基于SBE分析法对滨水植物景观的量化研究——以南京滨水公园为例

王晓玥

高欣怡

梁漪薇

高擎天

赵佳钰

滨水空间对城市居民缓解城市压力、进行户外活动，以及营造城市的景观特色都有着重要的意义。在此背景下，城市的滨水景观设计应向着更高的设计标准迈进，而如何在新时期利用更加科学有效的方法配置滨水植物景观也成了重要课题。城市滨水植物景观的发展是随着城市滨水区的发展而衍生出的重要城市植物景观组成部分，在此基础上有关城市滨水植物景观的一系列研究也应运而生，如植物景观的量化研究。这其中包括一些对南京地区的滨水植物景观的研究，如2014年陆明华等通过实地观察，运用普查和详查相结合的方法，按照开敞植被区、郁闭密林区、湿生植物区三大区域进行分类，对10个湖滨公园的植物进行调查，包括植物种类、运用频度、群落总体景观等信息，梳理出代表性滨水景区现状及问题[1]；2015年赵昶淇对南京滨江风光带沿线14个公园38个样地运用AHP景观分析法(Analytic Hierarchy Process)，对南京滨江风光带绿地植物景观的典型配置模式、群落特征进行分析研究，构建南京滨江风光带植物景观综合评价的AHP模糊评价模型[2]。另一方面，国内外学者较为广泛地利用SBE景观美景度评价法(Scenic Beauty Estimation，简称SBE分析法)法对公园、居住区、行道树和城市道路花境等的植物景观进行了量化评判。SBE法是1976年由美国环境心理学家Daniel和Boster提出，目前是植物景观评价中应用较为广泛的方法之一[3]。SBE评价法基于人对美景度判别具有一致性的原理，将不同的景观要素作为评价指标，分析场地景观美景度价值的评估结果，因其省时、经济，且能接受大量样本而被广泛使用[4]。如2008年Khakhim运用SBE分析法对意大利Gunungkidul滨海区域的景观进行了调研，并基于SBE景观美景度值用态势分析法对不同地形作出分析[5]；2012年李珍对南京5个湖滨公园40个样地运用SBE美景度分析法，建立滨水、疏林草地、密林和复层这4类园林植物群落景观与树种组成、植物形态、植物质地、植物季相和灌草盖度等以植物为核心的景观核心[6]。这些前期研究启发了本文采取SBE分析法量化的方法研究南京城市滨水植物景观。

本次调研充分利用南京“山水城林”的城市特征及“以水聚势，以城守形”的城市空间特色[7]，分3个季度通过实地调研采集了120个样本进行研究，在研究的时间跨度和对象的空间分布上都取得了一定突破。本文基于前人对SBE的回归模型的研究成果，在120个样本中的优秀样本基础上进一步将滨水植物景观分解和量化为10个景观要素，由此建立了滨河植物景观美景度评价模型，探讨各要素的影响力及各要素与景观质量之间的关系。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

本次选取玄武湖、莫愁湖、白鹭洲、九龙湖、金牛湖、紫霞湖、竹海湖、银杏湖、固城湖和花神湖10个南京比较典型的滨水公园为调查研究对象，其空间分布如图1所示。选取的10个滨水公园空间分布较为分散，游览群体较为多样，前人研究较为详备[8-10]。

1.2 SBE景观美景度值研究方法

1)为了兼顾植物群落景观的季节性，本研究于2017年2—10月，分春、夏、秋三季对分布于10个公园的共40个群落进行照片采集以供评价，每块样地的大小为200±10m2。为了保证所拍摄照片的均一性和代表性，减少由于人为操作所产生的误差，研究在拍摄时每次拍摄保持高度距地面垂直距离为1.5m，每个季节各样地拍摄的位置、角度尽量保持一致，并尽量选择同样的时间段和天气条件。

2)经筛选，调研小组剔除质量差、内容重复的照片后从所摄样地春、夏、秋三季各选择一张作为代表照片，并将画质、亮度水平运用Photoshop软件调成一致。照片中的天空颜色被归类为蓝色、灰白和暖灰3类，以蓝色天空为标准，通过运用Photoshop的色相调整依据模拟视觉的色彩恒常性来模拟偏色校正的算法校正[11]。Photoshop软件的处理进一步减少了天气、拍摄时所产生的误差。

3)120张照片被制作成PowerPoint幻灯片，每张幻灯片的自动放映时间设置为8s(心理物理学认为：普通人接受未知刺激并做出准确反应的时间大约为8s)[12]。放映同时，依据上文中提到的“人们对美景度判别反应的一致性”[3]，评价群体依据自己的判断对样本进行打分。问卷采用5级评分法。1～5级别为：很不喜欢、不喜欢、感觉一般、喜欢和很喜欢，对应的分值为-2、-1、0、1和2分。

4)根据Daniel和Boster指定的SBE值计算方法[13]，对问卷整理出的数据按评分值的大小顺序统计各等级值的频数，计算累计频数，用累积频数除以总评判人数后得取累计概率，再根据累积概率查正态分布单侧分位置(Z)，各个Z值相加后的平均值就是此景观的SBE值。计算过程中，若出现CP=0或者1时，则采用CP=1/2N或者1-1/2N计算Z值。其计算方法如下：

式中，MZi为受测物i的平均Z值；CPik为观察者给予受测物i的评值为k等级或高于k等级的累计概率；f(CPik)为将累积概率CPik转换成Z值的函数；m为评值的最高等级；k为评值的等级。

图1 研究对象总区位

计算由研究者选定的一张照片作为基准线受测物(base line)，用基准线受测物的平均Z值来调整SBE值度量的起始点，实验中各个受测物所计算的平均Z值与“基准线”的平均Z值相减后乘上100，就可获得各受测物的原始SBE值[14]。其计算方法如下：

式中，SBEi为受测物i的原始SBE值；MZi为受测物i的平均Z值；BMMZ为基准线受测物的平均Z值。

将同一块样地的3个样本的SBE值相加，得出该样地的SBE值，以A1样地为例，其SBE值计算方法如下：

SBEA1=SBEA11+SBEA12+SBEA13

1.3 SBE相关性模型研究方法

将分析得出的景观要素采用问卷调查，统计数量或林晏州的研究方法[14]以方格数目来量化。

1)问卷法。将优秀样地的照片制作成新的幻灯片进行评估，每块样地包含春、夏、秋3个样本。发放调查表给植物群落景观美景度评价的园林专业组，让其对各因子对所选样地景观的贡献率予以评价。若“有”该景观因子，则值为“1”，若“无”，则值为“0”。根据调查表中打出的分值，计算出每个样地中各个因子得分的平均值，四舍五入取近似值0或1。

2)数量法。对于宿根花卉种类该景观要素通过统计种类数量进行量化。

3)方格数量法。首先，在Photoshop CS2中，将像素为1 150×1 125、大小为 254mm×190.5mm的图片以2.5mm×2.5mm 的方格分割成7 744个方格，以宿根花卉面积、乔木背景面积、空穴裸土面积和杂草枯叶面积4 个景观因子各自所占据的方格数目来量化它们。其次，将这4个以方格数目量化的景观因子分成3个等级，以 1、2、3 表示，划分方法如下：

1级：方格数目最小值-1＜1级范围≤方格数目最小值-1＋等级间距；

2级：方格数目最小值-1＋等级间距＜2级范围≤方格数目最大值-等级间距；

3级：方格数目最大值-等级间距＜3级范围≤方格数目最大值；

等级间距=(方格数目最大值-方格数目最小值+1)/3

2 结果与讨论

2.1 SBE美景度评价

计算后的40块样地的SBE值整理汇总为表1。通过总结前人对植物配置的SBE相关性模型的研究[15-18]，总结影响SBE值的常见因子，再结合对表1结果观察分析，本文得出以下景观要素影响了南京城市湖滨公园植物群落景观的优劣，分别是：花期连贯、层次丰富、色彩和谐、尺度适宜、节奏韵律、宿根花卉数量、宿根花卉面积、空裸土面积、杂草枯叶面积和乔木背景面积。

2.2 优秀案例分析

基于前面对影响南京滨水植物景观美景度的景观因素的讨论，表2对本次调研中排名前3的样本B4、J3、B2与景观要素的关系分别进行了总结分析。

2.3 SBE回归方程

为了更直观地反映出优秀的滨水植物景观与不同的景观要素之间的关系，同时将不同景观要素的影响力量化，本文建立了SBE回归模型。评价模型的自变量为前文总结的10个景观要素，评价模型的因变量为排名前20样地的SBE值，具体为：B4、J3、B2、I4、B1、I3、D1、J2、J1、C4、G4、B3、D4、A1、D3、A2、D2、H1、E1和H4。对于花期连贯、层次丰富、色彩和谐、尺度适宜和节奏韵律5个景观要素采用问卷调查的方法进行量化；对于宿根花卉种类该景观要素通过统计种类数量进行量化；对于宿根花卉面积、乔木背景面积、空穴裸土面积和杂草枯叶面积4个景观要素则参照林晏州的研究方法[14]以方格数目来量化。分别以全部受测者给予20个优秀样地的SBE值为因变量，以10个景观要素为自变量，在SPSS18.0中作向后剔除回归(backward regression)，将大于显著性水平0.05的层次丰富、花期连贯、杂草枯叶面积和空穴裸土面积4个变量剔除，得到表3。

根据表3得出的结果，本文建立的南京城市湖滨公园植物群落景观的美景度评价模型如下：

SBE = 85.658＋35.895×色彩和谐＋71.750×尺度适宜-47.432×节奏韵律-32.782×宿根花卉数量＋35.146×宿根花卉面积-30. 842×乔木背景面积。

2.4 SBE值与景观要素之间的关系

由SBE回归模型可知，色彩和谐、尺度适宜和宿根花卉面积与SBE值呈正相关，这个结果与表1中秋季景观评价SBE值明显大于春夏相互呼应。依据心理学角度，色彩是最直观刺激人们视觉的要素之一，而秋季是色叶树变色的时节，故而植物景观色彩更具有冲击力。SBE回归模型中，宿根花卉数量、节奏韵律与乔木背景面积呈负相关，这与表1中SBE评价排名前20的样地中，疏林草地配花团的类型占了一半，且基本位居前列的事实相呼应。在疏林草地的景观模式下，人们会自发进入滨水植物景观场景中，亲近水岸游憩观赏。半开敞型的绿地提供了户外休闲空间、水陆交通空间，起到一定的透景作用，而且具有一定的围合性。此外，乔木背景面积过大会影响滨河景观的观赏。非花团型的宿根花卉栽植方式虽色彩明艳、多变，形态各异，且能够从驳岸延伸至水体，有较强的亲水性，但由于宿根花卉多为点状或是线性，成片栽植才能达到较好的景观效果。

在以往对城市植物景观的研究中，如章志都等运用SBE法对北京市郊野公园绿地结构进行质量评价曾提到植物群落的色彩数量越丰富、对比度越高，则视觉冲击力越高，其景观美景度更大[19]，尺度适宜、色彩和谐、宿根花卉面积对景观美度有影响且呈正相关在其他文中所提及[6，9-10]，此类因素的增强可以提高人们对滨水植物景观的认可度，与本文观点相似，相互印证。在景观因素的负影响部分，本文认为同样作为影响美景度的重要景观因素，节奏韵律、宿根花卉数量和乔木面积对景观美景度造成了负影响，如过强的节奏韵律造成了类型单一，这在李秘对长春市的滨水植物景观量化中也得到证实[20]。本次研究还提出过强的围合使得游客与景观缺乏互动性，而汤箬梅对南京滨水植物景观的研究曾提及乔木过多易使景观体验变得单薄[8]。但此文没有涉及量化研究，而同地区的滨水植物量化研究文章较少提及类似研究结果[2，6，21]。这说明美景度因素需随着时代变化不断更新，根据场地变化不断适应，设计需因地适宜。

表1 受测滨水景观的标准化SBE值

表2 优秀样本分析

在全球视野下，一些新的研究方法和探索拓宽了SBE值与景观要素关系的量化研究思路。如中国台湾与美国组成的研究团队运用功能性磁共振成像技术(fMRI，functional magnetic resonance imaging)量化了受测者观看不同自然环境的感受[22]。又如包含风景园林师、医生、心理师及自然疗法师的跨学科研究团队量化了森林中的自然疗法因子对人的行为影响，并基于量化结果进行了对Octovia森林医疗花园的规划设计[23]。对新的科技手段的运用和对新的跨学科合作的探索为将来量化景观的研究提供了有益的启发。

3 结论

本文采用了SBE景观美景度分析法计算得出40块滨水植物样地的美景度值。依据观察比较，本文对影响植物群落景观质量的要素进行了分解和量化，建立了20块优秀样地的美景度评价模型。由模型可知，拥有较高SBE值的滨水植物样地拥有和谐的色彩、适宜的尺度及较多的花卉面积。同时，这些优秀样地不遵循严格的规则式排布，没有复杂的花卉种类和大量的乔木面积。以下是滨水植物景观与6个景观要素关系的具体分析。

1)SBE值与色彩和谐。

色彩和谐与SBE值呈正相关，且关系紧密。植物配景中的色彩搭配，不仅要强调花色、果色，综合考量其丰富度、和谐感，更要重视叶色，预知因季相变化带来的色彩变化的可能。

表3 6个影响因子对SBE值的影响

2)SBE值与尺度适宜和节奏韵律。

滨水植物景观群落中评价质量较好的疏林草地型过半。虚实相间，与周围环境融合，节奏韵律把控得当[2]。在保证植物景观群落乔灌草丰富的层次的基础上，又预留了人们自由活动和发挥联想的空间。

3)SBE值与宿根花卉的数量和面积。

宿根花卉色彩明艳、多变、形态各异，且能够从驳岸延伸至水体，有较强的亲水性。但由于宿根花卉多为点状或是线性，故而尺度相较高大乔木过小，成片栽植才能达到景观效果的平衡，所以数量过多的宿根花卉反而会影响滨水植物群落景观效果。

4)SBE值与乔木背景面积。

乔木背景面积不宜过大，否则影响滨河景观的观赏效果。高大的乔木不仅遮挡了景观视线，而且也阻碍了游客的通行。游客不能亲水或临水赏景，无法组织休闲娱乐活动，景观体验变得单薄[2]。

注：文中图片均由作者拍摄或绘制。