國內(nèi)外城市環(huán)境下植物群落設(shè)計理論及方法

鮑璇

（西安建筑科技大學(xué) 藝術(shù)學(xué)院，西安 710055）

一、引言

作為人口聚集地的城市，在生態(tài)上具備穩(wěn)定性低、自我調(diào)節(jié)能力弱、生態(tài)系統(tǒng)易被破壞的特征，是完全人造的生態(tài)系統(tǒng)。城市中的風(fēng)景園林景觀斑塊，通過保護(hù)、恢復(fù)、重建動植物群落等方式改善城市生態(tài)系統(tǒng)，使城市生態(tài)系統(tǒng)具備更高的生物多樣性及自我調(diào)節(jié)能力，從而提高其生態(tài)穩(wěn)定性，改善城市環(huán)境。植物這一風(fēng)景園林設(shè)計中唯一具備生命性及動態(tài)特征的設(shè)計要素，是生態(tài)設(shè)計服務(wù)的主體，合理、有效的群落設(shè)計，可以讓植物在城市環(huán)境中最大程度發(fā)揮其生態(tài)功能，因此，群落設(shè)計始終是城市風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計研究中植物設(shè)計的主題。國外群落設(shè)計研究，包括設(shè)計理論與營建技術(shù)，都已發(fā)展的相當(dāng)成熟；國內(nèi)對于群落設(shè)計的研究起步較晚，但是亦在逐步突破以往群落設(shè)計的問題與難點。綜述目前國內(nèi)外兼具生態(tài)性、科學(xué)性、高適用性的群落設(shè)計理論及方法，對目前城市環(huán)境下群落設(shè)計研究具有較高的啟示。

二、宮脅生態(tài)造林法

宮脅生態(tài)造林法是在潛在植被（potential vegetation）和植被演替理論（succession theory）基礎(chǔ)上建立的森林植被恢復(fù)方法，重心是通過區(qū)域自然條件和現(xiàn)有植被信息，推斷無人為干擾下的自然植被類型頂級群落，選取其中的喬木及灌木優(yōu)勢種進(jìn)行種子育苗，在場地中混合栽種3年的幼苗建植群落，經(jīng)過1至3年的自然競爭和人工養(yǎng)護(hù)，群落進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后便無需管理。這種森林群落設(shè)計方法最大優(yōu)勢在于鄉(xiāng)土優(yōu)勢中多種類、多層次的混合，相較于普通城市綠地植被，宮脅法森林類似于頂級群落，其結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，多樣性、生態(tài)功能及生態(tài)效益更高，演替時間更短，但是在城市環(huán)境中宮脅造林法具有局限性，原因在于其主要營建的是森林群落，但城市破碎的生境和較差的土壤使喬灌木苗木成活率低，尤其在降雨少、土壤貧瘠的北方，需要投入更多的成本與時間。（圖1）

相對于森林群落，草本植物群落能快速對城市生境異質(zhì)化做出反應(yīng)，包含大量鄉(xiāng)土物種，對城市生物多樣性提升有很大作用，是城市生境中適應(yīng)性與可塑性最強(qiáng)的一種植物群落類型，草甸型地被（meadow type ground cover）營建技術(shù)是已推廣的成熟的草本植物群落設(shè)計方法，彈性景觀的植物群落設(shè)計方法（design plant community for resilient landscape）則是較為前沿的設(shè)計理論及方法。

三、草甸型地被（meadow type ground cover）的營建技術(shù)

草甸型地被（meadow type ground cover）是模擬物種豐富的美麗自然草甸，依據(jù)生境選擇合適的物種，通過適當(dāng)?shù)呐浔冉ㄖ卜N間關(guān)系和諧的草本植物群落。目前英國謝菲爾德大學(xué)的James Hitchmough教授及其同事已具備了相當(dāng)豐富的研究成果，并進(jìn)行了廣泛的推廣應(yīng)用。

草甸型地被的營建目標(biāo)是生態(tài)結(jié)構(gòu)合理的植物群落，場地生境（土壤性質(zhì)、光照、溫度等生態(tài)條件）決定了物種選擇，空間生態(tài)位分配、種間競爭則進(jìn)行了進(jìn)一步篩選，Grime依據(jù)植物對策理論（CSR）理論所編寫的植物生態(tài)幅及適應(yīng)對策，為根據(jù)生境條件和種間關(guān)系預(yù)測進(jìn)行草甸地被建植的植物種類選擇和配比奠定了基礎(chǔ)。

這一方法主要通過種子混合播種進(jìn)行群落建植。James Hitchmough研究團(tuán)隊提出了以下混合比例：20%～40%的春花植物+30%～50%的春夏開花植物+10%～20%的夏秋開花植物設(shè)計群落季相；40%骨架植物（生長季長，觀賞期長，高度處于群落中層）+30%早花植物（花期早春，高度處于群落下層）+15%晚花植物（觀賞期長，高度處于群落上層）+5%明星植物（觀賞特征奇特，高度處于群落上層）+10%自播植物（生長快，覆蓋能力強(qiáng)）設(shè)計群落結(jié)構(gòu)。其中群落結(jié)構(gòu)的設(shè)計尤其關(guān)鍵，物種高度、形態(tài)、習(xí)性、數(shù)量對種間關(guān)系的建立都有重有影響。

這一方法營建的草本植物群落，通過自然競爭形成的群落種間關(guān)系穩(wěn)定，多物種交錯分布，能高水平的自我維護(hù)并抵御雜草入侵，鄉(xiāng)土植物的運用為當(dāng)?shù)匦⌒蛣游锾峁┝藯⒌?，對維持生物多樣性和生境恢復(fù)都有幫助，景觀層次豐富、觀賞期長，群落形成后管理粗放，可以應(yīng)用到不同生境的城市綠地中，對于環(huán)境的管理是真正的可持續(xù)發(fā)展方法。其局限性在于：較適用于大面積的場地；建植初期必須有效控制雜草，一旦雜草入侵會對群落形成帶來巨大困難。

四、彈性景觀的植物群落設(shè)計方法（design plant community for resilient landscape）

這是由美國景觀設(shè)計師Thomas Rainer 與Claudia West 提出的群落設(shè)計理論及方法，與草甸型地被營建技術(shù)相似，是通過設(shè)計群落中種群的共生、依賴、競爭等生態(tài)關(guān)系，獲得更穩(wěn)定的群落，不推崇過分改造場地。

這一方法以場地區(qū)域環(huán)境中自然原生植物群落作為參考，綜合景觀特征、人群的情感反應(yīng)、人群的可認(rèn)知程度，提煉出四種群落設(shè)計原型：草地（grassland），林地與灌叢（woodlands and shrublands），森林（forest），邊緣（edges）。在原型基礎(chǔ)上，借鑒群落生態(tài)學(xué)分層理論，劃分出設(shè)計層與功能層兩類。

在以“草地”原型為基礎(chǔ)的草本植物群落中，設(shè)計層由結(jié)構(gòu)層與季節(jié)主題層組成，結(jié)構(gòu)層主要指群落中較高的植物，數(shù)量較少，形態(tài)在一年中大部分時間保持不變，是群落結(jié)構(gòu)主干物種及景觀主干；季節(jié)性的主題層由壽命較長、具有美麗形態(tài)與質(zhì)感的植物組成，在群落中占據(jù)較大的比例，負(fù)責(zé)穩(wěn)定群落生態(tài)結(jié)構(gòu)；功能層由地被層與動態(tài)填充層組成，地被層在群落中占據(jù)了最高的比例，具備抵抗入侵的功能，負(fù)責(zé)對土壤進(jìn)行改良，是維持群落穩(wěn)定的重要生態(tài)層；動態(tài)填充層數(shù)量較少，能在一到二年內(nèi)快速生長并開花，主要是在群落建植前期快速的覆蓋土壤，占據(jù)生存空間以驅(qū)逐雜草，為群落的發(fā)展與穩(wěn)定發(fā)展提供基礎(chǔ)。這種強(qiáng)應(yīng)用性的設(shè)計方法營建的草本植物群落，和草甸型地被多物種交錯分布的群落相比，其分層結(jié)構(gòu)更加清晰。（表1、圖2）

表1 各群落分層信息 表格來源：作者改繪

五、基于植物性狀的群落構(gòu)建機(jī)制（community construction mechanism based on plant traits）

目前有研究認(rèn)為：以生態(tài)位理論作為參考的群落設(shè)計研究只適用于幾個物種構(gòu)成的群落，不能為多物種群落提供一般性機(jī)制?；诖擞^點，以性狀為基礎(chǔ)的研究方法逐漸得以發(fā)展。

這一理論認(rèn)為環(huán)境條件和生物間的相互作用形成嵌套的篩子，篩選具備特定性狀的物種進(jìn)入?yún)^(qū)域群落，因此同一群落中共存的植物在種子大小、葉片大小、植株高度上都具有相似性狀。房味味基于這種理論，根據(jù)草甸植被樣方調(diào)研信息，將野花組合群落這一草本植物群落類型的結(jié)構(gòu)劃分為3個亞層，各層的植物物種數(shù)和株數(shù)比例分別為2∶5∶3和4∶10∶5，根據(jù)性狀特征劃分了相應(yīng)亞層的植物株型及季節(jié)性動態(tài)（表2、圖3）。這一方法將群落構(gòu)建所需信息具象化，群落分層中的植物種數(shù)、數(shù)量、形態(tài)都提供了參考值，有很強(qiáng)的針對性，雖現(xiàn)有成果不能構(gòu)成系統(tǒng)的設(shè)計方法，但研究仍具有很大的拓展余地。

表2 群落各亞層植物主要株型 表格來源：作者改繪

六、結(jié)語

國內(nèi)的群落設(shè)計研究目前普遍存在的問題是：缺乏植物群落構(gòu)建的理論和技術(shù)規(guī)程，缺乏城市生態(tài)植物群落景觀的構(gòu)建工藝，在實踐中不具備參考性，群落設(shè)計仍舊停留在植物配置階段。通過綜述以上群落設(shè)計理論與方法，會發(fā)現(xiàn)雖基礎(chǔ)理論各異，但合理有效的群落生態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計是共同點，在適宜生境下，良好的群落結(jié)構(gòu)能很幫助群落更快建立，通過自我調(diào)節(jié)進(jìn)入相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖1 原生群落演替過程與宮脅法森林演替過程（圖片來源：作者改繪）

圖2 植物群落結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計（圖片來源：PLANTING IN THE POST-WILD WORLD）

圖3 穩(wěn)定狀態(tài)的草甸群落景觀模擬圖（圖片來源：自然草甸群落對人工構(gòu)建野花組合的啟示）

因此，植物群落設(shè)計方法研究可參考以下策略：其一，“對自然原生植物群落的模仿”不在于照搬復(fù)刻，而在于對群落結(jié)構(gòu)的模仿。城市生境與自然生境存在巨大差別，而生境對群落形成與演替具有重要的作用，這就決定了自然生境下的植物群落無法適應(yīng)高人為干擾的城市生境，利用適生物種在相應(yīng)生境中進(jìn)行群落結(jié)構(gòu)的模擬，以建立物種間的穩(wěn)定生態(tài)關(guān)系，才是行之有效的“模仿”；其二，植物群落設(shè)計中的分層，意義不止在于景觀層次分層，而是在于生境資源分配、生態(tài)功能及生態(tài)位的確立，是對群落生態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)計分層；其三，通過種間關(guān)系的建立，群落能進(jìn)行自我調(diào)節(jié)、抵抗入侵，簡易的人工管理養(yǎng)護(hù)下群落也能維持相對穩(wěn)定狀態(tài)，標(biāo)志著群落生態(tài)結(jié)構(gòu)的建立，才是成功的群落設(shè)計?！?/p>