城市滨水空间秋叶植物多样性与景观偏好的相关性研究——以上海黄浦江为例

汪洁琼 陈俊延 王蓉蓉

（1.同济大学建筑与城市规划学院景观学系，上海 200092；2.高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室（同济大学）水绿生态智能分实验中心，上海 200092；3.自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心，上海200003）

针对上海正大力推进绿化品质提升的“四化”建设，研究提出在城市滨水空间的景观营造中应当注重同时兼顾植物多样性与公众景观偏好的秋叶植物配置，通过对上海市黄浦滨江景观带两岸的16个群落样地开展的实地调研，运用问卷调查与BIB-LCJ法获得公众对各秋叶植物景观单元的偏好程度，结果表明：（1）秋叶植物群落中能显著影响公众景观偏好的关键性指标是群落秋叶植物变色率、秋叶植物优势度、群落垂直结构层次；（2）秋叶植物群落多样性指标不与公众景观偏好呈现明显的相关性，而增加秋叶植物优势度，即增加秋叶植物在群落中的比例，可显著提升公众景观偏好程度；（3）含有圆锥形树冠样地的公众偏好程度显著增高；（4）提高群落秋叶植物变色率能提升公众偏好度，而秋叶乔木具有高大树冠，与低矮灌木相比，更能显著提升视野中的变色比例，因此增加秋叶乔木在秋季植物群落中的比例是有效提高公众偏好的重要手段；（5）不同变色类型的秋叶植物中黄色叶更受欢迎。研究最后总结了城市滨水空间秋叶植物群落优化模式，为“平衡型彩化”的植景规划设计循证提供参考。

风景园林；四化；彩化；植物多样性；秋叶植物；景观偏好；滨水空间

近年上海大力推进绿化品质提升的“四化”建设，即“绿化、彩化、珍贵化、效益化”，旨在通过增加绿量，优化植物配置，提升绿化品质与综合效能[1]。其中“彩化”是“四化”工作的亮点，强调植物的季相色彩变化。秋叶植物是季相性彩化的重点，现有研究表明滨水空间植物色彩多样性能激发观赏者较强的感知[2]，但如何通过秋叶植物配置实现植物多样性与景观审美价值的协同[2]，需要更多的研究与探索。

研究聚焦城市滨水空间所提供的两方面的生态系统服务，即秋叶植物多样性支持服务与景观审美文化服务，源于三方面的考虑。（1）滨水空间是人文与自然交融的边界，是城市最重要的公共活动空间，也是人们感受城市生态环境的核心地段[3]，在此空间中如何促进公众景观审美、消除“生态—审美冲突”[4]十分重要。当前滨水空间种植设计虽对群落季相特征有一定考虑，却仍存在少数彩化植物品种大量集中使用的问题[1]，季相景观趋于同质。（2）植物多样性研究较多集中于植物种类调查[5-7]，对于植物多样性感受及偏好的研究较少。（3）秋叶植物研究多聚焦于秋季景观林[8-11]或公园绿地[12-13]，对滨水空间植物秋景的研究较少。

以秋叶植物为研究对象，研究旨在回答：（1）秋叶植物群落的植物多样性及其在色彩、形态方面的性状表征是否影响公众对于秋景的景观偏好？（2）基于平衡型彩化目标，兼顾植物多样性与公众景观偏好，应如何优化秋叶植物群落配置？研究对上海市黄浦滨江景观带两岸的16个群落样地进行实地调研，运用问卷调查与BIB-LCJ法获得公众对各秋叶植物景观单元的偏好程度，通过相关性分析揭示秋叶植物群落多样性表征指标与公众景观偏好之间的关系，并进一步探究滨水空间秋叶植物景观优化模式，从而促进生态价值更好地融入植物秋景时序之美。

1 研究对象与数据采集

黄浦江是上海的母亲河之一，《上海市总体规划（2017 - 2035）》提出将其与苏州河（即“一江一河”）一起建设成为“具有全球影响力的世界级滨水区”，以“生物友好”“自然亲和”作为重要目标，强调建设过程中注重带状绿地的植被配置，更好地形成滨水线性绿廊，同时强化公众在滨水空间中对自然生态的亲身体验与感知[14]。

研究团队于2020年11月至12月对黄浦江沿岸开展现场调研，共获取东西沿岸4个不同河段共16 km信息。在调查4个河段的绿化覆盖率后，进一步比较植被类型等特征，最终遴选出绿化率较高、具有一定可比性的后滩—世博公园段与黄浦滨江绿地段（图1-a）。黄浦滨江绿地位于黄浦江西岸，长约3.7 km。以都市休闲功能为主，沿江绿道一侧的绿化多配有秋叶植物，独具滨江秋景特色（图1-b）。后滩—世博公园段位于黄浦江之东岸，长约2.9 km，与黄浦滨江绿地段隔江相对，种植的秋叶植物以水杉、银杏为主，经过多年生长，景观效果良好（图1-c）。

样地选取原则为植物群落中有秋叶乔木，且周边环境相对简单、对取样照片不产生干扰为宜。两段滨江带各确定8个秋叶植物群落样地，共16处，面积均为400 m2。研究对16个样地中的植物群落进行物种与群落调查，记录植物的种名、数量、位置、生长状况及其他具体信息（图2）。

图2 各样地植物群落调研、记录与测绘Fig. 2 Investigation, recording and drawing of community species in each study unit

2 研究方法

2.1 研究路径与步骤

研究路径与步骤（图3）：（1）通过相关文献梳理与识别，厘清表征秋叶植物群落多样性指标，并给出定量评价方法；（2）基于所采集的样地照片，完成线上问卷调查，采用BIB-LCJ法获取公众对于不同秋叶植物群落样地的偏好程度；（3）通过相关性分析发现影响公众景观偏好程度的关键性秋叶植物群落多样性表征指标；（4）归纳总结出适用于城市滨水空间的秋叶植物群落优化模式。

图3 研究路径与步骤Fig. 3 Research path and steps

2.3 公众景观偏好程度

2.2 秋叶植物群落多样性表征指标

研究通过相关文献梳理[15-17]，厘清三类、8种植物多样性表征指标（表1）。第一类是群落物种多样性指标，主要关注群落整体及秋叶植物的物种多样性的高低，包括群落物种丰富度（A1）、群落乔木层优势度（A2）、秋叶物种丰富度（A3）、秋叶植物优势度（A4）。Barry[18]指出将植物颜色作为生物多样性的一个指标，可以帮助公众接近和理解当地植物多样性及其保护的重要性。研究将植物色彩、形态等容易感知功能性状的多样性作为植物多样性的视觉表征，进一步选取第二类、第三类秋叶植物群落多样性表征指标。其中，群落形态特征指标主要关注不同种类的植物高度与树冠形态，包括群落垂直结构层次（B1）、群落树冠类型数目（B2）。群落色彩构成指标主要描述秋叶植物群落色彩季相变化的视觉比例与丰富性，包括群落秋叶植物变色率（C1）与群落植物色彩多样性（C2）。

表1 秋叶植物群落多样性表征指标选取及其计算方法Tab. 1 Representative indexes of autumn foliage community diversity

人们对景观的感知在本质上首先是审美，Kaplan将偏好视为审美判断的一个指标，Falk与Balling认为景观偏好是审美理想的延续、审美观念作用的结果[19]。因此，研究选择用公众偏好得分表征审美价值，并采用线上调查问卷方式与BIB-LCJ法反映公众对不同样地的偏好程度[20]。线上问卷内容包括调查对象社会背景信息、公众对各秋叶群落样地的偏好程度调查及对秋叶植物群落特征的偏好态度预期调查，共收回有效问卷147份。

为了保证各样地之间能进行充分的比较，BIB-LCJ法要求对照片进行一定处理并设计相应矩阵[21-22]（图4），包括：（1）对选取的16个样地固定点进行拍摄，摄像点高度、与植物景观单元之间的距离、拍摄时间段保持一致。经过比较筛选，最终每个样地选择一张具有代表性的照片。对所有照片进行统一处理，排除天气等干扰因素。（2）将16张群落景观照片按照样地序号编号，并参考BIB设计表，将所有照片按照4×4矩阵排列。（3）将编排好的样本矩阵编入网络调查问卷，要求评价者按照各自对植物景观样本的理解与感受对照片进行等级排列。

图4 各样地实地拍摄数据采集与处理以及基于BIB-LCJ法的4×4矩阵排列顺序Fig. 4 On-site pictures of study units and 4×4 matrix arrangement order based on the method of BIB-LCJ

3 结果及讨论

3.1 样地秋叶植物群落总体特征

共计植物 82 种，其中乔木（含小乔木）23种，灌木 29种，草本 30 种，大多数为乡土物种。在物种调查的基础上对样地的群落特征进行统计（图5），其中，调研时不处于观赏期的植物（如桂花）不计入秋季观赏性植物（秋花、秋果、彩叶植物）统计中，具有多种观赏特征的植物（如银杏）优先记为秋叶植物。结果表明：黄浦滨江绿地段（样地9 - 16）的灌木和草本面积占比明显较高，以草本和花灌木的组合花境为主体的样地10尤为突出。后滩—世博公园段（样地1 - 8）多采用大片乔木进行连续的带状种植，且秋叶植物占比大。

图5 各样地秋叶群落特征统计Fig. 5 Statistics of autumn foliage community characteristics

3.2 公众景观偏好程度

运用等级排列法对矩阵排序题所得数据进行整理，将平均等级的修正值T作为景观偏好程度，反映公众对各样地的景观偏好（图6）。两种背景人群的评分趋势基本一致，能较好地代表公众对于不同样地的感受。后滩—世博公园段的样地评分普遍高于黄浦滨江绿地段的样地，其中样地4得分最高。此外，得分前4名的样地中都出现了水杉，其在不同样地造景中分别作为主景树或背景林等，对于提升秋季植物景观效果起到显著作用。

图6 各样地的公众景观偏好结果Fig. 6 Results of public landscape preference of each study unit

3.3 相关性分析结果

运用SPSS进行数值分析，探究各秋叶植物群落多样性表征指标对公众景观偏好的影响。将第一类、第三类指标与偏好程度进行相关性分析（表2），结果表明与公众景观偏好程度显著相关的指标是群落秋叶植物变色率（C1）与秋叶植物优势度（A4）。B1、B2表征指标属于分类变量，不适用于Pearson相关性分析，故对其进行单因素方差分析（表3），结果表明群落垂直结构层次（B1）的类别在0.05水平上亦对偏好程度存在影响。

表2 影响公众景观偏好程度的关键性群落物种多样性指标与群落色彩构成指标Tab. 2 Key plant diversity index and color composition index influencing public landscape preference

表3 影响公众景观偏好程度的关键性群落形态特征指标Tab. 3 Effects of shape characteristic index on public preference

3.3.1 影响公众景观偏好程度的关键性秋叶植物群落物种多样性指标

上述结果表明秋叶植物群落多样性指标（A1、A2、A3）不与公众景观偏好呈现明显的相关性，而增加秋叶植物优势度（A4），即增加秋叶植物在群落中的比例，可显著提升公众景观偏好程度。秋叶植物凭借较高的色彩辨识度增加景观易读性[23]，因此具有物候色彩变化的群落比常绿群落更有视觉吸引力。常用秋叶树种中，水杉色彩层次丰富，常作为观赏林或植物群落背景成片栽种；银杏叶形特别，既可成片栽种，也可与常绿树搭配；栾树前期变色不明显，可考虑搭配较丰富的灌木层；乌桕落叶期较早，应与常绿植物搭配。

此外，为进一步从植物多样性的角度研究样地植物配置，研究对不同群落物种多样性指标进行了双变量相关性分析，发现秋叶植物优势度（A4）与群落物种丰富度（A1）呈负相关关系（表4），表明所调查样地中的秋叶植物品种较少。在优化策略中应着重考虑提升不同种类秋叶植物的配置。

表4 植物群落物种多样性指标之间的相关性Tab. 4 Correlation between different plant community diversity indexes

3.3.2 影响公众景观偏好程度的关键性秋叶植物群落形态特征指标

依据现场观察结果统计群落垂直结构层次（B1），通过方差分析发现，4种不同层次类别中，类别1（高大乔木+小乔木/单株灌木+低矮丛植灌木+草地）与类别3（高大乔木+丛植低矮灌木/丛植较高草本+草地的样地）偏好程度近似，在0.05水平上显著低于类别2（高大乔木+小乔木/单株灌木+草地）与类别4（高大乔木+草地）的样地，说明连续种植的灌木或较高草本可能不利于提升公众对秋叶植物的喜爱程度，Ulrich[24]的相关研究曾阐述人们更喜欢城市植被自然元素相对有序的组合，城市环境中人们对于大片丛植灌木或草本如何搭配的审美要求较高，针对下木层应进行高度控制与有序组合，否则容易使人产生植物杂乱、缺乏养护的印象。此外，分析结果还显示群落树冠类型数目（B2）与偏好程度并无显著关系，说明公众对树冠类型表现为丰富或统一并无明显倾向。进一步对不同的树冠类型进行偏好分析发现，在0.05水平上，含有圆锥形树冠样地的公众偏好程度显著增高（表5），样地中主要以杉科植物为代表。研究文献中也有学者指出相对茂密的树冠类型更受欢迎[25-27]，水杉、东方杉等品种具有落叶期晚的特点，能够长时间维持最佳的观赏状态，可以作为秋叶植物选择时的首选。

表5 是否含有圆锥形树冠对公众景观偏好的影响Tab. 5 The impact of conical crowns on public landscape preference

3.3.3 影响公众景观偏好程度的关键性秋叶植物群落色彩构成指标

根据表2可知，提高群落秋叶植物变色率（C1）能显著提升公众偏好度，且专业人士对色彩变化比非专业人士更加敏感。相比秋叶灌木而言，具有高大叶冠的乔木更能提升视野中的变色比例，增加秋叶乔木在秋季植物群落中的比例是有效提高公众偏好的重要手段。为了从空间与时间维度上多方面提升群落变色率，还应根据主要秋叶植物物候特征进行选种搭配，延长群落变色的观赏期。而群落植物色彩多样性（C2）与公众偏好度没有直接关系，推测是由于样地中不同植物的变色类型主要集中于红、黄色系的缘故。

依据色叶类型，进一步统计样地照片中红、黄视率并进行偏好分析（表6）。结果显示群落秋叶植物黄色视率与样地的公众偏好程度在0.05水平上呈现显著的正相关关系，说明不同变色类型的秋叶植物中黄色叶更受欢迎。因此，可多运用银杏等黄色叶树种；对于以红色叶乔木为主的群落，可依据景观偏好与色彩理论补植色彩较鲜艳的黄色系灌木作为点缀。

表6 群落秋叶植物红、黄色视率对公众景观偏好的影响Tab. 6 The impact of red proportion and yellow proportion of autumn foliage trees on public landscape preference

3.4 基于公众偏好的城市滨水空间秋叶植物群落优化模式

以生物多样性保护为目的的设计也是美丽的[19]，更可以通过多感官和多维度的体验来加强人对植物多样性的感受。基于上述分析结果，研究在16个样地的基础上归纳了6种类型，并提出相应的优化模式，为城市滨水空间秋叶植物群落优化提供策略（图7）。

图7 城市滨水空间不同类型秋叶植物群落优化模式Fig. 7 Different optimizing types of autumn foliage plant community

类型一：针对乔木多样性高、灌木多样性高、偏好程度低的类型，乔、灌木的物种丰富度与均匀度皆较高，但品种中常绿植物占比过大，造成观赏效果不佳（如样地15）；群落秋叶植物变色不明显（如样地12、13），应适当增加秋叶植物的数量，群落中常绿与落叶树种以1：1的比例为宜[28]；秋叶树种尽量选择树冠密实度高的品种[26]，且考虑与当前所用常绿品种形成对比色调和的植物组合，划分造景层次。

类型二：针对乔木多样性低、灌木多样性低、偏好程度高的类型，以单一树种的秋叶林为主，植被结构较简单，灌木应用较少（如样地2、3），应针对乔—草结构二层植被适当补植小乔木或单株灌木，丰富群落的层次结构，贴近自然的组团式种植。

类型三：针对乔木多样性高、灌木多样性低、偏好程度高的类型，灌木种类较少，忽略了灌木在维持群落稳定与提供动物栖息地方面的生态作用（如样地1、4），引入不同种类乡土植物提升下木层的丰富度，如秋季开花、高度30 cm以下的草本植物[29]。

类型四：针对乔木多样性低、灌木多样性高、偏好程度高的类型，过于强调视觉效果，群落树种单一（如样地8），应针对单一品种的秋叶林进行引种，指定的品种考虑通过互补搭配延长群落观赏期，如变色较晚的水杉林可搭配11月初变色的乌桕等。

类型五：针对乔木多样性高、灌木多样性低、偏好程度低的类型，视野变色率较低，秋叶乔木挂叶少或小乔木变色不明显，灌木层物种单调（如样地6、7、9、11）；或草本应用较多、种间搭配有待优化（如样地5、10）。适当提高局部种植密度或选择树冠密实的秋叶树种；增加以鸡爪槭等秋叶小乔木为主要造景植物的群落，引入观赏性高的常色叶灌木作为搭配。

类型六：针对乔木多样性低、灌木多样性低、偏好程度低的类型，应增加不同的秋叶树种，连续种植的灌木带或高草本应保证物种丰富度、均匀度与美景度的平衡（如样地14、16），避免大量重复使用相同物种进行组景、优化不同品种间的搭配，可适当划分为不同配置的单元，提升均匀度。

4 结论

综上所述，研究通过上海市黄浦滨江景观带开展样地调研，综合运用问卷调查、BIBLCJ法、相关性数据分析等方法，发现提升秋叶植物的多样性与公众景观偏好，可以从群落秋叶植物变色率、秋叶植物优势度、群落垂直结构层次三方面着手，增加秋叶植物在植物群落中的比例，可以显著提升公众景观偏好程度。对于上木而言，可多运用含有圆锥形树冠、黄色叶的高大秋叶乔木；对于下木而言，连续种植的灌木或草本需重视其优化搭配与品质；上下木配合应需注意不同植物秋色期的相互配合，以维持群落观赏期的植物变色率。本研究受到时间因素的影响，未能开展对更多样地的调研，也未能针对不同城市密度条件开展研究，未能讨论高密度城区与郊野环境公众不同的景观偏好，这些都需在未来的研究中进一步补充完善。但本研究的结论有助于上海推进绿化品质提升的“四化”建设工作，研究最后给出的兼顾植物多样性与公众景观偏好的城市滨水空间秋叶植物群落优化模式，为“平衡型彩化”的植景规划设计循证提供参考。