邯鄲早春野花植物多樣性及色彩時空分布研究

嚴凌霜，李良濤

（河北工程大學園林與生態工程學院， 河北 邯鄲 056000）

“早春”期間乍暖還寒，城市人工栽培的園林植物大多還未返青，植物色彩單一。野生早春開花植物具備花期較早、抗寒性強、生態價值、低維護性、適應性強等優勢［1-2］，且花卉資源豐富度和空間分布對物種多樣性的維持和食蜜動物群落的分布有重要影響［3］，野生花卉還是栽培花卉的祖先和主要來源，在維護生態平衡、調節氣候、美化環境中都起到重要作用［4］，所以對其進行研究和開發利用對園林綠化及提高生物多樣性意義重大。國外野生花卉的應用較早且十分廣泛,對野生花卉的研究和栽培非常重視,在野生花卉園、野花草地和高速公路、野生植物棲息地等地發揮著不可忽略的生態效應和景觀價值［5］。國內對野生開花植物研究的案例多集中于資源的調查發現與整理，比如對黔江區、冀南太行山區、河北省等地的野花植物資源的研究［6-7］；其次是較為籠統和簡單地分析部分野花種類可以應用的園林形式，如野生花卉應用于花壇、盆栽、室內、濕地等地［8-9］,尚未有人對早春野花花色的時空分布進行研究。作為首個對邯鄲早春野花進行城市化梯度變化和色彩分析及花色時空分布的研究，希望為美化邯鄲、建設節約型城市貢獻力量，為豐富城市早春色彩、提高生物多樣性、更好地保護和開發利用野生早春開花植物提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

邯鄲市（114°03′～114°40′E，36°20′～36°44′N）是河北最南端省轄市，晉冀魯豫四省交界處，西依巍巍太行山脈，東連廣袤華北平原，地勢自西向東呈階梯狀下降，高差懸殊，地貌類型復雜多樣，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，雨熱同期，干冷同季，四季分明。全年無霜期200 d以上，年均氣溫14℃，年均降水627.2 mm，全年日照達2 557 h。

1.2 調查方法

采用野外踏查法。為了便于比較和更有條理調查，將邯鄲市環路內的區域劃分為面積1 km×1 km的方格。考慮到綠地類型的多樣性和特殊性以及城市化梯度的影響，選擇其中具有代表性的呈十字型的兩條樣帶及位于樣帶兩側的4個方格，同時根據邯鄲市實際發展的情況將研究區分成了核心區、中間過渡區和邊緣區三部分。于2018年2～4月對大樣方內公園、小區、街道、廣場等綠地類型地的野生開花植物進行調查，記錄其種類、花色等信息。

1.3 數據分析

通過查閱《河北植物志》、中國植物圖像庫、中國數字植物標本館等工具書和網站確定植物種類，將所得野花數據在Excel表中整理，分析其城市化梯度上的分布情況，選出其中園林開發利用價值高的優良植物種類進行色彩分析。色彩分析用Colorimpact輔助配色軟件，在實拍的野生花卉照片上提取花色得到原色色譜，然后按色調對其排序。結合Photoshop將色譜上的顏色對應到色相環上，找出每個大樣方內包含野花花色對應在色相環上的顏色，以得到色彩的空間分布情況。找出每個樣方色相環上每個顏色所代表的野花種類并計算此類野花的花期，以得到色彩的時間分布情況。將原色色譜與三基色及環境的平均綠色進行混合得出色彩的變化序列［10］。從變化序列中選出有代表性的8種顏色，并對其做出了相應的色彩組合模式以供實際應用參考。

2 結果與分析

2.1 早春野生開花植物種類構成及其城市化梯度分布情況分析

2.1.1 種類構成分析 本研究共調查邯鄲市早春野生開花植物66種，隸屬于23個科55個屬，菊科最多為6屬9種，占總種數的13.64%，其次是十字花科8屬8種，豆科6屬7種；按色系來分，黃色系18種，白色系16種；按生長型來分，多年生植物31種，1年生植物20種，一二年生植物13種，2年生植物2種；按來源分，鄉土植物51種，外來植物15種，未發現入侵種（表1）。

2.1.2 城市化梯度分布情況分析 在調查的66種早春野生開花植物中，核心區58種，中心過渡區62種，邊緣區61種；鄉土種51種，外來種15種（表2）。各梯度物種平均豐富度見圖1。由圖1可知，雖然早春野生開花植物在城市化梯度中于中間過渡區植物種類達到最高，但由于物種分布的非均勻性，物種平均豐富度隨著城市化梯度而遞增。

（續上表1）

表2 早春野生開花植物城市化梯度物種構成

圖1 各梯度物種豐富度分析

2.2 早春野生開花植物色彩分析

2.2.1 原色色譜分析 篩選后得到36種花量、花色、花型優良的種類（表1前36種），對其進行花色提取得到野花原色色譜圖2（色塊下方為其所對應的Hex值和植物學名縮寫，封三）。按色調排序后的原色色譜對應RGB值、Hex值見表3。由圖2（封三）可知，36種野花色彩主要有黃色系列，如翅果菊、黃鵪菜、錦雞兒等；紫色系列，如諸葛菜、紫花丁地、早開堇菜等；還有白色、藍色、紅色系列等。其中黃色系的種類最多共12種，占總量的33.33%；其次是紫色系共8種，占總量的22.22%。

2.2.2 色彩的空間及城市化梯度分布 將原色色譜上的顏色反映到標準色相環上, 每個方格中野花對應標準色相環的顏色見圖3（封三）。由圖3可知，花色較為豐富和較為單一的方格在核心區、中間過渡區及邊緣區均有分布，早春野生開花植物的色彩并沒有按照城市化梯度表現出一定規律。3個梯度中調查到的所有花色豐富的方格（10種顏色以上）中都含有公園，且研究區內的公園大部分偏東分布。

表3 原色色譜（圖2A）對應值

因標準色相環中沒有“黑白”兩色，但是所調查的植物中有開“白”花的種類，故“白色”就由色相環的中心代替。

2.2.3 色彩的時間及城市化梯度分布 摘出所調查的方格，平鋪其色相環中的顏色（圖4，封三），每個顏色對應欄里的12個格子代表一年中的12個月，被顏色填充的格子表示可以看到此種顏色野花的月份。由圖4（封三）可知，花色可持續6個月以上且花色種類較多（大于10種顏色）的方格在核心區、中間過渡區及邊緣區都有分布，同時這些樣方從1～12月都可看到野花的色彩并且它們之中都有公園分布。色彩的時間分布在城鄉梯度上沒有表現出明顯的規律。

2.2.4 混合效果分析 因標準色相環上的一種顏色代表了視覺感受相似的多種野花的顏色，同時考慮到同一種色彩在不同人眼中會有不同的感知程度，故又將原色色譜與紅、綠、藍三基色分別進行15個梯度的混合。因自然界的“綠”并不是三基色中的“綠”，但是絕大多數的植物都是以綠色為基本色，所以提取自然界的平均綠色與原色色譜進行了混合（圖5，封三）。

2.2.5 色彩變化分析 從36種花色中選出8種具有代表性的顏色，見圖6（封三），按順序其Hex值分別為F2F0EE、FCFF5B、DFDA02、D2DB1E、6867F9、C766E7、BF98CD、FE4DD7。對這8種顏色進行光照變化強度為1、梯度為10的色彩變暗處理。由亮到暗的處理是基于同一種顏色在不同光照強度下在人眼中會有不同的視覺感受的考慮。

2.2.6 色彩方案與植物搭配 對所選的8種有代表性的顏色給出了“三合、分割互補、正方形”色彩組合模式（圖7，封三）。植物搭配在實際應用中可結合植物的因素如葉型、株高、生態習性和空間環境等綜合考慮，靈活運用。多種色相的顏色配置在一起時，還應注意各種色彩面積的非等量分布。

3 結論與討論

早春野生植物作為一個不畏嚴寒的特殊類生命群體，對園林綠化有著巨大的隱藏價值。調查發現邯鄲環路以內早春野生開花植物共66種，在城市化梯度中分布最多的為中間過渡區，最少的為核心區，這與在城市內中度干擾的區域物種豐富度較高的研究結論吻合［11］。物種平均豐富度有隨著城市化梯度增加的趨勢，這與一定區域內植物多樣性有隨著城市化梯度而增加的趨勢研究結論相同［12］。野花色彩的豐富度及花色持續時間在有公園的地方明顯增加，在空間分布上并沒有隨著城市化梯度變化呈現一定規律。早春野生開花植物的花色時空分布與公園的相關性較大且在公園環境下分布較多，而與城市化梯度關系不大。在野花的使用方面，需要掌握每種植物的花期、觀賞效果、觀賞持續時間［13］，選擇生態習性吻合、觀賞特色鮮明的野生植物［14］。花色的搭配除了參考“三合、分割互補、正方形”色彩組合模式之外，還應注意顏色的冷暖之分，暖色系的色彩一般指紅、黃、橙及鄰近色，給人熱烈、歡快之感，有平衡心理溫度的功能，此類色彩的花可植于門廳、入口、較冷的北方等地。一天中隨著光線變暗，暖色系色彩會顯得愈加飽滿柔和［15］。冷色系的色彩一般指青、藍及鄰近色，會給人一種寧靜、遠退、收縮感，此類色彩的花可植于較小空間的邊緣以增加空間延伸感。因冷色系有收縮感，若想營造同等面積的冷、暖色系色塊要適當擴大冷色系色塊的面積［16］。

在調查中發現，除公園環境下早春野生開花植物有較多分布，其他街道、小區、廣場等地分布均較少。在栽培應用中，注重夏秋季節、輕視早春季節是當前園林綠化的主要問題之一［17］。早春野生開花植物作為豐富早春色彩的優良資源，建議在日后的園林綠化中，加大對其的研究開發與應用。

圖2 原色色譜（A）及按色調排序后的原色色譜（B）

圖3 樣方色彩空間分布

圖4 樣方色彩時間分布

圖5 原色色譜的混合效果

圖6 不同光照下色彩的變化

圖7 8種顏色的色彩組合模式