葡萄风信子花序色彩公众喜好度评价

Scenic beauty assessment in grape hyacinth in florescence color

摘要

目的 以17个种和栽培品种的葡萄风信子为材料，研究其花序色彩的公众喜好度。 方法 基于美景度评价法（SBE），采用网络问卷调查的形式，收集公众对葡萄风信子花序色彩的喜好度，并计算其SBE标准化值，提取影响公众喜好度的主要评价因子，建立评价模型。 结果 葡萄风信子花序色彩SBE值13个分值在0分以上，评价员对其表现较为普遍的积极态度（喜欢或很喜欢），不同性别、专业的评价员审美也具有相对一致性。经过向后（Backward）筛选因子建立模型：SBE=1.632+0.597X₁-0.017X₁₀+0.047X₁₁-0.064X₁₃。通过模型得到了影响葡萄风信子花序色彩公众喜好度的4个因子，分别为色彩鲜艳感（X₁）、色相对比度（X₁₀）、明度对比度（X₁₁）和花序冠幅（X₁₃），这4个评价因子与公众喜好度呈极显著线性关系。各因子对葡萄风信子花序色彩公众喜好度的贡献率由大到小排序为：明度对比度>色彩鲜艳感>花序冠幅 > 色相对比度。 结论 葡萄风信子花序色彩的公众积极态度频率与SBE值均可体现公众喜好度变化趋势。SBE法适用于葡萄风信子花序的色彩评价，可以拓宽其应用领域。

Abstract

Objective To study the public’s preference for inflorescence color，the sample was based on 17 species and cultivars of grape hyacinth. Method Based on the SBE method，a web-based questionnaire was used to collect the public’s preference for grape hyacinth inflorescence color and calculate its SBE standardized value，extract the main evaluation factors affecting public’s preference，and establish an evaluation model. Result Thirteen of the SBE scores for grape hyacinth inflorescence color were above 0 Evaluators showed a more generally positive attitude toward it （liked it or liked it a lot），and there was also a relative consistency in aesthetics among evaluators of different genders and professions.After backward （Backward） screening of the factors，the model was built after six screenings：SBE=1.632+0.597X₁-0.017X₁₀+0.047X₁₁ - 0.064X₁₃，retaining four factors，namely the color vibrancy of the grape hyacinth inflorescence （X₁），hue contrast （X₁₀），brightness contrast （X₁₁），and crown width of the inflorescence （X₁₃）.The four evaluation factors showed a highly significant linear relationship with their public preference，and the contribution of each factor to the public preference of grape hyacinth inflorescence color was in descending order： brightness contrast > color vividness > inflorescence crown width > color contrast. Conclusion Both the frequency of positive public attitudes and the SBE values for grape hyacinth inflorescence colors indicate trends in public preference.The SBE method can be applied to evaluate the color of grape hyacinth inflorescences and can be used to broaden the scope of its application.

Graphical abstract

关键词

观赏植物 / 喜好度 / 葡萄风信子 / 花序色彩

Key words

ornamental plants / preference / grape hyacinth / inflorescence color

Author summay

李晓云，硕士研究生。E-mail：[e-mail]

葡萄风信子（Muscari spp.）是天门冬科（Asparagaceae） 葡萄风信子属植物的统称。作为天然的蓝紫色系球根花卉，其色泽靓丽、花型独特，具有很强的观赏价值，较为广泛地应用于园林地被、鲜切花和盆栽中^［1-3］。色彩是葡萄风信子重要的观赏特征，也是直接影响其公众喜好度的重要指标因子。国内对葡萄风信子的花色研究包括了花色合成途径^［4-6］、花青素合成^［7-9］等，深入探讨其成色机理，并不涉及色彩评价。

本研究率先选用了美景度评价法（scenic beauty estimation，SBE）对葡萄风信子花序色彩进行公众喜好度评价。SBE法是景观色彩评价的常用方法，用心理物理学方法定量地测定公众对景观的审美态度，可以直接反映景观质量的好坏^［10-11］。景观质量的评价研究可分为5个尺度：单木、林内、近景（<500 m）、中景（500~2 000 m）和远景（>2 000 m）尺度。目前大部分对于植物色彩美景度的调查研究主要集中在植物群落色彩和季相叶色等方面。杨杰^［12］利用SBE法从色彩属性和植物个体观赏要素中筛选出对常色叶植物色彩观赏美景度有显著影响的要素。张致义等^［13］研究表明彩叶植物存在方式、层次结构、植物色泽、林木排列方式、常绿树种比例、枝干色彩、植物生长状况等对四季景观美景度的贡献率大。赵秋月等^［14］采用SBE法对福州市西湖公园园林植物景观进行色彩评价，认为植物组合色彩层次感、主色彩布局、与周围环境色彩对比程度、鲜艳感以及色彩数量对景观美景度的贡献较大。

本研究基于SBE法对葡萄风信子花序色彩进行公众喜好度评价，并建立评价模型，以期为其推广和育种方向、产业规划等提出合理建议。

1 材料与方法

1.1 材料

研究对象为我国目前园林中常用的17个种和栽培品种的葡萄风信子，露天栽植于西北农林科技大学曹新庄农场中。2022年3~4月葡萄风信子开花期间，上午8∶00~10∶00采样。

1.2 方法

1.2.1 SBE法

在同一光源下用体式显微镜（Nikon，Japan），尼康制冷DS镜头和FNIS-Elements图像处理系统进行拍摄照片。对17个葡萄风信子进行拍摄。筛选各品种盛花期的典型照片1张，共17张，统一处理背景色，并将照片随机排序编号（表1）。

采用问卷评价的方式，收集评判者信息包括性别、年龄、职业。说明调查目的及问卷注意事项，在开始评级前展示17张葡萄风信子花序照片的缩略图（图1），然后按第一印象给每张照片的葡萄风信子花序色彩评级。评分等级分为5级^［15-16］（表2）。

为保证问卷的可靠性，在问卷星平台设计问卷时添加单题答题时间限制，设置答题时间最长为7 s，以此在一定程度上保证了问卷的有效性以及评判人员的注意力集中^［17］。评判者独立完成问卷内容，整个评价过程中可以自主修改选择，完成全部评价后提交问卷。

问卷回收后需检查答卷，剔除有空题和评判结果完全一致的答卷。通过SPSS 26.0软件对筛选后的问卷信度进行可靠性分析。将各评判者对各个景观的打分值根据Daniel的标准化公式处理，用Excel把所有评判者对同一花序色彩的标准化得分值求平均，即得到该花序色彩的SBE值。SBE标准化公式如下^［11］：

\begin{array}{l}{Z}_{ij}=(R_{ij}-{\overline{R}}_j)/S_{ij}\\ {\overline{R}}_j=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{n}}{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{R}_{ij}\\ S_{ij}=\sqrt[]{\frac{\mathrm{1}}{n-\mathrm{1}}{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}(R_{ij}-{\overline{R}}_j)}\end{array}

式中：Z_{\mathrm{i}\mathrm{j}}为第j个评价者对第i张照片的标准化得分值；R_{\mathrm{i}\mathrm{j}}为第j个评价者对第i张照片的打分值；{\overline{R}}_{\mathrm{j}}为j个评价者对所有照片的打分值的平均值；S_{\mathrm{i}\mathrm{j}}为第j个评价者对所有照片的打分值的标准差。

1.2.2 评价因子分解

根据试验目的和照片表现，筛选了11个色彩因子^{［15，17-19］}和5个形态因子^［20-21］，见表3。其中定性色彩因子为X₁~X₅共5个，定量色彩因子X₆~X₁₁共6个，形态因子X₁₂~X₁₆共5个。

其中5个定性色彩因子由7位园林专家共同评价取平均值；彩色比、主色彩比、主色彩占彩色比和主色彩饱和度通过Colorimpact软件提取色彩并计算得出；花序长度（%）和花序冠幅（%）通过Photoshop软件计算葡萄风信子花序占照片的长宽百分比。

1） 色相对比度

任意2种颜色的色相对比度值可以通过色彩色相值之差和色彩的面积比获得，图片的色相对比度值为图片中所有色彩的色相对比度值之和^［22］。葡萄风信子花序照片色彩较为单一，色块模糊化处理后，其色相对比度为主色彩与黑色背景的色相对比度之和，公式如下：

H_m=\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}(\left|h_{\mathrm{1}}-h_{\mathrm{2}}\left|\right.\right.,\mathrm{360}-\left|h_{\mathrm{2}}-h_{\mathrm{1}}\left|\right.\right.)\mathrm{*}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}(s_{\mathrm{1}}/s_{\mathrm{2}},s_{\mathrm{2}}/s_{\mathrm{1}})

H_i={\displaystyle \sum _{C=\mathrm{1}}^i}{H}_m

式中：h代表色彩的色相值；s代表色彩在图片中所占的面积百分比；m代表第m个色彩区域；i代表葡萄风信子花序主色彩数量。

2） 明度对比度

同理，图片的明度对比度值为图片中所有色彩的明度对比度值之和。葡萄风信子花序照片色相对比度为主色彩与黑色背景的明度对比度之和，公式如下：

B_m=\left|b_{\mathrm{1}}-b_{\mathrm{2}}\left|\right.\right.\mathrm{*}\mathrm{m}\mathrm{i}\mathrm{n}(s_{\mathrm{1}}/s_{\mathrm{2}},s_{\mathrm{2}}/s_{\mathrm{1}})

B_i={\displaystyle \sum _{C=\mathrm{1}}^i}{B}_m

式中：b代表色彩的明度值；S代表色彩在图片中所占的面积百分比；m代表第m个色彩区域；i代表葡萄风信子花序主色彩数量。

1.2.3 模型建立

将葡萄风信子花序色彩的SBE标准化值和全部因子数据导入SPSS 26.0，其中定性因子值对应的类目编号作为反应值，定量因子对应的原始数据作为反应值。

美景度值（SBE值）作为因变量，16个评价因子作为自变量（X），建立多元线性回归方程：

SBE=K+aX₁+bX₂+cX₃+dX₄+eX₅+fX₆+gX₇+hX₈+iX₉+jX₁₀+kX₁₁+lX₁₂+mX₁₃+nX₁₄+rX₁₅+sX₁₆

式中：SBE为花坛的美景度值，X₁~X₁₆分别对应各评价因子，a~s分别为各因子的系数，K为常数。

采用向后（backward）筛选因子，剔除影响小的因子，保留影响大的因子，建立葡萄风信子花序色彩评价模型。

2 结果与分析

2.1 美景度值（SBE值）

对17种葡萄风信子花序色彩公众喜好度327份有效问卷用SPSS 26.0软件进行信度分析，得到α系数值为0.864（>0.7表示可以接受），KMO效度检验为0.847（>0.7表示内部一致性较好）。SBE标准化值计算结果如表4所示。排名前8名除阿尔布外，都是蓝紫色系葡萄风信子，说明公众对蓝紫色系葡萄风信子喜好度普遍较高。其中SBE值排名第一的蔚蓝主色彩在RUSCC色卡中处于Strong Violet A~ Light Blue B，瓦莱丽·芬尼斯主色彩处于Light Purolish Blue B~Light Violet B，阿尔布在White C~White D之间，色彩明度高、饱和度高，受到公众喜爱。前13名的葡萄风信子花序色彩SBE值都高于0分，公众喜好度高于一般等级，靠近较喜欢。只有4个品种的葡萄风信子花序色彩SBE值在0分以下，其中深蓝和拉特弗拉姆主色彩在RUSCC色卡中都处于Dark Greyish Purple A，颜色明度和饱和度都较低，公众喜好度处于一般和不喜欢之间。乔伊斯精神处于Dark Violet B~Dark Violet C之间，属于暗黑系色彩，公众喜好度接近不喜欢等级。

将色彩喜欢程度分为3级：喜欢和很喜欢为“积极态度”，分值为正值；一般为“中立态度”，分值为零；不喜欢和很不喜欢为“消极态度”，分值为负值，3级色彩喜欢程度频率见图2。图中积极态度曲线波动幅度大，5个峰值从高到低依次是编号2、13、1、17、3 5张照片，与SBE值排序前5名结果完全相同；3个最低点由低到高依次是编号4、15、7 3张照片，与SBE值排序后3名完全相同。中立态度曲线平缓，频率分布在0.10~0.30区间内。消极态度曲线中编号4、15与积极态度曲线相交，消极态度频率高于积极态度频率；编号7的照片消极态度频率高于中立态度频数、接近积极态度频率，其编号的消极态度频数都处于0.00~0.20区间内，数值较低。总体而言，葡萄风信子花序色彩评价呈积极趋势，公众喜好度良好。

327名评判员中男性152位，女性175位，男女比例1∶1.15；专业或职业与农林与美学相关的144位，其他专/职业的183位，比例1∶1.27。将不同性别、不同专/职业的评判员对17个种/品种的葡萄风信子花序色彩评价结果分别进行SBE标准化计算，得到的4条折线，其折线变化趋势近似（图3），有强烈的审美偏好相似性。与图2对比发现积极态度频率变化与SBE值变化同步，同样可以反映葡萄风信子花序色彩的公众喜好度。

2.2 建立模型

经过向后（backward）筛选因子，筛选6次后建立模型。本研究中选取与SBE值有显著相关或极显著相关的因子进行后续分析，其余不相关因子予以剔除。共剔除了12个因子，保留了4个因子。剔除的12个因子分别是：色彩层次感（X₂）、色彩冷暖感（X₃）、花序主色彩数（X₄）、主色彩布局类型（X₅）、彩色比（X₆）、主色彩比（X₇）、主色彩占彩色比（X₈）、主色彩饱和度（X₉）、花序长度（%）（X₁₂）、花序冠幅（%）（X₁₃）。保留的4个因子分别是：色彩鲜艳感（X₁）、色相对比度（X₁₀）、明度对比度（X₁₁）、花序冠幅（X₁₃）。这4个因子的P值都小于极显著性水平α（α=0.01），与葡萄风信子花序色彩美景度值的线性关系极显著。

由表5可知，该模型的Durbin-Watson值为2.012，在（2±0.03）范围内，说明17个样本独立性极好；调整后的R²为0.770，表示该色彩模型可以解释77.0%的葡萄风信子花序色彩公众喜好度。标准残差极大值为1.794，小于默认值3，说明没有发现异常值。方差分析F=14.405，对应的P=0.000<0.01，说明筛选出的色彩因子与葡萄风信子公众喜好度之间的线性关系极显著，可以建立线性模型。模型系数容忍度超过0.1和方差膨胀因子（VIF）小于5，说明自变量之间不存在多重共线性^{［17，23］}，因此该回归模型有效（表6）。

经过SPSS 26.0处理，最终建立的葡萄风信子花序色彩要素-公众喜好度多元线性回归方程为：

SBE=1.632+0.597X₁-0.017X₁₀+0.047X₁₁-0.064X₁₃

该色彩模型主要说明了以下几个规律：

1） 由模型可知X₁（色彩鲜艳感）的系数α=0.597，为正，表示色彩鲜艳程度与SBE值（美景度值）为正相关，葡萄风信子花序色彩越鲜艳靓丽时，公众喜好度越高。

2） X₁₀（色相对比度）的系数k=-0.017，为负，表示主色彩布局类型与SBE值为负相关，葡萄风信子花序照片色相对比度越小时，公众喜好度越高。

3） X₁₁（明度对比度）的系数l=0.047，为正，表示色彩鲜艳程度与SBE值为正相关，葡萄风信子花序照片明度对比度比越大时，公众喜好度越高。

4） X₁₃（花序冠幅%）的系数m=-0.064，为负，表示花序冠幅与SBE值为负相关，葡萄风信子花序冠幅相对越小时，公众喜好度越高。

通过比较各个因子的标准化系数绝对值的大小，可知各因子对葡萄风信子花序色彩公众喜好度的贡献率由大到小排序为：明度对比度>色彩鲜艳感>花序冠幅>色相对比度。由此可见后续推广与应用葡萄风信子时，应优先考虑花序色彩的明度。

3 讨论

色彩评价是植物景观评价中的重要部分，从色彩和形态两个角度对葡萄风信子花序进行公众喜好度的量化分析。从SBE标准化值结果可以得出，评价员对葡萄风信子花序色彩呈普遍积极态度，17张照片有13张分值在0分以上，且除排名后四位的照片，公众的积极态度频率（评级为喜欢或很喜欢）都处于总人数的60%~90%。公众积极态度频率与SBE值曲线变化趋势相同，与相关研究一致^［15］。不同性别和不同专/职业的评判员对葡萄风信子花序色彩的SBE标准化值相近、趋势相似，验证了不同类型的群体在审美态度上的相对一致性，与Buhyoff等^［23-28］研究结果相同，同时也证明了SBE法同样适用于小尺度景观植物的评价，拓展了其应用领域。

葡萄风信子花序色彩公众喜好度模型表明，公众对葡萄风信子花序色彩的明度、鲜艳感和色相更为关注，贡献率高的色彩因子与植物叶色^{［12，26］}、秋季林相美景度^［18-19］等研究一致。明度对比度高、色彩鲜艳、色相对比度低和花序冠幅相对小的葡萄风信子花序照片的公众喜爱度更高，在葡萄风信子的推广、育种和产业规划中可以相对侧重并扩大此类种和栽培品种规模，线上花店在经营中可以有侧重地注意照片的拍摄以期提高销售额度。

本试验以SBE法为基础，尝试对小体量的葡萄风信子花序进行色彩喜好度评价，使用显微镜相机比例尺拍摄，能真实地还原评价对象的大小；采用统一的黑色背景，剔除了非评价因子的影响，评价结果更有说服力。但黑色背景对深色系花评价造成一定影响，3个深色系花得分最低，乔伊斯精神花序轮廓分辨困难。后续试验可以尝试采用低饱和度、合适明度的无色相色彩背景处理图片。

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基金资助

国家自然科学基金项目(31701962)