杭州西湖公园绿地春季植物群落色彩量化分析

摘要 选取杭州西湖花港观鱼及太子湾公园典型植物群落为研究对象，利用Matlab自拟程序提取植物群落图像色彩，结合SBE美景度评价分析植物群落色彩与公众视觉偏好的相关性。结果表明：群落样地的色相占比以黄色系和黄绿色系为主，明度和饱和度主要为中饱和度—低明度模式；美景度评价结果表明，植物群落春季视觉景观质量较好，红色（H1）、橙红色（H2）、橙色（H3）、橙黄色（H4）、灰色（GR）占比及春花类植物物种数量与美景度评价结果呈显著正相关，绿黄色（H7）、草绿色（H8）与美景度评价结果呈显著负相关。最后提出杭州西湖公园绿地植物群落色彩优化策略。

关键词 植物群落；色彩量化；美景度评价；杭州西湖

中图分类号 S688  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）11-0117-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.11.025

Quantitative Analysis of Spring Plant Community Color in the Green Space of Hangzhou West Lake Park

ZHOU Jiang-hao1，CAI Jian-guo1，2，ZHANG Yu-xi1 et al

（1.School of Landscape and Architecture，Zhejiang A&F University，Hangzhou，Zhejiang 311300;2.Landscape and Architecture Institute Co.Ltd.，Zhejiang A&F University，Hangzhou，Zhejiang 311300）

Abstract The typical plant communities of Hangzhou West Lake Flower Port and Prince Bay Park were selected as the research objects，and the Matlab self-simulated program was used to extract the image color of plant community，and the correlation between plant community color and public visual preference was analyzed based on SBE beauty evaluation.The results showed that the proportion of hue in the community plot was mainly yellow and yellow-green，and the brightness and saturation were mainly medium saturation-low brightness mode.The results of beauty evaluation showed that the quality of the visual landscape of plant communities in spring was good，and the proportion of red （H1），orange-red （H2），orange （H3），orange-yellow （H4），gray （GR） and the number of spring flowers were significantly positively correlated with the beauty evaluation results，and green-yellow （H7） and grass green （H8） were significantly negatively correlated with the beauty evaluation results.In this regard，the color optimization strategy of plant community in Hangzhou West Lake Park was proposed.

Key words Plant communities;Color quantification;Beauty evaluation;Hangzhou West Lake

基金项目 国家自然科学基金项目“基于植物固碳能力和群落碳汇作用分析的低碳城市园林植物景观模式研究——以杭州西湖风景名胜区为例”（31270743）。

作者简介 周江浩（1999—），男，浙江温州人，硕士研究生，研究方向：风景园林植物应用。*通信作者，副教授，硕士生导师，从事植物景观设计和生态效益评估、植物多样性、家庭园艺研究。

收稿日期 2023-08-07

植物作为景观中最重要的元素之一，通过色彩、质感和形式传达审美情怀。植物的色彩是人主观视觉的第一特征，是影响景观视觉质量的重要因素［1］。与其余景观要素不同，植物是自然因素的体现，并且有着丰富的四季变化［2］。春季是植物景观重要的观赏季节，春季花卉色彩是人们最关注的景园色彩之一［3］。近年来，已有大量关于公园绿地植物色彩观赏特征及应用的研究［4］，但针对植物群落春季色彩特征的研究仍相对较少，且少有研究开展春季植物群落色彩与公众视觉偏好间的相关性分析。笔者针对杭州西湖花港观鱼及太子湾公园植物群落进行色彩量化解析，结合SBE美景度评价提取优质植物群落，并提出相应景观色彩优化策略，以期为城市公园绿地植物群落景观色彩提升改造提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

西湖风景名胜区位于杭州市区西部，与杭州城区紧密相融，为首批国家级重点名胜风景区之一。该地区属亚热带季风气候区，四季分明，植物资源丰富［5］。太子湾公园、花港观鱼公园位于杭州西湖西南面，是杭州重要的风景游憩地，2处公园植物景观规划建设至今已有数十年，公园内植物物种丰富，植物群落季相变化明显，色彩鲜明。

1.2 群落样地设置

在公园内选取12个色彩典型的植物群落进行实地调查，样地以道路、水体等景观要素为边界，保证群落样地的完整性。群落样地根据立地位置分为草坪边缘群落、临水群落、景观建筑边缘群落。调查记录样地内的植物物种组成、植物数量、空间位置关系、生活型及植物观赏特征。

1.3 研究方法

1.3.1 群落照片采集。

于3月15日至4月26日选取晴朗少云或光线条件较好的阴天对典型群落样地进行照片取样，拍摄时间为10：00—15：00，视点高度固定170 cm，拍摄角度均为顺光。拍摄共得到389种照片，对群落照片进行白平衡及颜色校正，剔除照片内天空、园路等植物要素以外的内容［6］。从拍摄的照片中选取能代表群落样地春季色彩特征的照片进行量化分析。

1.3.2 色彩量化方法。

HSV色彩模式相比于其他色彩模式，更贴近人眼的视觉感知特性，适合应用于植物群落色彩量化解析［7］。HSV色彩模型将色彩信息归为3种属性，即色相H、饱和度S和亮度V，可用三维空间坐标系统表示［8］。将HSV颜色模型非均匀分化为H∶S∶V=19∶4∶4，共304种色彩。量化色彩中，有些颜色是人眼难以区分的。当明度在B0区间，颜色接近黑色，饱和度在S0区间，颜色接近白色或灰色。对明度饱和度在B0及S0区间的相似颜色归一化处理为黑色（BR）、白色（WR）及灰色（GR），最终得到174种颜色（图1）。利用Matlab R2021b软件，编写色彩量化自拟程序，将群落样地春季景观照片导入程序，得到色彩量化结果。

1.3.3 色彩要素指标选择。

选择色相比例（Hi）、饱和度比例（Si）、明度比例（Vi）、冷暖比例（R）、邻近色比（RN）、互补色比（RC）等指标量化群落色彩构成［9-11］（表1）。根据邻近色比与互补色比值关系，确定群落色彩调和类型。

1.3.4 SBE美景度评价。

将春季植物群落照片通过线上问卷平台，向专业组及非专业组评判人员进行发放［12］。专业组人员及非专业组人员各设50名。问卷评价尺度共设5个等级，为非常不喜欢、不喜欢、一般、喜欢、非常喜欢，分别对应1～5分。评判人员根据自身感受对每张照片进行打分。为消除不同个体间评价标准的差异性，对评价结果进行标准化处理［13］：

Zij=（Rij-J）/Sij  （1）

J=1nni=1Rij （2）

Sij=1n-1ni=1（Rij-J） （3）

式中：Zij为第j个评判人员对第i张照片的标准化得分；Rij为第j个评判人员对第i张照片的打分值；J为第j个评判人员对所有照片打分值总和的平均值；Sij为第j个评判人员对所有照片打分值的标准差。

采用等差法将美景度划分为5个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，分别代表最好、好、一般、差和最差［14］。等级划分公式为

Xi=［SBEmax-SEBmim×（Ai-20%）+SEBmin，SEBmax-SBEmin×Ai+SBEmin］（4）

式中：Xi为等级，i取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，对应的AI～AV为100%、80%、60%、40%、20%；SBEmax为美景度评价最大值；SBEmin为美景度评价最小值。

2 结果与分析

2.1 群落色彩组成特征

2.1.1 群落色彩总体构成。

西湖花港观鱼、太子湾公园春季植物群落的色相整体占比表现为H5（黄色）＞H6（黄绿色）＞H7（绿黄色） ＞H4（橙黄色） ＞H3（橙色） ＞H8（草绿色） ＞H9（绿色）＞H14（蓝色）＞H2（橘红色） ＞H1（红色） ＞H10（蓝绿色）＞H13（蓝青色） ＞H12（青色），其余色相占比均值小于1%（图2）。调查群落的春季色彩以黄色系和黄绿色系为主，分别占比24.57%和23.68%。

群落饱和度整体占比表现为S2（中饱和度）＞S1（低饱和度）＞S3（高饱和度）＞WR（白色），明度整体占比表现为V1（低明度）＞V2（中明度）＞BR（黑色）＞GR（灰色）＞V3（高明度）。2个公园植物群落的明度与饱和度偏向于中饱和度—低明度的构成模式。

2.1.2 不同群落色彩构成。

通过比较各群落色相占比可知（图3），春季L1、L4、L5、L8、L10、L11主色相为黄色，L3、L6、L12主色相为黄绿色。样地落叶类植物配比大于常绿类植物，植物群落优势种为鸡爪槭（Acer palmatum）、无患子（Sapindus saponaria）、垂柳（Salix babylonica）等落叶类乔木，这些树种春季萌发的新叶呈黄绿色，奠定了群落整体黄色及黄绿色的基调。L7、L9主色相为绿黄色，2处样地常绿类植物配比大于落叶类植物，群落优势种为乐昌含笑（Michelia chapensis）、枫杨（Pterocarya stenoptera），这2种植物的春季叶色呈绿黄色，构成群落的整体色彩。L2花港观鱼雪松大草坪群落春季主色相为橙色，样点配植多株东京樱花（Prunus × yedoensis），群落主色相受东京樱花花色的影响。

比较各群落饱和度、明度（图4）可知，66.67%的样点春季表现为中饱和度—低明度类型，与群落总体饱和度、明度特征一致，仅25.00%的样点为低饱和度—低明度类型，8.33%样点为中饱和度—中明度类型。