植物群落空間特征與感知的關系研究

羅仁明 楊春霞 馬曉玫 肖以恒 欒毓雪 謝 菲 黃啟堂

(福建農林大學園林學院，福建 福州 350002)

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植物群落空間特征與感知的關系研究

羅仁明 楊春霞 馬曉玫 肖以恒 欒毓雪 謝 菲 黃啟堂

(福建農林大學園林學院，福建 福州 350002)

以福州市城市公園中21塊不同類型的植物樣地作為研究對象，選取樣本植物群落空間面積的大小、覆蓋度、圍合度和D/H作為植物群落空間特征指標，以SD法獲得21塊樣地的游客感知結果，并現場測量其空間特征量，最后通過相關性分析探尋植物群落空間特征與游客感知之間的關系。結果表明：不同的空間特征值與心理感知量存在著一定的相關性，但相關性大小各不相同，在空間尺度特征值中，底面積僅與1個感知心理量有關，覆蓋度、圍合度、D/H3個空間特征均與4個感知心理量均相關；從所有的具有相關性關系的空間尺度特征值與感知量來看，D/H與親近的-疏遠的這對感知量的相關性最強，而D/H與有趣的-無趣的這對心理感知量的相關性最弱。將植物空間特征值與人們的心理感知量進行相關性分析和回歸分析，得出相應感知的臨界值以及與尺度指標的變化關系，這些臨界值從量化的角度為人們在植物空間營造時提供具體的數據，使得人們對植物空間特性的營造更加準確。

植物群落；感知；空間特征； SD法

植物群落空間是城市公園中主要的活動空間，豐富的植物空間類型滿足著人們休閑、游憩、觀賞、學習等各方面的需求，因此植物景觀設計的主要內容是植物空間的營造。園林植物空間是由基面、垂直分隔面、覆蓋面和時間構成的四維空間[1]，其中，3個構成面以各種不同的形式進行組合，形成尺度不一、功能豐富的不同空間類型。不同類型的植物空間能夠給人們不同的感受，或使人們感覺壓抑，或使人們感到空曠，植物群落的空間情況很大程度上影響了人們的感知。

目前，針對植物群落空間的研究主要集中于空間營造與設計、植物景觀美感度評價、植物群落空間的構成要素等方面進行研究。如李偉強以杭州西湖園林綠地為例，通過實地調查研究提出了園林植物空間營造的程序和方法[2]；王競紅針對北京、上海、沈陽、大連、哈爾濱等地的園林景觀建設實例進行調查，引入了園林植物景觀評價 “尺度” 的概念，并構建了園林植物景觀評價模型[3]；矯明陽針對帶狀公園植物景觀進行了一般性感知研究與滿意度評價[4]?？梢园l現，針對植物及植物空間的研究，既有定性的研究，也有定量的研究，但是在植物群落空間與人的感知方面，大多只注重感知的結果，對于植物空間的特征與感知的結果都未能深入探討。因此，為了探究植物空間的特征與感知之間的關系，本研究選取福州市城市公園中的不同類型的植物群落空間，進行實地測量，并運用SD法進行感知研究，以探索植物群落空間特征與感結果間的關系，從而為相關設計提供量化的指標。

1 研究材料與方法

1.1 研究對象

為了便于研究，本研究借鑒有關植物空間與感知等方面的研究成果，按諾曼. K. 布思[5]對植物空間的經典劃分，最初選取了開敞空間、半開敞空間、封閉空間、覆蓋空間、垂直空間5種植物空間類型。然而在對福州市公園進行實地考察后，發現覆蓋空間及垂直空間相對較少，樣地選擇比較困難，最終確定選取開敞空間、半開敞空間、封閉空間3種類型進行植物空間尺度與人感知的關系研究，這3種植物空間類型在植物空間中最為常見，具有較強的代表性。

選取福州市西湖、左海、閩江 (包括南岸和北岸)、農大沙灘、東江濱、國光、金山、白馬河8個濱水公園中21塊不同類型的樣地，這8個濱水公園有的靠近閩江，有的靠近內河，綜合性較強、人流量較大，分布比較分散，建成時間不一，具有一定的代表意義。根據公園的Google Map以及實地調查情況，將劃定的植物群落中以喬木、灌木、地被和草坪圍合和分隔出來的獨立空間作為樣本，最后得到了12塊樣地里的21個不同尺度的植物群落空間。

1.2 確定植物空間尺度特征指標及量化方法

1.2.1 空間尺度特征指標的篩選

根據相關研究，植物群落空間的特征主要包括空間面積、覆蓋度、圍合度和樣地重心點到視線方向對應邊的垂直距離 (D)/高度 > 1.8 m的植物元素的高度 (H) 4個指標[1]，因此，本研究選擇這4個具體指標來描述植物群落空間特征。其中空間底面積對空間的影響主要表現在人的活動空間的大小，空間的底面積越大，人的活動尺度也就越大，導致人在不同形式植物空間的感受不同。覆蓋面的高度和范圍對其所形成的空間會產生較大的影響。覆蓋面的高度越高、范圍越大，植物的空間開敞性以及視線穿透性也相應發生變化。由于植物空間在地面所形成的覆蓋面通常是由在人體身高以上的分支點的枝葉所形成，故選取分枝點 > 1.8 m的喬木空間的覆蓋度來作為植物空間尺度的指標進行討論。植物的分隔面形成了相應空間的圍合感，圍合感的大小與植物空間的視線有緊密的聯系，而視線的遮擋作用又會使人們對所形成的空間尺度感到差異。在植物空間中，圍合感的來源主要源于中小喬木的遮擋作用，一般來說，在人的身高以上的喬木都會對人的視線造成阻礙作用，考慮到人的視線一般在1.2～1.8 m，本研究選取分枝點 < 1.2 m、整體高度 > 1.8 m的植物材料來計算相應的圍合度和D/H的值。

植物的空間特征還可能受到植物的季相變化而發生變化，如隨著植物的落葉，使得人視線正對的植物群落高度降低，進而影響D/H的值，造成尺度上的差異。但是由于本次研究是在特定時間下進行，不涉及到植物的季相變化，故不考慮植物由于時間變化而引起尺度的變化。通過以上的分析，本研究選取空間底面積、覆蓋度、圍合度和D/H來反映植物群落空間的特征。

1.2.2 空間尺度特征量化方法

以實地調查測量為基礎，結合Google Map，針對每個樣地的空間特征指標進行量化計算，具體計算方法見表1。

1.3 基于SD法的問卷設計

國際上研究人對場所感知的方法通常采用SD法。SD法是由C. E. 奧斯顧德(Charles Egerton Osgood)在1957年提出的一種測定心理感受的方法[6-8]，它通過言語尺度進行心理感受的測定，已廣泛應用于建筑空間、街道空間、植物景觀評價等各方面，通過這種方法，可以獲得被調查對象的感受，并將其感受進行量化。綜合多個關于植物空間尺度與人之間的感知研究中常用到的形容詞對，以及人們對植物空間的一般認識和心理感知，選定開敞的-封閉的、空曠的-壓抑的、明亮的-陰暗的、有趣的-無趣的、親切的-疏遠5組形容詞來衡量人們在不同植物群落空間下的主要感受情況。

表1 植物空間尺度特征的描述與量化方法[1]

在評價尺度方面，一般經驗認為評價尺度以5～7級為宜，且本研究確定的主觀評價等級為7級，使用 “非?！?“比較” “有些” 和 “一般” 進行區分，從左到右分別賦予-3、-2、-1、0、1、2、3，以便進行定量分析。

1.4 問卷調查及空間特征數據采集

2015年10—12月，調查問卷在8個公園的21塊樣地內進行。由于游客對SD法所選取的形容詞會有偏差，因此，在進行問卷調查前，首先向游客解釋了各個形容詞對的要義，再邀請游客對問卷題目進行作答，最后收回問卷。本研究在每個樣地各收回有效問卷35份，總計735份。在問卷調查的同時，記錄不同尺度的植物群落空間的主要特征，包括所選定樣地的面積 (S)、樣地重心點到視線方向對應邊的垂直距離 (D)，高度 > 1.8 m的植物元素的高度 (H)，樣本植物元素中分枝點> 1.8 m的小喬木、喬木布局位置與該樣地空間結合部分周長 (L2)，樣本空間邊界周長 (L)1等信息。

2 結果與分析

將收集到的樣地的感知數據量化統計，結果見表2。

通過實地測量得到的21個場地的相應數據并進行相關計算得到底面積、覆蓋度、圍合度和D/H的4個衡量植物空間尺度的指標值，見表3。

2.1 植物群落空間特征與感知相關性

將21個樣地的感知數據 (表2) 及特征值 (表3) 進行相關性分析，結果見表4。

表2 各樣地感知數據統計

表3 樣地植物群落空間特征值

表4 空間尺度特征值與感知相關性分析

從表4中可知：1) 從總體上來看，不同的空間特征值與不同的心理感知量存在著一定的相關性，但相關性大小各不相同。說明空間特征值對不同的空間感知心理量存在著影響，但是影響的程度各不相同。2) 從空間特征值與某單一空間感知量來看：與開敞的-封閉的心理感知量存在相關的空間特征值有覆蓋度、圍合度和D/H值，其相關性均比較顯著，說明這幾個特征值與人對植物空間開敞度的認識有相當大的關系；在空曠的-壓抑的這對心理感知量上，4個空間特征值均與其表現出相關性，且圍合度與空曠的-壓抑的這對心理感知量相關性最強，呈正相關，說明圍合度越高，人們的心理感受就越壓抑；在明亮的-陰暗的這對心理感知上，只有覆蓋度和圍合度與其表現出正相關行，說明覆蓋度和圍合度越高，越會讓人感覺到植物空間的陰暗性；在有趣的-無趣的這對心理感知量上，只有底面積與其沒有相關性，其余均表現出了相應的相關性，說明底面積的大小不影響植物空間的趣味性；在親近的-疏遠的這對心理感知量上，只有D/H與其表現出了相關性，說明D/H的值越小，人們就越容易感覺到植物空間的親近感。3) 在空間尺度特征值中，底面積僅與1個感知心理量有關，覆蓋度、圍合度、D/H3個空間特征均與4個感知心理量均相關，這說明人在感知植物空間的心理量中覆蓋度、圍合度、D/H這3個值影響較大，而空間底面積作用相對較小。4)從所有的具有相關性關系的空間尺度特征值與感知量來看，D/H與親近的-疏遠的這對感知量的相關性最強，而D/H與有趣的-無趣的這對心理感知量的相關性最弱。說明D/H值越小，就越會增加空間的親切感，而僅減小較少的趣味性。

2.2 感知變換的臨界值分析

以上的相關性分析確定了某些空間尺度特征與感知心理量存在一定的相關性，但是人們在具體設計的時候，通常更加關當心理感知無偏差時空間尺度特征的具體值，即臨界值，以方便在設計時候進行運用。本研究針對5個不同的心理感知量，選取相關性較強且有一定解釋意義的空間尺度特征指標和心理感知量進行回歸分析，以獲得心理感知變化的臨界值。

1) 底面積。相關性分析顯示底面積的大小與空間的空曠度得分值呈負相關關系?？諘缍雀兄梅譃樨?，代表空曠；得分為正，代表壓抑。將底面積和 “空曠的-壓抑的” 這一心理量進行回歸分析，結果見圖1。

圖1 樣地底面積與空曠度感知

Fig.1 Floorage of samples and their perception

由圖1可知，擬合關系式為y=0.94-1.44×10-3x，當y=0時，x=653，即當底面積為653 m2時，人們對“空曠的-壓抑的”這一心理感知量無明顯偏差；當底面積大于653 m2時，人們就開始感覺空曠；因此，空間底面積為653 m2是空曠度的臨界值。如果將653 m2的底面積看成是一個正方形，則其邊長為25.55 m，這與建筑師蘆原義信以及凱文·林奇認為的戶外環境中最適宜尺度25m相接近，說明當人在較大的空間中就會因為空間過于空曠而剛到不安。因此，在進行植物空間設計時底面積最好應控制在653 m2左右。

2) 覆蓋度。與覆蓋度有相關性的感知心理量是 “開敞的-封閉的”、“空曠的-壓抑的”、“明亮的-陰暗的”、“有趣的-無趣的”，且顯著性水平均為0.01。選取 “空曠的-壓抑的”、“明亮的-陰暗的” 和 “有趣的-無趣的” 3組心理感知量進行分析。將覆蓋度與 “空曠的-壓抑的” 心理感知量進行回歸分析，見圖2。

圖2 樣地覆蓋度與空曠度感知

Fig.2 Coverage of samples and their perception

由圖2可知，擬合關系式為y=-1.1+0.05x，隨著覆蓋度的增大，壓抑感也逐漸增大。當y=0時，x=22，即覆蓋度為22%時，人們對空間的空曠度感知無明顯偏差；當覆蓋度大于22%時，人們就開始感覺壓抑。這可能是由于覆蓋度增加導致植物空間越緊湊，故而會增加壓抑感。

覆蓋度的大小同時影響到了植物空間的明亮度。將覆蓋度與 “明亮的-陰暗的” 心理感知量進行回歸分析，見圖3。

圖3 樣地覆蓋度與明亮度感知

Fig.3 Coverage of samples and their perception

由圖3可知，擬合關系式為y=-1.51+0.05x，兩者之間呈正相關關系，說明覆蓋度越高，人就會覺得植物空間就越陰暗。當y=0時，x=30.2，說明人們對植物空間感到是陰暗還是明亮的臨界值上，植物空間的實際覆蓋度為30.2%。

覆蓋度的大小還影響到了游客對植物空間趣味度的感知。將覆蓋度與趣味度感知量進行回歸分析，見圖4。

圖4 樣地覆蓋度與趣味度感知

Fig.4 Coverage of samples and their perception

由圖4可知，擬合關系式為y=1.1-0.04x，兩者呈負相關，x越大，y值越小，即植物覆蓋度越高，人就會越覺得有趣。當覆蓋度為27.5%時是人對趣味度感知的臨界值，當覆蓋度大于27.5%，人就會覺得有趣；當趣味度小于27.5%，人就會覺得該空間無趣。

3) 圍合度。與圍合度有相關性的感知心理量有 “開敞的-封閉的”、“空曠的-壓抑的”、“明亮的-陰暗的” 和 “有趣的-無趣的”。選取 “開敞的-封閉的” 這組心理感知量進行回歸分析見圖5。

圖5 樣地圍合度與開敞度感知

Fig.5 The enclosure of samples and their perception

由圖5可知，擬合關系式為y=-1.93+0.04x，兩者之間呈正相關關系，即當圍合度越大，封閉感越高。由y=0，得x=48.25，即當圍合度達到48.25%時，人們對空間的開敞度感知無明顯偏差。所以，在植物空間營造過程中，若要營造相對封閉的植物空間，就要使空間的圍合度大于48.25%。

4)D/H值。與D/H值有相關的感知心理量為 “開敞的-封閉”、“空曠的-壓抑的”、“有趣的-無趣的”、“親近的-疏遠的”，選取 “開敞的-封閉的”、“親近的-疏遠的” 兩組在0.01水平上顯著的心理量進行分析。

將D/H值與 “開敞的-封閉的” 心理感知量進行回歸分析，見圖6。

圖6 樣地D/H值與開敞度感知

Fig.6 TheD/Hof samples and their perception

由圖6可知，擬合關系式為y=1.29-0.58x，即D/H值與開敞度感知量存在負相關，隨著D/H值的不斷增大，人們感覺空間越開敞。當y=0時，x=2.22，即當D/H值為2.22值，人們對空間開敞度的感覺無明顯差異；當D/H> 2.22時，人就會覺得有開敞感。根據蘆原義信的理論，1

將D/H值與 “親近的-疏遠的” 心理感知量進行回歸分析，見圖7。

圖7 樣地D/H值與親近度感知

Fig.7 TheD/Hof samples and their perception

由圖7可知，擬合關系式為y=-1.42+0.76x，呈正相關，由y=0，得x=1.87，可知人們對于植物空間的親近度感知的臨界值為D/H=1.87，當D/H值越大，人們越容易產生疏遠感。

2.3 空間特征值與心理感知量的回歸分析

將植物空間特征值與人們的心理感知量進行相關性分析和回歸分析，得出相應感知的臨界值以及與尺度指標的變化關系，見表5。

這些臨界值從量化的角度為人們在植物空間營造時提供具體的數據，使得人們對植物空間特性的營造更加準確。然而，由于本研究的樣本量相對較大，在一些空間尺度指標上測量會有相應的誤差，因此，本研究分析所總結的臨界值的可靠性還有待進一步檢驗，這些關系式也只作為植物空間設計時的一個參考。

表5 心理量對應的回歸尺度指標

3 結 語

本研究提出探究植物空間特征與人感知相關性的分析方法，以問卷調查及實地測量的方法探究了城市公園中不同植物空間類型的空間特征與人體感知之間的關系，總結了相關的方程，從計量的角度為相關的植物空間營造設計提供一定的參考。

然而，本研究只是一個探索性研究，所得出的結果并不能代表唯一結果，并且人對植物空間的感知復雜，本研究只選取了5對形容詞對，不能涵蓋人對植物空間感知的所有情況，暫不足以說明植物群落空間特征與人體感知之間關系的可靠性；而本研究希望能為植物的空間與人感知的研究提供新的研究思路，得出更為詳盡的植物空間尺度與感知的關系，以便在實際運用中更具有指導意義。

[1] 周嫻, 靳思佳, 車生泉. 城市公園植物群落空間特征與私密度關系研究: 以杭州為例[J]. 中國園林, 2012, 28(5): 99-103.

[2] 李偉強. 園林植物空間營造研究[D]. 杭州: 浙江大學, 2007.

[3] 王競紅. 園林植物景觀評價體系的研究[D]. 哈爾濱: 東北林業大學, 2008.

[4] 矯明陽. 游人對帶狀公園植物景觀感知和評價的研究[D]. 北京: 北京林業大學, 2013.

[5] 諾曼K. 布思. 風景園林設計要素美[M]. 曹禮昆, 譯. 北京: 中國林業出版社, 1989: 7.

[6] 章俊華. 規劃設計學中的調查分析法16: SD法[J]. 中國園林, 2004(10): 54-58.

[7] 莊惟敏. SD法與建筑空間環境評價[J]. 清華大學學報 (自然科學版), 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.

(責任編輯 曹 龍)

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

10. 11929/j. issn. 2095-1914. 2016. 06. 015

2016-04-15

基于生態理念下的駁岸設計研究(KF2015124)。

黃啟堂 (1963—)，男，教授。研究方向：園林植物與園林規劃設計。Email: fjhqt@126.com。

S731.2

A

2095-1914(2016)06-0094-07

第1作者：羅仁明 (1990—)，男，碩士生。研究方向：園林規劃設計。Email: 447184061@qq.com。