常州市翠竹公園植物空間分布與優(yōu)化設(shè)計

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價城市風景園林植物空間分布設(shè)計效果。結(jié)合翠竹公園概況，采集并計算城市風景園林植物空間要素數(shù)據(jù)與植物物種的多樣性組成，為植物空間分布設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐，并根據(jù)園林內(nèi)自然環(huán)境因素的特點設(shè)計植物的空間分布格局。評估結(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，滿足城市風景園林設(shè)計需求。

關(guān)鍵詞 城市風景園林；植物空間分布；江蘇省常州市翠竹公園

中圖分類號：S688 文獻標志碼：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，可通過不同顏色、不同形態(tài)的組合搭配，提升城市風景園林的觀賞價值，進而推動現(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象，對城市風景園林植物空間分布設(shè)計方法展開研究。

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，屬于開放式公園，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)置多處休閑娛樂區(qū)域與生活區(qū)域，受到居民的歡迎，公園局部實景如圖1所示。

1.2 城市風景園林數(shù)據(jù)采集與處理

在正式進行植物空間分布設(shè)計前，需經(jīng)過相關(guān)的調(diào)研，掌握該研究區(qū)內(nèi)的植物空間要素數(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 植物空間要素數(shù)據(jù)

在對翠竹公園進行實地勘測之后，利用CAD軟件繪制出該園林的平面地圖，用于測量植物空間要素[2]。一般情況下，城市風景園林中大多數(shù)植物空間要素均可以直接測量獲得，而無法通過測量得到的空間要素因子可以根據(jù)計算分析獲得。本文采集的城市風景園林植物空間要素數(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，各要素數(shù)據(jù)的具體獲取方式如下。

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

（1）

式中，W0表示城市風景園林內(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度，m。

2）植物空間覆蓋度與圍合度是衡量城市風景園林中植物空間庇護程度的關(guān)鍵指標，其中植物空間覆蓋度主要通過形態(tài)較為高大的喬木樹冠對空間的覆蓋范圍來描述，其計算公式如（2）所示。

（2）

式中，η表示城市風景園林植物空間的覆蓋度；S4表示喬木樹冠垂直于地面投影的覆蓋面積（本次研究僅考慮樹冠高度超過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植被所構(gòu)成的垂直分割面來描述，代表植物空間影響園林整體空間的圍合感受，其計算公式如（3）所示。

（3）

式中，μ表示城市風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，m；L5表示整個植物空間邊界的周長，m。考慮到園林游客的平均視線高度在1.5～1.8 m，所以在計算植物空間圍合度時，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景園林為游客帶來觀賞感受的關(guān)鍵指標，如果這兩個空間要素數(shù)據(jù)不合理，將會影響園林美觀度。植物空間的高寬比計算公式如（4）所示。

（4）

式中，γ1表示城市風景園林植物空間的高寬比；H1表示園林內(nèi)植被平均高度（本研究只考慮樹冠高度超過2 m的喬木），m；W1表示園林內(nèi)植被相應(yīng)邊界點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區(qū)域所占比例，其計算公式如（5）所示。

（5）

式中，γ2表示城市風景園林植物空間的面積比；S6表示植被鋪裝面積，m2；S7表示植物空間活動綠地面積，m2；S8表示城市風景園林總面積，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)建為一個適合設(shè)計使用的城市風景園林植物空間要素體系，作為后續(xù)植物空間格局設(shè)計的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.2.2 植物的物種多樣性組成

在對翠竹公園進行實地考察之后，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，將這48科劃分為單種科、寡種科、較大科及中等科4等級，各等級科的具體組成如表1所示。通過重要值、多樣性指數(shù)及豐富度指數(shù)這3個參數(shù)來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，其計算公式如（6）所示。

（6）

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

2）植物物種多樣性指數(shù)的計算公式如（7）所示。

（7）

式中，λ2表示城市風景園林植物物種多樣性指數(shù)；N表示風景園林內(nèi)植物物種的總數(shù)目；pi表示風景園林內(nèi)第i個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，其計算公式如（8）所示。

（8）

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

在獲得城市風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軟件對數(shù)據(jù)進行整理分析，為植物空間分布設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。

1.3 植物空間分布格局設(shè)計

翠竹公園植物空間分布格局的設(shè)計主要從自然生態(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)計在不適合生長的環(huán)境下，可能會導(dǎo)致植物存活時間較短、景觀效果不佳等惡劣后果。所以在設(shè)計植物的空間分布格局時，需要根據(jù)翠竹公園實際生態(tài)環(huán)境進行各物種植物的規(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，植物在生長過程中受這些環(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光照射時間與強度存在較大區(qū)別，所以在對城市風景園林植物空間分布格局進行設(shè)計時，需要根據(jù)各植物物種對光照時間與強度的要求，選擇其分布位置。

城市風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 植物空間要素數(shù)據(jù)及植物物種多樣性組成

經(jīng)過對翠竹公園的數(shù)據(jù)采集，可獲取該公園植物空間要素數(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種植物多樣性指標結(jié)果，見表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，說明在翠竹公園中墨西哥落羽杉形成群落時間較長，現(xiàn)已達到穩(wěn)定生長時期。

2.2 植物空間設(shè)計結(jié)果及評價

2.2.1 設(shè)計結(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植物空間分布的影響，結(jié)合植物多樣性結(jié)果，對紫竹、金竹、楓楊、楊梅和斑竹這5種植物的種植空間展開優(yōu)化設(shè)計。按照紫竹、金竹、楓楊、楊梅和斑竹的生長特點，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、椴樹、楊樹等落葉闊葉植物，形成落葉闊葉與常綠闊葉混交林。

2.2.2 設(shè)計評價

為驗證采用上述設(shè)計方法設(shè)計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)和斑塊分離度為評價指標，對優(yōu)化后翠竹公園的植物空間分布格局進行評估。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)勢度測量算法，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，越能夠說明該區(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，用于評估植物空間分布格局的連通性，斑塊分離度越小，說明該區(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，滿足城市風景園林設(shè)計需求。

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象，計算植物空間要素數(shù)據(jù)，分析翠竹公園內(nèi)的植物多樣性組成，結(jié)合地形與水文對植物空間分布的影響，進行植物空間分布優(yōu)化設(shè)計。以最大斑塊指數(shù)和斑塊分離度為評價指標，優(yōu)化設(shè)計后翠竹公園內(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)。

參考文獻：

[1] 李修清.植物景觀設(shè)計在城市風景園林建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代城市研究，2022（4）：131-132.

[2] 張盼盼.現(xiàn)代城市園林植物景觀藝術(shù)設(shè)計研究[J].植物學報，2021，56（5）：646-647.

[3] 曹曉妍，陳潤卿，石鐵矛，等.城市綠地的滯蓄效應(yīng)及其空間分布特征：以沈陽為例[J].中國園林，2021，37（3）：95-99.

[4] 賴文波，蔣璐韓，謝超，等.健康中國視角下我國醫(yī)院景觀研究進展：基于Citespace的可視化分析[J].城市發(fā)展研究，2021，28（4）：114-124.

[5] 賀國寶.祁連山北坡植物群落空間分布格局與多樣性研究[J].草業(yè)學報，2021，30（12）：194-201.

[6] 毛妍祺，鄒永東，鄭宇同，等.游人對烏蘭察布城市公園植物景觀空間的偏好研究[J].中國園林，2022，38（8）：123-128.

[7] 張玉玉，徐麗華，施益軍，等.園林植物景觀空間營造方法研究進展[J].北方園藝，2020（9）：150-156.

（責任編輯：劉寧寧）