【《天山云杉林林内美景度及其影响因素分析案例》6300字（论文）】

天山云杉林林内美景度及其影响因素分析案例大部分的森林美景度研究主要以林内美景度为主。林内美景度的影响因素会对于森林的游玩环境质量以及观赏人员在森林游玩的美学欣赏产生直接性的影响[106]。在评价森林美景度的过程中，林木的生长发育情况和林分结构因素是其主要的判断依据，通常这些内容有：冠幅、胸径、树高等，都是属于能反映森林生长发育的情况的信息，同时，也可以以灌木覆盖、灌木情况、草木覆盖和株数密度作为反映森林生长发育情况的判断依据。由于研究人员在选择林内要素指标时会受到主观因素的影响，所以调查的林分结构指标会有一定差异，形成的最终评价指标也存在一定差异。林分结构对于林内美景度的影响，需要在其水平结构、垂直结构、树种组成、等方面进行综合考虑，但是因为研究对象以及林分类型存在差异，所以选取的指标虽然相同，但是通过进行成分分析、层次分析以及灰色系统理论分析后，所形成的构景指标存在较大的差别，这也说明了林内美景度的影响因素复杂性[107-108]。因为研究地的区位差异以及植被种类差异，不同的研究者对于林内的研究因素也就不同，但是一般情况下株数密度、林下层盖度等是普遍都要参考的要素，其他的林内要素则需要进行进一步的探究。因研究地区和植被种类和地域性特征带来的影响，每个专家对于构景要素的选取形式各异，但是总而言之，统一性、林下盖度和林分密度等信息都得到了广大学者的认可，而其它构景要素尚需进一步研究，尤其是色彩的构成要素是否影响林内美学质量，将是当前研究的一个重点。鉴于此，本章基于天山云杉林内样地调查、网络问卷喜好度调查和照片色彩量化，通过建立天山云杉林内美景度模型，阐释天山云杉林内美景度的影响因素，以期加深天格尔森林公园天山云杉林内美景度影响因素的认识。1.1结果与分析1.1.1天山云杉林林内美景度值通过对天山云杉林内喜好度评分进行标准化得到表4-1。从表4-1中可以看出，SBE值的取值范围为-0.316～0.289，平均值为-0.004。通过对SBE值进行K-S检验，得到P=0.31＞0.05，说明SBE值服从正态分布。将天山云杉林林内样本照片的SBE值按等差法分成5等份，SBE等级的取值范围从小到大依次为等级Ⅰ（-0.316，-0.195］、等级Ⅱ（-0.195，-0.074］、等级Ⅲ（-0.074，0.047］、等级Ⅳ（0.047，0.168］、等级Ⅴ（0.168，0.289］。表4-1林内美景度值Tab.4-1Thebeautyoftheinterioroftheforest编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue10.161310.02061-0.069910.038121-0.11320.201320.16962-0.209920.139122-0.04630.035330.25363-0.20893-0.0051230.0664-0.110340.04664-0.11094-0.0061240.1005-0.044350.13965-0.199950.0681250.09660.11136-0.10666-0.06796-0.0471260.03670.166370.12167-0.010970.101127-0.14480.144380.03268-0.11498-0.103128-0.0589-0.061390.06569-0.027990.063129-0.060100.22440-0.142700.068100-0.030130-0.02811-0.03841-0.10071-0.0021010.027131-0.14112-0.13042-0.23372-0.035102-0.0711320.091130.155430.141730.211103-0.086133-0.070140.08044-0.00174-0.1161040.006134-0.06615-0.308450.14675-0.041105-0.046135-0.103160.262460.111760.068106-0.0031360.070170.06647-0.03477-0.2351070.172137-0.187180.00948-0.07678-0.0131080.266138-0.027续表4-1林内美景度值Continuetab.4-1Thebeautyoftheinterioroftheforest编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue编号NumberSBE值SBEvalue19-0.24649-0.086790.1051090.2081390.020200.28950-0.176800.011110-0.074140-0.069210.19551-0.009810.087111-0.0011410.03822-0.01452-0.308820.0141120.184142-0.03623-0.316530.158830.026113-0.0501430.05824-0.16254-0.099840.084114-0.0221440.08925-0.18255-0.110850.0811150.0721450.01726-0.28956-0.19086-0.0311160.0621460.06427-0.06357-0.178870.0791170.1341470.07928-0.12658-0.30488-0.0881180.047148-0.04029-0.280590.250890.049119-0.023149-0.00130-0.123600.285900.013120-0.0811500.0991.1.3不同美景度等级间天山云杉林林内群落特征指标变化规律通过对不同美景度等级间的天山云杉林林内群落指标进行单因素方差分析可以得到表4-2。从表4-2中可以看出，平均活枝枝下高、郁闭度、坡度、株数密度、自然整枝、林木排列、枯树倒木、林下植被盖度等林内群落指标在不同的美景度等级之间差异达到显著水平（P＜0.05）或极显著水平（P＜0.01）。其中平均活枝枝下高、自然整枝、林木排列、林下植被盖度等林内群落指标与林内美景度值呈现显著正相关趋势，总体上随着美景度等级的提高而顺次提高，表明这些指标对林内美景度有较强的提升作用。郁闭度、坡度、株数密度、枯树倒木等林内群落指标与林内美景度值呈现显著负相关趋势，总体上随着美景度等级的提高而依次下降，表明这些指标对林内美景度均有较明显的负面作用。表4-2不同美景度等级间林内群落指标差异性Tab.4-2Differenceofcommunityindicesamongdifferentbeautygradesinaforest指标Indicators美景度等级BeautygradeF值FvalueP值PvalueⅠⅡⅢⅣⅤ平均树高/mAveragetreeheight/m16.02±1.70a15.70±1.01a16.02±1.47a16.65±0.56a18.50±1.17a0.7960.529平均胸径/cmMeanDBH/cm21.23a±1.95a21.63a±1.92a21.26a±2.18a27.49a±1.02a21.50a±2.07a1.7530.142平均冠幅/mAveragecrownwidth/m3.73±0.26b1.85±0.33ab1.47±0.49b1.98±0.16a1.73±0.30ab1.9180.110平均死枝枝下高/mAveragedeadbranchesheight/m2.53±0.20a2.21±0.06ab2.18±0.17b2.42±0.06ab2.68±0.19a2.1680.075平均活枝枝下高/mAveragelivingbranchesheight/m2.93±0.33a2.64±0.18ab2.10±0.42b2.32±0.12b3.44±0.54a3.2500.014郁闭度/%Crowndensity/%0.61±0.03a0.57±0.02ab0.58±0.03ab0.50±0.01b0.56±0.04ab2.6230.037坡度/°Slope/°19.18±2.59a13.65±2.36ab5.22±1.28c11.22±1.32ab10.78±2.90bc2.6000.039株数密度/株·hm2Standdensity/plant·hm292.70±23.01a61.96±8.50a58.65±11.73ab48.34±1.33b61.64±12.65a2.7550.030自然整枝Naturaltraining1.00±0.12d1.64±0.09c2.00±0.02c2.10±0.03b3.00±0.05a67.290.000林木排列Treesarearranged1.16±0.16d1.46±0.09c2.00±0.04c2.14±0.03b3.00±0.02a55.6820.000枯立木和倒木Deadtreesfallentree2.50±0.23a2.35±0.13ab2.07±0.13abc1.92±0.06c1.64±0.24c1.9540.001林下植被盖度Undergrowthvegetationcoverage1.08±0.08d1.46±0.09c1.92±0.07c2.10±0.04b3.00±0.05a57.5480.0001.1.4不同美景度等级间天山云杉林林内色彩特征指标变化规律通过对不同美景度等级间的天山云杉林林内色彩特征值进行多因素方差分析可以得到表4-3。从表4-3中可以看出，RGB(B)、HSV(H)、HSV(S)、HSV(V)、LCH(C)、Lab(a)、Lab(b)、绿视率和主色彩布局等指标数值在不同美景度等级之间差异达到显著水平（P＜0.05）或极显著水平（P＜0.01）。其中HSV(H)、HSV(S)、LCH(C)、Lab(b)和绿视率整体规律上随美景度等级提高而顺次提高，说明这些指标数值对林内美景度有较强的提升作用，而RGB(B)、HSV(V)、Lab(a)、主色彩布局随着美景度等级的提高而顺次下降，表明这些指标对林内美景度均有负面作用。表4-3不同美景度等级间林内色彩指标差异性Tab.4-3Thedifferenceofcolorindexinforestwithdifferentbeautygrade指标Indicators美景度等级BeautygradeF值FvalueP值PvalueⅠⅡⅢⅣⅤRGB(R)Red-green-blue(Red)77.91±17.12ab80.32a±17.57a77.69±15.69ab73.59±15.03ab67.35±16.76b1.9470.106RGB(G)Red-green-blue(Green)80.75±15.20a81.85±15.82a85.00±16.13a86.92±17.06a81.35±13.42a0.4410.779RGB(B)Red-green-blue(Blue)51.41±17.82b49.14±16.11b55.15±17.86a47.09±15.78b33.07±11.52b1.1930.003HSV(H)Hue-saturate-value(Hue)70.58±31.85a71.46±29.23a81.69±20.61a87.32±26.55a79.28±9.10a2.6290.037HSV(S)Hue-saturate-value(Saturate)41.33±13.41c46.82±9.83ab45.46±13.96b53.75±11.91a66.00±11.65a10.1030.000HSV(V)Hue-saturate-value(Value)31.33±5.80b37.35±9.10ab37.76±9.54a31.69±5.44ab31.35±6.39b2.4570.048LCH(L)Light-chroma-hue(Light)32.91±6.27a31.17±6.52a31.3±6.31a33.98±5.62a33.00±5.60a0.1990.938LCH(C)Light-chroma-hue(Chroma)19.00±7.83c21.03±6.35b21.76±7.45b25.36±6.66ab30.85±5.50a6.0490.000LCH(H)Lights-chroma-hue(Hue)107.75±21.45a121.14±52.38a117.84±13.40a121.55±16.61a118.07±7.05a0.7310.572Lab(L)Luminosity-a-b(Luminosity)32.91±6.27a31.17±6.52a31.30±6.31a33.98±5.62a32.92±5.59a0.2120.931Lab(a)Luminosity-a-b(a)-5.25±7.02c-7.25±5.18c-7.30±1.21c-10.73±1.07b-11.85±3.73a11.2890.000Lab(b)Luminosity-a-b(b)11.66±7.42b19.17±8.35a15.69±9.21a19.87±8.31a26.50±1.84a1.4660.002主色彩比例/%Maincolorratio/%36.62±7.69a32.73±7.02ab33.74±1.25ab32.51±5.62ab31.74±2.71b1.5340.195绿视率/%Greenviewingrate/%31.53±19.38c48.76±19.71bc50.31±16.66b59.72±21.68b69.52±18.47a6.6120.000主色彩布局Maincolorlayout1.66±0.77a1.85±0.93a1.61±0.86a1.83±0.94a2.28±0.91a1.1150.000天空比/%Skyratio/%8.32±5.54a6.99±5.23ab6.55±1.17ab7.27±6.06ab3.85±3.79c1.3520.254主色彩数量Numberofmaincolors2.25±0.62a2.35±0.55a2.46±0.51a2.45±0.59a2.64±0.49a0.9370.4441.1.5基于天山云杉林林内群落特征的美景度模型以美景度值为因变量，以自然整枝（）、枯树倒木（）、林下植被盖度（）、林木排列（）、坡度（）、平均树高（）、平均胸径（）、郁闭度（）、平均活枝枝下高（）、平均死枝枝下高（）、平均冠幅（）、株数密度（）、平均单木美景度（）标准化值为自变量进行多元逐步回归分析，所得方程如下：（R2=0.921，P=0.000）K-S检验，P=0.27＞0.05，说明残差满足正态分布要求。Durbin-Watson检验DW=2.057∈[1,3]，说明残差之间相互独立，无显著相关性。残差方差齐性检验Levene’s统计量为P=1.14＞0.05，说明残差方差齐性，方差差异不显著。通过以上模型检验可以说明该模型关系成立。根据回归方程算出不同要素的美景度贡献率得到表4-4。从表中可以看出，自然整枝对美景度贡献率最高，达22.917%，坡度对美景度的贡献最低，仅为5.208%。从各因子偏相关系数可以看出自然整枝、林下植被盖度、林木排列、平均活枝枝下高、平均单木美景度与林内美景度正相关，说明这些指标得提升能有效的增加天山云杉林林内美景度。而枯立木和倒木、坡度、郁闭度、株数密度与美景度负相关，这些指标增加会降低天山云杉林林内美景度。表4-4林内群落特征贡献率Tab.4-4Contributionrateofcommunitycharacteristicsinforest指标Indicators回归系数RegressioncoefficientP值Pvalue贡献率（%）Contributionrate(%)（常量）(constant)-0.004自然整枝Naturaltraining0.0440.00022.917枯立木和倒木Deadtreesfallentree-0.0150.0027.812林下植被盖度Undergrowthvegetationcoverage0.0320.00016.667林木排列Treesarearranged0.0370.00019.271坡度/°Slope/°-0.0100.0305.208郁闭度/%Crowndensity/%-0.0170.0028.854平均活枝枝下高/mAverageheightunderlivingbranches/m0.0150.0057.813株数密度/株·hm2Standdensity/plant·hm2-0.0120.0496.250平均单木美景度Averagesinglewoodbeauty0.0100.0055.2081.1.6基于天山云杉林林内色彩特征的美景度模型以林内美景度值为因变量，以主色彩布局（）、主色彩比例（）、主色彩数量（）、绿视率（）、天空比（）、RGB(R)（）、RGB(G)（）、RGB(B)（）、HSV(H)（）、HSV(S)（）、HSV(V)（）、LCH(L)（）、LCH(C)（）、LCH(H)（）、Lab(L)（）、Lab(a)（）、Lab(b)（）的标准化值为自变量进行多元逐步回归分析：(R2=0.719，P=0.000)K-S检验，P=0.19＞0.05，说明残差满足正态分布要求。Durbin-Watson检验DW=1.996∈[1,3]，说明残差之间相互独立，无显著相关性。残差方差齐性检验Levene’s统计量P=0.37＞0.05，说明残差方差齐性，方差差异不显著。通过以上模型检验可以说明该模型关系成立。根据回归方程算出不同要素的美景度贡献率得到表4-5。从表中可以看出，HSV(S)对天山云杉林内美景度贡的献率最高，达到了25.926%，而主色彩布局对天山云杉林内美景度的贡献最低，仅10%。从各因子偏相关系数可以看出主色彩布局、RGB(G)、RGB(B)、HSV(S)与美景度值正相关，说明这些指标得提升能有效的增加林内美景度值。而HSV(V)、Lab(a)与美景度值负相关，这些指标的增加会降低林内美景度。表4-5林内色彩特征贡献率Tab.4-5Contributionrateofcolorcharacteristicsinforest指标Indicators回归系数RegressioncoefficientP值Pvalue贡献率（%）Contributionrate(%)（常量）(constant)-0.004主色彩布局MainColorLayout0.0270.00110.000RGB(G)Red-green-blue(Green)0.0290.01710.741RGB(B)Red-green-blue(Blue)0.0380.01111.074HSV(S)Hue-saturation-value(Saturation)0.0700.00025.926HSV(V)Hue-saturation-value(Value)-0.0550.00020.370Lab(a)Luminosity-a-b(a)-0.0510.01018.8891.1.7天山云杉单木特征对林内美景度的影响通过绘制单木特征平均值与林内美景度值的散点图可以得到图4-1。从图中可看出，单木平均特征中的平均树高、平均胸径、平均冠幅、平均死枝枝下高和平均活枝枝下高与林内美景度值均呈现显著正相关（P＜0.05），说明林内美景度的总体变化规律是随着这些指标增大而增大。平均树高的偏相关系数为0.0033，平均胸径的偏相关系数为0.00198，平均冠幅的偏相关系数为0.0155，平均死枝枝下高的偏相关系数为0.02448，平均活枝枝下高的偏相关系数为0.0355，单木平均美景度的偏相关系数为0.12。其中单木平均美景度的偏相关系数最高，说明林内美景度受到林内天山云杉单木的影响最大，天山云杉林林内中的天山云杉单木美学特征普遍越明显，则林内美景度越高。图4–1美景度值随林内单木特征的变化Fig.4–1Variationofbeautyvaluewiththecharacteristicsofindividualtreesinforest对林内美景度进行双因素方差分析，结果显示（表4-6）单木平均美景度对林内美景度的影响达到了显著水平（P＜0.05），林内因子中的坡度、株数密度、林木排列、枯树倒木、林下植被盖度对林内美景度的影响达到了显著水平（P＜0.05），并且单木平均美景度与株数密度、林木排列、枯树倒木的交互作用对林内美景度的影响也达到了显著水平（P＜0.05），说明林内美景度同时受到单木美景度和林内因子的共同影响。表4-6单木美景度和林内因子对林内美景度的影响Tab.4-6Effectsofindividualtreebeautyandforestfactorsonforestbeauty因变量Thedependentvariable影响因子ImpactfactorF值FvalueP值Pvalue林内美景度Beautifulviewinthewoods单木平均美景度Averagebeautyofasinglewood6.0010.001郁闭度Crowndensity1.2280.242两者交互Thetwointeraction1.1010.383单木平均美景度Averagebeautyofasinglewood5.0230.003坡度Slope1.6850.042两者交互Thetwointeraction1.4510.166单木平均美景度Averagebeautyofasinglewood10.1100.000株数密度Standdensity2.1460.038两者交互Thetwointeraction9.0170.000单木平均美景度Averagebeautyofasinglewood15.0520.000林木排列Treesarranged36.6490.000两者交互Thetwointeraction7.6980.000单木平均美景度Averagebeautyofasinglewood25.7100.000枯树倒木Deadtreesandfallentree1.6200.011两者交互Thetwointeraction3.0420.008单木平均美景度Averagebeautyofasinglewood9.6860.000林下植被盖度Undergrowthvegetationcoverage31.7260.000两者交互Thetwointeraction2.1370.065为更直观了解天山云杉单木美学特征对林内美景度的影响，从样本中随机抽出美景度值差异较大的林内照片，其中图左的美景度值为0.589，图右的美景度值为-0.472。从照片中可以看出，拥有较高美景度的林内单木美学特征普遍较明显，即林木空间占有指数和林木枝下高指数普遍较高，而拥有较低美景度的林内单木美学特征普遍较不明显，即林木空间占有指数和林木枝下高指数普遍较低，说明林分中的单木美学特征表现力能在很大程度上影响林分的美景度。图4–2林内样本照片Fig.4–2Samplephotographsoftheinterioroftheforest1.2讨论林内美景度可能与多种因素有关，如：林分中的单木美学特征、群落特征和观赏者自身的审美经验[109]。通过建立群落特征、色彩特征与美景度之间的数学模型，得到自然整枝对美景度贡献率最高，达22.917%，坡度对美景度的贡献最低，仅为5.208%。从各因子偏相关系数可以看出自然整枝、林下植被盖度、林木排列、平均活枝枝下高、平均单木美景度与林内美景度正相关，说明这些指标得提升能有效的增加天山云杉林林内美景度。而枯立木和倒木、坡度、郁闭度、株数密度与美景度负相关，这些指标增加会降低天山云杉林林内美景度。研究区的森林主要是天山云杉纯林，天山云杉作为高大挺拔的常绿针叶树种，整齐度对于其林内美景度来说是个非常重要的因素[110]。整齐、规则的林分林木自然整枝好，树干清晰、可辨。地被植物盖度越大，绿色植物的色彩饱和度越高，在色彩组成上能显著提高天山云杉林内美景度。天山云杉冠幅越大时，因本身的自毒效应[111]其树下几乎没有植物生长并覆盖上一层较厚棕黄色