城市公园植物群落生态效益与游憩满意度评价——以成都市东湖公园为例.pdf

233237|2023|12风景园林引言城市公园是市民户外游憩活动的重要场所，而植物群落是城市公园主要的景观构成要素之一，承载着重要的观赏、游憩和生态价值，给予了市民在城市中寻求自然、亲近自然的机会。随着人民生活质量与精神需求的逐渐提高，人们对游憩环境的各类景观品质提出了更高的要求。成都市城市公园数量众多，有着打造成为我国公园城市示范区的天然优势。但是目前城市公园的植物群落能否发挥出良好的景观效益与生态效益，是学界和民众关心的热点之一。美景度评判法1-3、层次分析法4-8和抽样调查法9等是常用的植物景观评价方法。近年来，国内学者分别采用上述方法，在上海、西安、郑州、哈尔滨、海口等众多城市进行了城市典型公园植物群落的评价研究。而生态效益是植物群落的主要功能效益之一，理应成为评价植物群落的重要指标，但是目前关于植物生态效益评价的研究大多以城市森林、景区等大区域尺度及城市社区行道树等微小尺度为主，较少对城市公园这类中小尺度的绿地进行评估10-12。同时植物群落景观作为多重效益于一身的景观类型，单一的角度与方法并不能够较全面地对其展开评价13。因此，本研究以成都市东湖公园为对象，尝试从植物群落的生态效益与游憩满意度出发，兼顾植物群落自身具备的客观价值与参与者的主观感知双重角度，对成都市东湖公园四种类型植物群落（林地、灌丛、草地、湿地）进行研究，分析公园植物群落的现存问题，对城市公园植物群落的景观提升提出优化建议，促进城市公园植物群落更加充分地发挥其功能价值。1 研究区概况东湖公园位于成都市武侯区，地理坐标为东经 104 5 29.91 104 5 49.25，北纬 30 37 8.74 30 37 33.75，拥有成都市内最大的湖泊，被誉为“成都之肺”，于2003 年 7 月修建，占地约 280000m2，是成都市以生态休闲为主的代表性城市公园之一。2 研究内容与方法首先运用层次分析法（AHP）分别构建起城市公园植物群落的生态效益与游憩满意度评价体系。并根据实地踏勘情况，将东湖公园内的典型植物群落分为林地、灌丛、草地、湿地四个类型。采用典型取样法14在 1112 月对每一类植物群落采集 5 个 2020m、面积为 400m2的正方形样地，并对样地进行编号，采集研究所需数据，后期进行整理汇总。3城市公园植物群落评价体系构建3.1城市公园植物群落评价指标体系构建方法本次公园植物群落评价指标体系构建采取频度分析法15，参考国内外关于绿地评价指标体系的相关文献，筛选出使用频率较高的指标，同时结合公园现状进行分析整合，在此基础上采用专家咨询法对指标进行调整，形成城市公园植物群摘要：以成都市东湖公园为研究对象，采用层次分析法与典型抽样法，对公园中的林地、灌丛、草地、湿地四类典型植物群落 20 个样地进行实地调查，并对其生态效益与游憩满意度展开评价。研究结果表明：生态效益方面，林地灌丛湿地草地；游憩满意度方面，林地灌丛草地湿地。其中，林地由于丰富的植物配置与良好的景观层次，生态与景观效益最佳。而草地与湿地物种简单、层次单一加之维护不当，评分最低，其质量提升将是东湖公园植物群落优化的关键。Abstract：Taking Donghu Park in Chengdu as the research object,20 typical plant communities of woodland,shrub,grassland and wetland in the park were investigated by using AHP and typical sampling method,and their ecological benefits and recreation satisfaction were evaluated.The results showed that:in terms of ecological benefit,forest land shrub wetland grassland;in terms of recreation satisfaction,forest land shrub grassland wetland.Among them,forest land has the best ecological and landscape benefits because of its rich plant configuration and good landscape level.Grassland and wetland have the lowest scores because of simple species,single level and improper maintenance.Improving the quality of grassland and wetland will be the key to optimize the plant community in Donghu Park.关键词：城市公园；植物群落；生态效益；游憩满意度；层次分析法Keywords：urban parks；plant community；ecological benefits；recreation satisfaction；AHP文谢雪咏四川大学建筑与环境学院硕士研究生张鲲四川大学建筑与环境学院教 授（通讯作者）陈治儒四川大学建筑与环境学院硕士研究生谭小昱四川大学建筑与环境学院硕士研究生廖晨阳四川大学建筑与环境学院讲 师DOI：10.19875/ki.jzywh.2023.12.076Evaluation of Ecological Benefits and Recreation Satisfaction of Plant Communities in Urban Parks:Taking Donghu Park in Chengdu as an Example城市公园植物群落生态效益与游憩满意度评价以成都市东湖公园为例234落评价的指标体系，并根据专家打分赋予指标相应权重。3.2城市公园植物群落生态效益评价体系构建3.2.1 城市公园植物群落生态效益指标体系根据以上方法，建立公园植物群落生态效益综合评价指标体系（表 1）。3.2.2 各指标计算方法（1）生物多样性：本研究侧重的是物种多样性，选用 Simpson 指数反映植物群落物种丰富程度，该指标影响因素是树种的数量和均匀度16，Simpson 指数越大，代表树种多样性越高。计算公式如下。式中：D表示植物物种多样性指数；S 是所有物种数；Ni 是第 i 个物种的个体数；N 是植物群落中各层次种所有物种个体数；Pi Ni/N 表示一个个体属于第 i 类的概率17。（2）三维绿量：实地测量单株树木的植物形态，再运用公式计算出单株植物的三维绿量，累加所有植物的三维绿量得到样地三维绿量18。乔木层三维绿量根据植物冠层的几何形态，选择不同公式进行计算；灌木层和草本层以投影面积与高度的乘积作为三维绿量19。（3）病虫害：通过对植物群落样地的健康状况调查，确定每个植物群落的病虫害比例。（4）人工干预度：本研究从枯枝 a1、观赏面 a2两个方面分别划分三个等级对植物群落人工干预程度进行评判，从而得到其对植物群落生长的影响情况（表 2）。（5）滞尘能力：采用植物叶面积与植物滞尘速率相乘的方式，估算植物的滞留尘能力21,22。其中，乔木采用经典数学模型估算叶面积，灌木、草坪以及花卉叶面积按照栽培面积进行估算。乔木的叶面积计算方式如下23：式中：H是平均树高；D是平均冠幅；S是树冠投影系数（S D（H+D）/2）；Y是单位栽培面积乔木的叶面积。（6）固碳释氧能力：固碳释氧能力等于样地内乔木、灌木、草本分别的叶面积与固碳、释氧速率的乘积的累加24。（7）降温增湿能力：釆用温湿度计对样方内温度与湿地进行测定，在每个样方内选定 3 个测定点，测 3 次取其平均值。同时，选择大门、主干道两处（较接近城市环境温度），分别对道路表层与离地 1.5m 处测定当时温度与湿度，作为参照点与群落内部数值的对比。群落内部各测定点设在离地面高度 1.5m 处。（8）生物栖息地：采用游客打分的方式，针对每块样地进行评价。3.2.3 数据标准化处理由于每项指标原始数据的来源、类型、描述存在差异，所处数量级不同，可比性差，因此对获取后的原始数据用极差标准化法进行量化处理。先将二级指标进行标准化处理，再对每类植物群落 5 个样地的相同指标取平均值25。3.2.4 植物群落生态效益综合评价一级指标指数（林地、灌丛、草地以及湿地的综合生态效益指数）是根据标准化处理后取平均值的二级指标指数乘以各自的权重进行加和。计算公式如下。其中:是二级指标指数；Wi是某二级指标的权重；n 是三级指标的项数；S是植物群落综合评价指数26。3.3 城市公园植物群落游憩满意度评价体系构建根据频度分析法与专家咨询法，建立植物群落满意度评价指标体系并赋予指标权重（表3）。4 公园植物群落现状调查与数据采集4.1 公园植物群落概况及样方选择东湖公园已建成使用近 20 年，园内植物种类丰富、长势旺盛。通过实地观察，样本选择的分布情况如图 1 所示。在所选样方内测量生态效表 1公园植物群落生态效益评价指标体系（表格来源：作者自绘）注：a1：枯枝数量指树冠中枯萎的枝条数量，也包括因修剪维护不当残留的短截树枝；a2：观赏面整形指园林植物通过修剪形成特定的形状（平直或圆润）20。表 2人工干预度评价标准（表格来源：作者自绘）表 3植物群落游憩满意度评价各指标权重因子（表格来源：作者自绘）235237|2023|12风景园林益评价指标所需的各项数据并在附近随机进行问卷发放。4.2 数据收集4.2.1 植物群落生态效益评价数据测量采用每木测量法27，对每个样方内的乔木、灌木、草本的种名、胸径、树高、冠高、冠幅、数量、面积、健康状况等分类别进行调查测量。用温湿度计测量温度与湿度，并选定东北门处为参考测定点，用作降温增湿能力的对比（图1）。生物栖息地价值以问卷发放的形式确定。基于调研数据计算各植物群落各指标的数值。4.2.2 植物群落游憩满意度评价数据采集在各类植物群落附近采用问卷调查与访谈的方式进行数据采集，了解游客对东湖公园各类植物群落的满意度，并对采集的数据进行量化分析。5 结果与分析5.1 样地内植物种类分析经统计，在公园选定的 20 个样地中，共有植物 66 种，包括乔木 30 种、灌木 23 种、草本13 种。样地中共有乔木 475 棵，片植灌木栽植面积约 1068m2，草本栽植面积约 5997m2。其中，乔木数量占有率较高的是：香樟（23%）、天竺桂（18%）；灌木占地面积较高的有：小蜡、洒金珊瑚；草本植物占地面积较高的有：果岭草、麦冬。东湖公园林地样地植物群落中优势种主要为香樟、黄葛树、天竺桂；灌丛样地植物群落中优势种主要为小蜡、鸭脚木；草地样地植物群落中优势种主要为果岭草；湿地样地植物群落中优势种主要为风车草、美人蕉。5.2 成都东湖公园样地的植物群落生态效益分析根据测量数据统计，综合分析东湖公园样地植物群落的生态效益（表 4），总体排序为林地灌丛湿地草地。其中，林地的生态效益最强，而草地的生态效益最弱。这主要是与植物群落的三维绿量、固碳能力、释氧能力以及人工干预度等有关。相较灌丛、草地、湿地来说，林地样地的复合层次结构更加丰富，其三维绿量高，人工养护适当；而草地样地的人工干预高，结构层次单一。由图 2 可知，东湖公园样地的降温、增湿能力以及生物栖息地指标相对其他指标而言较突出。东湖公园的植物群落和生态环境相对较稳定，整体生态效益较好，不足之处在于：建成时间较长，东湖公园样地植物配置形式相对单一，尊崇以往的设计配置风格，规划设计感不强。5.3 东湖公园植物群落游憩满意度调查问卷结果分析共计发放问卷 50 份，筛查有效问卷 49 份，有效率 98%。将在各个样方附近采集的问卷数据进行归纳计算，绘制统计图（图 3）。由图 3 可知，植物群落总体满意度排序为林地灌丛草地湿地。林地的整体满意度最高，大部分指标落在绿色虚线以上。对比之下，湿地的整体满意度最低。其中，（1）美学功能：四种类型群落均在声音与气味上评价较低。（2）服务功能：四种类型的植物群落均在健身、教育、场所提示功能上表现不佳。（3）心理感受：除湿地外，其他三类植物群落在绿视率以及疏密度上表现较好，从而图 1东湖公园样方分布图（图片来源：作者自绘）图 2东湖公园样地植物群落生态效益分析（图片来源：作者自绘）表 4东湖公园样地植物群落生态效益（表格来源：作者自绘）注：绿色虚线代表 6 分，满意度等级为“一般”，指标落点在绿线以上为满意，以下则为不满意。图 3各指标因子得分统计图（图片来源：作者自绘）236参考文献：1宋亚男,车生泉.上海城市公园典型植物群落美景度评价J.上海交通大学学报:农业科学版,2011,29(02):16-24.2杨梅,吉鑫淼,吉文丽,等.西安市公园植物群落景观评价研究J.西北林学院学报,2015,30(04):289-294.3谢珊珊.郑州城市公园植物群落配置模式及景观美学研究D.郑州:河南农业大学,2016.4韩静静.基于层次分析法的植物群落景观评价及植物配置模式分析J.农业科技与信息:现代园林,2014,11(04):3-7.5单建萍,胡海辉,王圣霖,等.哈尔滨城市公园植物景观评价J.山东农业大学学报:自然科学版,2015,46(05):790-796.6雷金睿,辛欣,宋希强,等.基于AHP的海口市公园绿地植物群落景观评价与结构分析J.西北林学院学报,2016,31(03):262-268.7胡瑞,胡康.基于层次分析法的武汉城市公园人工植物群落景观评价J.农业科技与信息,2016(04):111-112+114.8孟亚南,王佩佩,谢珊珊,等.基于AHP法的郑州市人民公园植物群落景观评价J.天津农业科学,2017,23(09):95-100.9苏津.泉州市3个城市公园植物群落三维绿量及生态效益评估J.黎明职业大学学报,2020(01):37-42+59.10陶晓,吴泽民,郝焰平.合肥市行道树生态效益研究J.中国农学通报,2009,25(03):75-82.11刘朋朋,蔡建国,章毅,等.基于i-Tree模型的杭州市环西湖景区行道树生态效益分析J.科技通报,2019,35(02):132-137.12熊金鑫,祁慧君,王倩茹,等.基于i-Tree模型的城市小区行道树生态效益评价J.南京林业大学学报:自然科学版,2019,43(02):128-136.13贠剑,郭慧凤,王志玲,等.基于层次分析法的植物景观评价以太谷西苑公园为例J.内蒙古民族大学学报:自然科学版,2021,36(06):490-495+500.14王颖,蔡建国,张哲琪,等.临安钱王陵公园植物群落结构及生态效益分析J.浙江农林大学学报,2020,37(04):729-736.15傅伯杰,于丹丹,吕楠.中国生物多样性与生态系统服务指标体系J.生态学报,2017(02):341-348.16王万平.武汉市公园绿地人工植物群落特征及景观评价研究D.武汉:华中农业大学,2012.17李莉.枣庄市主要公园植物群落结构与生态效应研究D.聊城:聊城大学,2018.18刘常富,何兴元,陈玮,等.沈阳城市森林三维绿量测算J.北京林业大学学报,2006(03):32-37.19刘常富,何兴元,陈玮,等.沈阳城市森林三维绿量模拟及其影响因子J.应用生态学报,2008,19(06):1173.20马跃,王宝宁.基于层次分析法的木本园林植物养护评价J.湖北农业科学,2017,56(14):2713-2716.21Liu J,Cao Z,Zou S,et al.An investigation of the leaf retention capacity,efficiency and mechanism for atmospheric particulate matter of five greening tree species in Beijing,ChinaJ.Science of the Total Environment,2018,616:417426.22Muoz D,Aguilar B,Fuentealba R,et al.Environmental studies in two communes of Santiago de Chile by the analysis of magnetic properties of particulate matter deposited on leaves of roadside treesJ.Atmospheric Environment,2017,152:617627.23陈芳.城市工业区绿地生态服务功能的计量评价D.武汉:华中农业大学,2007.24李怒云.中国林业碳汇M.北京:中国林业出版社,2007.25郭晨晓.基于AHP的城市园林植物群落生态效益评价方法J.山东农业大学学报:自然科学版,2015,46(06):941-946.26王翠娟,高素萍.成都城市森林生态效益综合评价指标体系研究J.林业建设,2007(05):34-37.27王颖,蔡建国,张哲琪,等.临安钱王陵公园植物群落结构及生态效益分析J.浙江农林大学学报,2020,37(04):729-736.带给人们良好的心理感受。此外，林地在遮阳功能的满意度方面最为突出，灌丛在层次性方面较为突出。通过实地观测发现，公园在美学方面评价总体较低，是因为公园内植物虽然繁茂，但缺乏人为修整，缺乏美观性。在服务功能方面评价较低，是因为公园建成时间较长，设施陈旧，缺乏场所提示、科普信息等设施，导致使用者在此游玩时的体验感降低。在心理感受方面，东湖公园内的乔木高大茂密，界定出了宜人的林下空间，带给了人们良好的心理体验。6 讨论与展望6.1 总结与建议本研究从生态效益与游憩满意度两个方面分别对成都市东湖公园四类植物群落 20 个样地展开了评价，力求从主客观两个层面来分析东湖公园植物群落现状问题并提出优化策略。从评价结果可以看出，东湖公园植物群落的生态效益与游憩满意度评价结果具有一定的相关性。6.1.1 林地东湖公园中植物群落生态效益与游憩满意度评价结果最佳的是林地。首先，因为林地的植物种类最为丰富且长势良好，使其不仅在三维绿量、固碳释氧与降温增湿等生态效益方面呈现显著优势，还在种类丰富度、覆盖比例、色彩等游憩满意度方面呈现良好效果。另外，乔木的高分支与大冠幅不仅能够构筑出宜人的林下空间，还具备着良好的遮阳功能，为人们的游憩活动提供了天然的场所。同时，公园内的林地主要是“乔+灌+草”的配置形式，这种复层结构不仅能够呈现出良好的视觉效果，还能够形成相对静谧的环境，给予人们更加安全愉悦的感受。然而由于乔木高大，枝叶过于繁茂但修整维护难度较大，在一定程度上影响了植物本身的生长，降低了植物整体的美感度。6.1.2 灌丛东湖公园内灌丛的生态效益与游憩满意度评价得分均较高。公园内灌丛整体的覆盖度高，植物种类较为丰富，在生态效益的生物多样性、降温增湿等方面有着较为明显的优势。同时，由于枝叶密度较大、荫蔽度较高的特点，灌丛不仅是生物良好的栖息选择，还成为了视线控制与隔离媒介，提高了人群活动的安全性。此外，灌丛的人工干预度较高，但修剪较为呆板，缺乏特色且与环境缺乏联系。灌丛可以通过修剪的手段丰富形体样式，增强美感，同时通过与其他景观小品的结合打造景观，提升公园植物群落的科普与场所提示功能。6.1.3 草地公园内的草地在生态效益方面评分最低，主要是由于草地的植物种类单一且在频繁使用或季相变化后管理维护力度不够，造成其生态效益不佳，部分区域甚至出现了裸露的土地。但是公园内的开放草坪由于在通畅度与使用率方面的优势，人们对其游憩满意度评价很高。然而，由于草地类型的不同，提升策略也不能一概而论。对于不予踩踏的草地，应适当营造一些良好的花境或小品景观来增加草地的植被丰富度与层次感。而对于开放性草地，它的可参与性在一定程度上抑制了其生态效益的稳定发挥，而生态效益的逐渐降低又在慢慢地影响着景观与使用效果的呈现，使得草地在生态效益与游憩满意度上陷入一种恶性循环。因此，开放性草地优化提升的关键在于加强管理维护，同时还应加强草地与通行干道之间的隔离，从而提升人群通行与游憩的安全性。6.1.4 湿地东湖公园内，湿地植被的生物栖息地能力较强，而固碳释氧、三维绿量等指标较低，应当在加强植物病虫害防治的同时，适当选用三维绿量等指标较高的植物加以平衡。例如像风车草、再力花等外来植物品种，它们虽然在一定程度上增加了公园的生物多样性，但是其利用自身强大的适应性与繁殖力，逐渐呈现入侵态势，成为了公园湿地中拥有绝对优势的物种。因此，需要抑制其单一化大面积地扩散生长，多栽植具备良好生态效益的本土湿生植物种类，才能够改善公园内湿地植物群落的景观与生态效益。同时，湿地植物群落还应注重打造出挺水植物+浮水植物+沉水植物的湿地植物配置模式，以此加强湿地植物层次结构。此外，东湖公园内的小型溪流与栈道游览水域几乎干涸，湿地植物大多栽植于远离人群的湖泊滨水区域，由于人群难以近距离感知，所以湿地在游憩满意度评价方面评分最低。公园应当在改善湿地植物群落的基础上，营造起小型溪流与穿梭栈道的湿地景观，以便人们能够近距离感知湿地植物群落。总之，植物群落的优化应当遵循适地适树、科学配置、满足功能需求等原则，使生态服务功能与游憩功能相协调。同时，良好的植物配置与管理维护是实现生态效益与游憩满意度双赢的保障。6.2 不足与展望目前城市公园植物群落景观评价的体系还不够健全，本研究从生态效益与游憩满意度两方面着手，是建立公园植物群落景观评价体系的大胆尝试。由于公园评价的主观性和复杂性，以下是对本研究不足的剖析和对未来研究的展望。（1）选取东湖公园作为单一的研究对象，还不具备反映整个成都市城市公园植物群落现实状况的能力。同时在评价工作中，受疫情、天气等方面的限制，存在调研的季节单一、时长不足等问题。评价结果存在一定的局限性，有待进一步的补充和完善。（2）在运用典型抽样法对公园进行采样的过程中，基本是选取公园中各类植物群落具有典型代表的样地。受公园植物景观设计布局、季相变化与现实生长状况的限制，部分区域的植物群落无法纳入调查范围，存在一定的主观性。研究分析的结果能够代表公园大部分植物群落的实际情况，但依旧无法全面、详细地反映全部植物群落优良的情况。往后研究可以扩大研究的植物样方数量、范围，做到更为全面、准确的数据支撑。（3）本研究采用了层次分析法与典型抽样法开展植物群落景观评价。后续研究将综合运用更多的评价方法对城市公园进行植物群落评价或是开展除植物群落外其他景观角度的评价研究，构建更全面、更客观的评价体系。