论文发表

规划论文：康复园林中人工绿地三维绿量初步研究
 

作者：陈华1，张洪萍1，黎淑霞2，郭纯爱1，黄容容1，温浩丰1

(1肇庆学院生命科学学院风景园林系，广东 肇庆 526061

2 肇庆市鼎湖区建设项目办公室，广东 肇庆 526070)
 

摘 要：本篇规划论文研究采用分形几何研究法和调研测绘研究法，将选取三家医院进行实地调查并选取27个样地，实验使用相关显著性分析和逐步回归分析方法，在小区域范围内人工种植配置的植物景观群落特征值为基础。结果表明人工植物群落的结构层次郁闭度最高的是第一人民医院，但第一人民医院植物群落中乔木层所占比例很少，其三维总绿量却是最低的，说明植物群落的绿化三维量主要是由乔木层所占比例决定，而与群落结构层次的郁闭度无关。样地总体三维绿量呈正态分布，残差分析没有呈现明显图案，所得最优方程y=137.713x2-231.661，根据模拟方程标准回归系数，12个因子中对小面积人工绿地三维绿量影响最大的因子为平均冠幅，以期为在小面积人工绿地康复性园林医院的绿地规划设计提供实证依据。
 

关键词：人工绿地、康复园林、三维绿量、回归方程

中图分类号：TU986 文献标识码：A
 

1 前言

人们对于健康与环境的关系越来越关注，医院康复性环境就是“医疗花园”的一种类型，体现人类健康与环境的关系。医院康复性园林环境作为城市专类绿地形式和辅助治疗的手段的一种新兴的园林类型[1] 。在国内外，研究报道利用医院康复空间来进行辅助治疗疾病，如：神经系统、呼吸系统等疾病治疗方面[2-3]，其中植物在医院康复性园林空间是一个重要的构成要素[4]，绿化三维量是作为城市绿化质量的重要立体指标之一，指所有生长植物的茎叶所占的空间体积[5]。它可以更全面、更准确地分析绿化的环境效益[6]。目前，研究三维绿量的实测研究，大都集中在城市森林[7-9]、城市生态服务[10-11]、城市公园[12]、城市化流域土地利用[13]、城市办公场所[14]、城市专属单位绿地[15]、城市居住区[16]等大面积领域，而针对小面积人工绿地，如：医院康复性园林等研究较少[17]，这类城市小区域范围植物分布较破碎，但应用植物的种类却多样化，植物配置结构层次也复杂，这样导致遥感现代技术难以获得清晰和完整图像。

本研究采用分形几何研究法和调研测绘研究法，将选取3家医院进行实地调查和样地选取，使用相关显著性和逐步回归分析的方法，在小区域范围内人工种植配置的植物景观群落特征值为基础。研究肇庆市医院康复园林空间中绿化三维量的总体分布特征，从而发现对肇庆市医院康复性园林绿地中植物群落三维绿量的影响因子，并最终能够获得最优的模拟方程，探讨医院康复性园林绿地植物群落三维绿量与环境的关系，以期为三维绿量在小面积人工绿地医院康复性园林的绿地规划设计提供一定的实验数据基础。

 

2 实验方法

2.1样地选取

肇庆市地处中国广东省中西部，属于珠江三角洲，北回归线横贯其中，为粤西咽喉之地，该市受南亚热带季风影响[18]。本次研究选取肇庆市端州区的肇庆市第一人民医院、第三人民医院和中医院3家医院作为研究对象。基于实地测绘3家医院的平面图，结合对三家医院医生、病人、家属以及其他人员的问卷调查，共选取27个20m×20m的样地，其中3家医院分别选取了12、8和7个样地(见图1，2，3)。参考王东良等方法[6]对植物群落进行调查，样地内植物种类、胸径、地径、冠高、树高、冠幅、树冠形状等。根据调查结果，肇庆市第一人民医院共有64种植物，第三人民医院共有32种植物，中医院共有32种植物。

图1 肇庆市第一人民医院植物群落样地点分布图

Fig.1 Distribution of plant community sample sites in the first people's hospital of Zhaoqing city

图2 肇庆市第三人民医院植物群落样地点分布图

Fig.2 Distribution of plant community sample sites in the third people's hospital of Zhaoqing city

图3 肇庆市中医院植物群落样地点分布图

Fig.3 Distribution of plant community samples in the traditional Chinese Medicine's hospital of Zhaoqing city

2.2 样地三维量调查及数据处理

参考赵可新等[19]和李英汉等[16]研究方法，对样地内所有植物进行实地测算。根据刘常富等[7]的方法，通过公式计算出样地内单株植物三维绿量。

将样地内所有植物的三维绿量实测值汇总累加得到样地总三维绿量(TGB)。以400㎡ 为基准，样地内乔灌木整体的平均树高(x1)，平均冠幅(x2)，乔灌密度(x3)，乔灌比(x4)，针阔比(x5)，种类数(x6)等6个指标;乔木的平均冠高(x7)，平均胸径(x8)，胸高断面积(x9)，平均地径(x10)，地径断面积(x11)，郁闭度(x12)等6个指标，地被植物的高度(x13)和占地面积(x14)等2个指标。采用SPSS statistics 22 统计软件进行总三维绿量与各个指标之间的Pearson相关显著性检验，并对经过显著性检验的指标进行逐步回归统计。

3 结果与分析

3.1 样地人工植物群落绿化三维量总体分布特征

3.1.1 样地人工植物群落的结构层次

根据实地测绘、调研得到样地的所有植物类型进行汇总，并对其进行植物分层处理，得到各个样地的主要植物层次结构，经过数据整理与统计，得到3家医院27个样地的植物群落基本情况(见表1)。其中第一人民医院环境中植物群落郁闭度在50%以上的样地有5个，最高郁闭度达到139.09%，平均为57.13%;第三人民医院环境中植物群落郁闭度在50%以上的样地有3个，最高郁闭度达到76.43%，平均为37.98%;而市中医院环境中没有植物群落郁闭度在50%以上的样地，平均为25.88%。结果表明第一人民医院中植物结构层次的郁闭度是最高的。
 

表1 三家医院的样地植物群落的结构层次分析表

Tab. 1 Analysis of the structure of plant communities in three hospitals

医院

Hospital样地编号

No植物结构(乔-灌-草)

Plant structure(tree-shrub-grass)郁闭度(%)

Canopy density

肇庆市第一人民医院

The first people's hospital1-A紫荆+水石榕+鸡蛋花+柳树—苏铁+花叶良姜+红花檵木+黄金榕—马缨丹+台湾草+葱兰25%

1-B大王椰子+紫荆+垂叶榕—散尾葵+紫薇+勒杜鹃+黄金榕+红花檵木+春羽+龙船花+黄叶假连翘+灰莉—台湾草122.5%

1-C鸡蛋花+秋枫+银海藻+重阳木—黄叶假连翘+黄金串钱柳+红花檵木+杜鹃+尖叶木樨榄—马缨丹+雪茄花+红龙草16.90%

1-D鸡冠刺桐+鸡蛋花+糖胶树+重阳木+水杉+日本晚樱—黄金榕+福建茶+勒杜鹃—红龙草+马缨丹36.90%

1-E樟树+紫荆+鸡蛋花+糖胶树—桂花+黄金榕+黄叶假连翘+红花檵木+龙船花+红龙草+紫薇+春羽+小驳骨+尖叶木榄樨+鹅掌柴—肾蕨+金边沿阶草+台湾草+雪茄花73.55%

1-F非洲楝+印度橡胶榕+糖胶树+樟树—灰莉+花叶艳山姜+红背桂—马樱丹+葱兰+台湾草28.61%

1-G芒果—美蕊花+黄金榕+短穗鱼尾葵—银边山菅兰-台湾草68.69%

1-H垂叶榕—勒杜鹃+黄金榕+红花檵木+尖叶木樨榄+桂花+含笑+黄叶假连翘—红龙草+台湾草24.53%

1-I高山榕+黄槐+美丽异木棉+樟树—朱槿+鹅掌柴+朱蕉—肾蕨-薄荷+台湾草98.02%

1-J芒果+樟树+美丽异木棉+鸡冠刺桐—朱蕉+黄叶假连翘+桂花+灰莉+美蕊花+苏铁—长春花-台湾草139.09%

1-K白兰+重阳木+麻楝+苦楝+鸡蛋花+小叶紫薇+大花紫薇—希茉莉+美蕊花+小驳骨+鹅掌柴+苏铁—葱兰+台湾草42.99%

1-L小叶榄仁—台湾草8.83%

平均 57.13%

肇庆市第三人民医院

The third people's hospital2-A老人葵+杜鹃+红花檵木+米仔兰+黄叶假连翘+长春花+小驳骨—台湾草10.39%

2-B老人葵+龙眼+鸡蛋花—桂花+红花檵木+灰莉+大红花+山茶+杜鹃+黄婵+黄叶假连翘+花叶良姜+鹅掌柴—台湾草30.61%

2-C垂叶榕+南洋杉+芒果—红花檵木+鹅掌柴+九里香+黄叶假连翘+龙船花43.81%

2-D芒果+白兰+南洋杉+垂叶榕—九里香+鹅掌柴+龙船花+红花檵木71.43%

2-E芒果+白兰+人心果—苏铁+灰莉+黄婵+山茶+大红花+勒杜鹃+桂花+鹅掌柴+黄叶假连翘+花叶假连翘+龙船花—台湾草17.68%

2-F芒果+龙柏76.43%

2-G芒果+假槟榔—桂花+福建茶+灰莉+野牡丹50.87%

2-H小叶榕—狗牙花+桂花+红花檵木+龙船花+黄叶假连翘+鹅掌柴+花叶良姜2.65%

平均 37.98%

肇庆市中医院

The traditional Chinese Medicine's hospital3-A大王椰子+短穗鱼尾葵—黄金榕—沿阶草37.11%

3-B大王椰子—桂花+狗牙花+黄金榕+九里香+红背桂—沿阶草7.70%

3-C芒果+桂花—黄叶假连翘+福建茶+小驳骨+九里香+苏铁—车前草+台湾草42.54%

3-D重阳木+紫荆+白兰—狗牙花+桂花+龙船花+红背桂37.15%

3-E枇杷+芒果+龙眼+阴香—棕竹+龙船花—苔藓12.88%

3-F麻楝+白兰+紫荆—龙船花+紫薇+桂花+希茉莉+棕竹+鹅掌柴+灰莉+散尾葵32.22%

3-G白兰+麻楝+紫荆—小驳骨+黄叶假连翘+鹅掌柴+桂花+茶花—台湾草11.54%

平均 25.88%

郁闭度(%)=乔木总冠幅/样地面积

Canopy density(%)=tree total crown/ sample plot area

3.1.2 样地人工植物群落绿化三维量的分布特征

将此篇规划论文研究所有样地的植物群落绿化三维量调研数据整理汇总得到3家医院的总体绿化三维量。从表2中可以看出，在3家医院的总体绿化三维量的平均值中，肇庆市中医院的三维绿量水平最高，第一人民医院的三维绿量水平最低。第三人民医院和市中医院的乔木层次占的比例最高，分别为85.85%、96.17%，而灌木及地被层次所占比例较低，特别是地被层次所占比例均1%左右;相反，第一人民医院则乔、灌木和地被比例相差不大，最高乔木层次所占比例为46.39%。三维绿量总量平均值结果表明植物群落的绿化三维量水平的高低主要是由乔木层所占比例决定，乔木层三维绿量多，则此植物群落绿化三维量就高。

表2 三家医院样地三维绿量统计表

Tab.2 Three dimensional green volume statistics in three hospitals

肇庆市第一人民医院

The first people's hospital肇庆市第三人民医院

The third people's hospital肇庆市中医院

The traditional Chinese Medicine's hospital

编号

No总量

Volume乔木

Tree灌木

Shrub地被

Cover plant编号

No总量

Volume乔木

Tree灌木

Shrub地被

Cover plant编号

No总量

Volume乔木

Tree灌木

Shrub地被

Cover plant

1-A247.5256.52511402-A143.3949.93930.463-A13175.4505.6

1-B355.19237.1998202-B526.7431.1932.63-B134.0341.03930

1-C413.6990.8927844.82-C781.35691.359003-C899.94785.57737.44

1-D206.1371.13231122-D1054.591010.594403-D632.36104.365280

1-E471.69275.3981115.32-E1108.23978.958049.283-E286.39171.241123.15

1-F370.83255.8335802-F596.28596.28003-F480.8686.863940

1-G150.2739.2792192-G695.27615.278003-G319.1350.172599.96

1-H154.729.821440.92-H191.362.361890

1-I204.25104.846336.41

1-J511.79254.7923720

1-K184.2728.276888

1-L211.3191.3020

总计3481.651615.241170696.41总计5097.174375.8366952.34总计7997.817691.4227036.39

平均290.14134.6197.5058.03平均637.15546.9883.636.54平均1142.541098.7738.575.20

比例%　10046.3933.6120.00比例%100　85.8513.131.02比例%100　96.173.370.46

将调查所得27个样方三维绿化总量和三维绿量平均值进行分析，在SPSS statistics 22统计软件上来进行正态分布检验(D检验(即(Kolmogorov-Smirnov)a检验))。从表3中可以得到结果：经过对27个样方的正态分布分析结果中得到显著度为0.115，数据大于统计量限制值0.05，从而我们可以判断27个样方内植物的总三维绿量值是服从正态分布，可以进行下一步的相关性分析(表3)。

表3 研究样地中三维绿量的正态分布分析

Tab. 3 Analysis of normality of TGB in research samples

样地总绿化三维量

Total volume of sample plotsD检验(Kolmogorov-Smirnov)a

统计量

Volume样本数

No显著性

Significance

0.151270.115

a在0.05水平上显著相关。

a significant at 0.05 level.

3.2 三维绿量与各因素相关性分析

表2结果显示本研究的3家医院样地中，第一人民医院样地乔灌木在总体三维绿量中占得比例为80.00%，而另外两家医院样地乔灌木在总体三维绿量中占得比例则高达98.98%，99.54%。所以本研究就采用与乔灌木相关的12个指标来进行研究绿地三维绿量的显著性影响因子。这时进行正态分布检验分析以27个样地乔灌三维绿量作为一个测量的整体数据。如表4结果得到显著度为0.058，数据大于统计量限制值0.05，因此可以用人工绿地植物的乔灌木作为下一步模拟方程的检测。

表4 研究样地中乔灌木三维绿量的正态分布分析

Tab.4 Analysis of normality of arbor and shrub’s TGB in research samples

D检验(Kolmogorov-Smirnov)a

统计量

Volume样本数No显著性

Significance

样地乔灌木三维绿量

Three-dimensional green biomass of arbor and shrub0.165270.058

a在0.05水平上显著相关。

a significant at 0.05 level.

本研究选取样地乔灌三维绿量作为因变量进行Pearson相关显著性检验分析。从表5结果得出平均冠幅、乔灌密度、平均冠高等3个指标的Pearson相关显著性检验值分别为0、0.006、0.001，数据均小于统计量限制值0.01，故均为极显著相关。从而可以得到平均冠幅、乔灌密度、平均冠高这3个指标与三维绿量有显著的相关性，可以用于进行下一步三维绿量的方程模拟分析。

表5 取样地乔灌三维绿量各指标的相关显著性检验分析

Tab. 5 Significant test of each indicator in samples

相关性检验

Correlation testX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12

显著性(双尾)

Significance (two tailed)0.5930.0000.0060.3260.9110.3620.0010.2280.4660.7000.7530.914

Pearson-相关

Pearson- correlation0.1080.770**0.517**-0.197-0.023-0.1830.598**0.2400.1460.078-0.064-0.022

**表示差异1%水平显著性。

** significant at 0.01 level.

3.3 三维绿量影响因子分析及方程模拟

以乔灌三维绿量实测数据值为因变量，对平均冠幅、乔灌密度、平均冠高指标与样地中三维绿量进行逐步回归，从表6中得到了模拟方程是以指标平均冠幅、平均冠高来表示，表明对乔灌三维绿量的贡献量最大的指标为平均冠幅和平均冠高。如表6、图4中结果表明，R²决定系数范围在0.592 ~ 0.684，标准化残差图也没有呈现明显的具体图形，说明模型方程是可以用来预测肇庆市康复园林27个样地绿地植物群落的三维绿量。同时研究结果表明平均冠幅是测量三维绿量的唯一指标。如图4、5所示，自变量对因变量的回归贡献并未明显减少，残差图仍然没有呈现明显的具体形状。因此，模拟方程1，即y=137.713x2-231.661，可以在实际应用中使用。

表6 模拟回归方程

Tab. 6 Simulation equation

序号

No模拟回归方程

Simulated regression equationR²F显著度

Significant degree

1y=137.713x2-231.6610.59236.3340

2y=112.686x2+43.921x7-327.9160.68425.9740

图4 TGB为因变量2因子的标准化残差散点图

Fig.4 Dispersion pattern of ZRESID taking TGB based on two factors

图5 TGB为因变量单因子的标准化残差散点图

Fig.5 Dispersion pattern of ZRESID taking TGB based on one factor

从表7中结果表示标准化回归系数得到对三维绿量影响因子平均冠幅是大于平均冠高。因此本研究中主要影响人工绿地三维绿量是平均冠幅和平均冠高，而平均冠幅影响值比较大。

表7 标准回归系数(β)

Tab. 7 Standardized coefficients(β)

方程序号

NoX2X7

10.770

20.6300.333

4. 结论与讨论

在3家医院的人工小面积绿地三维绿量的研究中，本篇规划论文研究采取现场测绘、现场样地植被测量实验和现场问卷调查的方法，再进行业内数据的整理与分析总结，虽然工作量很大，但方程拟合精度较高。人工植物植物群落的绿化三维量的分布特征是绿化三维量水平的高低主要是由乔木层所占比例决定，这个结果与王东良等研究结果相同[6]，这说明植物群落的结构层次中乔木是主干树种，与植物群落结构层次的郁闭度无关。另外在绿化三维总量中乔灌木所占比例也最高，因此三维绿量模拟中没有把地被植物统计进去，这个研究结果与吴菲等人是相同的[20]。

根据获得的12个指标进行Pearson相关显著性分析表明极显著相关的3个指标为平均冠幅、乔灌密度、平均冠高，将这3个指标进行逐步回归分析得到平均冠幅和平均冠高的2个模拟方程，最优方程为y=137.713x2-231.661，说明影响人工绿地三维绿量最主要的因子是乔灌木整体的平均冠幅。这个结果与李英汉等人[21-22]研究结果不完全相同，他们认为乔木的胸高断面积是对人工绿地三维量影响最大的因子。本研究认为乔灌木的平均冠幅对小面积范围内的人工绿地三维量贡献值较大，当然其中树冠高的乔木起到了作用。因此在医院等小尺度人工绿地的植物配置中，应该充分考虑乔灌木的合理配置，扩大绿化垂直覆盖面积同时注意树冠高的乔木应用，而非简单的多种植乔木即可。

参考文献：

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