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哔咔PICACG漫画:园林植物景观设计与营造的生态稳定性的研究

文|浅沐晓笙

编辑|浅沐晓笙


优良的植被景观应具有稳定的植物群落,并能充分发挥其自身净化功能。对物种多样性、遗传多样性、种间关系、化感作用、生态位等理论知识进行深入了解,对这些理论与建立稳定的园林植物群落之间的关系进行系统地表述,进而对园林中存在的某些不合理现象进行解释,并寻找出一条解决方案,为荒山绿化、矿区绿化等绿化项目提供理论指导和解决方案。

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在城市建筑中,植物园林设计具有重要的现实意义,它既能丰富人们的视野,又能提高人们的生活质量。

80年代后期,国家提出了建设生态园林的构想。生态园林指的是在生态原理的指导下(比如互惠共生、生态位、物种多样性竞争、化学互感作用等)所建造的园林绿地系统。在这个系统中,乔木、灌木、草本、藤本植物都可以根据当地的实际情况,将它们配置在一个群落中。

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生态园林的建造,需要将环境保护与园林绿化相结合,并将美学特征与植物群落的构建相结合。在此基础上,提出了一种基于生态学原理的植物配置方法,以实现植被的稳定,从而保证了植被与景观的整体稳定性

园林植物配置并不只是利用乔木、灌木、藤本及草本植物的本身形体、线条、色彩等自然美,来创造出一种视觉艺术效果的景观,其结果还应该构成一种能够保持或恢复自身结构和功能相对稳定的生态系统。

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在园林中,如何运用生态学的方法来提升植物群落的稳定性,从而构建出一个合理、稳定、人与自然相结合的复合植物群落,是一个值得深思的问题。

(一)建立生物群落的复层结构

群落(生物群落)是指在某一特定自然区城市中,彼此间存在着直接或间接联系的各类有机体所组成的一个整体。

在一个稳定的群落内,各个群体之间在时空条件、资源利用等方面倾向于互为补充,越是复杂的系统,其稳定性和自愈性就越强。同时,优良的人造植被群落,也有助于吸引鸟群,为人类提供美丽的视觉体验,舒缓的听觉享受。

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不同种类的植物对光的适应性也不尽相同,并因其对光需求的差异而产生了不同等级的植物。在这样的条件下,植被的光能利用率更高,植被间的竞争更少,植被也更稳定。

园林设计人员应充分认识不同树种的用光量,并对树种进行合理的配置。例如,广州兰圃公园内的植被可划分为5个等级,其中上层植被有小叶榕、棕榈、粉箪竹等;中层植被有荔枝、棕竹等;底层的植被有龟背竹等;地被植物的层次为:卷柏、冷花类等;藤本植被的层状结构主要有:合果芋、瓜子金等。”复合植被的形成既能确保植被健康,又能形成丰富的景观。

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(二)利用物种、遗传、生境多样性

生物多样性是地球上有机体的数量,包括动植物和微生物。在动植物与微生物的协同工作下,系统的稳定性得到了增强。物种多样性是植物群落中物种数量的重要指标,同时也是植物群落与自然地理环境之间相互作用的重要指标,是植物群落稳定和动态的重要指标。

Tilman等人通过试验发现,具有较高物种多样性的样地有助于维持植被生产力的稳定性,并有助于在遭受干旱胁迫后植被生产力的恢复。通常认为,随着群落结构的复杂性,群落的稳定性也会随之提高。

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从广义上讲,基因多样性是地球上有机体所具有的多种基因信息的总和。遗传差异指的是不同的遗传基因。每一种生物个体或每一种物种都具有丰富的遗传基因,是一个巨大的基因库。一个生物具有愈多的遗传因子,就愈能适应其所处的环境。

从狭义上讲,遗传多样性主要是指在一种植物中,具有明显差异的群体和同一群体中的遗传差异。应该以遗传学的知识为基础,强化对地带性植物生态型和变种的筛选和驯化,在乡土植物中培育出既有较高观赏价值,又有抗病虫害,还能吸收有害物质,还具有生态保健作用的品种。在此基础上,进一步丰富和提高了植物的存活率,有助于维持人工植物群落的稳定。

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在绿化设计上,应结合当地实际,选择合适的树种,并结合当地的具体条件,进行相应的绿化设计。同时,在已有的情况下,增加栖息地的种类。基于物种多样性的群落体系能够适应不同种类的植物和动物,是物种多样性保护和利用的重要基础。

按场地环境类型分为阳坡地、阴坡地、下潮地、旱地、水田、岗地、洼地、滩地、湿地、水体、沙地、盐碱地、砾石、黄土、高寒冻土等,每种生境都决定了相应的动植物群落。因此,在设计过程中,我们必须对植物的形态特点有全面的把握,对植物的生态习性有深刻的认识,并善于对各种植物进行归纳和总结。

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例如,耐湿的植物:菖蒲,芦苇,慈姑,泽泻等,都可应用于湿地及水景的设计。生境的多样性有利于物种多样性的提高和生态系统的稳定性。

在对植物品种进行选择的过程中,除了要以生境的差异为依据,选择不同的植物类型之外,还应该以植物的遗传多样性、物种多样性以及生物学特征为依据,来选择并培养出景观效果良好以及符合园林不同需求的植物品种

(三)减少人为干扰

在绿色空间里,枯死的树木,割过的杂草,甚至腐烂的木头碎片,都可以为一些特殊的昆虫,土壤动物,微生物提供一个良好的生存环境

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由于人们把这些“垃圾”清理出去,社区里的环境就会受到破坏,自身的净化能力就会下降。不管是在城市还是农村,我们都要尽量降低人类活动的影响,尽量避免破坏生态系统,让它们遵循自然规律,有序地发展,充分发挥自身的调整作用,提高社区的稳定性。

同时,在规划设计过程中,应尽可能地保留原有的地形地貌,并对其进行相应的改造。它是对中国古典园林“依高而筑山,依低而凿湖”的观念的继承与发展。最大限度地利用基地内的资源,特别是植物。降低扰动,可避免对生态环境造成损害,并使生物群落结构趋于稳定。

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(四)充分利用种间关系

在此基础上,应充分利用动植物与微生物的相互影响,使植物的配置达到最优,从而达到最优的植物群落。

在进行植被配置时,应综合考虑物种之间的竞争、互惠、捕食等因素。例如,胡桃对苹果,松木对云杉,白桦对松树容易产生竞争,导致一方或双方都无法正常生长,甚至死亡。

因此,在进行植物配置的时候,我们应该尽量避免这种情况发生,从而提高植物的存活率,降低人工管理成本。有些真菌可以与豆科,兰科,杜鹃花科等等植物形成共生关系,和谐的植被关系,就会形成一个稳定的生态系统

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(五)利用植物的化感作用

植物的化感作用指的是植物在新陈代谢过程中向体外产生的化学物质,对其它植物的影响。植物的化感作用是决定植物群落演替的关键内因,其对植物群落物种构成的影响对维持园林植物群落稳定性至关重要。

通过对试验结果的分析,研究人员得出了由于化感物质导致的某些植物生长不良的结论。例如:薄荷,月季等植物分泌的香味物质能抑制周围花朵的生长;将松树与接骨木种在一起,将会抑制松树生长;丁香和铃兰一起导致丁香的萎蔫。

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植物的化感作用有利于形成稳定的园林植物群落。目前,对植物间互作或互作的化感作用机制的研究仍处于起步阶段。

(六)运用生态位理论

Whittaker认为生态位指的是自然生态系统中一个种群在时间空间上的位置以及与相关种群之前的一种功能关系。在自然生态系统中,每个物种都有其特有的生态位,群落是种间相互作用和生态位分化的功能系统。

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在园林设计中,每一种植物的生态位构成都不相同,它们的园林结构外观就不相同,它们所形成的景观效果也不相同,所产生的生态功能也不相同。为了增加种群的存活,在植被配置上应尽可能地采用生态位重叠程度小的树种。生态位宽度是指一种特定生物对其资源的使用情况。

较大的生态位代表着较大的生存活动空间和较大的适应性。在进行生态园林的设计时,应该对每一种物种的生态位进行充分的考虑,利用乔木、灌木、草本植物、攀缘植物、附生植物在生态位上的差异,对它们进行合理的配置,从而形成一个稳定的、可以长期共存的生态系统。

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我们应该清楚地认识到,植物群落并非是单一植物的简单组合,而是一种科学化、合理化的组合。这样巧妙的配置,形成了优美,稳定的植被景观。它既可以满足人们对美学的需求,又可以起到提高空气质量、调节小气候、维持水土、降低噪声、抵抗污染物等作用。

因此,要把生态学作为准则,与植物学、美学等学科相结合,来创造出一个具有美感和稳定性的植物群落。只有在达到了物种的多样性之后,才能形成一种稳定的植物群落,真正意义上的可持续发展才能实现,只有达到造景形式的多样化,丰富多彩,引人入胜的园林景观才能形成。

园林植物景观设计与营造的生态稳定性的研究

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在当代的景观设计中,我们可以看到很多的不恰当之处,比如建造大面积的草坪,引入奇花异草的模板花床,以及湿地公园、荒山、矿区的绿化等。对园林设计师来说,应该对这种不合理现象的成因进行分析,并尝试着对其进行改进,以创建一种可持续的、宜人的景观为我们的研究目标和方向。

因此,要解决这一问题,最根本的方法就是按照生态园林中的植物配置原理来设计。在此基础上,通过对植被的合理配置,使其成为一种长期稳定的植被景观。

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(一)大树移植

在园林工程的开发和建设过程中,为求速成,常选用大规格的幼苗,因此,“大树移栽”的风气便应运而生。尽管大树移植能够在较短的时间内,改变一个地区的自然面貌,提升景观效果,从而实现快速提升城市绿化和生态效益的目的。然而,大树移植并不是一种能够形成长期稳定景观的有效措施,而且还会出现许多问题。

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首先,对大树原产地的生态环境造成了严重的破坏。从宏观上看,这导致了城市之外的其他区域的绿地越来越支离破碎,使一些原有的绿色斑块消失,绿色廊道断裂,绿色基地被蚕食。

微观的角度来看,在园林建筑中使用到的树木,大多都是从村庄或者是山区的森林中来的,在成长的过程中,每一棵树木都会自己创造并保持着一个稳定的生境,它们跟周围的土壤、微生物、植物、动物以及其他的环境条件形成了一种紧密联系的共生关系,当植物主体被移走之后,势必会对被移走树木周围的生态环境造成影响,周围的微生物、动物和植物甚至会死去,从而破坏了一个完整的生态系统。

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原来的地块缺乏树冠的遮盖和根系的抓固力,地表受到雨水的冲刷,也会造成水土流失,泥石流等天灾;与原有的天然生态系统相比,受扰动与破坏的生态系统对外来物种的入侵更为敏感。生态系的稳定程度显著下降。

其次,被砍伐的树木难以在新的位置上建立一个稳定的栖息地。因其年龄大,适应性差,移植后的树木通常会出现枯枝枯萎、不能正常生长、恢复能力差,甚至死亡等现象,无法达到预期的种植效果,严重影响了移植效益及绿化美化效果。

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很多树木,都是靠着树干中积累的养分才能生存两三年,就算能生存三到五年,大部分树木也会枯萎。目前,因树木移栽后的高死亡率、树冠建设所带来的生态与景观破坏等问题,已严重破坏了第二次造林地的生态环境,进而影响了第二次造林地的生态稳定。

另外,大树的移栽也会带来很大的建筑成本。巨树中的古树,虽然成本比较高,但成活率却很低,一般只有三成不到。因此,该项目的总成本偏高,不能满足建设生态花园的需要。

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解决方法:园林绿化工作是一个循序渐进的工作,并非一蹴而就的工作,因此,移栽大树是一项既费钱又费钱的工作。在园林建设中,应遵循自然法则,科学、合理地配置植物,营造出美观、生态和实用的园林景观。

在园林设计中,若对枝叶下高无特殊要求,则可选用高大、形态优美的灌木,而不是高大的乔木,这样既能达到良好的生态效果,又能达到良好的美化效果,又能节省开支。

若确有必要,可鼓励当地苗圃栽培一些外形美观、价值高的乔木,以降低村庄、山区林地及长途运输对乔木的影响,并使其具有较强的适应能力,使其存活率大大提高。为使园林效果迅速显现,可选用快速生长的树木和缓慢生长的树木。

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(二)奇花异草的引进、南树北移

为了追求新的景观,园丁们也会引进新的植物,或者是各种稀奇古怪的植物引入中国,然后这些植物就会从南方迁移到北方。但这种做法并不符合设计者的要求。比如:非洲的梧桐树,在本地生长非常茂盛,开花后开花,开花时间很长,而在海南岛南部,开花时间显著缩短,出现了同时开花和叶子的现象。或发生了外来物种入侵,从而打破了外来物种的平衡,对外来物种的生态稳定产生了影响;没有抵御天灾的能力。

解决办法:要对本地树种进行合理的开发与利用。根据设计地块的土质和环境,选择适宜的植被材料,形成一个健康稳定的植被群,并突出地方特色。其中,杨,柳,榆,槐,椿,油松,白皮松,五角枫,栾树,黄连木,白蜡,海棠,等树种,在华北地区是最适宜的。

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使用本土植物来培育新品种,如果要引进新品种,要先对其生态习性有一定的了解,然后选择具有良好适应性的材料。在大规模种植之前,先进行引进试验。不要用“新”的品种来进行设计,有时同一品种在同一省份的不同区域也无法成活。

(三)模纹花坛,整形修剪

园林植物景观设计与营造的生态稳定性的研究

模纹花坛与整形修剪是目前国内园林建设中的一个突出问题。无论在城市园林建设,道路绿化设计,或在住宅建筑中,都有大量的灌木丛被剪断,形成高低不一的块状,这一设计思想是中国从欧洲引入的。引入生态花园的概念是对这种不合理产品的一种冲击。

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首先,人类频繁的砍伐改变了植物周边的生态,破坏了植物周边小型生物的生存空间,削弱了植物的自我管理能力;与此同时,植株的观赏性也被抹去,很多已经开花、结果的植株,因为经常修剪,就无法看到它们的开花、结果。其次,过度追求格局美,造成了景观形态呆板,缺少自然美感,忽视了生态社区的稳定;再以灌木丛作为地被植被及模板花圃的特殊构造,养护困难更大。

对策:应按照生态原则来安排,使中国花园和世界花园更好地结合起来,营造出一种天然而又美丽的花园。在此计划中,也应该适当地降低整形植被所占的比重,从而降低人工管理的费用,降低不稳定因素,提高植被的景观价值。也可选择具有同样功能的种植方式来代替。

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在园林绿化中,还要注意每一种花卉在不同生长期内的形态美感,经过精心的布置,才能让人欣赏到不同生长期的花卉之美。在植物配置中,还可以将落叶和常绿两种方式结合起来,将深根和浅根配置结合起来,将观花和观叶搭配起来,这样可以让植物长得更好,让景观变得更加丰富,从而形成不同季节皆有景可观的效果。

(四)矿区绿化

随着我国矿山绿化事业的不断发展,矿山绿化工程的建设也面临着诸多问题。重点关注办公区域的绿化,而忽视了石山和地面塌陷区的保护;只重视平面绿化,忽略了立体绿化,绿化树种单一,造林成活率低,等等。

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造成这种情况的主要因素是:石山和地面塌陷区缺乏适宜植被;植物的存活率很低,这主要是因为,在干旱的矿井中,为了安全生产,需要进行大量的抽排地下水,从而导致煤矿周围的地下水位降低,在一些路段的地下水埋深已经低于植物根系分布的深度。

这样就会造成:一方面,绿化植物很难存活下来,另一方面,会造成已有植物枯死。在现实条件下,矿区绿化植物需要耐干旱、耐贫瘠、耐盐碱,对粉尘、二氧化硫、高温等有很强的抗性,因此,可以选择的绿化植物种类比较少。

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解决方法:在栽种植株的时候,要及时给植株浇水,以确保植株的存活。其次,要加大对苗木的管理力度,确保苗木的存活率。

在矿区绿化植物中,要选择具有较强适应性、抗性的品种,具有固氮能力的肥土树种,乡土树种,以及经过多年引种驯化,能够适应栽培的树种,尽可能地丰富绿化植物群体,使其逐步形成一个稳定的植物群落,构建一个可循环的生态系统。

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(五)荒山绿化

目前,我国荒山造林存在着树种单一、水源匮乏、造林成效不显著等问题。如山西省,多为多石荒山,绿化条件恶劣,可采种树种少,种植面积小。

靠近路两边的山头上,大部分都种上了松树,虽然看起来很漂亮,但一棵松树并不利于群落的生长,一旦被病虫侵染,后果不堪设想。

目前,我国已建成的荒山野岭,其绿化栽植结构单一,通常仅为单层,未形成复合层,直接影响到了群落的稳定,且树冠下仍有裸露土壤,景观效果较差。

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解决办法:对荒山进行实地考察后,选择在当地自然生长多年,耐早旱,耐高温,耐严寒,有较强抗逆性的树木。紫穗槐和柽柳是两种对环境有很强抵抗力的树种,可以在大多数地方种植,是一种很好的造林树种,也是一种很好的采伐树种。

特别是柽柳的主干和侧干根系十分发达,主干根系经常深入到地下水中,可以达到10米以上,非常适合在干旱的荒山野岭生长,而且它的发芽速度也很快,既能抗修剪,又能刈割。在保证植被正常生长的前提下,尽可能多地增加荒山植被类型,以建立一个稳定、健康的植被群落。

通过提高蜂群中的花蜜植物种类,提高蜂群对昆虫的吸引力,提高昆虫的捕食性,降低大面积病虫害的发生,形成一种互利共存的关系。

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适宜的地被植被覆盖,提高了植被的景观效应,提高了植被的多样性。选择苗种时,要注意苗种的选择,并注意苗种的大小。在适宜土壤条件和区位条件下,大力发展果树林地,提高林地的经济效益,转变“砸钱”造林的做法,实现了全民参与,实现了生态和经济的有机统一。

建立一个稳定的植物群落,是开发生态花园的必要条件之一。园林研究者应该挖掘出当地有景观价值或者抗性较强的植物品种,对耐干旱、耐盐碱非本地的植物品种展开引种驯化,为工矿区和荒山绿化提供更多的植物品种。

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更多的植物之间的化感作用,种与种之间的联系,还需要研究人员来进一步证实。本项目的研究成果将为园林绿化提供理论依据,对于降低园林绿化人员的工作量,促进绿化绿化建设与稳定具有重要的现实意义。

国家应当注重向园林景观的设计者和管理者宣传生态学的相关知识,在理解植物的形态特点和生态习性的基础上,将园林生态学的知识与其相结合,构建出美观、稳定的生态群落,以保证景观的长期生命力。这样才能最大限度地发挥其生态、社会和经济效益的作用。

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身为一名园林师,在进行设计的时候,不能一味地跟风,要根据复层群落、多样性、种群关系、化感作用、生态位理论,来对植物配置过程中所产生的各种问题进行处理。要将美学知识和生态学知识结合起来,对场地尊重,让植物、动物、微生物之间达到一种平衡,从而创造出一种既美观又稳定的植物群落。在此基础上,实现了城市建设、人类生活和自然环境的和谐发展,合理解决人与自然之间的问题。

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