南岳衡山風(fēng)景林林下植物篩選研究

鄒 立

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊陵 712100；2湖南省衡陽市林業(yè)局，湖南 衡陽 421000)

1 引言

風(fēng)景林是指風(fēng)景名勝區(qū)的森林植被景觀，由不同類型的森林植物群落組成，在森林的經(jīng)濟(jì)分類中屬特用林種之一[1]，以發(fā)揮森林的衛(wèi)生保健、旅游觀光為主要目標(biāo)，它具有美學(xué)措施完善、舒適、優(yōu)美的自然景觀，同時(shí)也具有觀賞和游憩價(jià)值的天然林或人工林。目前公認(rèn)的對(duì)于風(fēng)景林要求為，同時(shí)滿足“具有較高美學(xué)價(jià)值”和“以滿足審美需求及視覺美為主要目標(biāo)”的森林。陳鑫峰等人[2]，認(rèn)為森林美的形式是多形態(tài)、多層次和多成分的，不同的觀賞角度有不同的景觀體驗(yàn)，并且根據(jù)森林尺度與距離將林分景觀分為細(xì)部景觀、個(gè)體景觀、林內(nèi)景觀、林道景觀、近景觀、中景觀和遠(yuǎn)景觀等7個(gè)層次。林內(nèi)景觀展現(xiàn)了森林的自然美和意境美，也是森林游憩娛樂活動(dòng)的主要場(chǎng)所。林下植物是風(fēng)景林生態(tài)系統(tǒng)的組成部分，在維護(hù)系統(tǒng)物種多樣性、維護(hù)林地土壤質(zhì)量和保持水土中起著不可忽視的作用[2～4]，除生態(tài)作用外，林下植物屬于林內(nèi)景觀的一部分，通過自身的色彩、體態(tài)、形狀和氣味等方面特質(zhì)，對(duì)林內(nèi)景觀的營(yíng)造有突出的意義[5]。

隨著精確提高森林質(zhì)量的口號(hào)提出，我國眾多學(xué)者針對(duì)風(fēng)景林的提質(zhì)改造進(jìn)行了大量的研究，林下植物為林內(nèi)景觀的重要組成部分，與上層林木一起構(gòu)造了林下空間，同時(shí)對(duì)林道景觀、近景觀的組成也有貢獻(xiàn)，對(duì)于森林景觀有重要意義。目前針對(duì)于林下植物的篩選研究，主要是針對(duì)經(jīng)濟(jì)林林下植物多樣性及生態(tài)效應(yīng)的研究[2～4]，對(duì)風(fēng)景林林下植物的景觀性研究較少，研究范圍多數(shù)集中在城市風(fēng)景林及人造林中[6]，針對(duì)天然森林的林下景觀植物的篩選的研究不多。本文從植物的觀賞性出發(fā)，以南岳衡山風(fēng)景林林下植物為研究對(duì)象，先設(shè)立了26塊標(biāo)準(zhǔn)樣地，獲取研究地的林下植物的種類及生長(zhǎng)狀況，采用美景度評(píng)價(jià)法(SBE)對(duì)林下植物從景觀性的角度進(jìn)行美景度評(píng)分，通過對(duì)評(píng)分的分析，篩選出適合在研究地林下種植的景觀價(jià)值高的植物，為提高南岳衡山的風(fēng)景林的質(zhì)量提升和合理營(yíng)建提供參考。

2 研究地概況

南岳衡山位于湖南省中部，為國家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)，是我國“五岳”之一，風(fēng)景游憩功能顯著，地理位置為112°34′～112°45′E，27°12′～27°19′N，衡山被界定為自然綜合體的南岳孤山山系，經(jīng)過二次隆起的造山運(yùn)動(dòng)形成的以峰林花崗巖斷塊中山為主體的地貌，最高海拔1289.8m，逶迤盤亙400余km，屬我國亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，熱量充足，氣候濕潤(rùn)，雨水集中，年平均氣溫17.8 ℃，土壤為花崗巖的母質(zhì)風(fēng)化發(fā)育的酸性土，pH值范圍為4.5～6，土壤類型由下而上依次為山地紅壤、山地黃壤、山地黃棕壤、山地草甸土。

南岳衡山屬于中亞帶常綠闊葉林植物區(qū)系，植物種類豐富，喬木優(yōu)勢(shì)種主要有楓香(Liquidambarformosana)、毛竹(Phyllostachysheterocycla)、多脈青岡(Cyclobalanopsismultinervis)、栓皮櫟(Quercusvariabilis)、石灰花楸(Sorbusfolgneri)、柳杉(Cryptomeriafortunei)和藍(lán)果樹(Nyssasinensis)等，灌木主要為紫竹(Phyllostachysnigra)、懸鉤子屬(Rubus)、構(gòu)骨(Ilexcornuta)、柃木(Euryajaponica)、檵木(Loropetalumchinensis)、杜鵑(Rhododendronsimsii)和山胡椒(Linderaglauca)等，草本植物主要為禾本科(Agrostidoedeae)、菊科(Compositae)等。

3 研究方法

3.1 樣地調(diào)查

為了使選擇的樣地更具代表性，在樣地調(diào)查前首先對(duì)研究區(qū)進(jìn)行全面踏查，結(jié)合已有的森林資源清查和植被調(diào)查資料，確定植物風(fēng)景林類型，在此基礎(chǔ)上根據(jù)游人可及性、排除異質(zhì)體干擾的原則選擇樣地[7]。

本次研究共選擇了26塊樣地，通過林內(nèi)地形特征和林分特征確定樣地面積。樣地規(guī)格為2 m×2 m～5 m×5 m，根據(jù)林分特征、地形特征以及照片景觀范圍確定。調(diào)查樣地風(fēng)景類群落類型、林下植物結(jié)構(gòu)特征相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)包括灌木層各類植物的種名、樹高、冠幅；草本層較明顯的植物。典型樣地如表1所示。

表1 典型樣地景觀概況

通過樣地研究統(tǒng)計(jì)樣地中出現(xiàn)的林下植物種類達(dá)到108種，分屬26科58屬，排除喬木植物中具有危險(xiǎn)性、毒性和入侵性的和肉眼觀察不明顯的植物，經(jīng)過整理篩選出能夠作為林下景觀植物的有68種。本次實(shí)驗(yàn)采用幻燈片反映法，通過幻燈片在室內(nèi)展示植物的照片，讓評(píng)判者進(jìn)行評(píng)價(jià)[8]。為了評(píng)價(jià)的科學(xué)性和可操作性，以客觀反映林下植物觀賞特征為原則，遵循拍攝規(guī)范，所有照片的拍攝統(tǒng)一拍攝條件，相同相機(jī)(Canon EOS 80D相機(jī))，如平視豎向拍攝、統(tǒng)一拍攝時(shí)間、晴天環(huán)境、不開閃光燈等。本次調(diào)查共拍攝了近千張照片，選取每種植物觀賞價(jià)值最高時(shí)期的照片，每種植物一張，一共為68張，進(jìn)行隨機(jī)編號(hào)，作為評(píng)判照片。

3.2 評(píng)價(jià)過程

研究表明，不同群體或文化背景的評(píng)判者之間的審美態(tài)度在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上差異不顯著，評(píng)判者選擇在校研究生和大學(xué)生作為評(píng)判者，共計(jì)80人。評(píng)價(jià)采用7分制，依次為很喜歡、喜歡、較喜歡、一般、不太喜歡、不喜歡、很不喜歡，對(duì)應(yīng)的評(píng)分值依次為3，2，1，0，-1，-2，-3。評(píng)價(jià)采用室內(nèi)幻燈片放映法，先讓評(píng)價(jià)者將照片快速瀏覽，時(shí)間1～3 s/張，讓評(píng)價(jià)者有評(píng)價(jià)基準(zhǔn)線，稍作停頓后，進(jìn)行正式評(píng)價(jià)，時(shí)間控制在8 s/張。評(píng)判者按照照片編號(hào)依次為照片打分。

3.3 美景度值標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)美景度法，為了消除不同評(píng)判者審美尺度的差異性[8]，需要對(duì)評(píng)價(jià)得到的美景度值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本研究采取傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化處理法，根據(jù)公式(1)、公式(2)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

(1)

(2)

其中，Zij為第j評(píng)判者對(duì)第i個(gè)景觀的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)化值；Rij為第j評(píng)判者對(duì)第i個(gè)景觀的評(píng)判分值；為第j評(píng)判者對(duì)所有照片評(píng)判值的平均值；Sj為第j評(píng)判者對(duì)同一類景觀的評(píng)判值的標(biāo)準(zhǔn)差，將標(biāo)準(zhǔn)化值求得平均值后即得到每一林內(nèi)景觀的SBE值(表2)。

3.4 SBE值聚類分析

聚類分析指將物理或抽象對(duì)象的集合分組為由類似的對(duì)象組成的多個(gè)類的分析過程[9]。本次聚類分析采用K-mean聚類分析法，通過SPSS軟件進(jìn)行處理，選擇K-均值聚類選項(xiàng)，將迭代次數(shù)規(guī)定為25，聚類數(shù)為4時(shí)，顯著值達(dá)到t<0.005，為極顯著性，F(xiàn)值為556.13，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。具體結(jié)果如表3所示。

根據(jù)聚類分析結(jié)果，將68種植物分為4類，屬于第一類的植物有9種，第二類為23種，第三類有23種，第四類為13種，評(píng)價(jià)高低的順序依次為：第四類、第二類、第一類和第三類，其中第二類的植物(評(píng)分為中等水平)和第三類(評(píng)價(jià)最差)的占的比例最多，皆為33.82%，第四類植物(評(píng)分最高的植物類型)總數(shù)為13種，所占比例為19.12%，由此可以初步判斷出公眾對(duì)于林下植物在景觀方面的喜好規(guī)律。

(1) 得分最優(yōu)的一類植物，平均值達(dá)到2.21，達(dá)到很喜歡水平，這類植物均具有鮮艷而明顯的花朵，這說明公眾對(duì)于花有突出顏色的植物有偏好，如杜鵑屬植物(Rhododendron)中的滿山紅(R.mariesii)、杜鵑、鹿角杜鵑(R.latoucheae)、云錦杜鵑等，還有重瓣棣棠(Kerriajaponicaf.pleniflora)、水馬桑(Weigelajaponicavar.sinica)這類植物的花色鮮艷，滿生花相，在風(fēng)景林下極具觀賞價(jià)值。

(2) 淡竹葉、薹草等整齊的草本植物得分雖然屬于第二類，其沒有第一類植物艷麗的花朵，但是由于其高低差異不大，葉形飄逸，在林下呈現(xiàn)出整齊的狀態(tài)，適合在林下做為基礎(chǔ)種植植物，作為背景襯托出得分最優(yōu)的林下植物的花色。

表2 68種林下植物照片美景度值

表3 聚類叢集分類

(3) 懸鉤子屬、獼猴桃屬(Actinidia)和雞屎藤等這類藤本灌木，都得到了較低的分?jǐn)?shù)，因?yàn)槠湓诹窒戮€條很凌亂，并且枝條上都有皮刺等尖銳物的存在，讓評(píng)價(jià)者在心理上會(huì)有不舒適的感覺，所以這三類植物的評(píng)分為最低，其次接骨草(Sambucuschinensis)、山胡椒(Linderaglauca)、紫竹(Phyllostachysnigra)這類植物，雖然是直立灌木，但是觀賞特性點(diǎn)較低，評(píng)價(jià)者對(duì)此的興趣不高，整體評(píng)分也處于較低的水平。

4 結(jié)論與討論

本文以南岳衡山風(fēng)景林林下植物為研究對(duì)象，首先對(duì)研究地進(jìn)行了實(shí)際調(diào)查，選取了具有代表性的風(fēng)景林，并在其中設(shè)立了26塊樣地，獲得研究地風(fēng)景林林下植物種類108種，排除喬木植物、肉眼觀察不明顯植物和具有危險(xiǎn)性的植物及入侵植物，共選取了68種林下植物，采用室內(nèi)幻燈片放映的方式進(jìn)行美景度評(píng)價(jià)，并將所得的結(jié)果進(jìn)行了聚類分析，發(fā)現(xiàn)在分成3類時(shí)，結(jié)果具有極顯著性，根據(jù)分類，可以得出以下結(jié)論。

(1) 花相和花色是影響林下植物得分最主要原因，開花明顯的植物得分普遍偏高，單生花的植物平均分高于穗狀花序、圓錐花序的植物，觀賞特征色(花、葉)為紅(粉紅、鮮紅、梅紅)、黃的植物得分最高[10]，這類植物有杜鵑、鹿角海棠、紅楓、野菊(Dendranthemaindicum)、蒲兒根(Sinoseneciooldhamianus)和凹葉景天(Sedumemarginatum)等，而構(gòu)骨和朱砂根(Ardisiacrenata)的果實(shí)呈鮮紅色，飽和度很高，但是在評(píng)分上還是低于觀花植物；觀賞花色飽和度低的得分會(huì)遜色于飽和度高的，比如多花黃精、玉簪(Hostaplantaginea)和檵木的花雖然很明顯，但是評(píng)分處于一般的水平；

(2) 植株的形態(tài)對(duì)于植物的得分影響很大，枝條比較凌亂的藤本往往得分很低，比如馬甲子(Paliurusramosissimus)、雞屎藤(Paederiascandens)和懸鉤子屬等植物，以及蕨類植物的整體評(píng)分都不高，處于-1～0分之間。公眾比較親睞整齊、自然的林內(nèi)環(huán)境[11]，線條粗放的藤本會(huì)影響林內(nèi)景觀的通透性，在空間上給予評(píng)價(jià)者壓迫感。而禾本科的植物如淡竹葉、薹草、芒質(zhì)地細(xì)膩，植株排列均勻整齊，景天屬(Sedum)垂盆草形態(tài)輕盈飄逸，平均分為0.25分，達(dá)到公眾較喜愛的水平，這類植物抗逆性強(qiáng)，在林下植物景觀改造時(shí)，可以選擇這類植物作為背景植物，搭配其他花色鮮艷植物，對(duì)景觀的正面影響需要在樣地改造的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究。

(3) 研究區(qū)域地形復(fù)雜，植被區(qū)系特征明顯，根據(jù)分析結(jié)果，建議在景觀節(jié)點(diǎn)、游路上視線可及的風(fēng)景林林下補(bǔ)植觀賞性強(qiáng)的分類為第一類的鄉(xiāng)土植物，如杜鵑、鹿角杜鵑，對(duì)景觀后續(xù)的積極意義值得期待。本次研究首次針對(duì)南岳衡陽風(fēng)景區(qū)風(fēng)景林林下植物進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)研究，研究范圍雖僅限于研究區(qū)域，但研究成果可為整個(gè)亞熱帶的風(fēng)景林林下植物的營(yíng)造和經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)，具有很高的啟迪意義。