周 璞,王瑞輝,劉凱利,周陽超,沈 興

(1.中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，長沙 410004；2.永州師范高等?？茖W(xué)校，湖南 永州 425000)

我國森林資源豐富,穩(wěn)居世界前列,但森林的整體質(zhì)量較低,難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的多種需求。近年來,隨著森林游憩和森林康養(yǎng)的興起,與森林相關(guān)的戶外體驗(yàn)受到越來越多人的喜愛,森林的主要功能不再局限于木材生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù),景觀效果也是林業(yè)工作者們致力的目標(biāo)之一。森林景觀被劃分為7個觀賞層次[1],其中,林內(nèi)景觀空間是森林游憩功能的重要承載,具有極強(qiáng)的發(fā)展價(jià)值。毛竹(Phyllostachysedulis)形體飄逸、挺拔秀麗、清新溫潤、虛心有節(jié),是亞熱帶地區(qū)重要的觀賞植物之一。毛竹林是我國最面積最大、分布最廣的竹林種類[2],是我國森林資源重要組成部分。毛竹林景觀以其歷史悠久的文化底蘊(yùn)和獨(dú)特的美感體驗(yàn)受到大眾的青睞,如四川長寧竹海、浙江余杭竹海水韻、湖南桃花江竹海等景點(diǎn)均以氣勢恢弘、清新雋永的毛竹林而聞名,每年吸引大量游客。但目前我國毛竹林景觀質(zhì)量整體較低,普遍存在密度過大、枯竹倒稈較多、林下植被缺失、年齡結(jié)構(gòu)不合理等問題,這會對竹林的觀賞性和游玩體驗(yàn)產(chǎn)生消極影響。隨著“智慧林業(yè)”的興起,精準(zhǔn)提質(zhì)培育是今后我國林業(yè)發(fā)展的重中之重[3],因此,對毛竹林景觀進(jìn)行科學(xué)有效的質(zhì)量評價(jià),進(jìn)而提出有針對性的經(jīng)營管理措施,是當(dāng)前毛竹林經(jīng)營管理中的重要任務(wù)。

目前,森林景觀評價(jià)主要分為四大學(xué)派,其中以心理物理學(xué)派中的美景度評價(jià)法(Scenic Beauty Estmation Method,簡稱SBE法)的應(yīng)用最為成熟和普遍[4]。它是基于人們對外界刺激的反應(yīng),利用測量方法評定其感受或知覺的心理量值。這種方法以大眾審美為評判基礎(chǔ),客觀反映森林景觀的實(shí)際美學(xué)價(jià)值,并與森林經(jīng)營措施結(jié)合起來,從而對森林經(jīng)營者具有更直接的指導(dǎo)意義。因此,該方法在森林景觀評價(jià)中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位[5]。從20世紀(jì)80年代開始,國外學(xué)者就大量應(yīng)用SBE法對風(fēng)景游憩林進(jìn)行評價(jià),并提出一系列經(jīng)營改造技術(shù)原則[6-7];國內(nèi)學(xué)者從21世紀(jì)開始應(yīng)用SBE法對城市及周邊風(fēng)景游憩林進(jìn)行評價(jià)并提出相應(yīng)的經(jīng)營管理措施[8],評價(jià)層次以林內(nèi)景觀為主[8-11],研究范圍以城市周邊森林[9,12-13]、城市林業(yè)[14],以及自然保護(hù)區(qū)[15]等地區(qū)為主,鮮有針對毛竹林林內(nèi)景觀質(zhì)量評價(jià)的研究報(bào)道。

本研究以湘東山地毛竹林(瀏陽大圍山國家森林公園的毛竹林)林內(nèi)景觀為研究對象,應(yīng)用SBE法進(jìn)行美景度評價(jià),并對景觀要素進(jìn)行分解。通過相關(guān)性分析,篩選出顯著影響景觀質(zhì)量的要素,同時運(yùn)用多元數(shù)量化理論,建立景觀美景度的預(yù)測模型;通過對模型的分析,找出影響景觀質(zhì)量的關(guān)鍵因素,提出經(jīng)營改造措施。通過本文的研究,以期為毛竹林林內(nèi)景觀改造和經(jīng)營管理提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于湘東羅霄山脈北段(28°17′30″—28°30′00″N,114°00′00″—114°15′00″E),屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。最高海拔1 607.9 m;山地氣候明顯,全年平均氣溫15℃;雨量充沛,四季分明;土壤以紅壤、山地黃壤為主。研究區(qū)適宜毛竹生長。毛竹多分布研究地海拔1 000 m以下的山地坡面、洼地等位置,竹林內(nèi)常伴生杉木(Cunninghamialanceolata)、鵝掌楸(Liriodendronchinense)、燈臺樹(Bothrocaryumcontroversum)等喬木以及柃木(Euryajaponica),胡頹子(Elaeagnuspungens)等灌木,并多有淡竹葉(Lophatherumgracile)、求米草(Oplismentlsundulatifolius)、芒草(Miscanthussinensis)等草本。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

調(diào)查研究時間為2022年5—9月,在全面踏查的基礎(chǔ)上,設(shè)置10個標(biāo)準(zhǔn)樣地(具體大小根據(jù)立地條件與實(shí)際透視情況確定),樣地大小為10 m×10 m,15 m×10 m,15 m×15 m,20 m×10 m。樣地調(diào)查:記錄竹子的數(shù)量,計(jì)算出林分密度,并測量竹高、胸徑和枝下高;記錄灌木、地被的種類、數(shù)量與高度,同時計(jì)算出地被蓋度。10個毛竹樣地特征如表1所示。

表1 毛竹林林內(nèi)樣地特征

2.2 景觀照片獲取

在樣地調(diào)查的同時拍攝景觀照片。為保證拍攝效果基本一致,本研究拍攝采用同一相機(jī),共拍攝近千張?jiān)颊掌?。取景以客觀反映林內(nèi)景觀特征為原則[16],參考文獻(xiàn)[8],本文遵循:1)相同的拍攝條件,如:采用統(tǒng)一的焦距,拍攝高度基本一致,拍攝者為同一人;采用橫向拍攝;選擇晴朗天氣,拍攝時間在9:00—15:00之間,且不使用閃光燈。2)拍攝時避開與景觀無關(guān)的異質(zhì)體,如人群、公共設(shè)施、建筑等。

2.3 景觀要素分解

參考文獻(xiàn)[16]、[17],結(jié)合研究地毛竹林林內(nèi)景觀的實(shí)際,確保篩選出來的景觀要素能夠基本反映毛竹林的林內(nèi)景觀特征。研究共選擇了12個景觀要素,其中7個為定性要素(表2),5個為定量要素(表3),分解的景觀要素均與實(shí)際經(jīng)營技術(shù)相關(guān)。

表2 毛竹林林內(nèi)景觀美景度定性要素分解

表3 毛竹林林內(nèi)景觀美景度定量要素分解

2.4 景觀評價(jià)

依據(jù)照片的挑選原則[18],篩選出蘊(yùn)含景觀要素的照片,本文評價(jià)選取25張照片作為評價(jià)的樣片。評判者為林學(xué)、森林培育、園林相關(guān)專業(yè)老師、研究生和大學(xué)生,共計(jì)40人。反應(yīng)尺度采用7分制,即用3,2,1,0,-1,-2,-3分別代表評判者對景觀所展現(xiàn)的7個態(tài)度(很喜歡、喜歡、較喜歡、一般、不太喜歡、不喜歡、很不喜歡)。評判前,將景觀照片隨機(jī)編號,按照規(guī)定流程進(jìn)行評價(jià)[8],讓評判者按照片編號依次進(jìn)行打分。

2.5 美景度值(SBE值)標(biāo)準(zhǔn)化

為了消除不同評判者審美尺度的差異性,需要對評價(jià)得到的SBE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[16,18],具體公式如式(1)所示。通過標(biāo)準(zhǔn)化處理后,采用式(2)進(jìn)行美景度計(jì)算。

(1)

Zi=∑Zij/Ni

(2)

3 結(jié)果與分析

3.1 毛竹林林內(nèi)景觀美景度評分值

表4為毛竹林林內(nèi)景觀評價(jià)美景度得分值。由表4可知:SBE值為-1.00～1.42,平均值為0.00,評價(jià)者對于該地竹林林內(nèi)景觀整體喜好一般。1)美景度分值小于0的景觀樣本數(shù)為15張,表明多數(shù)毛竹林林內(nèi)景觀照片評價(jià)不高。研究區(qū)的毛竹林長期缺少人為養(yǎng)護(hù),處于自生自滅的狀況。部分毛竹林枯落物和枯竹倒稈很多,且林齡結(jié)構(gòu)不合理、新竹率低,枯落物、死竹、倒稈與老齡竹的表皮均呈現(xiàn)灰褐色,增加了林內(nèi)的灰色比例,降低了林內(nèi)景觀的美景度;部分竹林過密或過稀,過密的透視度不足,可及性不好,過稀的參差不齊且地表裸露;區(qū)內(nèi)冬季最低氣溫常在0 ℃以下,霜凍冰雪會使竹稈彎曲,降低了竹林的統(tǒng)一度。以上情況都會對游客的觀賞體驗(yàn)造成負(fù)面影響。2)美景度值大于0的樣本數(shù)為10張,其中4張景觀照片的美景度值大于1.00,美景度得分值較高的景觀樣本共同的特點(diǎn)為林相整齊、枯竹倒稈少、地被覆蓋率高、立竹度合理、林內(nèi)有較好的視野以及較高的綠色比。

表4 毛竹林內(nèi)景觀照片SBE值

3.2 評價(jià)模型的構(gòu)建與分析

3.2.1景觀要素的逐步剔除

利用SPSS 22.0進(jìn)行相關(guān)性分析。首先,依據(jù)美景度公式[式(2)]對12個景觀要素進(jìn)行運(yùn)算,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果對偏相關(guān)系數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn),把偏相關(guān)系數(shù)較小的項(xiàng)目刪除;其次,對剩下的項(xiàng)目繼續(xù)運(yùn)算。以此類推,共進(jìn)行了7次運(yùn)算(表5),剔除了6個景觀要素,保留的6個景觀要素分別為林下層統(tǒng)一度(X2)、枯竹倒稈(X3)、枯落物(X4)、立竹密度(X5)、平均胸徑(X8)和平均枝下高(X10)。通過t檢驗(yàn)分析,保留的6個要素與SBE值的相關(guān)性均達(dá)到顯著及以上水平,其中枯竹倒稈、枯落物和立竹密度與SBE值為極顯著相關(guān)。

表5 毛竹林林內(nèi)景觀評價(jià)模型建模偏相關(guān)系數(shù)運(yùn)算結(jié)果

3.2.2評價(jià)模型的建立

根據(jù)多元數(shù)量化模型理論,將保留的6個要素通過SPSS 22.0的回歸線性選項(xiàng)進(jìn)行運(yùn)算,得出景觀美景度數(shù)據(jù)模型如式(3)所示。

Z=0.742+0.417X2-1+0.218X2-2-0.359X3-2-

0.436X3-3-0.300X4-2-0.787X4-3-0.737X5-1-

0.612X5-3-0.077X8+0.134X10

R2=0.918P<0.01

(3)

通過方程F檢驗(yàn)(n=25,m=6,F=15.609>F0.01(9,15)=4.962**),均達(dá)到極顯著水平,同時該模型復(fù)相關(guān)系數(shù)(R2)為0.918,模型擬合程度達(dá)到90%以上,較為精準(zhǔn)。因此,式(3)可以作為毛竹林林內(nèi)景觀預(yù)測模型。

3.2.3景觀模型分析

根據(jù)得到的回歸系數(shù)可以得到不同要素的貢獻(xiàn)率(表6)。

表6 各景觀要素貢獻(xiàn)率

由表6可以看出公眾對于林內(nèi)景觀的喜好規(guī)律:

1)枯落物對于竹林景觀貢獻(xiàn)率最高,達(dá)到了30.4%,表明公眾更愿意接受衛(wèi)生條件良好,生機(jī)勃勃的林內(nèi)景觀。當(dāng)枯落物較多時,成堆分布的枯落物影響林內(nèi)衛(wèi)生狀況和游玩環(huán)境,帶給游人消極的體驗(yàn),影響景觀美景度;自然分布的枯落物對景觀的消極影響比成堆分布的枯落物要小。這表明一旦林內(nèi)形成低明度、灰色的視覺焦點(diǎn),對美景度產(chǎn)生很大的消極影響。

2)立竹密度貢獻(xiàn)率達(dá)到28.5%。當(dāng)立竹密度在2 000～3 600株/hm2時,回歸系數(shù)最高,表明合理的林分密度對景觀有較大的積極作用[19]。由于毛竹形成的竹冠較小,林分密度過低時,游客在其中無法感受到成片竹林的群體之美;而密度過高時,競爭指數(shù)大,不僅影響到竹子本身的生長發(fā)育,也影響了林內(nèi)的空間和透視,給人以心理上的擁擠感和壓迫感。

3)枯竹倒稈在林內(nèi)景觀的貢獻(xiàn)率達(dá)到16.8%。由于竹材質(zhì)剛脆,很容易產(chǎn)生折斷現(xiàn)象。在自然竹林內(nèi),枯竹倒稈情況十分常見。健康生長的竹稈為綠色,枯竹倒稈則呈暗灰色或黑褐色,色彩對比明顯。林內(nèi)一旦出現(xiàn)明顯的枯竹倒稈,整個景觀畫面灰色比例大,給游客以雜亂感,大大降低了景觀的美景度。

4)林下層統(tǒng)一度的貢獻(xiàn)率為16.1%。說明公眾更傾向于整齊、統(tǒng)一的地被環(huán)境,這與陳鑫峰等[8]的研究結(jié)果相同。統(tǒng)一的林下層特點(diǎn)為地被植物的水平分布較均勻、高度基本一致、無其他異質(zhì)體,這樣的地被環(huán)境更能襯托竹林“翠、秀、幽”的特點(diǎn);當(dāng)林下層不統(tǒng)一時,視覺上的雜亂、不整齊感會降低愉悅感,從而影響到游客的喜愛度。

5)枝下高的貢獻(xiàn)率為5.2%。枝下高與公眾喜好度呈正比。在一定的范圍內(nèi),當(dāng)枝下高較高時,林間的透視越好,空間也越開闊,易獲得更高的SBE值。

6)平均胸徑的貢獻(xiàn)率為3.0%。樣地胸徑范圍為6.8～13 cm,毛竹林的平均胸徑與美景度呈負(fù)相關(guān)。表明游客在進(jìn)行林內(nèi)觀賞時,更偏好修長的竹稈,胸徑較小的竹稈更能表現(xiàn)竹子的柔韌、靈逸感,更加符合文學(xué)作品中對于竹子“仙秀、輕盈”的描寫;過于粗壯的竹稈容易給人以笨重感,不受游客喜愛。

4 基于評價(jià)結(jié)果的經(jīng)營管理

為了提高毛竹林林內(nèi)景觀質(zhì)量,根據(jù)評價(jià)結(jié)果和研究區(qū)實(shí)際,應(yīng)采取以下經(jīng)營管理措施:

1)林間清理。林間清理主要為清理林中枯死、折斷的毛竹和枯落物,將其移至林外,原則上清理到林內(nèi)不再有形成視覺焦點(diǎn)的枯落物或者倒稈為宜。對研究區(qū)的毛竹林進(jìn)行了撫育前后的對比試驗(yàn)[20],林內(nèi)毛竹枯死率應(yīng)控制在10%以內(nèi),一旦超過10%,枯竹倒稈在視域中就特別明顯。對于數(shù)量特別多的枯竹林分,可用竹木粉碎機(jī),就地粉碎成竹屑,均勻?yàn)⒙湓诘乇砩稀?/p>

2)間伐。在林內(nèi)疏伐,留下形態(tài)通直、竹稈修長翠綠的植株,對密度大的竹林進(jìn)行及時的撫育間伐。數(shù)據(jù)模型[式(3)]表明,過低的立竹密度和過高的立竹密度皆對美景度的評分造成消極影響。由表6可知,立竹密度理論保持在2 000～3 600株/hm2時最佳。間伐還可以適當(dāng)降低林間的郁閉度,也可改善林內(nèi)光照條件,為地被植物的生長創(chuàng)造良好環(huán)境[19]。

3)修枝。通過修枝可提高和統(tǒng)一枝下高度,開辟林內(nèi)透視線,營造開闊又整齊的游憩空間。由式(3)可知,SBE值與枝下高呈正相關(guān)。高分枝點(diǎn)在保證林下游憩空間足夠開闊的同時,分枝高度與竹高形成黃金比例,在視覺上顯得十分協(xié)調(diào)。

4)林下種植。對于地表裸露明顯的區(qū)域,可進(jìn)行墾地翻新,補(bǔ)植地被植物。整齊、覆蓋率高的林下植物可以增加林下層的統(tǒng)一度,適當(dāng)掩蓋枯落物,提高林內(nèi)綠視率,增強(qiáng)景觀效果。種植以喬草生活型為主要營造類型,并適當(dāng)增加喬灌草結(jié)構(gòu)層次,豐富林下空間,林下層高度以小于0.5 m最宜[20]。由于毛竹林林內(nèi)景觀色彩較單一,在保證地被蓋度的同時,可考慮觀賞價(jià)值高的開花植物在林下的種植,運(yùn)用色彩原理進(jìn)行林下景觀的營造[21]。由于山地地形復(fù)雜、氣候多變,栽植品種以研究區(qū)原生品種為主,并兼顧適宜性和觀賞性。通過實(shí)地調(diào)研,本文篩選出20種適宜在毛竹林林下種植的灌木和草本(表7)。

5 結(jié)語

本文以毛竹林林內(nèi)景觀為對象,進(jìn)行野外調(diào)查,建立標(biāo)準(zhǔn)樣地,觀測林分內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)和景觀要素相關(guān)指標(biāo),并以景觀照片為媒介,用美景度評分法進(jìn)行評價(jià),建立了景觀評價(jià)模型。評價(jià)結(jié)果表明,影響林內(nèi)景觀質(zhì)量的主導(dǎo)因子共6個,其影響大小排序?yàn)榭萋湮?立竹密度>枯竹倒稈>林下層統(tǒng)一度>枝下高>胸徑。

研究區(qū)毛竹林林內(nèi)質(zhì)量存在較大的提升空間,現(xiàn)有毛竹林整體存在地面裸露、竹干彎曲、枝下高不統(tǒng)一、林分致密、枯竹倒稈多等問題,改造潛力很大。林內(nèi)景觀質(zhì)量與林內(nèi)空間結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān):枯竹倒稈和枯落物少、綠視率高、整齊和自然富有生機(jī)的林內(nèi)環(huán)境更容易獲得評判者的喜愛;開闊的林下空間,較好的透視距離也能顯著提高SBE值;立竹密度為2 000～3 600株/hm2的竹林能給予游人最舒適的游憩體驗(yàn)。研究根據(jù)評價(jià)結(jié)果與評價(jià)模型,直接找出影響毛竹林林內(nèi)質(zhì)量的關(guān)鍵要素,提出了林間清理、間伐、修枝和林下種植等4項(xiàng)經(jīng)營管理措施。

本文將公眾審美與林內(nèi)景觀要素和林分經(jīng)營管理結(jié)合起來,對大圍山國家森林公園內(nèi)毛竹林林內(nèi)景觀采用SBE法開展定量景觀評價(jià)分析,建立的景觀模型能夠客觀真實(shí)地反映景觀要素與景觀美景度的相互關(guān)系,取得了較好的評價(jià)效果,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本文不僅對區(qū)域內(nèi)毛竹林的經(jīng)營管理具有科學(xué)的指導(dǎo)意義,也可為亞熱帶山區(qū)的毛竹林林內(nèi)景觀的提質(zhì)改造提供理論依據(jù)。