基于SBE分析法對(duì)濱水植物景觀的量化研究——以南京濱水公園為例

王曉玥

高欣怡

梁漪薇

高擎天

趙佳鈺

濱水空間對(duì)城市居民緩解城市壓力、進(jìn)行戶外活動(dòng)，以及營造城市的景觀特色都有著重要的意義。在此背景下，城市的濱水景觀設(shè)計(jì)應(yīng)向著更高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)，而如何在新時(shí)期利用更加科學(xué)有效的方法配置濱水植物景觀也成了重要課題。城市濱水植物景觀的發(fā)展是隨著城市濱水區(qū)的發(fā)展而衍生出的重要城市植物景觀組成部分，在此基礎(chǔ)上有關(guān)城市濱水植物景觀的一系列研究也應(yīng)運(yùn)而生，如植物景觀的量化研究。這其中包括一些對(duì)南京地區(qū)的濱水植物景觀的研究，如2014年陸明華等通過實(shí)地觀察，運(yùn)用普查和詳查相結(jié)合的方法，按照開敞植被區(qū)、郁閉密林區(qū)、濕生植物區(qū)三大區(qū)域進(jìn)行分類，對(duì)10個(gè)湖濱公園的植物進(jìn)行調(diào)查，包括植物種類、運(yùn)用頻度、群落總體景觀等信息，梳理出代表性濱水景區(qū)現(xiàn)狀及問題[1]；2015年趙昶淇對(duì)南京濱江風(fēng)光帶沿線14個(gè)公園38個(gè)樣地運(yùn)用AHP景觀分析法(Analytic Hierarchy Process)，對(duì)南京濱江風(fēng)光帶綠地植物景觀的典型配置模式、群落特征進(jìn)行分析研究，構(gòu)建南京濱江風(fēng)光帶植物景觀綜合評(píng)價(jià)的AHP模糊評(píng)價(jià)模型[2]。另一方面，國內(nèi)外學(xué)者較為廣泛地利用SBE景觀美景度評(píng)價(jià)法(Scenic Beauty Estimation，簡稱SBE分析法)法對(duì)公園、居住區(qū)、行道樹和城市道路花境等的植物景觀進(jìn)行了量化評(píng)判。SBE法是1976年由美國環(huán)境心理學(xué)家Daniel和Boster提出，目前是植物景觀評(píng)價(jià)中應(yīng)用較為廣泛的方法之一[3]。SBE評(píng)價(jià)法基于人對(duì)美景度判別具有一致性的原理，將不同的景觀要素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析場地景觀美景度價(jià)值的評(píng)估結(jié)果，因其省時(shí)、經(jīng)濟(jì)，且能接受大量樣本而被廣泛使用[4]。如2008年Khakhim運(yùn)用SBE分析法對(duì)意大利Gunungkidul濱海區(qū)域的景觀進(jìn)行了調(diào)研，并基于SBE景觀美景度值用態(tài)勢(shì)分析法對(duì)不同地形作出分析[5]；2012年李珍對(duì)南京5個(gè)湖濱公園40個(gè)樣地運(yùn)用SBE美景度分析法，建立濱水、疏林草地、密林和復(fù)層這4類園林植物群落景觀與樹種組成、植物形態(tài)、植物質(zhì)地、植物季相和灌草蓋度等以植物為核心的景觀核心[6]。這些前期研究啟發(fā)了本文采取SBE分析法量化的方法研究南京城市濱水植物景觀。

本次調(diào)研充分利用南京“山水城林”的城市特征及“以水聚勢(shì)，以城守形”的城市空間特色[7]，分3個(gè)季度通過實(shí)地調(diào)研采集了120個(gè)樣本進(jìn)行研究，在研究的時(shí)間跨度和對(duì)象的空間分布上都取得了一定突破。本文基于前人對(duì)SBE的回歸模型的研究成果，在120個(gè)樣本中的優(yōu)秀樣本基礎(chǔ)上進(jìn)一步將濱水植物景觀分解和量化為10個(gè)景觀要素，由此建立了濱河植物景觀美景度評(píng)價(jià)模型，探討各要素的影響力及各要素與景觀質(zhì)量之間的關(guān)系。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

本次選取玄武湖、莫愁湖、白鷺洲、九龍湖、金牛湖、紫霞湖、竹海湖、銀杏湖、固城湖和花神湖10個(gè)南京比較典型的濱水公園為調(diào)查研究對(duì)象，其空間分布如圖1所示。選取的10個(gè)濱水公園空間分布較為分散，游覽群體較為多樣，前人研究較為詳備[8-10]。

1.2 SBE景觀美景度值研究方法

1)為了兼顧植物群落景觀的季節(jié)性，本研究于2017年2—10月，分春、夏、秋三季對(duì)分布于10個(gè)公園的共40個(gè)群落進(jìn)行照片采集以供評(píng)價(jià)，每塊樣地的大小為200±10m2。為了保證所拍攝照片的均一性和代表性，減少由于人為操作所產(chǎn)生的誤差，研究在拍攝時(shí)每次拍攝保持高度距地面垂直距離為1.5m，每個(gè)季節(jié)各樣地拍攝的位置、角度盡量保持一致，并盡量選擇同樣的時(shí)間段和天氣條件。

2)經(jīng)篩選，調(diào)研小組剔除質(zhì)量差、內(nèi)容重復(fù)的照片后從所攝樣地春、夏、秋三季各選擇一張作為代表照片，并將畫質(zhì)、亮度水平運(yùn)用Photoshop軟件調(diào)成一致。照片中的天空顏色被歸類為藍(lán)色、灰白和暖灰3類，以藍(lán)色天空為標(biāo)準(zhǔn)，通過運(yùn)用Photoshop的色相調(diào)整依據(jù)模擬視覺的色彩恒常性來模擬偏色校正的算法校正[11]。Photoshop軟件的處理進(jìn)一步減少了天氣、拍攝時(shí)所產(chǎn)生的誤差。

3)120張照片被制作成PowerPoint幻燈片，每張幻燈片的自動(dòng)放映時(shí)間設(shè)置為8s(心理物理學(xué)認(rèn)為：普通人接受未知刺激并做出準(zhǔn)確反應(yīng)的時(shí)間大約為8s)[12]。放映同時(shí)，依據(jù)上文中提到的“人們對(duì)美景度判別反應(yīng)的一致性”[3]，評(píng)價(jià)群體依據(jù)自己的判斷對(duì)樣本進(jìn)行打分。問卷采用5級(jí)評(píng)分法。1～5級(jí)別為：很不喜歡、不喜歡、感覺一般、喜歡和很喜歡，對(duì)應(yīng)的分值為-2、-1、0、1和2分。

4)根據(jù)Daniel和Boster指定的SBE值計(jì)算方法[13]，對(duì)問卷整理出的數(shù)據(jù)按評(píng)分值的大小順序統(tǒng)計(jì)各等級(jí)值的頻數(shù)，計(jì)算累計(jì)頻數(shù)，用累積頻數(shù)除以總評(píng)判人數(shù)后得取累計(jì)概率，再根據(jù)累積概率查正態(tài)分布單側(cè)分位置(Z)，各個(gè)Z值相加后的平均值就是此景觀的SBE值。計(jì)算過程中，若出現(xiàn)CP=0或者1時(shí)，則采用CP=1/2N或者1-1/2N計(jì)算Z值。其計(jì)算方法如下：

式中，MZi為受測(cè)物i的平均Z值；CPik為觀察者給予受測(cè)物i的評(píng)值為k等級(jí)或高于k等級(jí)的累計(jì)概率；f(CPik)為將累積概率CPik轉(zhuǎn)換成Z值的函數(shù)；m為評(píng)值的最高等級(jí)；k為評(píng)值的等級(jí)。

圖1 研究對(duì)象總區(qū)位

計(jì)算由研究者選定的一張照片作為基準(zhǔn)線受測(cè)物(base line)，用基準(zhǔn)線受測(cè)物的平均Z值來調(diào)整SBE值度量的起始點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中各個(gè)受測(cè)物所計(jì)算的平均Z值與“基準(zhǔn)線”的平均Z值相減后乘上100，就可獲得各受測(cè)物的原始SBE值[14]。其計(jì)算方法如下：

式中，SBEi為受測(cè)物i的原始SBE值；MZi為受測(cè)物i的平均Z值；BMMZ為基準(zhǔn)線受測(cè)物的平均Z值。

將同一塊樣地的3個(gè)樣本的SBE值相加，得出該樣地的SBE值，以A1樣地為例，其SBE值計(jì)算方法如下：

SBEA1=SBEA11+SBEA12+SBEA13

1.3 SBE相關(guān)性模型研究方法

將分析得出的景觀要素采用問卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)數(shù)量或林晏州的研究方法[14]以方格數(shù)目來量化。

1)問卷法。將優(yōu)秀樣地的照片制作成新的幻燈片進(jìn)行評(píng)估，每塊樣地包含春、夏、秋3個(gè)樣本。發(fā)放調(diào)查表給植物群落景觀美景度評(píng)價(jià)的園林專業(yè)組，讓其對(duì)各因子對(duì)所選樣地景觀的貢獻(xiàn)率予以評(píng)價(jià)。若“有”該景觀因子，則值為“1”，若“無”，則值為“0”。根據(jù)調(diào)查表中打出的分值，計(jì)算出每個(gè)樣地中各個(gè)因子得分的平均值，四舍五入取近似值0或1。

2)數(shù)量法。對(duì)于宿根花卉種類該景觀要素通過統(tǒng)計(jì)種類數(shù)量進(jìn)行量化。

3)方格數(shù)量法。首先，在Photoshop CS2中，將像素為1 150×1 125、大小為 254mm×190.5mm的圖片以2.5mm×2.5mm 的方格分割成7 744個(gè)方格，以宿根花卉面積、喬木背景面積、空穴裸土面積和雜草枯葉面積4 個(gè)景觀因子各自所占據(jù)的方格數(shù)目來量化它們。其次，將這4個(gè)以方格數(shù)目量化的景觀因子分成3個(gè)等級(jí)，以 1、2、3 表示，劃分方法如下：

1級(jí)：方格數(shù)目最小值-1＜1級(jí)范圍≤方格數(shù)目最小值-1＋等級(jí)間距；

2級(jí)：方格數(shù)目最小值-1＋等級(jí)間距＜2級(jí)范圍≤方格數(shù)目最大值-等級(jí)間距；

3級(jí)：方格數(shù)目最大值-等級(jí)間距＜3級(jí)范圍≤方格數(shù)目最大值；

等級(jí)間距=(方格數(shù)目最大值-方格數(shù)目最小值+1)/3

2 結(jié)果與討論

2.1 SBE美景度評(píng)價(jià)

計(jì)算后的40塊樣地的SBE值整理匯總為表1。通過總結(jié)前人對(duì)植物配置的SBE相關(guān)性模型的研究[15-18]，總結(jié)影響SBE值的常見因子，再結(jié)合對(duì)表1結(jié)果觀察分析，本文得出以下景觀要素影響了南京城市湖濱公園植物群落景觀的優(yōu)劣，分別是：花期連貫、層次豐富、色彩和諧、尺度適宜、節(jié)奏韻律、宿根花卉數(shù)量、宿根花卉面積、空裸土面積、雜草枯葉面積和喬木背景面積。

2.2 優(yōu)秀案例分析

基于前面對(duì)影響南京濱水植物景觀美景度的景觀因素的討論，表2對(duì)本次調(diào)研中排名前3的樣本B4、J3、B2與景觀要素的關(guān)系分別進(jìn)行了總結(jié)分析。

2.3 SBE回歸方程

為了更直觀地反映出優(yōu)秀的濱水植物景觀與不同的景觀要素之間的關(guān)系，同時(shí)將不同景觀要素的影響力量化，本文建立了SBE回歸模型。評(píng)價(jià)模型的自變量為前文總結(jié)的10個(gè)景觀要素，評(píng)價(jià)模型的因變量為排名前20樣地的SBE值，具體為：B4、J3、B2、I4、B1、I3、D1、J2、J1、C4、G4、B3、D4、A1、D3、A2、D2、H1、E1和H4。對(duì)于花期連貫、層次豐富、色彩和諧、尺度適宜和節(jié)奏韻律5個(gè)景觀要素采用問卷調(diào)查的方法進(jìn)行量化；對(duì)于宿根花卉種類該景觀要素通過統(tǒng)計(jì)種類數(shù)量進(jìn)行量化；對(duì)于宿根花卉面積、喬木背景面積、空穴裸土面積和雜草枯葉面積4個(gè)景觀要素則參照林晏州的研究方法[14]以方格數(shù)目來量化。分別以全部受測(cè)者給予20個(gè)優(yōu)秀樣地的SBE值為因變量，以10個(gè)景觀要素為自變量，在SPSS18.0中作向后剔除回歸(backward regression)，將大于顯著性水平0.05的層次豐富、花期連貫、雜草枯葉面積和空穴裸土面積4個(gè)變量剔除，得到表3。

根據(jù)表3得出的結(jié)果，本文建立的南京城市湖濱公園植物群落景觀的美景度評(píng)價(jià)模型如下：

SBE = 85.658＋35.895×色彩和諧＋71.750×尺度適宜-47.432×節(jié)奏韻律-32.782×宿根花卉數(shù)量＋35.146×宿根花卉面積-30. 842×喬木背景面積。

2.4 SBE值與景觀要素之間的關(guān)系

由SBE回歸模型可知，色彩和諧、尺度適宜和宿根花卉面積與SBE值呈正相關(guān)，這個(gè)結(jié)果與表1中秋季景觀評(píng)價(jià)SBE值明顯大于春夏相互呼應(yīng)。依據(jù)心理學(xué)角度，色彩是最直觀刺激人們視覺的要素之一，而秋季是色葉樹變色的時(shí)節(jié)，故而植物景觀色彩更具有沖擊力。SBE回歸模型中，宿根花卉數(shù)量、節(jié)奏韻律與喬木背景面積呈負(fù)相關(guān)，這與表1中SBE評(píng)價(jià)排名前20的樣地中，疏林草地配花團(tuán)的類型占了一半，且基本位居前列的事實(shí)相呼應(yīng)。在疏林草地的景觀模式下，人們會(huì)自發(fā)進(jìn)入濱水植物景觀場景中，親近水岸游憩觀賞。半開敞型的綠地提供了戶外休閑空間、水陸交通空間，起到一定的透景作用，而且具有一定的圍合性。此外，喬木背景面積過大會(huì)影響濱河景觀的觀賞。非花團(tuán)型的宿根花卉栽植方式雖色彩明艷、多變，形態(tài)各異，且能夠從駁岸延伸至水體，有較強(qiáng)的親水性，但由于宿根花卉多為點(diǎn)狀或是線性，成片栽植才能達(dá)到較好的景觀效果。

在以往對(duì)城市植物景觀的研究中，如章志都等運(yùn)用SBE法對(duì)北京市郊野公園綠地結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)曾提到植物群落的色彩數(shù)量越豐富、對(duì)比度越高，則視覺沖擊力越高，其景觀美景度更大[19]，尺度適宜、色彩和諧、宿根花卉面積對(duì)景觀美度有影響且呈正相關(guān)在其他文中所提及[6，9-10]，此類因素的增強(qiáng)可以提高人們對(duì)濱水植物景觀的認(rèn)可度，與本文觀點(diǎn)相似，相互印證。在景觀因素的負(fù)影響部分，本文認(rèn)為同樣作為影響美景度的重要景觀因素，節(jié)奏韻律、宿根花卉數(shù)量和喬木面積對(duì)景觀美景度造成了負(fù)影響，如過強(qiáng)的節(jié)奏韻律造成了類型單一，這在李秘對(duì)長春市的濱水植物景觀量化中也得到證實(shí)[20]。本次研究還提出過強(qiáng)的圍合使得游客與景觀缺乏互動(dòng)性，而湯箬梅對(duì)南京濱水植物景觀的研究曾提及喬木過多易使景觀體驗(yàn)變得單薄[8]。但此文沒有涉及量化研究，而同地區(qū)的濱水植物量化研究文章較少提及類似研究結(jié)果[2，6，21]。這說明美景度因素需隨著時(shí)代變化不斷更新，根據(jù)場地變化不斷適應(yīng)，設(shè)計(jì)需因地適宜。

表1 受測(cè)濱水景觀的標(biāo)準(zhǔn)化SBE值

表2 優(yōu)秀樣本分析

在全球視野下，一些新的研究方法和探索拓寬了SBE值與景觀要素關(guān)系的量化研究思路。如中國臺(tái)灣與美國組成的研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用功能性磁共振成像技術(shù)(fMRI，functional magnetic resonance imaging)量化了受測(cè)者觀看不同自然環(huán)境的感受[22]。又如包含風(fēng)景園林師、醫(yī)生、心理師及自然療法師的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)量化了森林中的自然療法因子對(duì)人的行為影響，并基于量化結(jié)果進(jìn)行了對(duì)Octovia森林醫(yī)療花園的規(guī)劃設(shè)計(jì)[23]。對(duì)新的科技手段的運(yùn)用和對(duì)新的跨學(xué)科合作的探索為將來量化景觀的研究提供了有益的啟發(fā)。

3 結(jié)論

本文采用了SBE景觀美景度分析法計(jì)算得出40塊濱水植物樣地的美景度值。依據(jù)觀察比較，本文對(duì)影響植物群落景觀質(zhì)量的要素進(jìn)行了分解和量化，建立了20塊優(yōu)秀樣地的美景度評(píng)價(jià)模型。由模型可知，擁有較高SBE值的濱水植物樣地?fù)碛泻椭C的色彩、適宜的尺度及較多的花卉面積。同時(shí)，這些優(yōu)秀樣地不遵循嚴(yán)格的規(guī)則式排布，沒有復(fù)雜的花卉種類和大量的喬木面積。以下是濱水植物景觀與6個(gè)景觀要素關(guān)系的具體分析。

1)SBE值與色彩和諧。

色彩和諧與SBE值呈正相關(guān)，且關(guān)系緊密。植物配景中的色彩搭配，不僅要強(qiáng)調(diào)花色、果色，綜合考量其豐富度、和諧感，更要重視葉色，預(yù)知因季相變化帶來的色彩變化的可能。

表3 6個(gè)影響因子對(duì)SBE值的影響

2)SBE值與尺度適宜和節(jié)奏韻律。

濱水植物景觀群落中評(píng)價(jià)質(zhì)量較好的疏林草地型過半。虛實(shí)相間，與周圍環(huán)境融合，節(jié)奏韻律把控得當(dāng)[2]。在保證植物景觀群落喬灌草豐富的層次的基礎(chǔ)上，又預(yù)留了人們自由活動(dòng)和發(fā)揮聯(lián)想的空間。

3)SBE值與宿根花卉的數(shù)量和面積。

宿根花卉色彩明艷、多變、形態(tài)各異，且能夠從駁岸延伸至水體，有較強(qiáng)的親水性。但由于宿根花卉多為點(diǎn)狀或是線性，故而尺度相較高大喬木過小，成片栽植才能達(dá)到景觀效果的平衡，所以數(shù)量過多的宿根花卉反而會(huì)影響濱水植物群落景觀效果。

4)SBE值與喬木背景面積。

喬木背景面積不宜過大，否則影響濱河景觀的觀賞效果。高大的喬木不僅遮擋了景觀視線，而且也阻礙了游客的通行。游客不能親水或臨水賞景，無法組織休閑娛樂活動(dòng)，景觀體驗(yàn)變得單薄[2]。

注：文中圖片均由作者拍攝或繪制。