植物群落空间特征与感知的关系研究

2016-12-15罗仁明杨春霞马晓玫肖以恒栾毓雪黄启堂

西南林业大学学报 2016年6期

关键词：空旷覆盖度特征值

罗仁明杨春霞马晓玫肖以恒栾毓雪谢菲黄启堂

(福建农林大学园林学院，福建福州 350002)

植物群落空间特征与感知的关系研究

罗仁明杨春霞马晓玫肖以恒栾毓雪谢菲黄启堂

(福建农林大学园林学院，福建福州 350002)

以福州市城市公园中21块不同类型的植物样地作为研究对象，选取样本植物群落空间面积的大小、覆盖度、围合度和D/H作为植物群落空间特征指标，以SD法获得21块样地的游客感知结果，并现场测量其空间特征量，最后通过相关性分析探寻植物群落空间特征与游客感知之间的关系。结果表明：不同的空间特征值与心理感知量存在着一定的相关性，但相关性大小各不相同，在空间尺度特征值中，底面积仅与1个感知心理量有关，覆盖度、围合度、D/H3个空间特征均与4个感知心理量均相关；从所有的具有相关性关系的空间尺度特征值与感知量来看，D/H与亲近的-疏远的这对感知量的相关性最强，而D/H与有趣的-无趣的这对心理感知量的相关性最弱。将植物空间特征值与人们的心理感知量进行相关性分析和回归分析，得出相应感知的临界值以及与尺度指标的变化关系，这些临界值从量化的角度为人们在植物空间营造时提供具体的数据，使得人们对植物空间特性的营造更加准确。

植物群落；感知；空间特征； SD法

植物群落空间是城市公园中主要的活动空间，丰富的植物空间类型满足着人们休闲、游憩、观赏、学习等各方面的需求，因此植物景观设计的主要内容是植物空间的营造。园林植物空间是由基面、垂直分隔面、覆盖面和时间构成的四维空间[1]，其中，3个构成面以各种不同的形式进行组合，形成尺度不一、功能丰富的不同空间类型。不同类型的植物空间能够给人们不同的感受，或使人们感觉压抑，或使人们感到空旷，植物群落的空间情况很大程度上影响了人们的感知。

目前，针对植物群落空间的研究主要集中于空间营造与设计、植物景观美感度评价、植物群落空间的构成要素等方面进行研究。如李伟强以杭州西湖园林绿地为例，通过实地调查研究提出了园林植物空间营造的程序和方法[2]；王竞红针对北京、上海、沈阳、大连、哈尔滨等地的园林景观建设实例进行调查，引入了园林植物景观评价 “尺度” 的概念，并构建了园林植物景观评价模型[3]；矫明阳针对带状公园植物景观进行了一般性感知研究与满意度评价[4]。可以发现，针对植物及植物空间的研究，既有定性的研究，也有定量的研究，但是在植物群落空间与人的感知方面，大多只注重感知的结果，对于植物空间的特征与感知的结果都未能深入探讨。因此，为了探究植物空间的特征与感知之间的关系，本研究选取福州市城市公园中的不同类型的植物群落空间，进行实地测量，并运用SD法进行感知研究，以探索植物群落空间特征与感结果间的关系，从而为相关设计提供量化的指标。

1 研究材料与方法

1.1 研究对象

为了便于研究，本研究借鉴有关植物空间与感知等方面的研究成果，按诺曼. K. 布思[5]对植物空间的经典划分，最初选取了开敞空间、半开敞空间、封闭空间、覆盖空间、垂直空间5种植物空间类型。然而在对福州市公园进行实地考察后，发现覆盖空间及垂直空间相对较少，样地选择比较困难，最终确定选取开敞空间、半开敞空间、封闭空间3种类型进行植物空间尺度与人感知的关系研究，这3种植物空间类型在植物空间中最为常见，具有较强的代表性。

选取福州市西湖、左海、闽江 (包括南岸和北岸)、农大沙滩、东江滨、国光、金山、白马河8个滨水公园中21块不同类型的样地，这8个滨水公园有的靠近闽江，有的靠近内河，综合性较强、人流量较大，分布比较分散，建成时间不一，具有一定的代表意义。根据公园的Google Map以及实地调查情况，将划定的植物群落中以乔木、灌木、地被和草坪围合和分隔出来的独立空间作为样本，最后得到了12块样地里的21个不同尺度的植物群落空间。

1.2 确定植物空间尺度特征指标及量化方法

1.2.1 空间尺度特征指标的筛选

根据相关研究，植物群落空间的特征主要包括空间面积、覆盖度、围合度和样地重心点到视线方向对应边的垂直距离 (D)/高度 > 1.8 m的植物元素的高度 (H) 4个指标[1]，因此，本研究选择这4个具体指标来描述植物群落空间特征。其中空间底面积对空间的影响主要表现在人的活动空间的大小，空间的底面积越大，人的活动尺度也就越大，导致人在不同形式植物空间的感受不同。覆盖面的高度和范围对其所形成的空间会产生较大的影响。覆盖面的高度越高、范围越大，植物的空间开敞性以及视线穿透性也相应发生变化。由于植物空间在地面所形成的覆盖面通常是由在人体身高以上的分支点的枝叶所形成，故选取分枝点 > 1.8 m的乔木空间的覆盖度来作为植物空间尺度的指标进行讨论。植物的分隔面形成了相应空间的围合感，围合感的大小与植物空间的视线有紧密的联系，而视线的遮挡作用又会使人们对所形成的空间尺度感到差异。在植物空间中，围合感的来源主要源于中小乔木的遮挡作用，一般来说，在人的身高以上的乔木都会对人的视线造成阻碍作用，考虑到人的视线一般在1.2～1.8 m，本研究选取分枝点 < 1.2 m、整体高度 > 1.8 m的植物材料来计算相应的围合度和D/H的值。

植物的空间特征还可能受到植物的季相变化而发生变化，如随着植物的落叶，使得人视线正对的植物群落高度降低，进而影响D/H的值，造成尺度上的差异。但是由于本次研究是在特定时间下进行，不涉及到植物的季相变化，故不考虑植物由于时间变化而引起尺度的变化。通过以上的分析，本研究选取空间底面积、覆盖度、围合度和D/H来反映植物群落空间的特征。

1.2.2 空间尺度特征量化方法

以实地调查测量为基础，结合Google Map，针对每个样地的空间特征指标进行量化计算，具体计算方法见表1。

1.3 基于SD法的问卷设计

国际上研究人对场所感知的方法通常采用SD法。SD法是由C. E. 奥斯顾德(Charles Egerton Osgood)在1957年提出的一种测定心理感受的方法[6-8]，它通过言语尺度进行心理感受的测定，已广泛应用于建筑空间、街道空间、植物景观评价等各方面，通过这种方法，可以获得被调查对象的感受，并将其感受进行量化。综合多个关于植物空间尺度与人之间的感知研究中常用到的形容词对，以及人们对植物空间的一般认识和心理感知，选定开敞的-封闭的、空旷的-压抑的、明亮的-阴暗的、有趣的-无趣的、亲切的-疏远5组形容词来衡量人们在不同植物群落空间下的主要感受情况。

表1 植物空间尺度特征的描述与量化方法[1]

在评价尺度方面，一般经验认为评价尺度以5～7级为宜，且本研究确定的主观评价等级为7级，使用 “非常” “比较” “有些” 和 “一般” 进行区分，从左到右分别赋予-3、-2、-1、0、1、2、3，以便进行定量分析。

1.4 问卷调查及空间特征数据采集

2015年10—12月，调查问卷在8个公园的21块样地内进行。由于游客对SD法所选取的形容词会有偏差，因此，在进行问卷调查前，首先向游客解释了各个形容词对的要义，再邀请游客对问卷题目进行作答，最后收回问卷。本研究在每个样地各收回有效问卷35份，总计735份。在问卷调查的同时，记录不同尺度的植物群落空间的主要特征，包括所选定样地的面积 (S)、样地重心点到视线方向对应边的垂直距离 (D)，高度 > 1.8 m的植物元素的高度 (H)，样本植物元素中分枝点> 1.8 m的小乔木、乔木布局位置与该样地空间结合部分周长 (L2)，样本空间边界周长 (L)1等信息。

2 结果与分析

将收集到的样地的感知数据量化统计，结果见表2。

通过实地测量得到的21个场地的相应数据并进行相关计算得到底面积、覆盖度、围合度和D/H的4个衡量植物空间尺度的指标值，见表3。

2.1 植物群落空间特征与感知相关性

将21个样地的感知数据 (表2) 及特征值 (表3) 进行相关性分析，结果见表4。

表2 各样地感知数据统计

表3 样地植物群落空间特征值

表4 空间尺度特征值与感知相关性分析

从表4中可知：1) 从总体上来看，不同的空间特征值与不同的心理感知量存在着一定的相关性，但相关性大小各不相同。说明空间特征值对不同的空间感知心理量存在着影响，但是影响的程度各不相同。2) 从空间特征值与某单一空间感知量来看：与开敞的-封闭的心理感知量存在相关的空间特征值有覆盖度、围合度和D/H值，其相关性均比较显著，说明这几个特征值与人对植物空间开敞度的认识有相当大的关系；在空旷的-压抑的这对心理感知量上，4个空间特征值均与其表现出相关性，且围合度与空旷的-压抑的这对心理感知量相关性最强，呈正相关，说明围合度越高，人们的心理感受就越压抑；在明亮的-阴暗的这对心理感知上，只有覆盖度和围合度与其表现出正相关行，说明覆盖度和围合度越高，越会让人感觉到植物空间的阴暗性；在有趣的-无趣的这对心理感知量上，只有底面积与其没有相关性，其余均表现出了相应的相关性，说明底面积的大小不影响植物空间的趣味性；在亲近的-疏远的这对心理感知量上，只有D/H与其表现出了相关性，说明D/H的值越小，人们就越容易感觉到植物空间的亲近感。3) 在空间尺度特征值中，底面积仅与1个感知心理量有关，覆盖度、围合度、D/H3个空间特征均与4个感知心理量均相关，这说明人在感知植物空间的心理量中覆盖度、围合度、D/H这3个值影响较大，而空间底面积作用相对较小。4)从所有的具有相关性关系的空间尺度特征值与感知量来看，D/H与亲近的-疏远的这对感知量的相关性最强，而D/H与有趣的-无趣的这对心理感知量的相关性最弱。说明D/H值越小，就越会增加空间的亲切感，而仅减小较少的趣味性。

2.2 感知变换的临界值分析

以上的相关性分析确定了某些空间尺度特征与感知心理量存在一定的相关性，但是人们在具体设计的时候，通常更加关当心理感知无偏差时空间尺度特征的具体值，即临界值，以方便在设计时候进行运用。本研究针对5个不同的心理感知量，选取相关性较强且有一定解释意义的空间尺度特征指标和心理感知量进行回归分析，以获得心理感知变化的临界值。

1) 底面积。相关性分析显示底面积的大小与空间的空旷度得分值呈负相关关系。空旷度感知得分为负，代表空旷；得分为正，代表压抑。将底面积和 “空旷的-压抑的” 这一心理量进行回归分析，结果见图1。

图1 样地底面积与空旷度感知

Fig.1 Floorage of samples and their perception

由图1可知，拟合关系式为y=0.94-1.44×10-3x，当y=0时，x=653，即当底面积为653 m2时，人们对“空旷的-压抑的”这一心理感知量无明显偏差；当底面积大于653 m2时，人们就开始感觉空旷；因此，空间底面积为653 m2是空旷度的临界值。如果将653 m2的底面积看成是一个正方形，则其边长为25.55 m，这与建筑师芦原义信以及凯文·林奇认为的户外环境中最适宜尺度25m相接近，说明当人在较大的空间中就会因为空间过于空旷而刚到不安。因此，在进行植物空间设计时底面积最好应控制在653 m2左右。

2) 覆盖度。与覆盖度有相关性的感知心理量是 “开敞的-封闭的”、“空旷的-压抑的”、“明亮的-阴暗的”、“有趣的-无趣的”，且显着性水平均为0.01。选取 “空旷的-压抑的”、“明亮的-阴暗的” 和 “有趣的-无趣的” 3组心理感知量进行分析。将覆盖度与 “空旷的-压抑的” 心理感知量进行回归分析，见图2。

图2 样地覆盖度与空旷度感知

Fig.2 Coverage of samples and their perception

由图2可知，拟合关系式为y=-1.1+0.05x，随着覆盖度的增大，压抑感也逐渐增大。当y=0时，x=22，即覆盖度为22%时，人们对空间的空旷度感知无明显偏差；当覆盖度大于22%时，人们就开始感觉压抑。这可能是由于覆盖度增加导致植物空间越紧凑，故而会增加压抑感。

覆盖度的大小同时影响到了植物空间的明亮度。将覆盖度与 “明亮的-阴暗的” 心理感知量进行回归分析，见图3。

图3 样地覆盖度与明亮度感知

Fig.3 Coverage of samples and their perception

由图3可知，拟合关系式为y=-1.51+0.05x，两者之间呈正相关关系，说明覆盖度越高，人就会觉得植物空间就越阴暗。当y=0时，x=30.2，说明人们对植物空间感到是阴暗还是明亮的临界值上，植物空间的实际覆盖度为30.2%。

覆盖度的大小还影响到了游客对植物空间趣味度的感知。将覆盖度与趣味度感知量进行回归分析，见图4。

图4 样地覆盖度与趣味度感知

Fig.4 Coverage of samples and their perception

由图4可知，拟合关系式为y=1.1-0.04x，两者呈负相关，x越大，y值越小，即植物覆盖度越高，人就会越觉得有趣。当覆盖度为27.5%时是人对趣味度感知的临界值，当覆盖度大于27.5%，人就会觉得有趣；当趣味度小于27.5%，人就会觉得该空间无趣。

3) 围合度。与围合度有相关性的感知心理量有 “开敞的-封闭的”、“空旷的-压抑的”、“明亮的-阴暗的” 和 “有趣的-无趣的”。选取 “开敞的-封闭的” 这组心理感知量进行回归分析见图5。

图5 样地围合度与开敞度感知

Fig.5 The enclosure of samples and their perception

由图5可知，拟合关系式为y=-1.93+0.04x，两者之间呈正相关关系，即当围合度越大，封闭感越高。由y=0，得x=48.25，即当围合度达到48.25%时，人们对空间的开敞度感知无明显偏差。所以，在植物空间营造过程中，若要营造相对封闭的植物空间，就要使空间的围合度大于48.25%。

4)D/H值。与D/H值有相关的感知心理量为 “开敞的-封闭”、“空旷的-压抑的”、“有趣的-无趣的”、“亲近的-疏远的”，选取 “开敞的-封闭的”、“亲近的-疏远的” 两组在0.01水平上显着的心理量进行分析。

将D/H值与 “开敞的-封闭的” 心理感知量进行回归分析，见图6。

图6 样地D/H值与开敞度感知

Fig.6 TheD/Hof samples and their perception

由图6可知，拟合关系式为y=1.29-0.58x，即D/H值与开敞度感知量存在负相关，随着D/H值的不断增大，人们感觉空间越开敞。当y=0时，x=2.22，即当D/H值为2.22值，人们对空间开敞度的感觉无明显差异；当D/H> 2.22时，人就会觉得有开敞感。根据芦原义信的理论，1

将D/H值与 “亲近的-疏远的” 心理感知量进行回归分析，见图7。

图7 样地D/H值与亲近度感知

Fig.7 TheD/Hof samples and their perception

由图7可知，拟合关系式为y=-1.42+0.76x，呈正相关，由y=0，得x=1.87，可知人们对于植物空间的亲近度感知的临界值为D/H=1.87，当D/H值越大，人们越容易产生疏远感。

2.3 空间特征值与心理感知量的回归分析

将植物空间特征值与人们的心理感知量进行相关性分析和回归分析，得出相应感知的临界值以及与尺度指标的变化关系，见表5。

这些临界值从量化的角度为人们在植物空间营造时提供具体的数据，使得人们对植物空间特性的营造更加准确。然而，由于本研究的样本量相对较大，在一些空间尺度指标上测量会有相应的误差，因此，本研究分析所总结的临界值的可靠性还有待进一步检验，这些关系式也只作为植物空间设计时的一个参考。

表5 心理量对应的回归尺度指标

3 结语

本研究提出探究植物空间特征与人感知相关性的分析方法，以问卷调查及实地测量的方法探究了城市公园中不同植物空间类型的空间特征与人体感知之间的关系，总结了相关的方程，从计量的角度为相关的植物空间营造设计提供一定的参考。

然而，本研究只是一个探索性研究，所得出的结果并不能代表唯一结果，并且人对植物空间的感知复杂，本研究只选取了5对形容词对，不能涵盖人对植物空间感知的所有情况，暂不足以说明植物群落空间特征与人体感知之间关系的可靠性；而本研究希望能为植物的空间与人感知的研究提供新的研究思路，得出更为详尽的植物空间尺度与感知的关系，以便在实际运用中更具有指导意义。

[1] 周娴, 靳思佳, 车生泉. 城市公园植物群落空间特征与私密度关系研究: 以杭州为例[J]. 中国园林, 2012, 28(5): 99-103.

[2] 李伟强. 园林植物空间营造研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2007.

[3] 王竞红. 园林植物景观评价体系的研究[D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2008.

[4] 矫明阳. 游人对带状公园植物景观感知和评价的研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2013.

[5] 诺曼K. 布思. 风景园林设计要素美[M]. 曹礼昆, 译. 北京: 中国林业出版社, 1989: 7.

[6] 章俊华. 规划设计学中的调查分析法16: SD法[J]. 中国园林, 2004(10): 54-58.

[7] 庄惟敏. SD法与建筑空间环境评价[J]. 清华大学学报 (自然科学版), 1996(4): 42-47.

[8] Valois P, Godin G. The importance of selecting appropriate adjective pairs for measuring attitude based on the semantic differential method[J]. Quality & Quantity, 1991, 25(25): 57-68.

(责任编辑曹龙)

The Relationship Between Spatial Characteristics of Plant Community and Visitor Perception

Luo Renming, Yang Chunxia, Ma Xiaomei, Xiao Yiheng, Luan Yuxue, Xie Fei, Huang Qitang

(College of Landscape Architecture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China)

Taking 21 pieces of plant community in urban parks of Fuzhou as a study object, and floorage, coverage degree, enclosure degree andD/Hof each sample were selected as the spatial characteristic of plant community. Obtain the perception results of 21 samples by SD method and on site measurement to obtain the spatial characteristic values. Then, explore the relationship between the spatial characteristics of plant community and the visitor perception with the correlation analysis. The results showed that the spatial characteristic associated with visitor perception, but different spatial characteristics had different influence in different perception of adjectives. The floorage only had influence in a couple adjectives, coverage degree, enclosure degree andD/Hhad influence in 4 couple of adjectives. From all the correlation relationship between amount of spatial characteristics and perception, the relationship betweenD/Hand close-distant is the most relevant,D/Hand interesting-boring is the weakest. Making relativity analysis and regression analysis between the value of plant community spatial characteristic and perception, obtain the critical value of perception and the relationship between the value of perception and plant community spatial characteristic. These critical value and the relationship in the plant space will provide concrete data from the perspective of quantitative, makes the creation of plant space more accurate.

plant community, perception, space characteristic, semantic difference (SD) method