基于CVM与SBE的兰州市黄河风情线美学特征分析

张文敏,石培基,张 恒,陈喜东,刘骁啸

(1.西北师范大学 地理与环境科学学院,甘肃 兰州 730070;2.甘肃政法学院,甘肃 兰州 730070)

1 引言

随着人们生活水平的提高,对精神愉悦的强烈需求促使旅游业不断推进,城市越来越重视建设独特的旅游景点,打造特色的旅游标签。因此,将景观美学融入到对城市旅游景观的建设已成为城市现阶段发展考虑的重点。城市景观作为自然元素与人工元素的组合,包括城市中所有的户外场所,其美学质量影响着人们的居住环境与城市的文化形象,因此对城市景观美学的研究有利于提升城市景观的美观度[1]。但目前将“景观美学”融入“城市、旅游地”的研究成果并不太多见[2,3]。由于美学价值的相关认识多基于人们对美感质量的定性评价,缺少对其定量化的研究,因此美学价值对城市旅游景观建设的影响经常被政府在景区建设、维护和补偿过程中被忽视。本文基于CVM与SBE结合景观格局指数对兰州市黄河风情线的4个研究区的美学特征进行了定量分析。

2 研究区概况

黄河风情线是集兰州市黄河与两岸绿化带、沿线自然人文景观为一体的带状旅游风景区。滨河路沿黄河南北两岸呈东西走向,是联系城关、七里河、安宁、西固的主要道路,也是包括“黄河母亲”雕塑、百年历史的中山铁桥、黄河湿地公园、黄河水车等名胜游览的兰州市最具特色的绿化景观长廊。本次研究范围是依托滨河路独特的地理条件建设的20km黄河风情线,范围西起西固区西柳沟,东至城关区桑园峡,南至南滨河路道路红线以南100m,北至北滨河路道路红线以北100m,东西长38.4km,南北平均宽度约600km,面积为27.44km2。

本文将黄河风情线划分为4个研究区(图1):西柳沟—深安黄河大桥、深安黄河大桥—七里河黄河大桥、七里河黄河大桥—雁滩黄河大桥、雁滩黄河大桥—桑园峡。2017年10月30日兰州被列为国家园林城市,兰州沿线的绿地公园主要集中在深安黄河大桥—七里河黄河大桥、七里河黄河大桥—雁滩黄河大桥两段。

图1 研究区域划分

3 景观美学特征指标构建

3.1 相关概念

城市景观由自然元素与人工元素构成,是一个具有功能性、审美性、自然性和文化性复杂的有机体,不仅为人们提供休闲游憩空间,也满足了人们精神层面的多样性需求[4,5]。对美的追求是人类亘古不变的话题,从古至今很多文人都谈出了对美的不同感受,旅游美学思想不仅体现在我国有别于西方几何规则的古典园林建筑,也渗透在城市景观的设计之中。对景观美学的感受要由感官层次上升到心意层次、精神人格层次,即由“悦耳悦目”上升到“悦心悦意”和“悦志悦神”[6]。因此,城市景观的美学价值不仅取决于视觉对美的感受,也取决于人们对景观所蕴含的精神和文化感悟。城市是人口聚集的政治、经济、文化中心,城市景观不仅影响着人们的居住环境,还影响着城市的文化与经济。在探究城市的总体特征过程中强调美学含义,更应注重城市的自然、经济、人文等综合因素[7]。章海荣认为,旅游美学应归属于大众审美文化的范畴[8],对城市景观美学的研究应深入大众。

3.2 景观美学特征的定量表达

自然性:道家美学讲究以自然为主,老子的“自然无为”与庄子的“道法自然”都指出自然性是景观美学的重要特征。在景观的各个美学特征中,自然性对景观美学的影响程度最为学术界公认,一般认为自然性越高、自然景观的比重越大,景观的美感度越高[9]。自然性主要指黄河沿线的自然植物的分布情况与生长状况,主要由植被覆盖率来表达[4]。植被覆盖率是指某一地域内各种树木、草坪等植物垂直投影面积与该地域面积之比,用于表达城市景观中自然资源与绿化水平的重要指标,一般用百分比表示，计算公式为:

(1)

式中,Cv为植被覆盖率;Sv为植被覆盖总面积;A为研究区总面积。

连续性:对风情线的规划建设是将黄河作为承载城市文化的主脊,沿线两岸各个景点之间相互联系,形成了一个完整的景观整体结构。连续性主要是指将风情线的“山、水、川、城”各个景点进行有机联系起来。连续性主要由景观水平指数相似邻接比例(PLADJ)与斑块内聚指数来表示。相似邻接比例用于表达景观斑块类型的聚集程度,PLADJ的值越大,某种景观斑块类型的聚集程度越高,景观就越连续。斑块内聚指数(COHESION)用于表达景观斑块类型的连接程度,当COHESION的值增大时,景观斑块类型的分布聚集量越来越大,景观类型的连接程度增长,景观越连续。

多样性:在黄河风情线规划建设过程中,不仅要求景点之间存在有机联系,还要在一个完整的景观整体的前提下,各个景点蕴含着多种多样的景观要素,为人们带来不同层次的美的感受,满足人们对多种色彩的视觉感受,从而达到“悦耳悦目”的感官层次。景观要素的多样性包括构成成分、色彩丰富度等[4]。多样性主要由景观分离度、香农多样化指数、景观组分复杂度来表示。景观分离度(DIVISION)用于表达景观在生态系统分布的复杂情况,当DIVISION的值越接近1,景观的分布状况越复杂,景观越多样。香农多样化指数(SHDI)用于表达景观的异质性,在生态学中被广泛的应用于多样性检测,SHDI的值越高,其利用率越大、破碎度越大、景观的多样性越高。景观组分复杂度用于表达景观色彩与构成元素上的多样化,计算公式为:

F=CR×TY

(2)

式中,F为景观组分复杂度;CR为景观主要色彩种类数;TY为主要景观类型数。

独特性:沿线某些景观在自然、人文方面相对其他景观有着明显的吸引力。兰州黄河沿线的景观特征是由“山、水、川、城”相互联系构成,主要是由景观水平指数的最大斑块指数来表示。景观优势度表示景观多样性对最大多样性的偏离程度[4]。最大斑块指数(LPI)用于度量景观类型的优势度。当LPI越大,景观类型中的最大斑块面积越大,优势度越高。

历史性:城市作为政治、经济、文化的中心,城市景观也凝结着这个城市所固有的文化与历史。在规划建设城市景观尤其是人文景观过程中,更应当注重保护城市独特的历史文化。兰州作为有着“云雷天堑,金汤地险,名藩自古皋兰,营屯绣错,山形米聚,襟唯百二秦关”的“金城”之称,集黄河文化、民族文化、丝路文化为一体,注重历史性在建设城市景观中尤为重要。

开阔性:开阔性主要指人在观赏景观时视野开阔程度,过于拥挤杂乱的建筑空间会给人在视觉上带来较差的观感[4]。开阔性主要由建筑密度来表达,建筑密度是指建筑物的覆盖率,指在一定范围内建筑物基地面积总和与占用地面积的比例,一般用百分比表示，计算公式为:

(3)

式中,Cb为建筑面积；Sbi为第i个建筑的底面积；n为建筑物总数；A为研究区总面积。

干扰性:禅宗美学讲究以“空灵为美”,反对人工雕琢,以自然平淡为主,推崇“空纳万境、小中见大”的意境,反对人工干扰。但城市作为人口聚集地,城市景观不但在规划建设过程中受到人为干预,而且在人们日常的游览景观时还受到滨河路交通人群吵杂声影响着人们对景观美的享受。干扰性主要由景观水平指数的平均分维数来表示,平均分维数(FRAC＿MN)指标用于表达景观类型斑块在空间尺度范围内的形状复杂程度。当FRAC＿MN的值越小时,斑块形状就越简单、越规律化,说明它在建设过程中受人为干扰的程度越大。

协调性:黄河沿线的景观是由“山、水、川、城”等特征构成,即由“绿色的山、母亲河”的自然因素和“带状的城”的人工因素共同构成。协调性主要由自然景观与人工景观面积比例来表示。城市景观是由自然景观与人工景观共同构成,部分人工建设相对整齐精致的景观较受人们的喜欢,但人们仍偏向于自然景观多、人工景观较少的景区。自然景观与人工景观之间的协调搭配,能给人们带来美的享受。计算公式为:

(4)

式中,C为自然与人工景观面积比例;Sv为自然景观的面积;Sb为人工景观的面积。

适宜性:儒家在哲学上以“仁”为核心的理念与“仁爱”的观念奠定了“以中和为美”、“和出于适”的儒家美学观,衍生发展为规划中“以人为本”的思想,即为人们提供舒适和适宜的游览环境。在城市景观规划建设中,修建满足人们的物质和文化需求的座椅、公厕、商店等基础设施,为人们的游览提供便捷、舒适。

4 黄河风情线美学特征定量分析

4.1 基于CVM的美学特征定量分析

人们对景观的审美感受多停留在景观生理舒适的形式美或“只可意会不可言传”的和谐舒适的心理感受，因此对难以定量研究价值的评估技术主要是市场经济价格法、显示偏好法和自述偏好法,而研究中常用的评价方法为自述偏好法中适用性与操作性较强的条件价值法(Contingent Valuation Method,CVM)[10]。例如，肖建红等提出一种基于旅游资源关注度系数的非使用价值总体范围扩展法和基于游客量的总体范围扩展法,并以舟山普陀金三角为例进行了验证[11];董雪旺等以九寨沟为例,对CVM在旅游资源价值评估中存在的偏差进行了述评,对结果进行了再测信度、内容效度和收敛效度检验[10]。本文选取自然性、多样性、连续性等8个美学特征(表1),基于CVM对4个研究区不同的美学特征进行调查研究,再结合量化指标,在宏观层面下对景观的美学价值进行研究。

表1 景观美学特征的指标表达

研究样本规模:根据《调查研究中的统计分析方法》[12],当抽样总体很大时,确定样本的公式为:

(5)

式中,n0为抽样样本数;ΔP为绝对误差,在95%的置信度下,误差不超过5%时的最小样本含量n0≈388。本文研究的有效问卷数为461份,大于最小样本,因此具有统计学意义。

调查实施:本文根据黄河风情线的实际现状构建假想市场,针对沿线景点自然性、多样性等8个不同的美学特征,采用面对面填写方法,调查游客认为黄河沿线存在哪些问题并对这些问题进行金额补偿的意愿。本文分别对西柳沟—深安黄河大桥、深安黄河大桥—七里河黄河大桥、七里河黄河大桥—雁滩黄河大桥、雁滩黄河大桥—桑园峡4个研究区发放问卷520份,回收有效问卷461份,回收率为88.65%。NOAA建议面访调查中70%的回应率是较合理,本文研究回应率达到合理的要求,说明调查有一定的可信度,假想市场构建成功。

计算方法:在CVM的数据分析中,WTP的期望值通常采用的是平均值或中位值。Bateman等认为,平均值的理论和逻辑基础坚实,如果强调决策的效率和科学性,应当采用平均值[10]。因此,本文采用平均值来衡量4个研究区的自然性、连续性、多样性等8个美学特征。计算公式为:

(6)

式中,Mij为第j个研究区的金额补偿;P(i,j,k)为第k个游客对第j个研究区第i个美学特征的金额补偿;nij为游客愿意为第j个研究区第i个美学特征金额补偿的总人数;Nij为游客认为第j个研究区第i个美学特征存在的问题的总人数(包括不愿意为其金额补偿的游客);Nj为第j个研究区游客调查的总人数。

研究区美学特征分析:由于调查内容为针对研究区各个美学特征存在问题和对这些问题进行金额补偿,最终补偿金额越高,证明研究区存在的问题越多。本文运用Spss19.0对调研数据进行统计分析,采用ArcGIS10.2.2和Fragstats4.2软件计算美学特征的景观格局指数,再使用SigmaPlot12.5制图结合调研数据与美学特征指标从宏观层面研究黄河风情线美学价值。从图2可见,人们对黄河沿线研究区一、四的景观美学补偿金额高于研究区二、三。从图3可见,人们对4个研究区不同的美学特征对其补偿的金额不同,如在自然性、干扰性、协调性上,人们对研究区三的补偿最高;对连续性、多样性和历史性是研究区一的补偿最高,其次是研究区四;在开阔性上,研究区二的补偿最高;在适宜性上,研究区一的补偿金额最高,其次是研究区二。

图2 研究区补偿意愿

图3 美学特征补偿意愿

图4 美学特征补偿意愿与对应景观指数

从图4的植被覆盖率与自然性补偿的折线图可见,研究区一的植被覆盖率高于研究区二,自然性高于研究区二,研究区一的自然补偿低于研究区二,从而验证了前面提出的植被覆盖率影响自然性。同理可分析出:人们对4个研究区连续性的PLADJ与CONESION、多样性补偿金额与SHDI、协调性与自然人工比的变化趋势本相反,而多样性与DIVISION、开阔性与建筑密度的变化趋势基本相同,从而验证了所提出的PLADJ、CONESION影响连续性,SHDI、DIVISION影响多样性,自然景观与人工景观面积比影响协调性,建筑面积影响开阔性这些特征。干扰性与FRAC-MN并没有呈现应有基本相同的变化趋势,与前面的假设存在出入。由于干扰性不仅指规划建设中受到的人为干预,还指交通和人群的吵杂声。因此,干扰性与FRAC-MN的关系并不明显。

4.2 基于SBE的美学特征定量分析

黄河弯蜒曲折,自西向东横贯着兰州市区,成为市区特色景观的命脉,是城市发展的主脊,沿岸不均匀地分布着各色景观。目前国际上公认的景观美学评价有四大学派:专家学派、认知学派、心理物理学派和经验学派。其中,心理物理学派的美景度评价法(Scenic Beauty Estimation,SBE)被广泛运用于美学价值的评价[13]。本文选取自然性、多样性、独特性等6个美学特征,基于SBE对沿线具有特色的景观照片进行评价,结合其量化指标,对黄河风情线美学价值进行研究分析(表2)。

表2 景观美学特征的指标表达

照片拍摄与样本的选取:我们沿着黄河对其沿线的景观进行拍摄,拍摄时保证有充足的光线,照片中尽量保留“山、水、川、城”等景观特征,筛选掉由光线、人群阻挡等景观不清的照片(图5),从448张照片中选取最具有代表性的照片共20张作为评价的样本(图6)。

评测方式:本文的美景度评价法是使用照片代替真实的景观场景,根据以往的研究结果表明,学生和一般公众的景观评价之间不存在明显的差异[14],因此选择人文地理、旅游规划专业等相关专业的学生20名,对照片景观的自然性、独特性、多样性、历史性、开阔性、协调性这6个美学特征进行1—5分的评价。其中,1、2、3、4、5分,分别对应“很低、低、一般、高、很高”5个等级。大量研究表明,不同背景人群对景观的审美态度存在着普遍的一致性[15],因此本文研究未考虑调查人群的背景差异。

计算方法:景观美学评价结果受景观自身特征与评判者个人审美标准的影响,因此不同审美标准直接影响评分的尺度[4]。为了消除个人审美标准的影响,对20位评价者的评分值进行标准化,计算公式为:

(7)

(8)

将标准化之后的分值作为每一个样本各项美学特征的评测结果,各个样本的美学特征评价标准化得分见图7。从图7可见,样本之间甚至样本内部,不同的美学特征的评测得分都存在差异。样本4、14、17即黄河大桥附近、滩尖子湿地公园、西沙大桥,除开阔性外的各项美学特征比对其他样本的得分较低;样本1、5、6、13拍摄的景观分别为白塔中山桥、黄河母亲像、霍去病主题广场、水车园,其独特性和历史性相对较高;样本9、11、18拍摄的景点分别为马拉松主题公园、黄河边“曲径通幽”路、小西湖公园,其自然性较高;样本6、13即霍去病主题公园与水车园,其多样性较高;样本20即银滩湿地公园的开阔性最高;样本2、8、13、18、20拍摄的景点分别为百合公园、龙源公园、水车园、小西湖公园和银滩湿地公园,其协调性较高。

图5 沿岸景观与样本选取点

图6 景观美学特征评价样本照片选取

图7 美学特征评价标准化得分

研究区美学特征分析:本文运用SPSS19.0和Excel 2007软件对调研数据进行统计分析,运用ArcGIS10.2.2和Fragstats4.2软件计算美学特征的景观格局指数,再通过SPSS19.0进行皮尔森相关性检,验验证两者之间的显著关系,分别计算4个研究区内选取的样本各个美学特征标准化的平均值。由相关性检验的结果可知(表3):自然性与植被覆盖率呈显著的正相关,同时自然与人工景观面积比呈正相关,表征植物生长越茂密,景区的自然性越高;景观的开阔性与建筑密度呈显著的负相关,自然与人工景观面积比呈正相关,表征黄河沿线高耸建筑物,阻隔了人们观赏景观的视线;独特性与LPI呈正相关,表征无论是“山景、水景、川景、城景”的某一特征相对其他多样性越突出,景观的独特性越高;景观组分复杂度与SHDI呈现正相关,表征人们对景观多样性的感知与景观类型色彩的多样有着必然联系;自然与人工景观面积比不仅与协调性呈正相关,也与自然性、开阔性成正比例关系,表征人们在欣赏城市景观过程中,更偏重自然景观多,贴近自然风景的景点,从而验证了自然与人工景观比影响景观的协调性这一特征。

表3 景观指数与景观美学特征相关性检验

注:*:在0.05水平上(双侧)显著相关,**:在0.01水平上(双侧)显著相关,-为无显著相关。

从图8、图9可见,各个研究区内样本美学特征评价标准化的平均评测得分存在高低差异。在自然性上,研究区一、四的标准化得分明显低于研究区二、三;在独特性上,研究区三的标准化平均得分高于研究区一、二、四;在多样性与历史性上,其标准化分值普遍低于其他美学特征,其中研究区三最高;在开阔性上,研究区四最高;在协调性上,研究区三高于其他研究区。

图8 景观指数与对应美学特征指标散点图

图9 研究区景观美学特征评价标准化分值

5 结论与讨论

5.1 结论

本文以兰州市黄河风情线为研究对象,运用CVM与SBE对划分的4个研究区的美学特征进行调查数据分析。分析结果表明:①本文调查游客针对研究区各个美学特征存在的问题和对这些问题进行金额补偿,最终补偿金额越高,证明研究区存在的问题越多。黄河风情线4个研究区的平均补偿意愿分别为21.28元/a、19.77元/a、16.69元/a、20.09元/a,游客对研究区一、四的补偿意愿高于研究区二、三。②游客对不同研究区的同一美学特征有所不同。如游客对在自然性上对研究区三的补偿金额最高;在多样性与历史性上,研究区一的补偿金额高于其他区域;在开阔性上,研究区二的补偿最高;在适宜性上,研究区一的补偿金额最高,其次是研究区二。③对黄河沿线景观选取的样本之间甚至样本内部,不同的美学特征的评价标准化得分存在差异。如选取的黄河母亲像、白塔中山桥等样本的历史性较高,小西湖公园、马拉松公园的样本自然性较高,银滩湿地公园的开阔性最高。④基于CVM与SBE对4个研究区美学特征定量分析后既存在一致性,也存在差异性。如无论是基于CVM还是基于SBE对研究区美学特征分析得出的结果都是拥有众多白塔山、黄河母亲像、中山桥、水车园等历史古迹研究区三的历史性与多样性相比其他研究区较高。但对自然性而言,基于CVM的美学特征分析结果是研究区一、四的自然性高于研究区二、三,与基于SBE分析得出的结果正好相反。主要原因是:研究区一、四范围内不仅包括用于绿化的树木草坪,还包括部分农田景观,就整体而言,植被覆盖高于研究区二、三。但因处于建设中,黄河两侧仍然存在未整修绿化的情况,因此评测照片样本的结果为研究区一、四的自然性低于研究区二、三。

5.2 讨论

黄河风情线作为承载兰州山水、历史、文化的主脊,对其景观美学的分析研究是需要关注的重点。对研究区一、四,人们希望规划建设一个拥有多元历史文化景观要素的景观整体,创造适宜游客休憩的舒适环境,即在规划建设中重视对历史性、连续性、多样性等建设;对研究区二、三，人们注重维护沿线植物的生长,控制建筑的高度,减少吵杂的人群与交通对人们观赏景观的影响,过度人工化对自然景观存在影响,即在维护整修中注重自然性、开阔性、干扰性与协调性。针对沿线各个景观的美学特征进行建设、维护与整修,如在整修滩尖子湿地公园过程中注重多样性、独特性与历史性;在建设西沙大桥附近时重视自然性、多样性、独特性等美学特征;在维护黄河母亲像历史性、独特性的同时加强自然性、多样性建设。因此,对黄河风情线美学特征的研究无论是对还未修建的沿线景点规划建设,还是对已建成景点的维护整修都具有现实的指导意义。