城市公园景观恢复性量化评价模型

费馨慧，陈智龙，林心影，陈健翎，郑涵青，黄启堂

(福建农林大学 园林学院，福建 福州 350002)

随着社会的快速发展，社会竞争压力增加，人们的生活节奏不断加快，由此导致了人们心理、生理疾病等问题日渐突出，城市居民长期处于一种心理被消耗的状态。而城市公园为城市居民在日常的生活工作之余进行休闲娱乐、健身锻炼的主要场所之一，其建设受到广泛的重视[1]，良好健康的城市公园景观环境的营造具有十分重要的意义[2]。中国共产党第十九次全国代表大会也提出“健康中国战略”[3]，立足于风景园林学科，如何通过景观营造设计，建设具有良好恢复性效益的环境，使人们能够在其中减轻压力，得到身心恢复，逐渐成为被广泛关注的问题[4-6]。

环境心理学相关应用的十分重要的一方面是其理论可直接用于指导风景园林规划与设计[7]。引入环境心理学中的“恢复性”概念，恢复性环境最早由Kaplan夫妇提出，它是指能够帮助人们缓解压力、减轻心理疲劳、促进心理、生理健康的环境[8]；具有恢复性的环境能够让人们更好地从心理疲劳以及压力相伴随的消极状态中恢复过来[9]。相关理论认为恢复性环境应该具有远离性(being away)、延展性(extent)、魅力性(fascination)、和相容性(compatibility)4个特征[10]。1983年，Ulrich通过实验的方法首次验证了自然环境对健康发挥着促进作用[11-12]。人们只需安静的观看水体、树木等自然环境的组成要素，就能够使人们的行为、注意力以及心理感受发生变化，这种变化通常是正向的，能够减小人们处于紧张环境中的压力，使人们快速得到压力缓解及身心恢复[13-14]。Ulrich通过实证研究提出了恢复性环境中应该包含足够的植物、水体、山峦等自然性元素[15]。英国一项研究表明，若居住区域附近具有更多绿色空间，则能够使该居住区域内的居民表现出更少的精神压力问题，同时居民的幸福感也相对于居住区周围绿色空间较少的居民更强[16]。当居住空间的周边的绿色空间面积增加时，居民的精神健康也会得到相应的提高[17]。居住区、工作区的绿化覆盖率均被证实会影响到减缓压力的效果，当居住区的林冠覆盖率大约为30%时，对人们的恢复性效应是没有树木的住区环境的3倍[18]。有研究表明，高水平的绿色环境在一定程度上能够有效地减缓人们的精神压力，并且降低抑郁症以及焦虑症水平[19-20]，学校附近区域的绿色环境还有助于提高学生的认知能力[21]。

前人对于景观评价方向的研究较多集中在景观的满意度评价、喜好度评价等方面，较少研究涉及到景观的恢复性属性，而对景观恢复性评价进行量化的研究更是寥寥[22]。因此，通过引入环境心理学中恢复性环境的概念，探究城市公园中的绿色景观、蓝色景观、灰色景观占比与其恢复性评价之间的关系，得到可以将客观的占比数据转化为主观恢复性评价数据的函数关系模型，以期能够让更多的研究者关注到景观的恢复性建设，同时为城市公园中的恢复性景观建设提供理论指导及数据支撑。

1 研究方法

1.1 研究区域概况

综合考虑研究地的占地面积、水体景观占比等多方面因素，选择了西湖公园、左海公园、茶亭公园3个城市公园作为实验研究区域。3个公园的具体陆地、水体占地面积如表1所示。其中，西湖公园位于福州市中心区域，于1914年建园，是一座历史悠久的综合性城市公园，是迄今为止福州市内保存最为完整的一座古典园林，具有众多著名的历史文化景观如柳堤、开化寺、宛在堂、大梦山等；左海公园位于福州西北部，与西湖公园相邻，园区内有大量休闲娱乐设施，是福州居民日常进行休闲活动的主要场所之一，属于休闲娱乐性公园；茶亭公园建于1986年，位于福州市台江区，园区面积较小，园内以亲水休憩景观为主，是一座极具古典园林特色的综合性城市公园。上述3座城市公园建园历史悠久，游人量较大。园区内设施较为完善，均包含水体景观即蓝色景观和丰富的植物景观即绿色景观，以及适量灰色景观如园林建筑、小品等。3座城市公园均十分具有代表性且园内景观能够满足实验需求，因此选择以上3个城市公园作为研究区域。

表1 研究区域概况Tab.1 Overview of the study area

1.2 景观恢复性评价实验

1.2.1 实验材料的获取

在实验取景的过程中，由于大量游人会增加取景的难度，且为避免由光线不同造成的景观照片质量不一致而使实验出现失误，因此选择天气晴朗、光线明亮的非周末的下午进行调研。在选定的每个公园内拍摄长宽比为4∶3的景观照片约50张，总计在3个城市公园内共拍摄获取景观图片约150张。照片拍摄要求避免画面中出现大量的人及高大灰色建筑物，拍摄时天空占比约为整个画面的1/3左右，保证照片拍摄点距离地面1.6 m。

1.2.2 问卷设计及发放

自变量为不同类型景观元素的占比，因变量为景观恢复性评价分值。问卷D设置参考自评恢复量表(SRSS)及知觉性评价量表（PRS）,在引离、迷人、延展及兼容4个维度，共计设置了8个题项，通过语义分析法选择8对形容词，进行打分，具体分值赋值如表2所示，以此获得主观的景观恢复性评价分值数据。

表2 恢复性评分标准Tab.2 Restorative scoring criteria

1.3 数据处理

将调研所得的照片根据其所包含的景观元素类型划分为3类：绿色景观、蓝色景观、灰色景观。每类景观的元素组成如表3所示。参考谢弗图片分析法，采用统计像素值的方法，对每张图片中的景观元素类型进行划分区域。对调研获取的150张图片材料进行进一步处理，采用统计像素值的方法，使用Photoshop软件分别统计出每张照片中各类景观的像素量及所占面积比，即得到各类景观占比的客观数据。将实验获取的主客观数据导入SPSS进行相关分析，以得出3类景观的不同占比与其恢复性评价之间的相关关系。根据相关分析的结果，选择适合的函数，进一步进行曲线估算，得出不同类型景观占比与其恢复性评价分值之间的更加具体直观的关系模型，最后拟合3类景观评价模型，综合得出适用于城市公园空间的景观恢复性量化评价模型。

表3 各类景观的元素构成Tab.3 Elements of various landscapes

2 结果与分析

2.1 绿色景观主客观数据拟合分析

将实验获得的恢复性评价主观数据与不同类型景观占比的客观数据导入SPSS中进行皮尔逊相关分析，结果如表4所示，在显著性水平为0.01时，绿色景观的恢复性评价分值与绿色景观占比两者之间存在显著的正相关关系，随着绿色景观占比的增加，其恢复性评价分值也呈现逐渐上升的趋势。恢复性评价的分值主要集中在0～2之间，150个实验数据中未出现恢复性评分为负值的情况，绿色景观产生的恢复性效益较为良好。为进一步探讨两者之间是否存在某种确切的函数关系，使用曲线估计，选择线性函数、二次函数、三次函数3种函数关系，对主客观数据进行拟合，得到3种曲线及其对应的函数关系模型，如图1所示。其中，线性函数模型的调整后R2为0.967，二次函数模型的调整后R2为0.973，三次函数模型的调整后R2为0.977。拟合优度最佳的为三次函数曲线，因此绿色景观占比与其恢复性评价之间的关系模型可以表示为

图1 景观占比与恢复性评分拟合结果Fig.1 The fitting result of landscape proportion and restorative evaluation score

表4 皮尔逊相关分析的结果Tab.4 Results of Pearson correlation analysis

表5 综合分析结果Tab.5 Comprehensive analysis results

其中：Rgrn为绿色景观恢复性评价分值；Vgrn为绿色景观占总体景观的比例。

2.2 蓝色景观主客观数据拟合分析

对实验获取的蓝色景观对应的主客观数据进行皮尔逊相关分析，结果如表4所示，蓝色景观的恢复性评价分值与其占比在0.01水平下呈显著的正相关关系。对蓝色景观恢复性与蓝色景观占比进行数据拟合，通过曲线估算得到的结果如图2所示。蓝色景观的恢复性评价分值主要集中在0～2之间，可以看出，蓝色景观产生的恢复性效益普遍较为良好。在景观占比较低时，蓝色景观的恢复性评价分值随着其占比的上升而上升，在占比达到31%时出现峰值，之后随着景观占比的增加，恢复性评价分值呈现下降趋势。在曲线估算中同样选择线性函数、二次函数、三次函数进行拟合估算，3类函数拟合模型的调整后R2分别为：0.399、0.670、0.860。显然，三次函数曲线模型具有最高的拟合优度。因此，蓝色景观恢复性评分与蓝色景观占比之间的关系模型可以表示为

其中：Rblu为蓝色景观恢复性评价分值；Vblu为蓝色景观占总体景观的比例。

2.3 灰色景观主客观数据拟合分析

对灰色景观占比的客观数据与灰色景观恢复性评分的主观值进行皮尔逊相关性分析，得到的结果如表4所示，两者之间在0.01水平下存在显著相关关系，且灰色景观的恢复性评价分值随着灰色景观占比的增加而降低。通过曲线估计对两者之间的关系进行进一步的探究，选择3类函数得到的拟合曲线如图3所示，灰色景观的恢复性评价分值集中在-2～1之间，可以看出相对于绿色景观及蓝色景观来看，灰色景观产生的恢复性效益较差。线性函数的调整后R2为0.927，二次函数的调整后R2为0.934，三次函数的调整后R2为0.973。显然，具有最佳拟合优度的为三次函数曲线模型。因此，灰色景观恢复性评价分值与其占比之间的关系模型可以表示为

其中：Rgry为灰色景观恢复性评价分值；Vgru为灰色景观占总体景观的比例。

2.4 城市公园景观恢复性评价模型

城市公园景观通常由绿色景观、蓝色景观及灰色景观三类景观共同构成，3类景观之间相互叠加、混合，但不是简单的数学叠加，因此，进一步通过专家问卷的方式对3类景观进行赋权。向具有风景园林学专业五年及以上学习背景的专家共30位发放问卷，对3类景观之间的相对重要性进行两两比较，最终得到的权重结果为：绿色、蓝色、灰色景观的权重分别为0.426 6、0.381 7、0.191 7。因此，城市公园景观恢复性评价Rc可以表示为：Rc=0.4266Rgre+0.3817Rblu+0.1917Rgry，(Rc为城市公园景观恢复性的心理感受量；Rgre、Rblu、Rgry分别为绿色景观、蓝色景观、灰色景观的主观恢复性心理感受量）。结合式（1）、（2）、（3）可以得出，城市公园景观恢复性量化评价模型可以表示为

其中：Vgre、Vblu、Vgry分别为绿色景观、蓝色景观、灰色景观的景观占比的客观值。通过此模型，可以将城市公园中3类景观的占比的客观数据转化为景观恢复性评价的主观心理数据，近似地模拟出人们在城市公园中游玩时的心理感受，进而用于指导城市恢复性景观的营造。

2.5 模型验证分析

根据上述拟合过程，3类景观占比与其对应的恢复性评分之间的关系方程均选择了具有最佳拟合优度的函数模型，为进一步以实践为基础来验证模型的有效性与科学性，在同样的研究地点另收集相关景观占比及其对应的景观恢复性评分数据20组，以对模型的可靠性进行分析。首先通过模型计算得出20组数据对应的恢复性评分预测值，对景观恢复性评分的预测值与实际主观评分值之间的差异性进行成对样本T检验，得到的结果如表6所示。检验统计量T值的显著性P为0.751，因此景观恢复性的主观评价值与模型预测值之间不存在显著差异。由此证明景观恢复性评价模型具有良好的效度，可以良好的表示各类景观占比与景观恢复性评价之间的关系。

表6 预测值与实测值差异显著性检验结果Tab.6 Results of significant difference between predicted and measured values

3 结论及讨论

城市公园是人们进行日常休闲娱乐活动的主要场所，其恢复性景观的营造对促进城市居民身心健康有着十分重要的作用。通过景观恢复性评价实验，探讨了城市公园景观占比与景观恢复性评价之间的关系，最终得到3类景观各自占比与其对应的恢复性评价之间的关系模型，通过赋权最终拟合得到适用于城市公园空间的景观恢复性量化评价模型，如式（1）～（4）所示。通过此模型，能够将景观的恢复性评价进行量化处理，将客观测得的景观占比数据转化为主观恢复性心理感受值，进而用于指导恢复性景观的建设。但在对绿色、蓝色、灰色景观之间占比及恢复性的横向比较及每类景观各自恢复性评价的纵向比较分析方面存在不足之处，后续相关研究者应注重加强针对此部分的分析讨论。能够让跟多的研究者注意到环境的恢复性效益建设，同时为城市公园景观的恢复性营造与提升提供理论支持及数据支撑。