杭州臨安錢王陵公園植物群落的美學效益

王穎，蔡建國b*，張哲琪，劉艷偉，王安

(浙江農林大學a景園林與建筑學院，b園林設計院有限公司，浙江 杭州 311300)

城市化的高速發展不僅帶來生活節奏的加快和生存環境的惡化等問題，長期的工作壓力也使人們對城市休閑功能需求及回歸大自然的渴望不斷增加[1]。城市公園綠地不僅能保護和改善生態環境，而且作為城市休閑和活動的重要場所，其植物群落又應具備植物景觀的科學性與藝術性，既要滿足植物與環境的統一，又要在藝術構圖上體現植物個體及群體形式美，營造出美的意境[2]。

基于3S等現代科學技術的發展，城市綠地生態效益的評估方法已由傳統研究手法逐步轉向基于數量模型的現代研究手法[3]。由美國林務局(USDA.Forest Service)在2006年開發的i-Tree模型，近年來在國際上尤其是北美國家的城市森林生態效益研究中得到廣泛應用[4]。該模型能對單一樹木乃至整個區域樹木的節能、改善空氣質量、吸收CO2、截留雨水、美學等生態效益進行定量研究，國內眾多學者[5-7]已運用該軟件對樹木進行美學效益價值的定量評估研究，并取得科學有效的結果。本研究基于i-Tree模型對錢王陵公園典型植物群落景觀美學效益進行定量評估，以期為錢王陵公園后期植物群落景觀提升改造和國內植物群落景觀評價方法及理論的豐富提供一定參考。

1 資料與方法

1.1 研究地概況

錢王陵紀念公園所在地臨安位于杭州市西部，118°51′～119°52′E，29°56′～30°23′N，屬亞熱帶季風型氣候，年降水量1 613.90 mm，年降水日158 d，年均氣溫16.4 ℃，年日照時數1 847.30 h。錢王陵公園坐落在臨安區錦城太廟山南坡，2018年作為杭州地區唯一代表入選浙江省級考古遺址公園[8]，在塑造城市形象、傳承歷史文化、市民公共游憩活動等方面起到重要作用。該園建成至今已有20余年，公園占地10.30 hm2，海拔92.00 m[9]，園內植物生長穩定，群落結構水平和垂直結構差異明顯，群落景觀多樣，類型豐富。

1.2 調查內容與方法

本研究調查對象為錢王陵公園內的人工植物群落。在對公園全面勘查的基礎上，于2019年8月采用典型取樣法，共選取32個20 m × 20 m的典型性樣地，按照L1～L32順序對各樣地進行編號，采用每木調查法，對樣地內群落的樹木種類、數量，胸徑、株高、冠幅、健康狀況、生長類型，立地條件及水體、道路、鋪裝廣場的占比情況[10]進行調查，并拍攝照片，整理匯總。

2 結果與分析

2.1 植物群落結構分析

2.1.1 群落樹種組成結構

對錢王陵公園植物群落調查植物共計113種，分屬于63科98屬。符合測量條件的喬、灌木共1 613株，隸屬于39科62屬74種，其中常綠喬木28種，落葉喬木27種，常綠灌木8種，落葉灌木11種。數量排名前十位的樹種依次為香樟、毛竹、桂花、棕櫚、楓香、山茶、圓柏、羅漢松、廣玉蘭、女貞，其中香樟、桂花、楓香、山茶共計679株，占總株數的42.10%，均是浙江地區鄉土樹種，構成整個公園的優勢樹種。對樹種生長類型分析可知，常綠樹種總占比為80.97%，約是落葉樹種的4倍，公園總體呈現以常綠樹為主的林相；闊葉樹種占調查總數的79.11%，針葉樹種占調查總數的12.46%，闊葉樹木數量為針葉樹的6倍多。總體來看，公園內植物以常綠闊葉樹為主，缺少季相變化。

2.1.2 群落樹木胸徑結構

根據i-Tree模型使用手冊，將調查植物群落樹木胸徑共劃分為7個等級。從圖1可知，所調查群落樹木胸徑主要集中在小于 45.70 cm的區間內，占比為98.33%；胸徑在61.00～76.20 cm和76.20～94.10 cm的樹木數量均僅占0.06%。從圖2可知，公園內優勢樹種桂花的胸徑主要分布在7.60～30.50 cm，山茶的胸徑主要集中在小于15.20 cm的區間內，香樟的胸徑主要分布在15.20～30.50 cm，楓香的胸徑主要分布在15.20～45.79 cm。由此可知，公園內桂花及山茶主要以中小灌木為主，生長較為穩定；香樟和楓香均以中大型樹為主，具有一定栽植年齡，并因其數量上的優勢，構成整個公園植物群落的基本骨架。總體看來，公園植物群落樹木整體生長狀況良好，胸徑分布情況較符合植物自然生長及上中下層的分布規律。

圖1 群落樹木不同胸徑等級所占比例

圖2 主要優勢樹種胸徑等級所占比例

2.1.3 群落類型及空間結構

參照《中國植被》[11]和尚玉昌[12]生態學的優勢種命名法，以及武文婷[13]對于杭州城市綠地植被類型研究成果的劃分原則和分類系統，對各樣地內群落進行命名及群落類型劃分。由表1可知，調查植物群落共劃分為4種植被類型，其中，針-闊混交型植物群落13個，占比為40.63%；竹-闊混交型植物群落3個，占比僅為9.37%；常綠-落葉闊葉混交型植物群落與常綠闊葉型植物群落個數相同都為8個，占比都為25.00%。總體來看，公園中針-闊混交型植物群落數量最多，公園整體表現出以針闊混交林為主的植物群落景觀風貌。

不同群落垂直和水平結構表現出較大差異。根據所調查的植物群落水平結構上的配置模式，劃分為純林和混交林2種類型[11]。在水平結構上，純林式群落數量僅占6.25%，混合式群落數量占比為93.75%，呈主導地位；在垂直結構上，喬-灌-草型復層模式群落占68.75%，雙層模式群落只出現喬-草及喬-灌2種類型，占31.25%。由此可見，公園植物群落在水平結構上以混交式為主，通過不同樹種的搭配，使植物群落的生長較為穩定；在垂直結構上以復層模式為主，是公園植物群落景觀的主要構建模式。

2.2 植物群落美學效益分析

2.2.1 美學效益評估原理及成本信息定義

i-Tree模型對美學價值的計算是基于樹木生長情況及屬性，以支付意愿法為基礎，分析得出樹木的美學生態效益。不同樹木種類的美學價值與該樹木所處的區位因素、不同樹木的生長狀況有關，單株樹木的美學價值計算公式：

表1 錢王陵公園植物群落基本信息

AV=TCL/M。

式中，T為該樹木提升當地房價的價值，C為樹木區位因素，L為樹木每年增加葉面積，M為樹木總葉面面積[14]。

研究采用i-Tree V5.0中的Streets模塊，在模型中選擇與杭州氣候類似的沿海平原氣候區作為背景開展評估[15]，以臨安區生活用電價格0.59元·(kW·h)-1、生活用天然氣價格3.66元·m-3作為測算樹木美學效益值的經濟指標，最后將前期調查植物群落樹木指標數據整理成Access數據庫，并處理成mdb格式文件導入模型中進行分析，得出以貨幣形式展現的植物群落美學效益。

2.2.2 各群落美學效益

經模型計算得出，錢王陵公園植物群落年美學效益為241 521.28元，單株樹木平均效益為149.74元。對比不同群落美學效益可知(表2)，香樟+楓香群落(L24)美學效益最高為21 683.20元，占9.0%；香樟+銀杏群落(L15)美學效益最低為943.36元，僅占0.4%。美學效益價值排名前6的群落樣地依次是L24、L18、L19、L20、L27、L21，其中常綠-落葉闊葉混交型群落4個，常綠闊葉型群落和針闊混交型群落均為1個。單株樹木平均美學效益價值超過平均值的群落有15個，其中常綠落葉闊葉型群落有5個，常綠闊葉型群落4個，針闊混交型群落6個；單株樹木平均美學效益價值排名前6的群落中，常綠-落葉闊葉型群落數量占50.00%。綜合來看，常綠-落葉闊葉混交型群落在美學效益方面表現出較高優勢。

表2 錢王陵公園植物群落美學效益及單株價值 單位：元

2.2.3 不同樹種美學效益

小部分樹種因數量過少，對整個群落美學效益價值影響較低，故本研究僅列舉單株美學效益排名前30名的樹種。由圖3可知，單株平均美學效益最高的樹種是楓香，為651.06元，美學效益排名前10的依次為楓香、三角槭、水杉、黃山欒樹、雪松、樸樹、馬尾松、栓皮櫟、山櫻花、榔榆，與群落樹種株數排名(香樟>桂花>毛竹>棕櫚>楓香>山茶>圓柏>廣玉蘭>女貞>馬尾松)對比可知，不同樹種產生的美學效益與樹種數量并不呈正相關，針葉及落葉闊葉樹表現出較高美學價值。

圖3 樹種單株平均美學效益

2.2.4 群落美學效益與樹種分析

按美學效益價值選取所調查的32個群落中排名前6的進行。由表3可知，從樹種的數量來看，單株效益排名前十的樹種種數最多的是香樟+栓皮櫟群落(L27)，包括有4種；其次是香樟+楓香群落(L24)和香樟+廣玉蘭+山茶群落(L21)，同為3種。分析可知，單株效益排名樹種種數與美學效益排名并不一致。由此可得，單株效益高的樹種種數高低與群落美學效益的高低未呈現出明顯的正相關關系。從樹種株數和平均胸徑來看，香樟+楓香群落(L24)中，單株平均效益高的樹種楓香和馬尾松在株數與平均胸徑上都較高；香樟+羅漢松群落(L18)、香樟+楓香+油茶群落(L19)、香樟+楓香+構樹群落(L20)、香樟+栓皮櫟群落(L27)都有楓香，并呈現出株數排名或平均胸徑排名的高低與美學效益排名高低一致的情況；總體來看，群落美學效益的高低與平均效益高的樹種的數量、平均胸徑呈正相關。

表3 美學效益排名前6的群落樹種及平均胸徑

3 小結與討論

本研究基于實地調查，總計調查錢王陵公園32個植物群落內的喬、灌木共計1 613株，隸屬于39科62屬74種。結果表明，該公園內樹種種類豐富，樹種胸徑結構分布合理，呈現出較明顯的上、中、下層植物自然生長分布現象；群落在水平結構上以混交型為主，垂直結構以復層、雙層模式為主；公園整體表現出常綠闊葉樹、針葉樹種為主的植物群落景觀風貌。但存在常綠樹、闊葉樹的數量比例遠高于落葉樹、針葉樹的現象，且樹木生長類型分布不合理，存在灌木及草本植物生長狀況不佳，以及林間枯落物堆積過厚等問題，這與公園長久缺乏合理管理與維護有關。從公園長遠發展考慮，應基于公園紀念性的特點，加強對公園植物群落的管理和維護，增加落葉樹與松柏類針葉樹的株數，營造莊重、肅穆的紀念氛圍，以構建更加完善和穩定的植物群落結構體系。

通過i-Tree模型分析可知，錢王陵公園內32個植物群落年美學效益為241 521.28元，單株樹木美學效益為149.74元，楓香、香樟常綠-落葉闊葉混交林(L24)美學效益最高，為21 683.20元。從樹種來看，楓香、三角槭、水杉、黃山欒樹、雪松、樸樹、馬尾松、栓皮櫟、山櫻花、榔榆等單株美學效益較高；從群落角度來看，常綠-落葉闊葉混交型群落美學效益價值較高。綜上所述，在以后規劃中，從長遠角度考慮，在保持公園現有中小喬木穩定發展的前提下，應多構建以楓香、馬尾松、栓皮櫟、三角槭、水杉、山櫻花等具有較高美學效益的樹種為主的植物群落，增加常綠-落葉闊葉混交型群落及針-闊混交型群落的數量與比重，在營造出季相變化更加豐富的景觀同時，提高公園植物群落整體美學價值。

近年來，越來越多的國內外學者通過使用i-Tree模型對城市森林群落進行生態效益研究，但由于該模型存在一定獨特性和地域限制性，且該模型沒有針對中國氣候區建立相應的植物數據庫，因此，在樹種數據匹配上，部分樹種只能使用國外的相似樹種進行匹配，這會導致最終的評價結果與實際結構存在一定的誤差。由于植物與植物間具有一定的生理影響性，而且各地的氣候、土壤等環境因素不同，因此，本研究在尊重植物景觀地域性的前提下所得出的美學效益高的植物群落組合模式較為適合在杭州周邊地區推廣使用。本研究是對植物群落景觀美學量化評估的一次有益嘗試，旨在為城市公園綠地植物群落景觀美學評價研究提供一定的參考。