常州市翠竹公园植物空间分布与优化设计_王丽燕.pdf

第17卷第2期南方农业2023年1月Vol.17No.2SouthChinaAgricultureJan.20235656王丽燕.常州市翠竹公园植物空间分布与优化设计 J.南方农业，2023，17（2）：56-59.常州市翠竹公园植物空间分布与优化设计王丽燕（中铁第五勘察设计院集团有限公司常州分院，江苏常州 213000）摘 要 为提高植物空间布局的合理性与美观性，以江苏省常州市翠竹公园为例评价城市风景园林植物空间分布设计效果。结合翠竹公园概况，采集并计算城市风景园林植物空间要素数据与植物物种的多样性组成，为植物空间分布设计提供数据支撑，并根据园林内自然环境因素的特点设计植物的空间分布格局。评估结果表明，翠竹公园内各物种植物空间分布格局的最大斑块指数在80%以上、斑块分离度在20%以下，植物空间呈现层次化聚集分布格局，满足城市风景园林设计需求。关键词 城市风景园林；植物空间分布；江苏省常州市翠竹公园中图分类号：S688文献标志码：ADOI：10.19415/ki.1673-890 x.2023.02.018在现代城市园林建设中，植物景观的空间分布对平衡城市自然生态环境而言具有重要作用。植物景观的可塑性极强，可通过不同颜色、不同形态的组合搭配，提升城市风景园林的观赏价值，进而推动现代化宜居城市建设。因此，本文以江苏省常州市翠竹公园为研究对象，对城市风景园林植物空间分布设计方法展开研究。1 材料与方法1.1 研究区概况常州市翠竹公园位于常州市天宁区翠虹路 1 号，属于开放式公园，总占地面积 75 930 m2，公园绿地覆盖率 88%以上，还有城市内少见的湿地生态景观，水生植物种类繁多，植物物种丰富，景观空间特征多样，是典型的江南水乡式景观园林公园。园内设置多处休闲娱乐区域与生活区域，受到居民的欢迎，公园局部实景如图 1 所示。1.2 城市风景园林数据采集与处理在正式进行植物空间分布设计前，需经过相关的调研，掌握该研究区内的植物空间要素数据及植物物种的多样性组成，只有在全面、充分调研的基础上，才能设计出更适用于翠竹公园的植物空间分布格局1。图 1 翠竹公园局部实景1.2.1 植物空间要素数据在对翠竹公园进行实地勘测之后，利用 CAD 软件绘制出该园林的平面地图，用于测量植物空间要素2。一般情况下，城市风景园林中大多数植物空间要素均可以直接测量获得，而无法通过测量得到的空间要素因子可以根据计算分析获得。本文采集的城市风景园林植物空间要素数据主要包括覆盖度、围合度、面积比例、高宽比及可步行道路的宽度，各要素数据的具体获取方式如下。1）城市风景园林植物空间布局的设计基础是可步行道路的设计，且步行道路的宽度是衡量该风景园林是否具有观赏价值的关键指标3。由于本文选用的研究区内部停车场位于入口附近，所以在设计园林内部可步行道路宽度的时候仅考虑人行道路，不考虑行车收稿日期：2022-12-17作者简介：王丽燕（1987），女，江苏常州人，本科，助理工程师，从事景观园林设计。E-mail：。第17卷第2期南方农业2023年1月Vol.17No.2SouthChinaAgricultureJan.20235757道路，因此，根据公式（1）计算步行道路宽度。1230123SSSWLLL+=+（1）式中，W0表示城市风景园林内部可步行道路的宽度，m；S1、S2、S3分别表示园林主干道、次干道和游园支路的面积，m2；L1、L2、L3分别表示园林主干道、次干道和游园支路的长度，m。2）植物空间覆盖度与围合度是衡量城市风景园林中植物空间庇护程度的关键指标，其中植物空间覆盖度主要通过形态较为高大的乔木树冠对空间的覆盖范围来描述，其计算公式如（2）所示。45SS=（2）式中，表示城市风景园林植物空间的覆盖度；S4表示乔木树冠垂直于地面投影的覆盖面积（本次研究仅考虑树冠高度超过 2 m 的乔木），m2；S5表示园林空间底面积，m2。植物空间围合度主要通过植被所构成的垂直分割面来描述，代表植物空间影响园林整体空间的围合感受，其计算公式如（3）所示。45LL=（3）式中，表示城市风景园林植物空间的围合度；L4表示植物与该植物空间结合部分的周长，m；L5表示整个植物空间边界的周长，m。考虑到园林游客的平均视线高度在 1.5 1.8 m，所以在计算植物空间围合度时，仅考虑高度在 1.5 m 以上的植被垂直面。3）植物空间的高宽比与面积比例是影响城市风景园林为游客带来观赏感受的关键指标，如果这两个空间要素数据不合理，将会影响园林美观度。植物空间的高宽比计算公式如（4）所示。111HW=（4）式中，1表示城市风景园林植物空间的高宽比；H1表示园林内植被平均高度（本研究只考虑树冠高度超过 2 m 的乔木），m；W1表示园林内植被相应边界点之间的垂直距离平均值，m。植物空间的面积比例主要指铺装与活动区域所占比例，其计算公式如（5）所示。6728SSS+=（5）式中，2表示城市风景园林植物空间的面积比；S6表示植被铺装面积，m2；S7表示植物空间活动绿地面积，m2；S8表示城市风景园林总面积，m2。根据上述公式，求得本研究区的植物空间要素因子，将所得数据构建为一个适合设计使用的城市风景园林植物空间要素体系，作为后续植物空间格局设计的数据基础。1.2.2 植物的物种多样性组成在对翠竹公园进行实地考察之后，记录下该园林的植物物种信息，用于分析植物物种的多样性组成4。本次研究根据 APG IV 系统，将翠竹公园内的植物划分为 48 科 225 属 616 种，根据各植物物种的等级，将这 48 科划分为单种科、寡种科、较大科及中等科 4 等级，各等级科的具体组成如表 1 所示。通过重要值、多样性指数及丰富度指数这 3 个参数来描述翠竹公园植物物种的多样性5。表 1 翠竹公园植物物种组成等级科属种数量占比/%数量占比/%数量占比/%单种科2143.813057.839063.3寡种科918.72310.28313.5较大科1020.85825.89715.7中等科816.7146.2467.51）重要值就是指该植物物种在植物群落中的重要程度，其计算公式如（6）所示。012314+=（6）式中，1表示城市风景园林植物物种重要值；0表示植物物种的相对密度，m2；1表示植物物种的相对高度，m；2表示植物物种的相对盖度，%；3表示植物物种的相对生物量，gm-2。2）植物物种多样性指数的计算公式如（7）所示。21lnNiiipp=（7）式中，2表示城市风景园林植物物种多样性指数；N 表示风景园林内植物物种的总数目；pi表示风景园林内第i个植物物种的重要值在总物种中的所占比例。3）物种丰富度指数是各植物物种在空间中的分配情况，其计算公式如（8）所示。31lnNM=（8）式中，3表示城市风景园林植物物种丰富度指数；N 表示风景园林内植物物种的总数目；M 表示风景园第17卷第2期南方农业2023年1月Vol.17No.2SouthChinaAgricultureJan.20235858林内各物种植物的总数量。在获得城市风景园林植物空间要素及物种多样性的组成数据后，利用 Wintwins 和 Microsoft Ecxel 软件对数据进行整理分析，为植物空间分布设计提供数据支撑。1.3 植物空间分布格局设计翠竹公园植物空间分布格局的设计主要从自然生态环境角度出发6。植物与自然生态环境存在天然的联系，如果将植物设计在不适合生长的环境下，可能会导致植物存活时间较短、景观效果不佳等恶劣后果。所以在设计植物的空间分布格局时，需要根据翠竹公园实际生态环境进行各物种植物的规划布局，主要考虑地形与水文条件两方面7。自然生态环境因子主要包括水文、气温、地形、土壤及光照等，植物在生长过程中受这些环境因子的作用与约束，不同的自然环境条件会造成不同植被物种的分布情况。在翠竹公园的地形中，关键影响因子是山坡的坡位与坡向，表 2 列举了坡位与坡向对植物空间分布的影响。从表 2 中可以看出，不同坡位与坡向的地表阳光照射时间与强度存在较大区别，所以在对城市风景园林植物空间分布格局进行设计时，需要根据各植物物种对光照时间与强度的要求，选择其分布位置。城市风景园林植物空间的水文因子受多因素影响，如植物空间的土壤类型、地形地貌等。因此，笔者根据翠竹公园的实际情况，将区内土壤划分为砂土类、黏土类及壤土类，各类土壤的水文条件如表3所示。表 2 翠竹公园地形对植物空间分布的影响地形影响因子因子生态环境特点适宜植物物种坡位山顶光照充足、水分含量较低针叶林、灌木山腰土壤厚实、水分充足常绿阔叶林山谷土层营养丰厚、水分含量较高常绿阔叶林坡向南坡光照时间较长、气温较高喜光植物北坡光照时间较短、气温较低喜阴植物东坡光照适中、气温适中常绿阔叶林西坡光照适中、气温适中常绿-落叶混交林表 3 翠竹公园水文对植物空间分布的影响土壤类型特性保水能力适宜植物物种砂土土质疏松、不易结块、透水性较强、易流失弱耐旱物种黏土土质黏重、透水性较差、保肥力较好强不适合植物生长壤土疏松度适中、透水力较好、保肥力较好强适合多数植物生长2 结果与分析2.1植物空间要素数据及植物物种多样性组成经过对翠竹公园的数据采集，可获取该公园植物空间要素数据如下：植物空间的覆盖度为 67%，围合度为 55%，面积比为 0.71，高宽比为 1.89，可步行道路的宽度为 2.8 m。通过湿地考察，获得翠竹公园内具有代表性的 10 种植物多样性指标结果，见表 4。由 表 4 可知，墨西哥落羽杉的重要值、多样性指数及丰富度指数均为最高，说明在翠竹公园中墨西哥落羽杉形成群落时间较长，现已达到稳定生长时期。2.2 植物空间设计结果及评价2.2.1 设计结果紫竹、金竹、枫杨的重要值较低，金竹的多样性指数较低，杨梅、枫杨和斑竹的丰富度指数较低，因此需要根据翠竹公园地形与水文对植物空间分布的影响，结合植物多样性结果，对紫竹、金竹、枫杨、杨梅和斑竹这 5 种植物的种植空间展开优化设计。按照紫竹、金竹、枫杨、杨梅和斑竹的生长特点，结合翠竹公园的地形与水文环境，可在山腰、山谷的南坡方向种植喜光、喜温暖湿润环境的紫竹、金竹；可在南坡的砂土土壤区域种植耐旱、喜光的枫杨、斑竹，在山谷北坡的砂土土壤区域种植耐旱、喜阴、喜潮湿的杨梅。为增加翠竹公园整体的植物多样性，还可以在光照充足、水分含量较低的山顶位置种植红豆杉、银杏、雪松等耐旱树种；在东坡种植大叶女贞、桂花、石楠、广玉兰、枇杷等常绿阔叶植物；在西坡种植栎树、椴树、杨树等落叶阔叶植物，形成落叶阔叶与常绿阔叶混交林。第17卷第2期南方农业2023年1月Vol.17No.2SouthChinaAgricultureJan.20235959表 4 翠竹公园植物多样性结果种群 编号植物 物种重要值多样性 指数丰富度 指数Z1杜鹃0.5930.5420.626Z2紫竹0.3460.7350.637Z3金竹0.3750.3640.783Z4银杏0.7540.6730.553Z5杨梅0.6340.7250.378Z6墨西哥落羽杉0.8860.7950.873Z7凤尾竹0.4020.5230.617Z8樱花0.6730.6210.792Z9枫杨0.3150.5890.438Z10斑竹0.5620.7030.3752.2.2 设计评价为验证采用上述设计方法设计出的植物空间是否具备合理性与美观性，以最大斑块指数和斑块分离度为评价指标，对优化后翠竹公园的植物空间分布格局进行评估。1）最大斑块指数是指园林中最大植物斑块占植物空间总面积的比值，是一种优势度测量算法，最大斑块指数越大，越能够反映该区域空间分布格局的优势，越能够说明该区域布局的合理性。2）斑块分离度指园林中各植物斑块分布的分离情况，用于评估植物空间分布格局的连通性，斑块分离度越小，说明该区域植物呈现聚集分布，具有较好的美观性。利用 Fragstat 软件获取翠竹公园内各植物物种空间分布格局的最大斑块指数与斑块分离度，如图 2 和图 3 所示。翠竹公园中各植物空间分布的最大斑块指数均大于 80%，斑块分离度均小于 20%，表明在本研究