浙江中部城市周边生态游憩林美学质量评价*——以富阳小乌坑林场为例

徐珍珍　张秀卿　贾　娜　格日乐图　毛佳园　史久西

1　内蒙古农业大学　呼和浩特　010010 2　中国林业科学研究院亚热带林业研究所　浙江富阳　311400

浙江中部城市周边生态游憩林美学质量评价*

——以富阳小乌坑林场为例

徐珍珍1张秀卿1贾娜1格日乐图2毛佳园2史久西2

1内蒙古农业大学呼和浩特010010 2中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江富阳311400

摘要：以浙江中部城市周边低山在生态公益林基础上发展起来的游憩林为研究对象，采用SBE评判法对其林内景观进行美学质量评价。选择常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿-落叶阔叶混交林、针叶林、针阔混交林5个林型的代表性群落计48个，设置与森林照片场景对应的三角形样地，通过样地测量和图片解析获取群落结构等定量数据，建立多元回归模型。结果表明：1)5种森林类型间的SBE值差异不显著，SBE值主要由群落结构因子、测树因子和空间感知因子所决定；2)采用全定量化指标，建立的统计模型形式简单且有较高精度；3)影响景观质量的指标主要是林内透视距离、近中景草本高度、近中景乔木树种数以及前景开阔度、近中景乔木密度、近中景草本盖度、近中景灌木盖度和绿视率；4)根据SBE与相关指标的单因子曲线拟合分析，提出森林景观优化提升对策，包括林木形态塑造、林下层结构调控及视觉空间优化等。

关键词：林内景观，游憩林，森林美学，美学质量评价，城市周边

我国有规模巨大的生态公益林，在国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展等方面发挥了重要作用[1]。进入新时期，如何全面具体地实现生态公益林的服务价值被提上议事日程。公益林中有相当一部分分布在城市周边，进行景观质量提升和游憩服务利用，以满足居民健身、娱乐、回归自然的需要，成为一条公益林多样化利用的重要途径[2]。小乌坑林场位于杭州富阳城镇近周，2011年前后开辟为城市游憩林，设置了步游道，纳入了杭州市西郊森林公园范围。但建设起步较晚，维护管理尚未完全到位，局部树木细密，杂草丛生，灌藤蔓延，枯枝倒树较多，亟待开展林相改造和景观优化工作。

森林景观质量评价作为林相改造的重要依据，已被大量研究应用，其中尤以建立在心理物理学基础之上的美景度评价法(SBE法)应用最广[3-6]。半个多世纪以来，人们从不同森林对象到评测主体的审美特点，从指标解析到样地选取和媒体构造，开展了研究探讨，得出了一些普遍性的结论，如大径级林木的存在提升景观的美学质量[7]；林内透视距离越长美景度越高；适当降低林分密度，可提高美学质量；较高的郁闭度提升美景度[8]等。但由于地域差异、森林类型与群落结构的多样性、影响因素的复杂性导致景观质量、影响因子以至取值标准的差异性。因此，一个既定森林景观的建设需要集成评价形成的共性技术原理和针对性成果。本研究针对城市周边的游憩林，对人工强烈干扰后形成的森林群落开展美景度评价，分析影响林内森林美景度的主要景观因子，研究景观因子的最佳取值，为生态公益林林相改造与景观诱导提供针对性技术依据。

1 研究区概况

研究区位于浙江省中部的富阳，地理位置119°25′—120°19.5′E,29°44′—30°12′N。属亚热带季风气候，雨量充分，四季分明，气候温和。年均气温14～18 ℃，年均降雨量1 200～2 500 mm，无霜期237天。绝大部分土壤属于红壤，pH值4.5～5.8。本区属天目山系余脉，是典型的低山丘陵区。区内次生林和人工林交错并存，经过多年封育，演替进展顺利，物种多样性提高，呈现出一定的自然风貌和明显而丰富的类型分异，有常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林等。常绿阔叶林主要有香樟[Cinnamomumcamphora(L.) Presl]林和木荷(SchimasuperbaGardn.et Champ)林，常绿落叶阔叶混交林有香樟—枫香(LiquidambarformosanaHance)林、香樟—国槐(SophorajaponicaL.)林、枫香—冬青(LlexchinensisSims.)林、枫香—玉兰(MagnoliadenudataDesr)—香樟林和木荷—油桐(Vernicafordii(Hemsl.) Airy Shaw)林等，落叶阔叶林包括枫香林、枫香—玉兰林、油桐—麻栎(QuercusacutissimaCarruth)林，针阔混交林有乌桕(Sapiumsebiferum(L.)Roxb)—杉木(Cunninghamialanceolata(Hemsl.) Hook)—野柿子(DiospyrosoleiferaCheng)林、香樟—杉木—白栎(QuercusfabriHance)林、湿地松(PinuselliottiiEngelm)—香樟林、湿地松—枫香林等，针叶林主要有杉木林和湿地松林。

2 研究方法

采用SBE法进行样地调查、景观照片获取、景观质量评价、景观因子分解和模型建立等。

2.1 取样方法

路线踏查后分类选择样地，每类8～11个，总计48个。于2015年夏季对样地景观进行现场拍照，统一拍摄焦距24 mm，拍摄高度与拍摄者人眼齐平，所有照片均由同一人于晴天上午9∶00—11∶30拍摄。

照片冲印后带至现场比对，确定样地范围，为三角形区域，对照片涵盖的林分信息进行调查。为研究样地大小对景观评价的适宜性，设定了较大的景深范围(45 m)，并对此进行区域划分，分成近景区(0～10 m)、中景区(10～25 m)、远景区(25～45 m)3块区域，按林分调查方法分别进行调查记录[9]。

2.2 景观评判

研究表明，利用图片媒体进行的室内评价与室外现场评价结果没有显著差异，不同群体的审美态度具有一致性[10-11]。本研究选择室内照片评价，评价者分别来自园林专业和其他专业的本科生和研究生，共96人。评判采用7分制量表：很差、较差、差、一般、好、较好、很好[12]。操作时将全部照片现场排列，让评判人充分比较，按质量高低依次选出，分成7类，按类记分。

2.3 美景度值的计算

美景度值反映公众对森林景观的审美态度，且不受评判标准和得分制影响[13-14]，按下式计算[15]：

(1)

(2)

式中，SBEi为照片i的标准化美景度值，MZi为照片i的平均z值，m为评分值的等级数，CPik为照片i的评分值≥k的频率，f(CPik)为累积正态函数分布频率。BMMZ为预先选取的对照景观，并令其SBE=0，SBE>0的景观说明比对照景观有更高的美景度，SBE<0的景观美景度低于对照景观。

2.4 美景度评价指标构建与量化

参考前人研究成果[26]，根据研究目标，构建以群落结构指标为核心的客观、可测量的定量指标体系[16]，具体包括测树指标5个、群落指标7个、空间感知指标4个，计16个。测树指标和群落指标按近景区、中景区、远景区、近中景区、近中远总体区5个区分别设置，如近景乔木胸径、中景乔木胸径、远景乔木胸径、近中景乔木胸径、总乔木胸径等，小计60个，加上空间感知指标(不分区)总计64个。指标量值大多通过现场调查获取，其中绿视率、杆视率、前景开阔度等借助图片分析测量获取量值(表1)。

3 结果分析

3.1 群落类型美景度对比分析

样本照片美景度值总体分布的Kolmogorov-Smirnov检验结果显著(K-S=0.778，P= 0.580>0.05)，评价数据集服从正态分布，满足进一步分析和建模的要求。全部照片样本SBE值的T检验差异显著(P=0.01)，说明样本包含了优劣好差各种景观，具有代表性。

表1　美景度评价指标

将森林景观分为5个类型，分别是常绿阔叶林、常绿—落叶阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林、针叶林[17]。分析发现，常绿阔叶林平均得分最高，离差最小，景观表现最为一致；针阔混交林平均得分最低，离差最大，景观差异最为明显，有可能创造十分优良的景观，但也存在较大的失败风险。从平均得分看，阔叶林优于针叶林，常绿林优于落叶林；从景观差异性看，混交度越大(针阔混交、常绿落叶混交)，SBE离差越大(表2)。但差异分析结果显示(F=0.244，对应的概率P=0.912 >0.05) ，5类森林景观间的美景度差别不显著(图1)，差别主要来自景观群落因子的作用。

表2　群落类型评价结果比较

图1　5类森林的SBE值分布

3.2 美景度评价模型建立

因景观指标均为定量指标，因此可以采用经典的多元统计分析方法建模。将SBE值作为因变量(Y)，各景观指标为自变量(X)，通过逐步回归，得到模型如下：

Y=-87.167 +4.451X1-102.89X2-4.456X3

由模型可知，影响美景度的主要指标是X1(林内透视距离，标准回归系数为1.121)，X2(近中景草本高度，-0.264)，X3(近中景乔木树种数，-0.255)。

从模型指标来看，林内透视距离为样地整体空间的感知指标，其他均为近中景指标。因此样地设置范围在0～25 m即可(合计面积563 m2)，这与森林景观质量评价大多取样20 m×20 m的结果基本一致。

3.3 主要美景度指标筛选与应用

从模型可见，林内透视距离是影响美景度的关键指标，围绕透视距离指导景观调控是个重要启示。通过Pearson相关分析，筛选出与透视距离显著相关的指标为前景开阔度(R=0.555)，近中景乔木密度(R=-0.475)，近中景草本盖度(R=0.418)，近中景灌木盖度(R=0.298)，绿视率(R=0.300)、近景胸径变异系数(R=-0.334)。进一步分析发现，这些与透视距离显著相关的指标也与SBE显著相关，它们与SBE的单因素曲线拟合见图2。

图2　主要指标与SBE的曲线拟合

图2中横线显示为基准照片的SBE值，得分处于中上水平。基准图片为香樟—国槐林景观，乔草型结构，平均胸径18 cm，密度934株/hm2，草本盖度0.6，高度0.5 m，前景开阔，透视距离45 m。以基准景观为参考，或者作为林相调控改造的初级目标，可对图2的相关指标进行分析：

1) 林内透视距离与美景度的拟合度最高，且与美景度的关系单调上升。以对照景观和透视距离2条曲线的交点为据，透视距离在40 m以上景观质量较高达中上水平。

2) 前景开阔度反映的是前景对视线的遮挡情况。近景区域越开阔美景度越高，开阔度在0.75以上可达中上水平。

3) 近中景乔木密度。在本研究区域乔木平均胸径处于6.5～23.0 cm时密度为SBE是负相关的关系。密度适度降低，控制在700株/hm2以内林分美学质量较高[2,18]。但近中景乔木密度与美景度的关系比较复杂,不同的林木发育时期、不同的林分类型均有着不同的最适密度范围[19-20]。以后随着树木长大，应逐渐降低密度，维持较优的森林景观。

4) 草本盖度与高度。草本植物具有覆盖地表祼土、统一与整洁林下景观的作用，其盖度越大美景度越高；但草本植物不宜过高，过高不但可能影响视线，且往往容易参差不齐，杂乱无序[21]。草本盖度在0.6以上的景观质量较高。

5) 绿视率反映视野范围内绿色所占的面积比例。绿视率与美景度关系呈现先升后降的倒U形趋势，并非越大越好，过大会降低林内的透视度。绿视率在0.6时最好，实际可控制在在0.5～0.7范围内。

6) 近中景的灌木盖度与美景度负相关。灌木盖度过大降低林内的可入性及视线的通透性[22]，近中景灌木盖度在0.00～0.40时景观较受欢迎。当灌木的盖度接近0.00时群落的垂直结构是乔草型，接近0.40以上为乔冠草型。

7) 从回归模型看，近中景乔木树种数为SBE的负向指标，树种数越多，美景度越低。

4 结论与讨论

美景度评价一般采用图片媒体、矩形样地，意味着图片景观与样地场景的边界范围不一致。这在树种分布均匀时影响不大，但若分布不均匀将产生误差。采用与图片景观对应的三角形样地可以避免这种可能的误差。样地大小一般根据经验或种—面积曲线关系确定面积，如20 m×20 m、25 m×25 m等。本研究试验了评价取样对样地大小的要求，同时试验了样地中远近不同区域对视觉敏感性的影响，结果表明近中景区域的敏感度大于远景区域，样地深度为25 m即可反映林分特征。

不同森林群落类型的美景度差异不显著，因此林分由何种树种组成对美景度的影响不大，起影响作用的主要是树种形态、群落结构和空间感知因子。将不同类型的森林景观作为一个整体研究可行。回归模型显示，影响林内景观美学质量的要素主要是林内透视距离，这是一个反映林内通透情况的综合性指标，受林分密度、绿视率、甚至群落层次、乔木枝下高等的综合影响；其次是草本层高度和乔木树种数，是表征杂乱性或有序性的指标，草本高度越高，乔木树种越多，林相越杂乱无序，高度与胸径变异度越大，美景度越低。从生态系统稳定性来看，乔木树种多样性越高越有利，但这不利于提高景观质量。众多研究得出了同样结论[23-25]。事实上，不同的树种有不同的形态，通过形态的变化而影响视觉效果。与其说树种的单一性提升了景观，不如说形态的一致性在起作用。因此，在森林景观营造的时候如能兼顾、调和树种的多样性和形态的一致性，那么达到生态系统维持与景观质量提升的双赢目标也是可能的。据此，总结景观调控技术如下：1)伐除细密树木、枯倒木，修枝整型，以统一树形，提高林相的整齐度；2)刈灌除杂，控制草本盖度(0.6以上)，提高层次感和地表覆盖；3)控制灌木盖度(0.40以下)，提高透视性可入性；4)抚育疏伐，适当降低林分密度，提高前景开阔度(0.75左右)，调节绿视率(0.6左右)，以尽可能增加林内透视距离。研究结果显示，胸径、树高等指标与SBE的相关性不显著是由于研究对象以中龄林为主，各样地平胸径为6.5～23.0 cm，径阶序列不够完全。但大径级林分有利于提高美景度是个普遍性结论[26-27]，因此应加强高林大树的培育，提升美景度。另外，本研究实施时期是在夏季，景观色调以绿色为主，故没有考虑色彩因素对景观质量的影响，实践中应借助相关研究成果开展森林景观优化提升。

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Aesthetic Quality Evaluation of Ecological Recreational Forest in Suburban Area of Cities at Middle Zhejiang:A Case Study of Xiaowukeng Forest Farm in Fuyang

Xu ZhenzhenZhangXiuqingJia NaGeri LetuMao JiayuanShi Jiuxi

(1. Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 311400,Inner Mongolia, China;2. Research Institute of Subtropical Forestry ,Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400,Zhejiang,China)

Abstract:Aesthetic quality of the landscape in the recreational forest, developed from ecological forest on the hills proximity to cities located at the middle Zhejiang, was evaluated by using the scenic beauty estimation (SBE) method. Among the five types of forest, i.e., evergreen broad-leaved forest, deciduous broad leaved forest, evergreen-deciduous broad-leaved mixed forest, coniferous forest, mixed broadleaf-conifer forest, a total of 48 representative communities were chosen, and triangular samples were set corresponding with the camera image principle for the multiple linear regression model, which was set up through the samples measurement and images reading, to get the quantitative data including community structure. The results showed:1) the SBE values of the five forest types were not significantly different, whereas they were determined by community structure factors ,tree measuring factor sand space perception factors; 2)the quantitative indicators were adopted to ensure that the statistical model set up was simple in form and had high precision; 3) the major factors affecting the landscape quality included distance of perspective in forest, grass height in near or medium distanced landscape, species riches and the openness of front landscape, density of trees in near and medium landscape, coverage of herbage in near and medium landscape, coverage of shrub in near and medium landscape, and green rate; 4)According to the single factor curve fitting analysis on SBE-related indicators, suggestions were made to improve the forest landscape, including tree form shaping, understory layer structure regulating and visual space quality optimization.

Key words:in-forest landscape, recreational forest, forest aesthetics, aesthetic quality evaluation, proximity to city

收稿日期：2016-03-09

*基金项目：林业公益性行业科研专项“美丽城镇森林景观的构建技术研究与示范”(201404301)；中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目“生态风景林色彩量化分析与配置技术研究”(RISF2014009)

作者简介：徐珍珍，硕士，主要从事森林景观评价研究 通信作者：张秀卿，教授，研究方向为风景园林与旅游规划，E-mail:Zhangxiuqing@sohu.com

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2016.02.009