城市公園景觀恢復(fù)性量化評價模型

費馨慧，陳智龍，林心影，陳健翎，鄭涵青，黃啟堂

(福建農(nóng)林大學(xué) 園林學(xué)院，福建 福州 350002)

隨著社會的快速發(fā)展，社會競爭壓力增加，人們的生活節(jié)奏不斷加快，由此導(dǎo)致了人們心理、生理疾病等問題日漸突出，城市居民長期處于一種心理被消耗的狀態(tài)。而城市公園為城市居民在日常的生活工作之余進行休閑娛樂、健身鍛煉的主要場所之一，其建設(shè)受到廣泛的重視[1]，良好健康的城市公園景觀環(huán)境的營造具有十分重要的意義[2]。中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會也提出“健康中國戰(zhàn)略”[3]，立足于風(fēng)景園林學(xué)科，如何通過景觀營造設(shè)計，建設(shè)具有良好恢復(fù)性效益的環(huán)境，使人們能夠在其中減輕壓力，得到身心恢復(fù)，逐漸成為被廣泛關(guān)注的問題[4-6]。

環(huán)境心理學(xué)相關(guān)應(yīng)用的十分重要的一方面是其理論可直接用于指導(dǎo)風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計[7]。引入環(huán)境心理學(xué)中的“恢復(fù)性”概念，恢復(fù)性環(huán)境最早由Kaplan夫婦提出，它是指能夠幫助人們緩解壓力、減輕心理疲勞、促進心理、生理健康的環(huán)境[8]；具有恢復(fù)性的環(huán)境能夠讓人們更好地從心理疲勞以及壓力相伴隨的消極狀態(tài)中恢復(fù)過來[9]。相關(guān)理論認(rèn)為恢復(fù)性環(huán)境應(yīng)該具有遠(yuǎn)離性(being away)、延展性(extent)、魅力性(fascination)、和相容性(compatibility)4個特征[10]。1983年，Ulrich通過實驗的方法首次驗證了自然環(huán)境對健康發(fā)揮著促進作用[11-12]。人們只需安靜的觀看水體、樹木等自然環(huán)境的組成要素，就能夠使人們的行為、注意力以及心理感受發(fā)生變化，這種變化通常是正向的，能夠減小人們處于緊張環(huán)境中的壓力，使人們快速得到壓力緩解及身心恢復(fù)[13-14]。Ulrich通過實證研究提出了恢復(fù)性環(huán)境中應(yīng)該包含足夠的植物、水體、山巒等自然性元素[15]。英國一項研究表明，若居住區(qū)域附近具有更多綠色空間，則能夠使該居住區(qū)域內(nèi)的居民表現(xiàn)出更少的精神壓力問題，同時居民的幸福感也相對于居住區(qū)周圍綠色空間較少的居民更強[16]。當(dāng)居住空間的周邊的綠色空間面積增加時，居民的精神健康也會得到相應(yīng)的提高[17]。居住區(qū)、工作區(qū)的綠化覆蓋率均被證實會影響到減緩壓力的效果，當(dāng)居住區(qū)的林冠覆蓋率大約為30%時，對人們的恢復(fù)性效應(yīng)是沒有樹木的住區(qū)環(huán)境的3倍[18]。有研究表明，高水平的綠色環(huán)境在一定程度上能夠有效地減緩人們的精神壓力，并且降低抑郁癥以及焦慮癥水平[19-20]，學(xué)校附近區(qū)域的綠色環(huán)境還有助于提高學(xué)生的認(rèn)知能力[21]。

前人對于景觀評價方向的研究較多集中在景觀的滿意度評價、喜好度評價等方面，較少研究涉及到景觀的恢復(fù)性屬性，而對景觀恢復(fù)性評價進行量化的研究更是寥寥[22]。因此，通過引入環(huán)境心理學(xué)中恢復(fù)性環(huán)境的概念，探究城市公園中的綠色景觀、藍色景觀、灰色景觀占比與其恢復(fù)性評價之間的關(guān)系，得到可以將客觀的占比數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為主觀恢復(fù)性評價數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系模型，以期能夠讓更多的研究者關(guān)注到景觀的恢復(fù)性建設(shè)，同時為城市公園中的恢復(fù)性景觀建設(shè)提供理論指導(dǎo)及數(shù)據(jù)支撐。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

綜合考慮研究地的占地面積、水體景觀占比等多方面因素，選擇了西湖公園、左海公園、茶亭公園3個城市公園作為實驗研究區(qū)域。3個公園的具體陸地、水體占地面積如表1所示。其中，西湖公園位于福州市中心區(qū)域，于1914年建園，是一座歷史悠久的綜合性城市公園，是迄今為止福州市內(nèi)保存最為完整的一座古典園林，具有眾多著名的歷史文化景觀如柳堤、開化寺、宛在堂、大夢山等；左海公園位于福州西北部，與西湖公園相鄰，園區(qū)內(nèi)有大量休閑娛樂設(shè)施，是福州居民日常進行休閑活動的主要場所之一，屬于休閑娛樂性公園；茶亭公園建于1986年，位于福州市臺江區(qū)，園區(qū)面積較小，園內(nèi)以親水休憩景觀為主，是一座極具古典園林特色的綜合性城市公園。上述3座城市公園建園歷史悠久，游人量較大。園區(qū)內(nèi)設(shè)施較為完善，均包含水體景觀即藍色景觀和豐富的植物景觀即綠色景觀，以及適量灰色景觀如園林建筑、小品等。3座城市公園均十分具有代表性且園內(nèi)景觀能夠滿足實驗需求，因此選擇以上3個城市公園作為研究區(qū)域。

表1 研究區(qū)域概況Tab.1 Overview of the study area

1.2 景觀恢復(fù)性評價實驗

1.2.1 實驗材料的獲取

在實驗取景的過程中，由于大量游人會增加取景的難度，且為避免由光線不同造成的景觀照片質(zhì)量不一致而使實驗出現(xiàn)失誤，因此選擇天氣晴朗、光線明亮的非周末的下午進行調(diào)研。在選定的每個公園內(nèi)拍攝長寬比為4∶3的景觀照片約50張，總計在3個城市公園內(nèi)共拍攝獲取景觀圖片約150張。照片拍攝要求避免畫面中出現(xiàn)大量的人及高大灰色建筑物，拍攝時天空占比約為整個畫面的1/3左右，保證照片拍攝點距離地面1.6 m。

1.2.2 問卷設(shè)計及發(fā)放

自變量為不同類型景觀元素的占比，因變量為景觀恢復(fù)性評價分值。問卷D設(shè)置參考自評恢復(fù)量表(SRSS)及知覺性評價量表（PRS）,在引離、迷人、延展及兼容4個維度，共計設(shè)置了8個題項，通過語義分析法選擇8對形容詞，進行打分，具體分值賦值如表2所示，以此獲得主觀的景觀恢復(fù)性評價分值數(shù)據(jù)。

表2 恢復(fù)性評分標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Restorative scoring criteria

1.3 數(shù)據(jù)處理

將調(diào)研所得的照片根據(jù)其所包含的景觀元素類型劃分為3類：綠色景觀、藍色景觀、灰色景觀。每類景觀的元素組成如表3所示。參考謝弗圖片分析法，采用統(tǒng)計像素值的方法，對每張圖片中的景觀元素類型進行劃分區(qū)域。對調(diào)研獲取的150張圖片材料進行進一步處理，采用統(tǒng)計像素值的方法，使用Photoshop軟件分別統(tǒng)計出每張照片中各類景觀的像素量及所占面積比，即得到各類景觀占比的客觀數(shù)據(jù)。將實驗獲取的主客觀數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS進行相關(guān)分析，以得出3類景觀的不同占比與其恢復(fù)性評價之間的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)相關(guān)分析的結(jié)果，選擇適合的函數(shù)，進一步進行曲線估算，得出不同類型景觀占比與其恢復(fù)性評價分值之間的更加具體直觀的關(guān)系模型，最后擬合3類景觀評價模型，綜合得出適用于城市公園空間的景觀恢復(fù)性量化評價模型。

表3 各類景觀的元素構(gòu)成Tab.3 Elements of various landscapes

2 結(jié)果與分析

2.1 綠色景觀主客觀數(shù)據(jù)擬合分析

將實驗獲得的恢復(fù)性評價主觀數(shù)據(jù)與不同類型景觀占比的客觀數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS中進行皮爾遜相關(guān)分析，結(jié)果如表4所示，在顯著性水平為0.01時，綠色景觀的恢復(fù)性評價分值與綠色景觀占比兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，隨著綠色景觀占比的增加，其恢復(fù)性評價分值也呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。恢復(fù)性評價的分值主要集中在0～2之間，150個實驗數(shù)據(jù)中未出現(xiàn)恢復(fù)性評分為負(fù)值的情況，綠色景觀產(chǎn)生的恢復(fù)性效益較為良好。為進一步探討兩者之間是否存在某種確切的函數(shù)關(guān)系，使用曲線估計，選擇線性函數(shù)、二次函數(shù)、三次函數(shù)3種函數(shù)關(guān)系，對主客觀數(shù)據(jù)進行擬合，得到3種曲線及其對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系模型，如圖1所示。其中，線性函數(shù)模型的調(diào)整后R2為0.967，二次函數(shù)模型的調(diào)整后R2為0.973，三次函數(shù)模型的調(diào)整后R2為0.977。擬合優(yōu)度最佳的為三次函數(shù)曲線，因此綠色景觀占比與其恢復(fù)性評價之間的關(guān)系模型可以表示為

圖1 景觀占比與恢復(fù)性評分?jǐn)M合結(jié)果Fig.1 The fitting result of landscape proportion and restorative evaluation score

表4 皮爾遜相關(guān)分析的結(jié)果Tab.4 Results of Pearson correlation analysis

表5 綜合分析結(jié)果Tab.5 Comprehensive analysis results

其中：Rgrn為綠色景觀恢復(fù)性評價分值；Vgrn為綠色景觀占總體景觀的比例。

2.2 藍色景觀主客觀數(shù)據(jù)擬合分析

對實驗獲取的藍色景觀對應(yīng)的主客觀數(shù)據(jù)進行皮爾遜相關(guān)分析，結(jié)果如表4所示，藍色景觀的恢復(fù)性評價分值與其占比在0.01水平下呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。對藍色景觀恢復(fù)性與藍色景觀占比進行數(shù)據(jù)擬合，通過曲線估算得到的結(jié)果如圖2所示。藍色景觀的恢復(fù)性評價分值主要集中在0～2之間，可以看出，藍色景觀產(chǎn)生的恢復(fù)性效益普遍較為良好。在景觀占比較低時，藍色景觀的恢復(fù)性評價分值隨著其占比的上升而上升，在占比達到31%時出現(xiàn)峰值，之后隨著景觀占比的增加，恢復(fù)性評價分值呈現(xiàn)下降趨勢。在曲線估算中同樣選擇線性函數(shù)、二次函數(shù)、三次函數(shù)進行擬合估算，3類函數(shù)擬合模型的調(diào)整后R2分別為：0.399、0.670、0.860。顯然，三次函數(shù)曲線模型具有最高的擬合優(yōu)度。因此，藍色景觀恢復(fù)性評分與藍色景觀占比之間的關(guān)系模型可以表示為

其中：Rblu為藍色景觀恢復(fù)性評價分值；Vblu為藍色景觀占總體景觀的比例。

2.3 灰色景觀主客觀數(shù)據(jù)擬合分析

對灰色景觀占比的客觀數(shù)據(jù)與灰色景觀恢復(fù)性評分的主觀值進行皮爾遜相關(guān)性分析，得到的結(jié)果如表4所示，兩者之間在0.01水平下存在顯著相關(guān)關(guān)系，且灰色景觀的恢復(fù)性評價分值隨著灰色景觀占比的增加而降低。通過曲線估計對兩者之間的關(guān)系進行進一步的探究，選擇3類函數(shù)得到的擬合曲線如圖3所示，灰色景觀的恢復(fù)性評價分值集中在-2～1之間，可以看出相對于綠色景觀及藍色景觀來看，灰色景觀產(chǎn)生的恢復(fù)性效益較差。線性函數(shù)的調(diào)整后R2為0.927，二次函數(shù)的調(diào)整后R2為0.934，三次函數(shù)的調(diào)整后R2為0.973。顯然，具有最佳擬合優(yōu)度的為三次函數(shù)曲線模型。因此，灰色景觀恢復(fù)性評價分值與其占比之間的關(guān)系模型可以表示為

其中：Rgry為灰色景觀恢復(fù)性評價分值；Vgru為灰色景觀占總體景觀的比例。

2.4 城市公園景觀恢復(fù)性評價模型

城市公園景觀通常由綠色景觀、藍色景觀及灰色景觀三類景觀共同構(gòu)成，3類景觀之間相互疊加、混合，但不是簡單的數(shù)學(xué)疊加，因此，進一步通過專家問卷的方式對3類景觀進行賦權(quán)。向具有風(fēng)景園林學(xué)專業(yè)五年及以上學(xué)習(xí)背景的專家共30位發(fā)放問卷，對3類景觀之間的相對重要性進行兩兩比較，最終得到的權(quán)重結(jié)果為：綠色、藍色、灰色景觀的權(quán)重分別為0.426 6、0.381 7、0.191 7。因此，城市公園景觀恢復(fù)性評價Rc可以表示為：Rc=0.4266Rgre+0.3817Rblu+0.1917Rgry，(Rc為城市公園景觀恢復(fù)性的心理感受量；Rgre、Rblu、Rgry分別為綠色景觀、藍色景觀、灰色景觀的主觀恢復(fù)性心理感受量）。結(jié)合式（1）、（2）、（3）可以得出，城市公園景觀恢復(fù)性量化評價模型可以表示為

其中：Vgre、Vblu、Vgry分別為綠色景觀、藍色景觀、灰色景觀的景觀占比的客觀值。通過此模型，可以將城市公園中3類景觀的占比的客觀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為景觀恢復(fù)性評價的主觀心理數(shù)據(jù)，近似地模擬出人們在城市公園中游玩時的心理感受，進而用于指導(dǎo)城市恢復(fù)性景觀的營造。

2.5 模型驗證分析

根據(jù)上述擬合過程，3類景觀占比與其對應(yīng)的恢復(fù)性評分之間的關(guān)系方程均選擇了具有最佳擬合優(yōu)度的函數(shù)模型，為進一步以實踐為基礎(chǔ)來驗證模型的有效性與科學(xué)性，在同樣的研究地點另收集相關(guān)景觀占比及其對應(yīng)的景觀恢復(fù)性評分?jǐn)?shù)據(jù)20組，以對模型的可靠性進行分析。首先通過模型計算得出20組數(shù)據(jù)對應(yīng)的恢復(fù)性評分預(yù)測值，對景觀恢復(fù)性評分的預(yù)測值與實際主觀評分值之間的差異性進行成對樣本T檢驗，得到的結(jié)果如表6所示。檢驗統(tǒng)計量T值的顯著性P為0.751，因此景觀恢復(fù)性的主觀評價值與模型預(yù)測值之間不存在顯著差異。由此證明景觀恢復(fù)性評價模型具有良好的效度，可以良好的表示各類景觀占比與景觀恢復(fù)性評價之間的關(guān)系。

表6 預(yù)測值與實測值差異顯著性檢驗結(jié)果Tab.6 Results of significant difference between predicted and measured values

3 結(jié)論及討論

城市公園是人們進行日常休閑娛樂活動的主要場所，其恢復(fù)性景觀的營造對促進城市居民身心健康有著十分重要的作用。通過景觀恢復(fù)性評價實驗，探討了城市公園景觀占比與景觀恢復(fù)性評價之間的關(guān)系，最終得到3類景觀各自占比與其對應(yīng)的恢復(fù)性評價之間的關(guān)系模型，通過賦權(quán)最終擬合得到適用于城市公園空間的景觀恢復(fù)性量化評價模型，如式（1）～（4）所示。通過此模型，能夠?qū)⒕坝^的恢復(fù)性評價進行量化處理，將客觀測得的景觀占比數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為主觀恢復(fù)性心理感受值，進而用于指導(dǎo)恢復(fù)性景觀的建設(shè)。但在對綠色、藍色、灰色景觀之間占比及恢復(fù)性的橫向比較及每類景觀各自恢復(fù)性評價的縱向比較分析方面存在不足之處，后續(xù)相關(guān)研究者應(yīng)注重加強針對此部分的分析討論。能夠讓跟多的研究者注意到環(huán)境的恢復(fù)性效益建設(shè)，同時為城市公園景觀的恢復(fù)性營造與提升提供理論支持及數(shù)據(jù)支撐。