山地公园苔藓植物景观适宜性评价研究——以贵阳观山湖公园为例

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0256

摘要/Abstract

摘要：

研究旨在完善苔藓植物景观适宜性评价方法,为提升公园苔藓植物景观空间布局质量提供理论支撑。通过主成分分析法得到各级指标的贡献率及综合得分,苔藓植物群落类型适宜性由高到低表现为树生群落>石生群落>土生群落;各指标对苔藓景观适宜性的影响由强到弱表现为景观适宜性>社会适宜性>生态适宜性;丛集型+交织型+平伏型、平伏型+交织型、丛集型+交织型、倾斜型+平伏型+交织型组合形式的苔藓植物群落适宜性好,交织型、丛集型+交织型、倾斜型+交织型的组合形式的苔藓植物群落适宜性差。合理掌握景观适宜、生态适宜和社会适宜三者间的均衡统一,是苔藓植物景观保护与营建的关键所在,在设计中多采用适宜性好的苔藓群落配植形式。

关键词: 苔藓植物景观, 景观适宜性评价, 主成分分析, 山地公园, 自然群落

Abstract:

The purpose of this study is to improve the evaluation method of bryophyte landscape suitability and to provide theoretical support for improving the spatial layout quality of bryophyte landscape in the park. The contribution rate and comprehensive score of all indexes were obtained by principal component analysis, and the suitability of bryophyte community types from high to low was tree community> stone community> soil community. The influence of each index on the suitability of bryophyte landscape was from strong to weak as follows: landscape suitability> social suitability> ecological suitability. The combination of turf+weft+mat, mat+weft, turf+weft, pendant+mat+weft bryophyte communities had good suitability. The combination of weft, turf+weft, pendant+weft bryophyte communities had bad suitability. The key to the protection and construction of the bryophyte landscape is to reasonably grasp the balance and unity among landscape suitability, ecological suitability and social suitability. The suitable bryophyte community collocation form should be adopted in the design.

Key words: bryophyte landscape, landscape suitability evaluation, principal component analysis, mountain park, natural community

中图分类号:

S688

李宇其, 王秀荣. 山地公园苔藓植物景观适宜性评价研究——以贵阳观山湖公园为例[J]. 中国农学通报, 2021, 37(20): 42-48.

Li Yuqi, Wang Xiurong. Landscape Suitability Evaluation of Bryophytes in Mountain Parks:A Case Study of Guanshanhu Park in Guiyang[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(20): 42-48.

图/表 8

准则层(B)	指标层(C)	评分标准	指标性质
B1生态适宜	C1苔藓植物物种多样性	由Shannon-Weiner多样性指数进行计算	定量
	C2苔藓物种丰富度	由Shannon-Weiner多样性指数进行计算	定量
	C3苔藓生活型多样性	由Shannon-Weiner多样性指数进行计算	定量
	C4苔藓植物生长健康状况	15分,苔藓叶色翠绿,无病虫害无枯死	定性
		10分,苔藓叶色主体是绿色,部分呈枯黄状态
		5分,苔藓叶色棕褐色,枝茎干枯,叶卷曲
	C5苔藓景观群落稳定性	15分,苔藓植物着生树干生或者岩面薄土,人为干扰少	定性
		10分,苔藓植物树基生、石生生,人为干扰一般
		5分,苔藓植物土生,人为干扰大
B2景观适宜	C6苔藓色泽艳度	由HSB中B（明度）和S（饱和度）的数值确定	定量
	C7苔藓纯度	由HSB中B（明度）的数值确定	定量
	C8苔藓面积	由苔藓盖度计算得到	定量
	C9苔藓植物景观普遍性	15分,苔藓植物群落普遍性大,分布广,苔藓景观易于复制	定性
		10分,苔藓植物群落普遍性一般,分布一般,苔藓景观可以复制
		5分,苔藓植物群落普遍性小,分布少,苔藓景观难于复制
	C10苔藓景观连续性	15分,苔藓植物连续存在4个季度,一年的时间内均有苔藓植物分布	定性
		10分,苔藓植物连续存在2~3个季度,大部分时间内均有苔藓植物分布
		5分,苔藓植物连续存在只有1个季度或以下,过了某一段时期则无苔藓植物或少
B3社会适宜	C11景观意境与文化内涵	15分,苔藓景观与周围景观共同营建的景观让人容易联想到相应的文化知识	定性
		10分,苔藓景观与周围景观共同营建的景观让人联想到相应的文化知识
		5分,苔藓景观与周围景观共同营建的景观让人不能联想到相应的文化知识
	C12对苔藓景观的喜爱程度	15分,对苔藓植物景观喜爱程度高	定性
		10分,对苔藓植物景观喜爱程度一般
		5分,不喜欢苔藓植物景观
	C13野趣程度	15分,通过实景体验山地风光、山野情趣	定性
		10分,通过实景能体验部分山地风光、山野情趣
		5分,通过实景不能体验山地风光、山野情趣
	C14标志性	15分,苔藓植有较高的独特性,与周围景观完美融合,起到标志作用	定性
		10分,苔藓植物有一定的独特性,与周围景观融合程度良好,起到一定的标志作用
		5分,苔藓植物没有的独特性,不能引起关注,没有标志作用
	C15苔藓景观可停留度	15分,苔藓景观区位条件好,游客前去观赏难度小,概率高	定性
		10分,苔藓景观区位条件一般,游客可能前去观赏
		5分,苔藓景观区位条件差,游客前去观赏难度大,概率低

准则层(B)	指标层(C)	评分标准	指标性质
B1生态适宜	C1苔藓植物物种多样性	由Shannon-Weiner多样性指数进行计算	定量
	C2苔藓物种丰富度	由Shannon-Weiner多样性指数进行计算	定量
	C3苔藓生活型多样性	由Shannon-Weiner多样性指数进行计算	定量
	C4苔藓植物生长健康状况	15分,苔藓叶色翠绿,无病虫害无枯死	定性
		10分,苔藓叶色主体是绿色,部分呈枯黄状态
		5分,苔藓叶色棕褐色,枝茎干枯,叶卷曲
	C5苔藓景观群落稳定性	15分,苔藓植物着生树干生或者岩面薄土,人为干扰少	定性
		10分,苔藓植物树基生、石生生,人为干扰一般
		5分,苔藓植物土生,人为干扰大
B2景观适宜	C6苔藓色泽艳度	由HSB中B（明度）和S（饱和度）的数值确定	定量
	C7苔藓纯度	由HSB中B（明度）的数值确定	定量
	C8苔藓面积	由苔藓盖度计算得到	定量
	C9苔藓植物景观普遍性	15分,苔藓植物群落普遍性大,分布广,苔藓景观易于复制	定性
		10分,苔藓植物群落普遍性一般,分布一般,苔藓景观可以复制
		5分,苔藓植物群落普遍性小,分布少,苔藓景观难于复制
	C10苔藓景观连续性	15分,苔藓植物连续存在4个季度,一年的时间内均有苔藓植物分布	定性
		10分,苔藓植物连续存在2~3个季度,大部分时间内均有苔藓植物分布
		5分,苔藓植物连续存在只有1个季度或以下,过了某一段时期则无苔藓植物或少
B3社会适宜	C11景观意境与文化内涵	15分,苔藓景观与周围景观共同营建的景观让人容易联想到相应的文化知识	定性
		10分,苔藓景观与周围景观共同营建的景观让人联想到相应的文化知识
		5分,苔藓景观与周围景观共同营建的景观让人不能联想到相应的文化知识
	C12对苔藓景观的喜爱程度	15分,对苔藓植物景观喜爱程度高	定性
		10分,对苔藓植物景观喜爱程度一般
		5分,不喜欢苔藓植物景观
	C13野趣程度	15分,通过实景体验山地风光、山野情趣	定性
		10分,通过实景能体验部分山地风光、山野情趣
		5分,通过实景不能体验山地风光、山野情趣
	C14标志性	15分,苔藓植有较高的独特性,与周围景观完美融合,起到标志作用	定性
		10分,苔藓植物有一定的独特性,与周围景观融合程度良好,起到一定的标志作用
		5分,苔藓植物没有的独特性,不能引起关注,没有标志作用
	C15苔藓景观可停留度	15分,苔藓景观区位条件好,游客前去观赏难度小,概率高	定性
		10分,苔藓景观区位条件一般,游客可能前去观赏
		5分,苔藓景观区位条件差,游客前去观赏难度大,概率低

表1. 山地公园苔藓植物景观适宜性评价体系

序号	内容	公式
1	标准化数据指标的矩阵。评价指标个数为n,样地个数为m,数据矩阵为X, x_ij表示第i个样地的第j个数值^[28]	$X = x 11 ? x 1 n ? ? ? xm 1 ? xmn$
2	相关系数矩阵。r_ij为标准化数据的第i个指标与第j个指标间的相关系数,可得相关系数矩阵R^[28]	$r ij = ∑ k = 1 n (x ki - x i ¯) (x ki - x j ¯) ∑ k = 1 n (x kj - x i ¯) 2 ∑ k = 1 n (x ki - x j ¯) 2$
3	相关系数矩阵的特征值和特征向量,以及特征值对应的方差贡献率和累计贡献率^[28]。取累计方差贡献率大于75%的前q（q对应累计贡献率大于75%的第1或2、3、4、...、q个主成分）个主成分综合原始数据信息,记其方差贡献率C	C=(c₁,c₂,…,c_p)
4	取对应的q个特征向量,将其标准化^[28]。k是特征向量,f∈[1,q]	$A = k f - min (k f) max (k f) - min (k f)$
5	计算各指标对总体的贡献率^[28]	$P = C A Q ∑ i = 1 q C i = (p 1, p 2, ..., p n)$
6	对P做归一化得w_j为第j个指标的权重^[29]	$W = p j ∑ 1 n p j = (w 1, w 2, ..., w n)$
7	利用综合评价模型计算山地公园苔藓植物景观适宜性指数Y,Y值为正则在适宜范围内,数值越大越适宜,反之,数值越小适宜性越差^[29]	$Y = ∑ i = 1 n w i x i$

序号	内容	公式
1	标准化数据指标的矩阵。评价指标个数为n,样地个数为m,数据矩阵为X, x_ij表示第i个样地的第j个数值^[28]	$X = x 11 ? x 1 n ? ? ? xm 1 ? xmn$
2	相关系数矩阵。r_ij为标准化数据的第i个指标与第j个指标间的相关系数,可得相关系数矩阵R^[28]	$r ij = ∑ k = 1 n (x ki - x i ¯) (x ki - x j ¯) ∑ k = 1 n (x kj - x i ¯) 2 ∑ k = 1 n (x ki - x j ¯) 2$
3	相关系数矩阵的特征值和特征向量,以及特征值对应的方差贡献率和累计贡献率^[28]。取累计方差贡献率大于75%的前q（q对应累计贡献率大于75%的第1或2、3、4、...、q个主成分）个主成分综合原始数据信息,记其方差贡献率C	C=(c₁,c₂,…,c_p)
4	取对应的q个特征向量,将其标准化^[28]。k是特征向量,f∈[1,q]	$A = k f - min (k f) max (k f) - min (k f)$
5	计算各指标对总体的贡献率^[28]	$P = C A Q ∑ i = 1 q C i = (p 1, p 2, ..., p n)$
6	对P做归一化得w_j为第j个指标的权重^[29]	$W = p j ∑ 1 n p j = (w 1, w 2, ..., w n)$
7	利用综合评价模型计算山地公园苔藓植物景观适宜性指数Y,Y值为正则在适宜范围内,数值越大越适宜,反之,数值越小适宜性越差^[29]	$Y = ∑ i = 1 n w i x i$

表2. 山地公园苔藓植物景观适宜性指数计算公式

图1. 因子荷载矩阵图X轴代表主要成分轴,Y轴代表指标成分数值;蓝色为正,颜色越深数值越大;红色为负,颜色越深数值越小;面积大小以绝对值大小判定,面积越大主成分中指标解释力度越强

序号	评价指标	权重
1	C6苔藓植物色泽艳度	0.1595
2	C1苔藓植物物种多样性	0.1487
3	C11苔藓景观意境与文化内涵	0.1257
4	C13野趣程度	0.0899
5	C7苔藓植物纯度	0.0856
6	C2苔藓物种丰富度	0.0798
7	C3苔藓生活型多样性	0.0526
8	C12对苔藓景观的喜爱程度	0.0465
9	C14苔藓景观的可停留度	0.0405
10	C8苔藓面积	0.0404
11	C4苔藓植物健康状况	0.032
12	C9苔藓景观普遍性	0.031
13	C15苔藓景观标志性	0.0307
14	C5苔藓植物群落稳定性	0.0202
15	C10苔藓景观连续性	0.0168

表3. 指标权重排名

排名	样地编号	综合得分	生活型类型	样地类型	适宜等级
1	18	2.080	丛集型+交织型+平伏型	石生	Ⅰ
2	27	2.075	平伏型+交织型	石生	Ⅰ
3	21	1.305	丛集型+交织型+平伏型	石生	Ⅰ
4	1	1.120	平伏型+交织型	土生	Ⅰ
5	16	1.097	丛集型+交织型+平伏型	石生	Ⅰ
6	15	0.733	交织型	树生	Ⅱ
7	7	0.706	平伏型+交织型	土生	Ⅱ
8	30	0.704	丛集型+交织型+平伏型	石生	Ⅱ
9	4	0.627	平伏型+交织型	土生	Ⅱ
10	19	0.599	平伏型+交织型	石生	Ⅱ
11	8	0.439	倾斜型+平伏型+交织型	土生	Ⅱ
12	29	0.417	平伏型+交织型	石生	Ⅱ
13	22	0.298	丛集型+交织型	石生	Ⅱ
14	13	0.234	丛集型+平伏型	树生	Ⅱ
15	9	0.157	丛集型+交织型	土生	Ⅱ
16	25	-0.176	丛集型+交织型+平伏型	石生	Ⅲ
17	3	-0.178	丛集型+交织型	土生	Ⅲ
18	17	-0.266	交织型	石生	Ⅲ
19	6	-0.311	倾斜型+交织型	土生	Ⅲ
20	26	-0.479	交织型	石生	Ⅲ
21	5	-0.813	交织型	土生	Ⅲ
22	2	-0.819	丛集型+交织型	土生	Ⅲ
23	14	-1.004	交织型	树生	Ⅳ
24	25	-1.076	平伏型+交织型	石生	Ⅳ
25	10	-1.094	平伏型+交织型	土生	Ⅳ
26	11	-1.178	丛集型+交织型+平伏型	土生	Ⅳ
27	12	-1.180	交织型	土生	Ⅳ
28	20	-1.205	交织型	石生	Ⅳ
29	28	-1.260	丛集型+交织型	石生	Ⅳ
30	23	-1.552	交织型	石生	Ⅳ

表4. 观山湖公园苔藓景观适宜性综合得分表

图2. 不同类型苔藓群落适宜情况

图3. 不同生活型苔藓群落适宜占比图

图4. 样地指标差异比较

参考文献 29

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