優(yōu)化配置方法的景觀健康指數(shù)

對(duì)比表4中的結(jié)果可知，在不同的方案應(yīng)用后，提出的基于SBE法的景觀植物優(yōu)化配置方法的景觀植物健康指數(shù)更高，相比之下，傳統(tǒng)優(yōu)化配置方法的景觀植物健康水平并不高，兩者之間相差比較大，說明提出的基于SBE法的城市園林景觀植物優(yōu)化配置方法可以進(jìn)一步提升景觀植物的健康水平，延長(zhǎng)了植物生長(zhǎng)周期。

2.2 景觀植物色彩豐富度實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

景觀植物色彩豐富度實(shí)驗(yàn)中以基本的光學(xué)三原色為依據(jù)，三原色中紅、綠、藍(lán)三種顏色交匯越多越密集，則說明色彩越豐富；三種顏色交匯越少越稀疏，則說明色彩越簡(jiǎn)單。使用第三方軟件模擬經(jīng)過不同方法配置后的景觀植物色彩變化，得到具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖1所示。

(a) (b) (c)

圖1(a)中三種顏色之間存在比較大的距離，曲線之間分布比較稀疏；圖1(b)顯示在植物生長(zhǎng)前期，曲線分布比較密集，在植物生長(zhǎng)后期，曲線分布比較稀疏，間距比較大；圖1(c)顯示在整個(gè)植物生長(zhǎng)周期，曲線分布比較密集，間距小。

綜上所述，基于SBE法的城市園林景觀植物優(yōu)化配置方法植物健康水平高，色彩更為豐富，其整體經(jīng)濟(jì)效益更高。

3 結(jié)語

本文主要圍繞城市園林景觀植物的配置展開研究與分析，在大量文獻(xiàn)資料的支持下，提出基于SBE法的城市園林景觀植物優(yōu)化配置方法，并在方法設(shè)計(jì)完成后，通過多項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了提出方法的可靠性，這種方法可以極大程度地解決傳統(tǒng)方法中存在的問題，為城市園林的建設(shè)提供了重要的理論與技術(shù)支持。