中國計量科學(xué)院實驗基地植物景觀及其季相特征解析

王 涵*，廣 浩，張慧超

（中國計量科學(xué)研究院，北京昌平 100029）

植物季相是植物應(yīng)對氣候變化而產(chǎn)生的一種特殊的變化，其表現(xiàn)出一定的周期性。植物在不同季節(jié)呈現(xiàn)出的季相色彩、形態(tài)變化、香味特征等，反映了自然景觀季節(jié)變化的時序之美，是園林景觀中最為直觀的景色[1-2]。研究植物季相特征變化對于植物造景、提升綠化質(zhì)量，以及對于文化展示具有一定的作用。目前，人們對于植物季相特征方面的研究已經(jīng)取得了較多成果，研究對象主要圍繞校園[3-5]、風(fēng)景林[6-7]、城市公共綠地[8-9]、公園綠地[10-11]、城市森林[12]等進(jìn)行展開，多以空間打造[13]、意境營造[14]等方面為主要研究內(nèi)容。近年來，隨著人們對環(huán)境關(guān)注度的持續(xù)增加，植物在季相方面所表現(xiàn)出獨特的觀賞性已經(jīng)越來越多地被人們重視。不少單位也愈加重視對綠化景觀方面的營建，一方面，景觀能夠與本單位的功能和文化相結(jié)合，達(dá)到相得益彰的效果。另一方面，員工們在工作生活之余亦能夠放松心情，陶冶情操。因此，許多單位在空間允許的情況下盡可能滿足足夠的綠量，也有意識地保證單位的景觀做到“三季有花，四季常綠”。但是，在許多單位建設(shè)初期，往往把綠地作為“附屬品”考慮，因此，植物呈現(xiàn)出的季相景觀難免會出現(xiàn)景觀盲區(qū)，即現(xiàn)有道路到達(dá)不了的區(qū)域。因此，如何解決并處理好社區(qū)、單位等季相景觀的消盲問題是值得深入研究的?；诖?，重點對單位附屬綠地所表現(xiàn)出的季相景觀風(fēng)貌進(jìn)行研究，以中國計量科學(xué)研究院實驗基地為例，重點解決植物種類構(gòu)成及優(yōu)勢植物統(tǒng)計，各季季相特征及風(fēng)貌空間分布，提出解決園區(qū)季相景觀消盲建議。

1 研究區(qū)概況

中國計量院為滿足計量科學(xué)發(fā)展對先進(jìn)實驗環(huán)境的要求，按照“一次規(guī)劃、分步實施”的原則[15]，自1996年起向國家申報了實驗基地建設(shè)項目（以下簡稱實驗基地）。實驗基地位于北京市西北郊昌平區(qū)十三陵鎮(zhèn)，北至神南路，南至南澗路，東側(cè)靠近山體，自然環(huán)境優(yōu)良，其位置見圖1。園區(qū)總規(guī)劃建設(shè)用地為561085m2，建筑面積為47352m2，綠化率為87.9%[16]。實驗基地主要由建筑、道路、水體、綠地組成，見圖2。按其功能劃分為實驗區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)及休閑區(qū)。實驗基地屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，具有四季分明的特點。而作為組成實驗基地最主要部分的植物不僅起到綠化作用，更與園中的建筑環(huán)境緊密結(jié)合，在四季變化中呈現(xiàn)出不同的季相特征。因此，在實驗基地的生態(tài)環(huán)境構(gòu)建中，了解植物季相特征及風(fēng)貌變化，對于提升園區(qū)景觀及文化展示具有重要意義?；诖耍詫嶒灮貫檠芯繉ο?，對植物種類組成及季相特征風(fēng)貌進(jìn)行研究。

圖1 實驗基地區(qū)位圖

圖2 實驗基地研究范圍

實驗基地環(huán)境優(yōu)良，氣候宜人，具有典型的植物季相變化，其四季典型植物景觀見圖3。

2 材料與方法

圖3 四季典型植物景觀

2.1 植物調(diào)查

結(jié)合衛(wèi)星影像圖和實地調(diào)查，2018 年8 月在實驗基地內(nèi)進(jìn)行植物全域調(diào)查。利用GPS 獲取植物詳細(xì)定位信息，并落實圖紙位置，參考《中國植物志》對植物種類進(jìn)行鑒定[17]。整理出實驗基地植物名錄，確定植物的種類、數(shù)量、群落大小等基本特征，參照見表1。

根據(jù)上述植物統(tǒng)計結(jié)果，按照某種植物景觀優(yōu)勢度（%）=（該植物種類數(shù)量/所有植物種類數(shù)量）×100進(jìn)行計算，可以得到春、夏、秋、冬各類季相特征數(shù)量占比最大的植物種類。

表1 植物種類記錄表

2.2 植物季相特征解析

按照氣象劃分法將3～5 月劃分為春季、6～8 月劃分為夏季、9～11 月劃分為秋季、12 月～翌年2 月劃分為冬季。根據(jù)植物調(diào)查結(jié)果，選取花、葉、芽、果4 個典型季相特征進(jìn)行分析，再結(jié)合GPS 定位的結(jié)果，得到季相景觀風(fēng)貌的空間分布特征。

（1）花景：按照色彩不同分為紅花景觀、白花景觀、黃花景觀；（2）葉景：按照葉片顏色分為常綠、彩色葉景觀；（3）芽景：葉芽顏色（主要以綠色為主）；（4）果景：按照有無結(jié)果。

選取能夠在實驗基地中形成大規(guī)模季相景觀的植物。按照4 個季節(jié)、4 個季相特征分為春季：紅花景觀、黃花景觀、白花景觀、葉芽景觀；夏季：紅花景觀、黃花景觀；秋季：葉片景觀、果實景觀；冬季：白花景觀、葉片景觀。

2.3 季相風(fēng)貌空間分析[2]

將各季所有季相特征進(jìn)行匯總，統(tǒng)一色彩，形成各季季相風(fēng)貌圖。在此基礎(chǔ)上，耦合實驗基地內(nèi)現(xiàn)有道路分布，得到春、夏、秋、冬各季景觀區(qū)、全季景觀區(qū)（即春、夏、秋、冬均有景可賞的區(qū)域）、季相景觀盲區(qū)（現(xiàn)有道路不可到達(dá)區(qū)域）、季相景觀不完整區(qū)（即缺少一個或幾個季相景觀的區(qū)域）。

3 結(jié)果與分析

3.1 植物種類與構(gòu)成

實驗基地共有植物（不包含各類農(nóng)作物）34 科63屬80 種。其中喬木主要由油松（Pinus tabuliformis）、銀杏（Ginkgo biloba）、懸鈴木（Platanus acerifolia）等植物組成；灌木主要由棣棠（Kerria japonica）、黃楊（Buxus sinica）、金葉女貞（Ligustrum vicaryi）等植物組成；草本主要由蘆葦（Phragmites australis）、月季（Rosa chinensis）等植物組成。同時，對80 種植物按照科內(nèi)種數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，得到每個科內(nèi)包含的種類數(shù)量（見圖4）。

從圖4 中可知，實驗基地植物種類以薔薇科（Rosaceae）、豆科（Leguminosae）、木犀科（Oleaceae）為主。薔薇科最多有17 個種，其次是豆科7 個種、木犀科6 個種，其余共31 科40 種。

根據(jù)上述優(yōu)勢植物的統(tǒng)計方法，分別對各季季相特征數(shù)量優(yōu)勢植物進(jìn)行統(tǒng)計。

圖4 植物科內(nèi)種數(shù)統(tǒng)計

3.1.1 春季季相特征。春季季相景觀植物構(gòu)成數(shù)量優(yōu)勢度情況統(tǒng)計情況見表2。紅花景觀優(yōu)勢度為25.1，黃花景觀優(yōu)勢度為7.4，白花景觀優(yōu)勢度為3.6，葉芽景觀優(yōu)勢度為1.2。可見，紅花景觀為春季季相景觀中最具優(yōu)勢的季相景觀特征。其中，碧桃為紅色花景主要表征植物；棣棠和連翹為黃色花景主要表征植物；白蠟為白色花景主要表征植物；垂柳為葉芽景觀主要表征植物。

3.1.2 夏季季相特征。夏季季相景觀植物構(gòu)成數(shù)量優(yōu)勢度統(tǒng)計情況見表3。紅花景觀優(yōu)勢度為7.3，黃花景觀優(yōu)勢度為9。同樣，黃花景觀為夏季季相景觀中最具優(yōu)勢的季相景觀特征。其中，西府海棠為紅色花景主要表征植物；棣棠為黃色花景主要表征植物。

表2 春季季相景觀植物構(gòu)成優(yōu)勢度情況統(tǒng)計表（單位：%）

表3 夏季季相景觀植物構(gòu)成優(yōu)勢度情況統(tǒng)計表（單位：%）

3.1.3 秋季季相特征。秋季季相景觀植物構(gòu)成數(shù)量優(yōu)勢度情況統(tǒng)計情況見表4。葉景植物優(yōu)勢度為10.4，果景景觀優(yōu)勢度為3.3。葉景景觀為秋季季相景觀中最具優(yōu)勢的季相景觀特征。其中，銀杏為葉景主要表征植物；山楂為果景主要表征植物。

3.1.4 冬季季相特征。冬季季相景觀植物構(gòu)成數(shù)量優(yōu)勢度情況統(tǒng)計情況見表5。葉景植物優(yōu)勢度為17，花景景觀優(yōu)勢度為2.5。葉景景觀為冬季季相景觀中最具優(yōu)勢的季相景觀特征。其中，油松為葉景主要表征植物；蘆葦為花景主要表征植物。

表4 秋季季相景觀植物構(gòu)成優(yōu)勢度情況統(tǒng)計表（單位：%）

3.2 植物季相特征[3]

表5 冬季季相景觀植物構(gòu)成優(yōu)勢度情況統(tǒng)計表（單位：%）

3.2.1 春季季相特性。①春季紅花景觀植物種類：體現(xiàn)春季紅花季相特征的植物有：碧桃（Amygdalus persica var.persica f.duplex）、西府海棠（Malus×micromalus）、紅王子錦帶（Weigela florida cv.Red Prince）、洛陽牡丹（Paeonia suffruticosa Andr）、平枝栒子（Cotoneaster horizontalis）、日本晚櫻（Cerasus serrulata var.lannesiana）、山桃（Amygdalus davidiana）、櫻花（Cerasus sp）、月季（Rosa chinensis）、紫葉桃花（Amygdalus persica var.persica f.atropurpurea）。應(yīng)注意的是，園區(qū)中多數(shù)西府海棠種植在圓柏旁邊，部分已得蘋果銹病，生長情況一般。②春季黃花景觀植物種類：體現(xiàn)春季黃花季相特征的植物有：棣棠、金雞菊（Coreopsis drummondii）、連翹（Forsythia suspensa）、迎春（Jasminum nudiflorum）、紫葉小檗（Berberis thunbergii）。③春季白花景觀植物種類：體現(xiàn)春季白花季相特征的植物有：白蠟（Fraxinus chinensis）、暴馬丁香（Syringa reticulata var.amurensis）、葎草（Humulus scandens）、楸樹（Catalpa bungei）、楸子（Malus prunifolia）、金銀忍冬（Lonicera maackii）、玉蘭（Magnolia denudata）、紫葉李（Prunus cerasifera f.atropurpurea）。④春季葉芽景觀植物種類：體現(xiàn)春季葉芽季相特征的植物有：垂柳（Salix babylonica）、旱柳（Salix matsudana）、饅頭柳（Salix matsudana var.matsudana f.umbraculifera）。

3.2.2 夏季季相特性。①夏季紅花景觀植物種類：體現(xiàn)夏季紅花季相特征的植物有：八寶（Hylotelephium erythrostictum）、紫丁香、芙蓉葵（Hibiscus moscheutos）、西府海棠、合歡（Albizia julibrissin）、荷花（Nelumbo nucifera）、紅王子錦帶、木槿（Hibiscus syriacus）、平枝栒子（Cotoneaster horizontalis）、野薔薇（Rosa multiflora）、石榴花（Punica granatum）、榆葉梅（Amygdalus triloba）、月季、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、紫薇（Lagerstroemia indica）、紫葉桃花。②夏季黃花景觀植物種類：體現(xiàn)夏季黃花季相特征的植物有：刺槐（Robinia pseudoacacia）、棣棠、國槐（Sophora japonica）、黃刺玫（Rosa xanthina）、金雞菊、金葉槐（Sophora japonica Linn）、菊芋（Helianthus tuberosus）、龍爪槐（Sophora japonica var.japonica f.pendula）、萱草（Hemerocallis fulva）、紫葉小檗。

3.2.3 秋季季相特性。①秋季觀葉景觀植物種類：體現(xiàn)秋季觀葉季相特征的植物有：鵝掌楸（Liriodendron chinense）、欒樹（Koelreuteria paniculata）、五角楓（Acer mono）、楸樹（Catalpa bungei）、懸鈴木（Platanaceae）、銀杏（Ginkgo biloba）、毛白楊（Populus tomentosa）。②秋季觀果景觀植物種類：體現(xiàn)秋季觀果季相特征的植物有：欒樹、平枝栒子、楸子、忍冬、山楂（Crataegus pinnatifida）、柿子（Diospyros kaki）。

3.2.4 冬季季相特性。①冬季常綠景觀植物種類：體現(xiàn)冬季常綠季相特征的植物有：白皮松（Pinus bungeana）、側(cè)柏（Platycladus orientalis）、剛竹（Phyllostachys sulphurea cv.Viridis）、黃楊（Buxus sinica）、黑松（Pinus thunbergii）、龍柏（Sabina chinensis cv.Kaizuca）、沙地柏（Sabina vulgaris）、雪松（Cedrus deodara）、油松（Pinus tabuliformis）、圓柏（Sabina chinensis）、云杉（Picea asperata）。②冬季白花景觀植物種類：體現(xiàn)冬季觀果季相特征的植物有：蘆葦（Phragmites australis）。