国家公园景观视觉美学质量对公众生理反应的影响.pdf
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1、DOI:10.12335/2096-8981.2023062802国家公园景观视觉美学质量对公众生理反应的影响王 鹏1,俞 飞2,何友均1,李 乐3,高志强4,杨文娟1*(1.中国林业科学研究院林业科技信息研究所,北京 100091;2.浙江农林大学林业与生物技术学院,杭州 311300;3.中国林业科学研究院热带林业研究所,广州 510520;4.西昌学院农业科学学院,四川 西昌 615000)摘要:【目的】评估景观视觉美学质量及其对公众的生理影响,为构建国家公园景观资源评价制度提供决策参考。【方法】采用美景度(Scenic beauty evaluation,SBE)、K均值聚类、ArcG
2、is 空间分析与生理反应测定实验等技术方法,探讨钱江源国家公园景观视觉美学质量及其对公众生理反应的影响。【结果】钱江源国家公园景观视觉美学质量处于中高水平,文化景观(SBE 76.33)水域景观(SBE 76.15)森林景观(SBE74.57)乡村景观(SBE 72.29);钱江源国家公园视觉美学质量呈现中部高、南北低的空间格局特征,游憩展示区(SBE 76.84)传统利用区(SBE 75.63)生态保育区(SBE 74.57)核心保护区(SBE 69.16);景观视觉美学感知会使人出现皮肤电导水平下降、呼吸频率增加的生理反应变化。美学质量最高的文化景观,其呼吸频率变化值最大(0.907 re
3、sp);美学质量最低的乡村景观,其呼吸频率变化值最小(0.528 resp)。【结论】相比景观面积规模,景观元素的多样性以及元素间的视觉协调性更能影响景观美学质量评价,并促使公众皮肤电导率和呼吸频率等生理指标发生变化。建议从视觉感官与促进人体健康等角度,加强多功能景观管理,尤其是游憩林与康养林的精细化经营。关键词:国家公园;景观资源评价;景观美学;美景度;生理反应中图分类号:S759.91 文献标志码:A 文章编号:2096-8981(2024)01-0013-12王鹏,俞飞,何友均,等.国家公园景观视觉美学质量对公众生理反应的影响 J.自然保护地,2024,4(1):1324.WANG P,
4、YU F,HE Y J,et al.Study on the influence of visual aesthetic quality of national park landscape on public physiologicalresponseJ.Natural Protected Areas,2024,4(1):1324.自从意识到景观美学质量在自然资源管理过程中的缺失,美国从 20 世纪 60 年代开始便进行了大量的美学视觉质量评估研究,并建立了许多视觉定量分析的数学模型12。其中,Daniel 提出的美景度评价(Scenic beauty evaluation,SBE)方法与
5、Buhyoff Gregory 等提出的比较评判法(Lawof comparative judgement,LCJ)都是比较成熟的评价方法3。SBE 方法具有操作简单、高效可靠、推广容易等特点,目前已被广泛应用于自然保护地景观美学评价中4。国内学者俞孔坚5通过综合SBE 与 LCJ 两种评价方法的优点,构建了 BIB-LCJ 审美评判测量法。美国等西方国家关于景观视觉美学评估的探索经历了曲折的道路,通过众多学者的努力,形成了专家学派、心理物理学派、认知学派和经验学派四大评价学派6。其中,专家学派强调景观形态的美学评价,评价工作以及标 收稿日期:20230628修回日期:20230914基金项目
6、:国家自然科学基金青年项目(52008389);中央级公益性科研院所基金青年人才项目(CAFYBB2017QC006)。作者简介:王鹏,男,副研究员,研究方向为国家公园生态管理、生态经济与政策。*通信作者:杨文娟,女,博士,助理研究员。E-mail: 第 4 卷 第 1 期自然保护地Vol.4 No.12024 年 2 月Natural Protected AreasFeb.,2024http:/ 和 LCJ 等方法多属于这一学派。此外,语义差异方法也常被用于这一学派的美学质量评估7。认知学派主要基于人的认知过程和功能需求,解释人与景观形成的审美关系,主要包括环境评判、栖息地和“瞭望庇护”等相
7、关理论方法。经验学派则强调人的主观感知作用,人口特征、经济社会背景、文化程度等是其研究的重点。随着景观视觉美学评估方法的不断完善与改进,上述学派之间的界限也越来越模糊,结合多种方法开展视觉美学评估成为常态。近 30多年来,专家学派在景观视觉美学评估实践中占主导地位,美国林业、土地等自然资源管理部门推行的景观视觉管理系统(Visual managementsystem,VMS)、视觉资源管理(Visual resourcemanagement,VRM)、景观资源管理(Landscaperesource management,LRM)和 视 觉 影 响 评 价(Visual impact asse
8、ssment,VIA)等方法多是结合专家学派的理论和方法。此外,美国高度重视以法律法规来保护和管理景观视觉美学资源。1969年开始,美国先后通过野地法(Wildness act)、国家环境政策法(National environmentalpolicy act)、道路美化法(Road beautificationact)等法规政策,并在这些法案中要求对景观资源进行视觉评价,促进了国家公园景观美学评价研究的发展。20 世纪 90 年代末,自然保护地的景观美学问题在我国得到关注,学者们围绕各类自然保护地景观视觉美学质量开展了多方位研究。肖时珍等8运用 GIS 等技术对武陵源世界自然遗产地进行了景观
9、美学研究;蓝悦等9以西湖风景名胜区为例,构建了古树名木景观评价模型并进行了实证评价;郑华敏等10以武夷山风景名胜区为例,运用景观美景度与语义差异模型,开展了景观美学量化研究,并与景观元素建立回归模型进行影响因素分析;周年兴等11选择庐山地质公园为对象,研究了森林景观美学质量与景观格局指数的关系。此外,视觉美学感知通常表现为景观刺激带来的一系列感官生理反应,其中 80%以上的信息通过视觉获取12。越来越多的学者开始关注景观视觉美学感知对公众生理反应的影响,他们基于景观的可视特征,对评价主体感知的生理反应变化开展多角度实证分析1314,这对于景观美学质量评价具有重要推动作用。国家公园是我国自然景观
10、最独特的国土空间,美学价值和国民认同度高。审美作为公众获取景观价值最直接和最快速的方式,被认为是加强生态系统管理的重要途径15。不同的景观美学评价结果会对国家公园管理产生积极或者消极的影响,如果美学感知有限或是认知存在偏差,则可能会产生有损于生态价值的消极行为16。因此,景观美学如何被公众感知,如何通过美学质量评估与空间格局分析促进国家公园精细化管理决策,并满足社会日益增长的审美文化需要是当前亟待解决的科学问题。然而,由于我国国家公园建设起步晚,有关国家公园景观视觉美学质量研究还比较少见。基于此,本研究以钱江源国家公园体制试点区为例,选取大学生作为被试对象,以照片作为样本材料,采用美景度(SB
11、E)方法对景观视觉美学质量进行评价,运用 ArcGiS 进行空间格局分析。并在此基础上,借助 BIOPAC MP150 生理多导仪,采用生理反应测定实验探究公众的生理反应特征。本研究旨在通过科学评估国家公园的景观视觉美学质量,阐明视觉景观对公众的生理影响,为国家公园景观资源评价制度的构建提供参考,助推国家公园的精细化管理。1 材料与方法 1.1研究区概况钱江源国家公园体制试点区(简称“体制试点区”)位于浙江省西部,地处浙江省、江西省和安徽省三省交界处,素有“鸡鸣闻三省”之说。体制试点区面积约 252 km2,是实现中东部地区生态环境质量根本好转的重要连接性节点区域。体制试点区共包括核心保护区、
12、生态保育区、游憩展示区、传统利用区 4 个功能分区(图 1),面积分别14自 然 保 护 地Natural Protected Areas2024,4(1):1324第 4 卷http:/ 72.33,135.80,8.12 和 36.13 km2。体制试点区范围内涉及苏庄镇、齐溪镇、何田乡和长虹乡 4 个乡镇,人口共计 9 744 人。其中,苏庄镇 1 030 人、383 户,长 虹 乡 3 825 人、1 044 户,何 田 乡2 068 人、587 户,齐溪镇 2 621 人、659 户。苏庄、长虹、何田与齐溪 4 个管理片区,每个片区有独立的执法所。由于体制试点区生态系统在东部地区的重
13、要性,为保持现有保护地的完整性,以钱江源流域为基础,考虑保护效果,体制试点区未来将整合安徽休宁、江西婺源等跨界保护地实行统一管理。核心保护区生态保育区游憩展示区传统利用区图例N05 km 图1钱江源国家公园体制试点区功能区划Fig.1FunctionalzoningmapoftheQianjiangyuanNationalParksystempilotarea 选择该区域作为研究对象,主要基于理论与应用两方面考虑:在理论研究层面,国家公园是自然景观最独特的国土空间,本研究区位于中国典型的亚热带常绿阔叶林分布区,森林等自然景观独特,评估其自然景观视觉美学质量,对于完善体制试点区自然景观评价指标体
14、系具有重要理论价值;在应用层面,体制试点区地处长三角经济发达地区,生态保护与经济发展矛盾突出,探索生态与经济双赢路径是研究区体制试点建设面临的重要现实问题。根据现有研究成果1516,美学质量与生态质量之间存在复杂的权衡关系,同时景观美学质量亦对当地旅游经济发展起着至关重要的推动作用。鉴于此,选择该区域开展景观美学研究对于协同或平衡国家公园生态保护与经济发展间关系具有一定指导作用。1.2研究材料大量研究表明,采用照片作为美学质量评价的媒介具有灵活性,同时与现场评价相比,结果无显著差异1617。本研究照片样本主要用于景观视觉美学质量评价和生理变化分析等内容。考虑到秋季森林景观特点以及管理要求,照片
15、样本采集时间在 2020 年 911 月,共拍摄体制试点区景观照片 369 张,有关图片的获取与选择主要考虑几点:一是通过多次探察,结合当地居民与外来游客深度访谈,选择对公众印象比较深的景观进行拍摄;二是照片拍摄时间选择晴天的 8:0010:00,最大程度上保证日照、光线、天气等客观条件的一致性。根据实验设计从中挑选出 53 张具有代表性的照片作为实验图片,分别标记为T1、T2、T3T53。关于代表性照片的筛选过程具体为:首先,剔除光线较暗或者模糊不清的照片;然后,采用专家咨询法,与林学、生态学、林业经济管理、风景园林等领域专家共同筛选,其中,中国林业科学研究院专家 6 名、北京林业大学专家
16、6 名;最终确保筛选出的照片能够全面、真实地反映钱江源国家公园体制试点区景观视觉特征。1.3测试对象众多研究都证实大学生作为测试对象开展景观视觉美学评价具有普适性1819,能代表普通社会公众审美态度,因此本研究选取大学生作为测试对象。常规的心理学实验中,30 人以上被试称为大样本实验。本研究以“视觉正常、裸眼视力或矫正视力均在 1.0 以上”为条件,随机招募志愿者参与实验,应征选取 96 名来自中国人民大学本科生和中国林业科学研究院研究生作为被试对象。剔除无效数据,本研究共收集被试的有效数据 64 份。通过对被试基本情况统计分析得知(表 1),男性被试 25 人、女性被试 39 人,各占 39
17、%和 61%。被试主要以本科、硕士为主,从事艺术专业类(国画、油画、设计学等)学习的被试 19 人,从事林学专业类(森林经理学、森林培育学、林木第 1 期王鹏,等:国家公园景观视觉美学质量对公众生理反应的影响15http:/ 26 人,从事其他专业类(工商管理、金融学、汉语言文学等)学习的被试 19 人,占比分别为 30%,40%和 30%;来自东部地区(山东、安徽、浙江等)的被试 29 人,来自中部地区(河南、湖北等)被试 11 人,来自西部地区(甘肃、四川等)被试24 人,占比分别为 45%,17%和 38%。表1视觉实验被试的基本情况Table1Basicinformationofvis
18、ualexperimentsubjects项目组别被试人数百分比/%性别男2539女3961受教育程度本科2641硕士3453博士46籍贯东部地区2945中部地区1117西部地区2438专业艺术专业类1930林学专业类2640其他专业类1930 1.4美景度评价法 1.4.1 评价程序为客观评价体制试点区景观美学质量,本研究采用美景度(SBE)方法进行评价。SBE 评价法已普遍用于森林美学评价领域,通过为被试提供现场图片,让其依照准则对每处景观进行打分评价,不同景观会被打出相应的 SBE 分值,以此度量不同景观的视觉美学质量高低2021。结合本研究需要,钱江源国家公园体制试点区景观视觉美学质量
19、评价步骤如下:选择具有代表性的景观;建立评价标准,测定被试的审美态度;计算样本景观的 SBE 值;对样本景观 SBE 进行插值分析,生成体制试点区景观视觉美学质量空间分布图。假设所有被试对样本景观的美学感知程度以及评判标准呈正态分布,那么计算各受测体制试点区样本景观的平均 Z 值前,需要先计算预先已经选择好的一组评判群体作为“基准线”体制试点区景观受测样本的平均 Z 值,用以调整 SBE 度量的起始点。而前述各个受测景观所计算的 Z 值与“基准线”的平均 Z 值相减后乘以 100,就可获得受测景观的原始 SBE(公式中记作 SBE)值22。计算公式如下:ZM,i=1m1mk=2f(CP,ik)
20、。(1)式中:ZM,i 为样本景观 i 的平均 Z 值;CP,ik 为被试给予样本景观 i 的平均值为 k 等级或高于 k 等级的累计次数比率;f(CP,ik)为累计正态函数分布频率;m 为评值的总等级数;k 为评值等级。SBE,i(ZM,iZbmm)100。(2)式中:SBE,i 为样本景观 i 的原始 SBE 值;ZM,i 为样本景观 i 的平均 Z 值;Zbmm 为基准线样本景观的平均 Z 值。由于不同被试群体的原始 SBE 值可能含有不同的起始点或度量尺度,因此,将原始 SBE 值除以基准线组的 Z 值标准差,将其标准化后,可消除不同被试之间因感知不同引起的度量尺度差异。计算公式为:S
21、BE,i=SBE,i/Zbsdm。(3)SBE,i式中:为样本景观 i 的标准化 SBE 值;Zbsdm为基准线组 Z 值的标准差。根据上述计算方法,计算出被试对体制试点区不同景观的 SBE 评价,经过标准化后得到钱江源国家公园体制试点区景观视觉美学质量评价值。1.4.2 问卷编制采用语义差异法(Semantic differential,SD)来定义被试对样本景观 SBE 的认可度。SD 法是由 Osgood 等学者提出,通过言语尺度进行感知测定,以获取被试的景观美学感知量化数据,是心理学研究的常用方法7。根据 SD 方法原则,本研究将左侧形容词设定为“丑陋”,右侧形容词设定为“美丽”。采用
22、李克特(Likert)5 级(2,1,16自 然 保 护 地Natural Protected Areas2024,4(1):1324第 4 卷http:/ 2 分代表被试更倾向于右侧形容词,反之亦然(表 2)。本研究要求被试以 810 s 的速度进行单个样本评判,同时将评价结果填入问卷中。表2基于 SD 方法的美景度评价Table2BeautyevaluationbasedonSDmethod评价指标分数和形容词描述美景度2丑陋美丽1120这个景观,看起来丑陋还是美丽 1.5生理反应测定实验 1.5.1 生理指标选择生理指标主要选取心率(Heart rate)、呼吸频率(Respirator
23、y rate)和皮肤电导率(Skin conduc-tance level)这 3 项指标,指标测量选用 BIOPACMP150 生理多导仪。心率是每分钟脉搏跳动的次数,心率变化反映了交感神经系统和副交感神经系统的活动水平:当个体处于休息或放松状态时,其副交感神经系统功能增强,心率变慢;当个体处于兴奋或应激反应状态时,其交感神经系统兴奋度提高,副交感神经系统兴奋度降低,心率加快。在自然环境中,被试心率的增加在一定程度上更倾向于兴奋、愉悦或是受到刺激的状态2324。呼吸频率是每分钟呼吸的次数。相关实验证明该指标受人体所处环境的影响,在人体处于愉快与不愉快的心理状态时呼吸频率具有显著差异2526。
24、皮肤电导率活动是随皮肤汗腺机能变化而出现的一种电现象,可反映交感神经活动性,是情感和认知负荷的指标25。当人体受到压力时,汗腺分泌增加,引起导电性增加,皮肤电导水平升高;反之,精神放松,皮肤电导水平下降24。1.5.2 实验过程本研究实验在中国林业科学研究院实验室进行。实验室内只有 1 名工作人员和 1 名被试。实验时间是 2020 年 12 月2021 年 1 月,8:0010:00 和 15:0017:00 两个时段,选择晴朗天气开展实验,避免下雨、打雷等极端天气。实验过程包括 4 个阶段:准备和介绍阶段。被试在实验正式开始前需要登记个人姓名、性别、年龄、院校、专业、籍贯等基本资料,工作人
25、员询问被试近期的身体状况,并且进行记录,包括视觉和听力是否正常、是否服用精神药物等。工作人员向被试简单介绍本实验内容和步骤,降低被试的抵触和紧张情绪。预调查阶段。工作人员为被试佩戴生理传感器(心率模块、呼吸频率模块、皮肤电导率模块),其中心率模块涉及 3个采集点、呼吸频率模块与皮肤电导率模块采集点各 1 个,并在相应采集点上粘贴一次性电极片。粘贴电极片前,工作人员用酒精和生理盐水为被试擦拭皮肤。实验数据采集阶段。数据采集期间要求被试沉默,保持放松,并尽量保持静止不动。每个样本之间有一个空白样本,目的是让被试平复情绪。数据处理与分析阶段。生理指标数据借助 BIOPAC MP150 数据平台导出并
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