植物色彩對(duì)潮白河城鎮(zhèn)河岸夏秋季景觀視覺(jué)吸引力的影響*

張 昶 韓文靜 王 成

（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所 國(guó)家林業(yè)和草原局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家林業(yè)和草原局城市森林研究中心 北京 100091）

河岸帶作為陸域與河流水系的交錯(cuò)區(qū)，具有重要的生態(tài)功能（Forman, 1997），同時(shí)也是城鎮(zhèn)地區(qū)重要的綠色生態(tài)福利空間（Kantartziset al., 2009），支撐著居民游憩和審美等各項(xiàng)需求。城鎮(zhèn)地區(qū)河岸帶需要得到保護(hù)和修復(fù)，河岸帶景觀需要得到有效建設(shè)和優(yōu)化。植物色彩是影響森林景觀視覺(jué)效果的重要因素，不同植物色彩構(gòu)成了多樣性的林木景觀，植物色彩變化形成了林木景觀的不同季節(jié)風(fēng)貌（Sinkkonen, 2008），色彩構(gòu)成也直接影響公眾對(duì)各類景觀的偏好（Wanget al., 2020）。

現(xiàn)有研究對(duì)城市森林、山地自然森林等不同類型的以喬木為主體的景觀進(jìn)行了色彩構(gòu)成的量化分析，主要用于量化的色彩空間有RGB（RGB 代表紅red，綠green，藍(lán)blue 三通道顏色）（史尚睿等，2015）、Lab（luminosity，a 代表從綠色到紅色分量，b 代表從藍(lán)色到黃色分量）（王禮等，2018）和HSV（HSV 代表色相hue、飽和度 saturation、明度 value）（Zhanget al.,2014）等類型。HSV 色彩空間通過(guò)定義色彩的3 個(gè)獨(dú)立屬性分量，即色相（H）、飽和度（S）、明度（V）來(lái)量化和計(jì)算色彩，研究者可依據(jù)具體景觀或植物對(duì)象的色彩特點(diǎn)，對(duì)每個(gè)分量進(jìn)行等分或非等分劃分，解決色彩量化中確定色彩閾值區(qū)間的難點(diǎn)問(wèn)題（張小晶等，2020），從而得到滿足研究需求的自定義色譜；同時(shí)，現(xiàn)有研究也表明，HSV 色彩空間對(duì)色彩的描述方式更接近人對(duì)色彩的感知方式（Burdescuet al., 2009），能較好地反映出人的觀賞偏好特點(diǎn)，是目前較主流的色彩量化模型。

色彩的不同色相、飽和度、明度屬性，對(duì)景觀視覺(jué)質(zhì)量和視覺(jué)吸引力具有不同影響。色彩屬性要素對(duì)城市森林、山地森林等林木景觀的視覺(jué)質(zhì)量具有較為顯著的獨(dú)立影響(秦一心等，2016；張小晶等，2020；張?jiān)档龋?2019；張喆，2017；鄭瑤， 2014；鄭宇等，2016)，是森林景觀美景度和視覺(jué)吸引力的重要決定因素。另外，表征色彩斑塊面積、形狀等特征的色彩景觀指數(shù)對(duì)森林景觀質(zhì)量具有顯著影響（賈娜等，2021)。目前，少有研究對(duì)植物色彩斑塊的色彩要素屬性與其面積、形狀等交互作用進(jìn)行分析，而相同色彩屬性要素的植物色彩在不同面積、形狀特征下可能會(huì)對(duì)景觀質(zhì)量和吸引力產(chǎn)生不同影響。

從景觀視覺(jué)質(zhì)量的測(cè)量方法來(lái)看，利用SBE（scenic beauty estimation）值進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)（王賢廣等，2019；王娜等，2017；劉金燕等，2020；Rosleyet al., 2013）是目前最廣泛使用的方法。采用對(duì)全景觀（包括植物景觀及其他景觀元素的整體視覺(jué)效果）進(jìn)行主觀打分量化，再將量化結(jié)果與景觀的色彩屬性或色彩格局進(jìn)行擬合分析，能夠反映出植物色彩屬性或色彩格局對(duì)整體景觀視覺(jué)質(zhì)量的影響，但其結(jié)果不能直接解釋色彩斑塊尺度的視覺(jué)質(zhì)量及其影響因素，而色彩斑塊的視覺(jué)質(zhì)量可能對(duì)精準(zhǔn)的景觀調(diào)控具有意義。同時(shí)，目前在判斷景觀質(zhì)量時(shí)，越來(lái)越多的研究使用了視覺(jué)追蹤技術(shù)（Dupontet al., 2014），該技術(shù)能夠記錄人眼在景觀中任意位置的視線軌跡和注視位置、時(shí)間等數(shù)據(jù)（王涵, 2017；郭素玲, 2017），可以用于精確衡量和分析景觀任意位置色彩斑塊的視覺(jué)吸引力。

城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀具有特殊的線性形態(tài)，且其種類和分布的人為選擇性較強(qiáng)（Yanet al., 2019；Yanget al., 2019），可能表現(xiàn)出與城市森林公園、山地自然森林等不同的色彩構(gòu)成和影響特征，因此有必要研究城鎮(zhèn)河岸帶的色彩景觀。另外，從生態(tài)資源和成本管理角度，城鎮(zhèn)河岸景觀需要精準(zhǔn)調(diào)控（通過(guò)對(duì)關(guān)鍵注視區(qū)域或節(jié)點(diǎn)的植物色彩斑塊，進(jìn)行配置、修剪管護(hù)等，提升河岸帶沿線整體吸引力），因此需要分析色彩斑塊尺度的視覺(jué)吸引力特點(diǎn)及其影響因素。鑒于此，本文選取流經(jīng)我國(guó)目前城鎮(zhèn)化進(jìn)程較快的京津冀地區(qū)（樊鵬飛等，2016），對(duì)其主要河流潮白河的河岸帶植物景觀展開研究。本研究假設(shè)植物色彩斑塊特征對(duì)城鎮(zhèn)河岸帶的夏秋季景觀視覺(jué)吸引力具有影響，并基于城鎮(zhèn)河岸帶夏秋季視覺(jué)景觀的色彩斑塊構(gòu)成分析，探討：1）城鎮(zhèn)河岸帶植物色彩斑塊的不同色彩屬性對(duì)視覺(jué)吸引力具有何種的影響；2）該影響在色彩屬性與其斑塊面積交互作用下又表現(xiàn)出何種效果。明確這些問(wèn)題，有助于進(jìn)一步明晰典型城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀色彩斑塊的視覺(jué)吸引力及其影響機(jī)制，以科學(xué)指導(dǎo)河岸帶植物景觀建設(shè)與優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象概況

潮白河及其支流屬海河水系（張廣分，2011），貫穿于北京市東部地區(qū)（包括密云、懷柔、順義、通州區(qū)），途徑香河（河北三河市）、寶坻（天津市），在寧車沽與永定新河匯合后在北塘入渤海。潮白河是京津冀地區(qū)（我國(guó)城鎮(zhèn)分布最密集的地區(qū)之一）最重要的河流，其密云水庫(kù)（北京市主要水源水庫(kù)）下游區(qū)域城鎮(zhèn)化建設(shè)強(qiáng)度大，城鎮(zhèn)居民用地集中，河流堤化并與道路、居住區(qū)等城市建設(shè)用地相臨，河岸植物群落構(gòu)成受到了城鎮(zhèn)化較大影響。本研究選取密云水庫(kù)下游的典型城鎮(zhèn)人工河岸帶為研究對(duì)象，具體為通州區(qū)與三河市交界處順?biāo)鞣较蜃蟀叮▽儆谌邮薪ǔ蓞^(qū)）河段，研究河段河岸堤化且緊臨城市居住區(qū)，河岸帶具有典型潮白河下游城鎮(zhèn)化地區(qū)河岸植被景觀（圖1），植被類型是以毛白楊（Populus tomentosa）、黑松（Pinus thunbergii）、槐（Sophora japonica）為優(yōu)勢(shì)種的針闊混交林?？梢姽趯又参镏饕€包括洋白蠟（Fraxinus chinensis）、 欒樹（Koelreuteria paniculata）、 臭椿（Ailanthus altissima）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、西府海棠（Malus × micromalus）、 大葉黃楊（Buxus megistophylla）、水蠟（Ligustrum obtusifolium）、山桃（Amygdalus davidiana）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、三球懸鈴木（Platanus orientalis）、日本晚櫻（Cerasus serrulata var. lannesiana）、油松（Pinus tabuliformis）、榆樹（Ulmus pumila）、 紫葉李（Prunus cerasiferaf.atropurpurea）、旱柳（Salix matsudana）。

圖1 各樣本圖片解譯斑塊數(shù)量及典型樣本圖片解譯與其眼動(dòng)結(jié)果示意Fig. 1 Color patches’ amount of each sample picture and the interpretation with visual hot spot results

1.2 樣地設(shè)置與取樣

1.2.1 樣地設(shè)置 在樣地設(shè)置時(shí)，盡可能包含城鎮(zhèn)河岸帶植物種類及其群落組成，并保證沿河流方向河岸帶植被連續(xù)（樣地?zé)o橋梁、道路等干擾或分割元素，河岸帶的這些“斷口”對(duì)植物生境存在較大影響，樣地設(shè)置排除這些影響）?；诖嗽瓌t，在研究河段沿河流縱向設(shè)置1 km 長(zhǎng)樣地。

1.2.2 拍攝取樣 利用無(wú)人機(jī)（大疆悟2，正對(duì)河岸帶拍攝，拍攝高度18 m，以保證獲取更多河岸帶植物立面信息，并且無(wú)人機(jī)始終保持與河岸帶平行距離40~50 m 飛行，飛行速度為5 m·s-1均速），以視頻方式（幀率為25FPS，H.264 格式）對(duì)1 km 樣地全面拍攝記錄。華北地區(qū)主要秋色葉植物物候變化基本集中在10 月中旬至11 月上旬（孫亞美，2015），本研究于2020 年8月和10 月下旬分別進(jìn)行1 次拍攝取樣，包括城鎮(zhèn)河岸帶夏季和秋季物候變化信息。

1.2.3 植物調(diào)查 對(duì)1 km 樣地植物群落進(jìn)行全面調(diào)查，記錄喬木形態(tài)植物名稱、株數(shù)、胸徑、冠幅（分東西方向/南北方向?qū)挾确謩e記錄）、樹齡、樹高、生長(zhǎng)狀況；灌木和草本形態(tài)植物名稱、覆蓋度、高度。統(tǒng)計(jì)某喬木形態(tài)植物株樹占總喬木形態(tài)植物株樹的比例；結(jié)合后續(xù)色彩斑塊的解譯，統(tǒng)計(jì)可見冠層植物中某色系斑塊數(shù)量占該植物所有色彩斑塊數(shù)量的比例。

1.3 樣本處理與色彩斑塊特征解析

1.3.1 圖片轉(zhuǎn)換與選取 將研究河段的拍攝采樣視頻轉(zhuǎn)換成批量靜態(tài)圖片（設(shè)定每秒1 張，圖片大小為1 920×1 080 像素，同后期視覺(jué)追蹤實(shí)驗(yàn)屏幕分辨率保持一致），并對(duì)靜態(tài)圖片進(jìn)行反伽瑪色彩校正以保證色彩真實(shí)性。每隔10 s 抽選1 張圖片作為樣本圖片（每張樣本圖片記錄10 s×5 m·s-1=50 m 信息），在1 920×1 080 圖幅下，所選取的樣本圖片能夠涵蓋樣地全部河岸帶植物景觀信息。進(jìn)一步去除在河岸彎道或拍攝過(guò)程中因速度偏差導(dǎo)致記錄信息重疊的圖片后，最終選取了23 個(gè)樣本2 個(gè)季節(jié)共46 張圖片。

1.3.2 定義色譜 采用HSV 顏色系統(tǒng)，定義H 色相、S 飽和度、V 明度值范圍，構(gòu)建河岸帶植物色譜以進(jìn)行后續(xù)色彩構(gòu)成的分析。其中H 基于人眼對(duì)色彩的敏感度（陳秀新等，2012），依據(jù)HSV 色彩空間規(guī)則（H用角度度量，取值范圍0°到360°，S 和V 歸一化取值范圍0 到1），簡(jiǎn)化歸并林木景觀中相對(duì)較少的青色-藍(lán)色-品紅色，調(diào)整后取值范圍為黃色系(25，45]，黃綠色系(45，80]，綠色系(80，140]，藍(lán)色系(140，220]，紫色系(220，290]，紅色系(290，345]， 橙色系 (345，25]；S和V 的劃分使用歸一化取值，低、中、高飽和度或明度范圍分別為[0, 0.33]，(0.33, 0.67]，(0.67, 1]。最終構(gòu)建7 色相×3 飽和度×3 明度共63 種顏色（種類序號(hào)按照V 依次取0.33、0.67、1，V 取完后以相同方式取S、H 的規(guī)則排列，記為：位序#，見附圖1）。綠色系為基底色彩，橙色、黃色、黃綠色、藍(lán)色、紫色、紅色系為彩色。

1.3.3 色彩斑塊的顏色屬性、面積和位置解譯 構(gòu)建色彩分析程序，使用算法模型識(shí)別并提取樣本圖片的河岸植被帶解譯范圍。再依據(jù)上述HSV 顏色系統(tǒng)的定義色譜（定義色譜后，每個(gè)像素就在色譜中有了對(duì)應(yīng)值，從圖片左上角點(diǎn)開始，將其周邊具有相同色譜值的點(diǎn)并入同個(gè)色彩斑塊，逐次查找完整張圖片），以像素為單位統(tǒng)計(jì)每張圖片各色彩種類的每個(gè)色彩斑塊面積A、幾何中心位置坐標(biāo)（以圖片左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)）。46 張圖片共計(jì)解譯不同種類的色彩斑塊38 745 個(gè)，其中夏季23 張圖片22 156 個(gè)色彩斑塊，秋季23 張圖片16 589 個(gè)色彩斑塊，各樣本圖片夏季和秋季的解譯色彩斑塊數(shù)量見圖1。

1.4 眼動(dòng)試驗(yàn)與視覺(jué)熱點(diǎn)距離解析

1.4.1 眼動(dòng)試驗(yàn) 以自愿和匿名的原則招募30 名在校碩士或博士研究生，使用Eyeso Ec80 眼動(dòng)儀，進(jìn)行46 張圖片的視覺(jué)追蹤試驗(yàn)。樣本圖片隨機(jī)組合為4組（各含12、12、11、11 張）進(jìn)行播放（播放屏幕21 寸液晶屏幕，分辨率為1920×1 080）、觀看與視覺(jué)追蹤，每張圖片設(shè)置觀看時(shí)間不低于10 s。使用EyeSo Studio 眼動(dòng)追蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處理和統(tǒng)計(jì)眼動(dòng)數(shù)據(jù)，以全部注視時(shí)間為數(shù)據(jù)源，形成每張樣本圖片的注視熱點(diǎn)圖（圖中以紅色區(qū)域表示注視時(shí)間最長(zhǎng)的區(qū)域，紅色區(qū)域中心為圖片視覺(jué)熱點(diǎn)），注視時(shí)間越長(zhǎng)景觀的視覺(jué)吸引力越高。的歐式距離：其中，（x1,y1）為色彩斑塊幾何中心位置坐標(biāo)，（x2,y2）為s 視覺(jué)熱點(diǎn)位置坐標(biāo)。以D作為色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離，用以度量色彩斑塊對(duì)視覺(jué)熱點(diǎn)的影響，該值越大說(shuō)明色彩斑塊距離視覺(jué)熱點(diǎn)越遠(yuǎn)，視覺(jué)吸引力越弱，該值越小，說(shuō)明色彩斑塊越靠近視覺(jué)熱點(diǎn)，視覺(jué)吸引力越強(qiáng)，對(duì)于形成視覺(jué)熱點(diǎn)的影響也越大。

1.4.2 色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離計(jì)算 依據(jù)眼動(dòng)試驗(yàn)所得熱點(diǎn)圖（視覺(jué)熱點(diǎn)位置坐標(biāo)同樣以圖片左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)），使用二維歐式距離Euclidean Distance 計(jì)算每個(gè)色彩斑塊（幾何中心）與其熱點(diǎn)圖中視覺(jué)熱點(diǎn)間

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

使用Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)，分別檢驗(yàn)各色相間、各飽和度間、各明度間色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離D 的分布差異，p<0.05 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并利用Dunn 法（使用bonferroni 方法進(jìn)行矯正）得到各色相間、各飽和度間、各明度間色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離中位數(shù)的多重比較結(jié)果。另外，使用bootstrap 方法（10 000 次放回）,計(jì)算并檢驗(yàn)不同色彩屬性的色彩斑塊,其視覺(jué)熱點(diǎn)距離夏季平均值與秋季平均值差異的顯著性。

使用線性混合效應(yīng)模型（linear mixed regression model）分析植物色彩斑塊的色彩屬性和面積對(duì)植物景觀視覺(jué)吸引力的影響。構(gòu)建模型M，其以色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離為因變量，將色彩斑塊的色相H、飽和度S、明度V 值和色彩斑塊面積A 作為固定效應(yīng)，將23 個(gè)樣本作為隨機(jī)因子，以控制樣本對(duì)視覺(jué)熱點(diǎn)距離的影響。為進(jìn)一步分析色彩斑塊屬性與色彩斑塊面積的交互作用，在模型M 的基礎(chǔ)上，將色相H、飽和度S、明度V 值與色彩斑塊面積A 的交互項(xiàng)H×A、S×A、V×A（H、S、V 值及色彩斑塊面積A 均先標(biāo)準(zhǔn)化后再構(gòu)建交互項(xiàng)，以消除多重共線性）分別加入固定效應(yīng)因子，構(gòu)建模型M_HA（模型M 加入H×A），M_SA（模型M 加入S×A），M_VA（模型M 加入V×A），取P<0.05 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)，通過(guò)比較M 與M_HA，M 與M_SA，M 與M_VA 的似然值，判定不同交互項(xiàng)對(duì)模型擬合準(zhǔn)確性的影響，采用對(duì)數(shù)似然比檢驗(yàn)影響的有效性，取χ2值P<0.05 具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；以VIF 檢驗(yàn)因子共線性，大樣本量情況下VIF<10 為不具有多重共線性；以Durbin-Watson 檢查殘差的異質(zhì)性，DW 值不接近0 或4 為殘差獨(dú)立，本研究4 個(gè)模型不存在嚴(yán)重多重共線性（所有變量的VIF 滿足條件），不存在殘差相關(guān)性（DW 值為1.72）。另外，基于交互作用的分析結(jié)果，對(duì)于具有顯著性的交互作用進(jìn)行可視化，圖解隨色彩斑塊面積變化，不同色彩屬性值所引起的視覺(jué)熱點(diǎn)距離變化。以上分析均在R 中完成，依次主要使用lme4 包（Bateset al., 2015）、ggeffects 包（Lüdecke, 2018）等。

2 結(jié)果與分析

2.1 城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀色彩構(gòu)成特征

研究河岸帶植物景觀共計(jì)25 個(gè)顏色種類，包括：（1#—4#）橙色系4 種，（10#—13#）黃色系4 種，（19#—26#）黃綠色系8 種，（28#—36#）綠色系9 種（見附圖1），綠色系的色彩種類較豐富。

從河岸帶植物景觀尺度來(lái)看（附表1），夏季包括20 種顏色，秋季包括24 種顏色，秋季色彩相對(duì)豐富，且24#、26#、33#、35#和36#僅秋季出現(xiàn)。夏季河岸帶植物景觀以20#（低飽和—明度黃綠色）、25#（高飽和—低明度黃綠色）、30#（低飽和—高明度綠色）、34#（高飽和—低明度綠色）為主要色彩（每類面積比例超過(guò)10%，4 種色彩面積比例超過(guò)88%），其中34#為主導(dǎo)（面積比例超過(guò)40%）；而秋季河岸帶植物景觀則以25#（高飽和—低明度黃綠色）、29#（低飽和—中明度綠色）、34#（高飽和—低明度綠色）為主要色彩（每類面積比例超過(guò)10%，4 種色彩面積比例超過(guò)80%），其中29#為主導(dǎo)（面積比例超過(guò)38%）。從主要冠層可見植物來(lái)看附表1），河岸帶植物群落建群種（毛白楊、黑松、槐）、欒樹、油松、旱柳等大部分種類為綠色系主導(dǎo)植物。

表1 色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離的屬性和季節(jié)差異①Tab. 1 The differences in color patches’ visual hot spot distances among different attributes and seasons

2.2 不同屬性與季節(jié)的植物景觀色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離

夏秋季整體河岸帶植物景觀，色彩斑塊的視覺(jué)熱點(diǎn)距離在不同飽和度或明度等級(jí)，以及色相種類間均具有顯著差異（P<0.01）（表1）。結(jié)合多重比較結(jié)果可知：色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離中位數(shù)表現(xiàn)為低/高飽和度>中飽和度，中飽和度色彩斑塊趨向較高視覺(jué)吸引力；低明度>中明度>高明度，明度越高越趨向較高視覺(jué)吸引力；黃綠色系>綠色系/黃色系/橙色系，黃綠色系斑塊趨向較低的視覺(jué)吸引力，而綠色系、黃色系、橙色系趨向較高視覺(jué)吸引力。相比于夏季，秋季景觀色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離平均值顯著降低，城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀秋季整體色彩的視覺(jué)吸引力提升。

2.3 色彩斑塊顏色屬性、面積及其交互作用對(duì)視覺(jué)吸引力的影響

2.3.1 色彩斑塊顏色屬性對(duì)視覺(jué)吸引力的影響 線性混合效應(yīng)模型分析結(jié)果顯示，在不考慮交互作用時(shí)（表2，模型M）：城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀色彩斑塊的色相、色彩斑塊面積均對(duì)視覺(jué)吸引力無(wú)顯著的作用（P>0.05）。視覺(jué)吸引力受飽和度（β=-0.047,P<0.05）和明度（β=-0.073,P<0.05）顯著影響，飽和度和明度越高，色彩斑塊視覺(jué)熱點(diǎn)距離值越小，視覺(jué)吸引力越大。季節(jié)也表現(xiàn)出對(duì)視覺(jué)吸引力的顯著影響，秋季比夏季整體植物景觀視覺(jué)吸引力有所提升（β=-0.059,P<0.05）。

表2 色彩斑塊顏色屬性、面積及其交互作用對(duì)視覺(jué)吸引力的影響①Tab. 2 Influence of color patches’ attributes and their interaction effects on visual attraction

2.3.2 色彩斑塊色彩屬性與其面積的交互作用對(duì)視覺(jué)吸引力的影響 考慮各色彩屬性與面積的交互作用時(shí)，色彩斑塊的飽和度與面積的交互作用（表2，模型M_SA）、明度與面積的交互作用對(duì)視覺(jué)吸引力的影響均不顯著（P>0.05）（表2，模型M_VA），色相與色彩斑塊面積的交互作用對(duì)視覺(jué)吸引力具有顯著影響（β=-0.027,P<0.05）（表2，模型M_HA）。色彩斑塊面積對(duì)視覺(jué)吸引力的交互影響受色相制約（圖2），色相值為（345，80]（即為橙色系、黃色系和黃綠色系），色彩斑塊面積的增加，色相與面積的交互作用使視覺(jué)熱點(diǎn)距離變大，視覺(jué)吸引力減小，減少幅度按黃綠色、黃色、橙色依次增加；僅對(duì)于色相值(80,140]范圍的基底綠色系，增加相同色彩斑塊面積，色相與面積的交互作用能夠引起視覺(jué)吸引力增加，但增加幅度小于各彩色系減少的幅度。

圖2 色相與色彩斑塊的交互作用Fig. 2 The interaction effect of Hue and color patches’ area

3 討論

3.1 植物色彩斑塊的不同顏色屬性對(duì)視覺(jué)吸引力的影響

3.1.1 色相對(duì)城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀視覺(jué)吸引力的影響 從色相面積構(gòu)成角度，考慮人眼同時(shí)會(huì)觀察到多個(gè)色彩種類，前期較多色彩視覺(jué)研究區(qū)分了前景色—背景色（采用控制背景色為特定色相的方法），探討前景色及不同背景色對(duì)視覺(jué)吸引力的貢獻(xiàn)（Witzel, 2019;Gerardinet al., 2018）。以前景色—背景色色彩研究最常用的“圖—底”關(guān)系來(lái)看，整體視覺(jué)范圍內(nèi)某色相超過(guò)50%傾向于“底”（楊少華，2020），本研究城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀以綠色系斑塊為“底”（總面積比例72%）。無(wú)論夏季還是秋季，城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀主要顏色為黃綠色系，依據(jù)色彩普遍的色相對(duì)比理論（包括同類色、鄰近色、對(duì)比色、補(bǔ)色4 種對(duì)比，對(duì)比強(qiáng)度依次增強(qiáng)）（張翠等，2015；劉華杰，2013），研究河段植物景觀色彩圖—底間色相值屬于類似色或鄰近色，表現(xiàn)為綠色系—黃綠色系漸變色彩風(fēng)貌。從河岸帶植物種類角度，對(duì)于大部分人工管理的城鎮(zhèn)河岸森林，出于成本、培育與管護(hù)技術(shù)等原因（Yanet al., 2019），可能無(wú)法配置大面積季相植物，另外，植物季相景觀持續(xù)時(shí)間較短（以北京主要變色植物為例，秋紅、黃、橙葉色物候期在10~20 天左右）（孫亞美，2015），非季相葉色的時(shí)間較長(zhǎng)（特別是常綠地帶性植被類型地區(qū)），城鎮(zhèn)河岸森林無(wú)法大面積或持續(xù)形成紅色系、黃色系等強(qiáng)對(duì)比森林色彩景觀。因此，綠色—黃綠色系的漸變色彩風(fēng)貌可能是城鎮(zhèn)河岸帶最基本的觀賞特點(diǎn)，城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀的優(yōu)化均需要考慮基本特點(diǎn)。而對(duì)于這樣的漸變色系為主體風(fēng)貌的城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀，色相值對(duì)于視覺(jué)吸引力的影響不顯著，其他平面色彩的研究也得到類似結(jié)果，認(rèn)為色相對(duì)于視覺(jué)吸引力不具有決定性的作用（Camg?zet al.，2004）。

3.1.2 明度、飽和度對(duì)城鎮(zhèn)河岸帶景觀視覺(jué)吸引力的影響 關(guān)于色彩的視覺(jué)吸引力，前期有研究表明，改變視覺(jué)范圍色彩斑塊的位置，某些飽和度、明度水平色彩同樣會(huì)比其他色彩吸引更多的視覺(jué)注意力（Camg?zet al., 2004）。本研究未考慮色彩斑塊在圖像樣本具體空間位置，對(duì)所有色彩斑塊按照飽和度和明度進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果顯示具有高明度和中飽和度的色彩斑塊趨向具有越高的視覺(jué)吸引力。線性混合效應(yīng)模型分析的結(jié)果也表明，無(wú)論是否考慮其他影響因素，飽和度和明度均對(duì)視覺(jué)吸引力具有顯著正向作用。同時(shí)，色彩的明度、飽和度對(duì)景觀美景度和公眾偏好的影響，在前期其他學(xué)者的研究中被大量揭示，植物色彩的明度與美景度（SBE 測(cè)度）呈良好的線性正相關(guān)關(guān)系，高明度的景觀也更受公眾喜愛(ài)（馬冰倩等，2018；Muet al., 2022; 賈娜等，2021）。提高城鎮(zhèn)河岸帶漸變色植物色彩景觀的明度，有助于增加其美景度和提高視覺(jué)吸引力。但同時(shí)有學(xué)者也指出，森林色彩整體趨向中明度時(shí)會(huì)具有相對(duì)較高的美景度（張喆，2017）。因此，運(yùn)用上述結(jié)果進(jìn)行視覺(jué)吸引力精準(zhǔn)調(diào)控時(shí)，需要針對(duì)不同類型植物景觀，考慮提高其視覺(jué)吸引力的明度閾值問(wèn)題。另外，色彩基礎(chǔ)研究表明，揭示前景—背景色飽和度差異的增加會(huì)使視覺(jué)吸引力增加，這可能是低色相對(duì)比度的漸變植物色彩景觀，形成其視覺(jué)吸引力季節(jié)差異的一個(gè)原因。城鎮(zhèn)河岸帶植物色彩在夏季呈現(xiàn)出黃綠色（高飽和）—綠色背景色（高飽和），秋季則轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色（高飽和）—綠色背景色（低飽和），秋季前景色與背景色飽和度差異增加，使得視覺(jué)吸引力在秋季相對(duì)更高。因此，適當(dāng)降低夏季背景色飽和度，是整體提高夏秋季城鎮(zhèn)地區(qū)漸變色河岸植物色彩景觀的可能途徑。

3.2 植物色彩斑塊色相與面積的交互作用對(duì)視覺(jué)吸引力的影響

植物色彩的色相值如前所述對(duì)視覺(jué)吸引力不具有顯著的決定性作用，但色彩斑塊的色相與其面積的交互作用會(huì)顯著影響城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀的視覺(jué)吸引力，這可能與植物色彩景觀格局的視覺(jué)效果有關(guān)。平均斑塊面積、斑塊數(shù)量是景觀格局的重要指標(biāo)（金佳莉等，2020），色彩平均斑塊面積和斑塊數(shù)量也是衡量植物色彩景觀格局的關(guān)鍵指標(biāo)（賈娜等，2021；曹瑜娟等，2021）。一方面，交互作用的研究表明色相值在(80,140]（綠色）區(qū)間時(shí)，隨著色彩斑塊面積增加，視覺(jué)吸引力越強(qiáng)。河岸植被面積不變的情況下，綠色色彩斑塊面積增加，可能表征其斑塊數(shù)量降低，色彩斑塊格局的視覺(jué)破碎化程度降低。因此，這也指示了漸變色為主的植物色彩景觀，可以通過(guò)合理的樹種選擇和配置，減少背景色彩視覺(jué)破碎化程度，以有效維持綠色基底視覺(jué)吸引力的調(diào)控手段；河岸帶植被面積可增加的情況下，使用季相植物擴(kuò)容整體綠色空間，也可優(yōu)化非物候期植物景觀的視覺(jué)吸引力。另一方面，前景色在交互作用下，隨著色彩斑塊面積的減少，視覺(jué)吸引力會(huì)有所增加。前景色植物在總面積不變的情況下，色彩斑塊面積的減少可能表征斑塊數(shù)量的增加，色彩斑塊的分布聚集度減少。對(duì)于色相對(duì)比度較小的漸變色植物景觀，其季相植物（具有芽、展葉、夏花物候，物候期呈現(xiàn)黃綠或黃色系、紅或藍(lán)色系、紫色系色彩）采用聚集度較低的配置方式（如點(diǎn)綴配置的方式），對(duì)于提升植物景觀的視覺(jué)吸引力更有效。

本研究是用無(wú)人機(jī)在18 m 高度拍攝獲取的樣本圖片，該視角與地面觀賞效果是存在較大差異的，但本研究較全面地獲取了河岸帶植物色彩景觀，并對(duì)其基于客觀眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行了視覺(jué)吸引力判斷，這也是有助于調(diào)整優(yōu)化河岸帶植物種類和格局的，后期研究可進(jìn)一步補(bǔ)充人眼地面視角的分析。另外，本研究在探討色彩屬性及其影響時(shí)，沒(méi)有分析光影等因素對(duì)色彩的影響，色彩斑塊同色相條件下的明度與飽和度的不同，可能是光影造成的視覺(jué)差異，光照條件已被證實(shí)對(duì)飽和度和明度影響較大（曹瑜娟等，2019），并且色彩學(xué)的研究已經(jīng)證明綠色是隨光線變化最大的顏色（李麗，2016），今后研究需要辨識(shí)河岸帶綠色基底斑塊的光影狀態(tài)，并分析光影對(duì)視覺(jué)質(zhì)量的影響。

4 結(jié)論

1） 城鎮(zhèn)河岸帶植物的色彩景觀以漸變色風(fēng)貌為主，色彩斑塊明度的增加對(duì)于提升其視覺(jué)吸引力具有顯著作用，但在優(yōu)化建設(shè)中需考慮明度閾值問(wèn)題；2） 色彩斑塊飽和度對(duì)提升漸變色城鎮(zhèn)河岸帶植物景觀的視覺(jué)吸引力具有顯著作用，并且漸變色植物景觀前景色（彩色系斑塊）-背景色（綠色系斑塊）飽和度的差異，是其視覺(jué)吸引力在夏季和秋季具有差異的原因，增加前背景色的飽和度差異可提升其視覺(jué)吸引力；3） 色相本身對(duì)城鎮(zhèn)河岸帶漸變色植物景觀的視覺(jué)吸引力不具有決定性影響，但植物色彩斑塊的色相會(huì)通過(guò)與其斑塊面積的交互作用，顯著影響視覺(jué)吸引力；4） 綠色系斑塊尺度面積增加，視覺(jué)吸引力增加，而黃綠色、黃色、橙色系斑塊增加相同面積，視覺(jué)吸引力下降且下降幅度依次增大。

附表 1 夏季和秋季景觀尺度色彩種類構(gòu)成及主要植物色系構(gòu)成①Appendix Tab. 1 Color composition of landscape and major visible plants in summer and autumn

附圖1 顏色種類示意Attached Fig. 1 Color types and categories