常州市翠竹公園植物空間分布與優(yōu)化設(shè)計(jì)

王麗燕

摘 要 為提高植物空間布局的合理性與美觀性，以江蘇省常州市翠竹公園為例評(píng)價(jià)城市風(fēng)景園林植物空間分布設(shè)計(jì)效果。結(jié)合翠竹公園概況，采集并計(jì)算城市風(fēng)景園林植物空間要素?cái)?shù)據(jù)與植物物種的多樣性組成，為植物空間分布設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐，并根據(jù)園林內(nèi)自然環(huán)境因素的特點(diǎn)設(shè)計(jì)植物的空間分布格局。評(píng)估結(jié)果表明，翠竹公園內(nèi)各物種植物空間分布格局的最大斑塊指數(shù)在80%以上、斑塊分離度在20%以下，植物空間呈現(xiàn)層次化聚集分布格局，滿足城市風(fēng)景園林設(shè)計(jì)需求。

關(guān)鍵詞 城市風(fēng)景園林；植物空間分布；江蘇省常州市翠竹公園

中圖分類號(hào)：S688 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.02.018

在現(xiàn)代城市園林建設(shè)中，植物景觀的空間分布對(duì)平衡城市自然生態(tài)環(huán)境而言具有重要作用。植物景觀的可塑性極強(qiáng)，可通過(guò)不同顏色、不同形態(tài)的組合搭配，提升城市風(fēng)景園林的觀賞價(jià)值，進(jìn)而推動(dòng)現(xiàn)代化宜居城市建設(shè)。因此，本文以江蘇省常州市翠竹公園為研究對(duì)象，對(duì)城市風(fēng)景園林植物空間分布設(shè)計(jì)方法展開(kāi)研究。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

常州市翠竹公園位于常州市天寧區(qū)翠虹路1號(hào)，屬于開(kāi)放式公園，總占地面積75 930 m2，公園綠地覆蓋率88%以上，還有城市內(nèi)少見(jiàn)的濕地生態(tài)景觀，水生植物種類繁多，植物物種豐富，景觀空間特征多樣，是典型的江南水鄉(xiāng)式景觀園林公園。園內(nèi)設(shè)置多處休閑娛樂(lè)區(qū)域與生活區(qū)域，受到居民的歡迎，公園局部實(shí)景如圖1所示。

1.2 城市風(fēng)景園林?jǐn)?shù)據(jù)采集與處理

在正式進(jìn)行植物空間分布設(shè)計(jì)前，需經(jīng)過(guò)相關(guān)的調(diào)研，掌握該研究區(qū)內(nèi)的植物空間要素?cái)?shù)據(jù)及植物物種的多樣性組成，只有在全面、充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，才能設(shè)計(jì)出更適用于翠竹公園的植物空間分布格局[1]。

1.2.1 植物空間要素?cái)?shù)據(jù)

在對(duì)翠竹公園進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)之后，利用CAD軟件繪制出該園林的平面地圖，用于測(cè)量植物空間要素[2]。一般情況下，城市風(fēng)景園林中大多數(shù)植物空間要素均可以直接測(cè)量獲得，而無(wú)法通過(guò)測(cè)量得到的空間要素因子可以根據(jù)計(jì)算分析獲得。本文采集的城市風(fēng)景園林植物空間要素?cái)?shù)據(jù)主要包括覆蓋度、圍合度、面積比例、高寬比及可步行道路的寬度，各要素?cái)?shù)據(jù)的具體獲取方式如下。

1）城市風(fēng)景園林植物空間布局的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是可步行道路的設(shè)計(jì)，且步行道路的寬度是衡量該風(fēng)景園林是否具有觀賞價(jià)值的關(guān)鍵指標(biāo)[3]。由于本文選用的研究區(qū)內(nèi)部停車場(chǎng)位于入口附近，所以在設(shè)計(jì)園林內(nèi)部可步行道路寬度的時(shí)候僅考慮人行道路，不考慮行車道路，因此，根據(jù)公式（1）計(jì)算步行道路寬度。

（1）

式中，W0表示城市風(fēng)景園林內(nèi)部可步行道路的寬度，m；S1、S2、S3分別表示園林主干道、次干道和游園支路的面積，m2；L1、L2、L3分別表示園林主干道、次干道和游園支路的長(zhǎng)度，m。

2）植物空間覆蓋度與圍合度是衡量城市風(fēng)景園林中植物空間庇護(hù)程度的關(guān)鍵指標(biāo)，其中植物空間覆蓋度主要通過(guò)形態(tài)較為高大的喬木樹(shù)冠對(duì)空間的覆蓋范圍來(lái)描述，其計(jì)算公式如（2）所示。

（2）

式中，η表示城市風(fēng)景園林植物空間的覆蓋度；S4表示喬木樹(shù)冠垂直于地面投影的覆蓋面積（本次研究?jī)H考慮樹(shù)冠高度超過(guò)2 m的喬木），m2；S5表示園林空間底面積，m2。

植物空間圍合度主要通過(guò)植被所構(gòu)成的垂直分割面來(lái)描述，代表植物空間影響園林整體空間的圍合感受，其計(jì)算公式如（3）所示。

（3）

式中，μ表示城市風(fēng)景園林植物空間的圍合度；L4表示植物與該植物空間結(jié)合部分的周長(zhǎng)，m；L5表示整個(gè)植物空間邊界的周長(zhǎng)，m。考慮到園林游客的平均視線高度在1.5～1.8 m，所以在計(jì)算植物空間圍合度時(shí)，僅考慮高度在1.5 m以上的植被垂直面。

3）植物空間的高寬比與面積比例是影響城市風(fēng)景園林為游客帶來(lái)觀賞感受的關(guān)鍵指標(biāo)，如果這兩個(gè)空間要素?cái)?shù)據(jù)不合理，將會(huì)影響園林美觀度。植物空間的高寬比計(jì)算公式如（4）所示。

（4）

式中，γ1表示城市風(fēng)景園林植物空間的高寬比；H1表示園林內(nèi)植被平均高度（本研究只考慮樹(shù)冠高度超過(guò)2 m的喬木），m；W1表示園林內(nèi)植被相應(yīng)邊界點(diǎn)之間的垂直距離平均值，m。

植物空間的面積比例主要指鋪裝與活動(dòng)區(qū)域所占比例，其計(jì)算公式如（5）所示。

（5）

式中，γ2表示城市風(fēng)景園林植物空間的面積比；S6表示植被鋪裝面積，m2；S7表示植物空間活動(dòng)綠地面積，m2；S8表示城市風(fēng)景園林總面積，m2。

根據(jù)上述公式，求得本研究區(qū)的植物空間要素因子，將所得數(shù)據(jù)構(gòu)建為一個(gè)適合設(shè)計(jì)使用的城市風(fēng)景園林植物空間要素體系，作為后續(xù)植物空間格局設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.2.2 植物的物種多樣性組成

在對(duì)翠竹公園進(jìn)行實(shí)地考察之后，記錄下該園林的植物物種信息，用于分析植物物種的多樣性組成[4]。本次研究根據(jù)APG IV系統(tǒng)，將翠竹公園內(nèi)的植物劃分為48科225屬616種，根據(jù)各植物物種的等級(jí)，將這48科劃分為單種科、寡種科、較大科及中等科4等級(jí)，各等級(jí)科的具體組成如表1所示。通過(guò)重要值、多樣性指數(shù)及豐富度指數(shù)這3個(gè)參數(shù)來(lái)描述翠竹公園植物物種的多樣性[5]。

1）重要值就是指該植物物種在植物群落中的重要程度，其計(jì)算公式如（6）所示。

（6）

式中，λ1表示城市風(fēng)景園林植物物種重要值；α0表示植物物種的相對(duì)密度，m2；α1表示植物物種的相對(duì)高度，m；α2表示植物物種的相對(duì)蓋度，%；α3表示植物物種的相對(duì)生物量，g·m-2。

2）植物物種多樣性指數(shù)的計(jì)算公式如（7）所示。

（7）

式中，λ2表示城市風(fēng)景園林植物物種多樣性指數(shù)；N表示風(fēng)景園林內(nèi)植物物種的總數(shù)目；pi表示風(fēng)景園林內(nèi)第i個(gè)植物物種的重要值在總物種中的所占比例。

3）物種豐富度指數(shù)是各植物物種在空間中的分配情況，其計(jì)算公式如（8）所示。

（8）

式中，λ3表示城市風(fēng)景園林植物物種豐富度指數(shù)；N表示風(fēng)景園林內(nèi)植物物種的總數(shù)目；M表示風(fēng)景園林內(nèi)各物種植物的總數(shù)量。

在獲得城市風(fēng)景園林植物空間要素及物種多樣性的組成數(shù)據(jù)后，利用Wintwins和Microsoft Ecxel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，為植物空間分布設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

1.3 植物空間分布格局設(shè)計(jì)

翠竹公園植物空間分布格局的設(shè)計(jì)主要從自然生態(tài)環(huán)境角度出發(fā)[6]。植物與自然生態(tài)環(huán)境存在天然的聯(lián)系，如果將植物設(shè)計(jì)在不適合生長(zhǎng)的環(huán)境下，可能會(huì)導(dǎo)致植物存活時(shí)間較短、景觀效果不佳等惡劣后果。所以在設(shè)計(jì)植物的空間分布格局時(shí)，需要根據(jù)翠竹公園實(shí)際生態(tài)環(huán)境進(jìn)行各物種植物的規(guī)劃布局，主要考慮地形與水文條件兩方面[7]。

自然生態(tài)環(huán)境因子主要包括水文、氣溫、地形、土壤及光照等，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中受這些環(huán)境因子的作用與約束，不同的自然環(huán)境條件會(huì)造成不同植被物種的分布情況。在翠竹公園的地形中，關(guān)鍵影響因子是山坡的坡位與坡向，表2列舉了坡位與坡向?qū)χ参锟臻g分布的影響。從表2中可以看出，不同坡位與坡向的地表陽(yáng)光照射時(shí)間與強(qiáng)度存在較大區(qū)別，所以在對(duì)城市風(fēng)景園林植物空間分布格局進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)各植物物種對(duì)光照時(shí)間與強(qiáng)度的要求，選擇其分布位置。

城市風(fēng)景園林植物空間的水文因子受多因素影響，如植物空間的土壤類型、地形地貌等。因此，筆者根據(jù)翠竹公園的實(shí)際情況，將區(qū)內(nèi)土壤劃分為砂土類、黏土類及壤土類，各類土壤的水文條件如表3所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物空間要素?cái)?shù)據(jù)及植物物種多樣性組成

經(jīng)過(guò)對(duì)翠竹公園的數(shù)據(jù)采集，可獲取該公園植物空間要素?cái)?shù)據(jù)如下：植物空間的覆蓋度為67%，圍合度為55%，面積比為0.71，高寬比為1.89，可步行道路的寬度為2.8 m。通過(guò)濕地考察，獲得翠竹公園內(nèi)具有代表性的10種植物多樣性指標(biāo)結(jié)果，見(jiàn)表4。由

表4可知，墨西哥落羽杉的重要值、多樣性指數(shù)及豐富度指數(shù)均為最高，說(shuō)明在翠竹公園中墨西哥落羽杉形成群落時(shí)間較長(zhǎng)，現(xiàn)已達(dá)到穩(wěn)定生長(zhǎng)時(shí)期。

2.2 植物空間設(shè)計(jì)結(jié)果及評(píng)價(jià)

2.2.1 設(shè)計(jì)結(jié)果

紫竹、金竹、楓楊的重要值較低，金竹的多樣性指數(shù)較低，楊梅、楓楊和斑竹的豐富度指數(shù)較低，因此需要根據(jù)翠竹公園地形與水文對(duì)植物空間分布的影響，結(jié)合植物多樣性結(jié)果，對(duì)紫竹、金竹、楓楊、楊梅和斑竹這5種植物的種植空間展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)。按照紫竹、金竹、楓楊、楊梅和斑竹的生長(zhǎng)特點(diǎn)，結(jié)合翠竹公園的地形與水文環(huán)境，可在山腰、山谷的南坡方向種植喜光、喜溫暖濕潤(rùn)環(huán)境的紫竹、金竹；可在南坡的砂土土壤區(qū)域種植耐旱、喜光的楓楊、斑竹，在山谷北坡的砂土土壤區(qū)域種植耐旱、喜陰、喜潮濕的楊梅。為增加翠竹公園整體的植物多樣性，還可以在光照充足、水分含量較低的山頂位置種植紅豆杉、銀杏、雪松等耐旱樹(shù)種；在東坡種植大葉女貞、桂花、石楠、廣玉蘭、枇杷等常綠闊葉植物；在西坡種植櫟樹(shù)、椴樹(shù)、楊樹(shù)等落葉闊葉植物，形成落葉闊葉與常綠闊葉混交林。

2.2.2 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

為驗(yàn)證采用上述設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的植物空間是否具備合理性與美觀性，以最大斑塊指數(shù)和斑塊分離度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)優(yōu)化后翠竹公園的植物空間分布格局進(jìn)行評(píng)估。1）最大斑塊指數(shù)是指園林中最大植物斑塊占植物空間總面積的比值，是一種優(yōu)勢(shì)度測(cè)量算法，最大斑塊指數(shù)越大，越能夠反映該區(qū)域空間分布格局的優(yōu)勢(shì)，越能夠說(shuō)明該區(qū)域布局的合理性。2）斑塊分離度指園林中各植物斑塊分布的分離情況，用于評(píng)估植物空間分布格局的連通性，斑塊分離度越小，說(shuō)明該區(qū)域植物呈現(xiàn)聚集分布，具有較好的美觀性。

利用Fragstat軟件獲取翠竹公園內(nèi)各植物物種空間分布格局的最大斑塊指數(shù)與斑塊分離度，如圖2和圖3所示。翠竹公園中各植物空間分布的最大斑塊指數(shù)均大于80%，斑塊分離度均小于20%，表明在本研究區(qū)內(nèi)，各植物呈現(xiàn)聚集分布狀態(tài)，同時(shí)園林內(nèi)各植物群落的聚集度不同，整體呈層次化聚集分布格局。由此可知，本次設(shè)計(jì)的植物空間分布格局具有一定合理性與美觀性，滿足城市風(fēng)景園林設(shè)計(jì)需求。

3 結(jié)論

為提高植物空間布局的合理性與美觀性，以江蘇省常州市翠竹公園為研究對(duì)象，計(jì)算植物空間要素?cái)?shù)據(jù)，分析翠竹公園內(nèi)的植物多樣性組成，結(jié)合地形與水文對(duì)植物空間分布的影響，進(jìn)行植物空間分布優(yōu)化設(shè)計(jì)。以最大斑塊指數(shù)和斑塊分離度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)后翠竹公園內(nèi)各物種植物空間分布格局的最大斑塊指數(shù)在80%以上、斑塊分離度在20%以下，各植物呈現(xiàn)聚集分布狀態(tài)。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）