西北城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的植物群落景觀營(yíng)建

鮑 璇 李 雪 張 昕 劉 暉

在降水稀少、氣候干旱的西北地區(qū)，水分是決定植被類型及分布的主導(dǎo)因素。在城市建設(shè)過(guò)程中，不同的立地條件、人為干預(yù)對(duì)水文條件的優(yōu)化，產(chǎn)生不同于自然環(huán)境的多樣生境，為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的植物景觀多樣化營(yíng)建創(chuàng)造了可能性?；凇吧?植物群落”設(shè)計(jì)模式，針對(duì)場(chǎng)地生境類型選擇人工營(yíng)建的植物群落及景觀類型，探索適宜的建植與維護(hù)管理方法，為城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)植物景觀的營(yíng)建提供參考途徑。

西北城市；綠色基礎(chǔ)設(shè)施；生境營(yíng)造；人工植物群落；景觀營(yíng)建

1 西北城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施植物景觀營(yíng)建背景

地處內(nèi)陸的西北干旱區(qū)，作為中國(guó)3大自然地理區(qū)之一，包含了我國(guó)極端干旱、干旱和半干旱區(qū)在內(nèi)的廣大地域，面積約306 萬(wàn)km2，占全國(guó)土地總面積的32%，在行政區(qū)劃上包括新疆維吾爾自治區(qū)、寧夏回族自治區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)的絕大部分以及甘肅、青海、陜西等省的部分地區(qū)，其中年降水量小于200 mm、干燥度大于3.5的干旱區(qū)，就占據(jù)了全國(guó)土地總面積的22%，降水稀少、氣候干旱是西北的主要自然地理特征[1-2]。

城市綠地建設(shè)是改善西北城市環(huán)境的重要途徑，其在城市化過(guò)程、城市生態(tài)建設(shè)的推動(dòng)下不斷發(fā)展，但仍存在不容忽視的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：（1）追求整齊、速生的景觀效果所帶來(lái)的植物景觀多樣性降低、物種單一等問(wèn)題；（2）不合理的植物配置增加了綠地的水資源消耗；（3）以大量的維護(hù)管理工作維持植物景觀的“干凈整齊”，增加了人力及物力資源的浪費(fèi)[3-4]。

綠色基礎(chǔ)設(shè)施被定義為“自然生命的支持系統(tǒng)”，包含所有城市周邊及內(nèi)部的綠色開(kāi)放空間，構(gòu)成城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的供給體系[5]，被證實(shí)能夠從多尺度、多層面緩解城市建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的生態(tài)問(wèn)題，為城市建立新的生態(tài)系統(tǒng)提供可能性[3,6]。植物與水土資源是影響西北城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，綠色基礎(chǔ)設(shè)施可以改善城市環(huán)境、保護(hù)并維持城市生態(tài)安全，基于綠色基礎(chǔ)設(shè)施的植物景觀營(yíng)建，必定具備更高的生物多樣性、低水資源消耗、低維護(hù)管理需求等特征。

2 西北城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施植物景觀類型

決定植被在地球表面分布的主導(dǎo)控制因素是熱量和水分[2]。尤其在西北地區(qū)，水資源稀缺，水分更是決定植被類型及分布的主導(dǎo)因素。在區(qū)域大氣候影響下，西北地區(qū)主要分布由旱生植物和超旱生植物組成的草原和荒漠，這是西北地區(qū)的地帶性植被，反映了地區(qū)的典型群落類型[5]，但在西北山地、河流等擁有相對(duì)較好水分條件的小生境下，也存在森林、灌叢、草甸等多種類型的植被[1-2,7]。

生境是生物有機(jī)體占據(jù)空間范圍內(nèi)全部環(huán)境條件的總稱。植物群落的形成往往是環(huán)境篩選的結(jié)果，不同群落形成不同植被及植物景觀。城市的自然環(huán)境條件主要由區(qū)域氣候決定，但在城市建設(shè)過(guò)程中，地形豎向的改變、不透水下墊面的鋪設(shè)、建筑和道路等人工設(shè)施建設(shè)以及人為活動(dòng)，往往對(duì)場(chǎng)地日照、水文、土壤、小氣候等生境條件帶來(lái)影響，人為活動(dòng)帶來(lái)的水源補(bǔ)給甚至優(yōu)化了場(chǎng)地水文，改變了場(chǎng)地生境條件，從而產(chǎn)生不同于自然環(huán)境的多樣性生境，為在城市環(huán)境中營(yíng)建多樣性植物群落和植物景觀提供了可能性及可行性[3,8]。

針對(duì)城市環(huán)境中因人工干預(yù)而具備不同水分條件的場(chǎng)地生境，按照植物群落結(jié)構(gòu)及景觀特征，西北城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施中通過(guò)人工營(yíng)建的植物景觀類型可以劃分為林地、灌叢、草甸及草地、濕地4大類型。（1）林地景觀：以具備明顯主干的喬木為主形成的喬木樹(shù)冠相連的效果；（2）灌叢景觀：以低分枝的叢生灌木為主，或以禾本科草本為主的地被層+灌木形成的具有較高郁閉度的灌叢效果；（3）草甸及草地景觀：以草本植物為主、木本植物覆蓋度不超過(guò)30%的群落形成的草甸或草地，前者的植物物種豐富，群落層次結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，具有不斷變化的季相效果，而后者主要以禾本科植物為主；（4）濕地景觀：以草本水生植物、濕生植物為主[9]。

3 人工植物群落營(yíng)建理論及方法

城市中人工干預(yù)影響下產(chǎn)生的多樣性生境為植物景觀多樣性提供了基礎(chǔ)，以群落生態(tài)學(xué)理論為依據(jù)的人工群落營(yíng)建模式，則為低資源消耗、低維護(hù)需求的綠色基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)性植物景觀的營(yíng)建提供了可行的途徑。作為生境篩選的結(jié)果，相應(yīng)生境下形成的植物群落必然具備良好的適應(yīng)性，對(duì)外表現(xiàn)為環(huán)境的高適應(yīng)性與低資源消耗，對(duì)內(nèi)表現(xiàn)為群落的高自我協(xié)調(diào)能力與相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的維持能力，并且相似生境下的植物群落在群落結(jié)構(gòu)、物種組成、群落外觀上往往表現(xiàn)出某些共性[10]，這一點(diǎn)不僅適用于自然環(huán)境，也同樣適用于城市環(huán)境。因此，基于群落生態(tài)學(xué)理論的“生境+植物群落”設(shè)計(jì)模式，即是通過(guò)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)環(huán)境因子的調(diào)查判斷其生境條件，以場(chǎng)地原生群落及相似生境下的植物群落作為依據(jù)，進(jìn)行群落類型選擇、營(yíng)建及維護(hù)管理的人工植物群落設(shè)計(jì)模式[8]。

3.1 場(chǎng)地生境調(diào)查

生境調(diào)查是進(jìn)行植物群落設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，調(diào)查內(nèi)容包括場(chǎng)地自然條件及規(guī)劃建設(shè)條件。通過(guò)對(duì)場(chǎng)地日照、風(fēng)、土壤、水文、原生植物群落等自然條件信息的分析，判斷場(chǎng)地所含的生境條件及生境類型；通過(guò)用地性質(zhì)、人為干預(yù)程度等規(guī)劃建設(shè)條件，確定人工營(yíng)建群落建植后所需的人工維護(hù)管理方式及管理程度。

3.2 群落類型確定

以場(chǎng)地生境特征、原生植物群落及人工干預(yù)（通過(guò)場(chǎng)地設(shè)計(jì)進(jìn)行生境優(yōu)化及植物建植后維護(hù)管理）程度為基礎(chǔ)，結(jié)合功能及景觀需求，以當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境中相似生境下的植物群落作為依據(jù)，確定適宜的人工營(yíng)建植物群落及景觀類型。作為依據(jù)的植物群落，其參考價(jià)值不僅存在于群落類型的選取，也存在于群落垂直分層結(jié)構(gòu)與平面布局、物種組成、物種數(shù)量、各物種占比、覆蓋度等各個(gè)方面，可以稱之為人工營(yíng)建植物群落的“原型”群落。植物群落是植物的同住結(jié)合，由一定的植物物種成群生長(zhǎng)形成明顯的群集。自然界中的相同環(huán)境下，相同的植物物種結(jié)合會(huì)重復(fù)出現(xiàn)[10]?；谥参锶郝湓谙嗨粕诚卤憩F(xiàn)出某些共性的特征，通過(guò)對(duì)“原型”群落的解讀，可以為適生于場(chǎng)地生境的人工群落提供一個(gè)基本設(shè)計(jì)框架。群落結(jié)構(gòu)、布局、植物物種組成等信息解釋了群落與外部生境、群落內(nèi)植物與植物之間的關(guān)系，有助于建立人工營(yíng)建群落中各要素之間的生態(tài)關(guān)聯(lián)，提高人工群落的環(huán)境適應(yīng)性、群落整體性與自我維持能力；覆蓋度等信息則顯示了相應(yīng)生境下植物群落所能擁有的覆蓋能力，如果片面追求人工營(yíng)建群落的高覆蓋度，一定程度上也會(huì)降低群落的穩(wěn)定性及可持續(xù)性。

3.3 植物選擇

在參考相應(yīng)“原型”群落物種組成的同時(shí)，也應(yīng)依據(jù)群落所包含的種數(shù)、各植物種所屬分層及所占比例，進(jìn)行人工群落的植物選擇及配置?！霸汀比郝渌泥l(xiāng)土植物種作為優(yōu)先選項(xiàng)，配置對(duì)應(yīng)于“原型”群落的所屬群落分層與平面布局位置，結(jié)合景觀功能需求及當(dāng)?shù)孛缒臼袌?chǎng)狀況，也可選用具備優(yōu)良生物學(xué)特性的園林物種進(jìn)行替代。適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粴夂?、適生場(chǎng)地生境、低維護(hù)需求是園林物種選擇的基本前提，而所選物種是否能在群落中占據(jù)相應(yīng)的生態(tài)位，這既與園林植物在群落中所配置的分層與位置相關(guān)，也與植物本身的形態(tài)、習(xí)性、競(jìng)爭(zhēng)能力、物候規(guī)律相關(guān)，因此，所選擇的園林物種應(yīng)盡量具備與其所替代植物種相似的習(xí)性與形態(tài)特征。

3.4 建植方式

主要包含成苗栽植與種子播種兩種方式。成苗栽植適用于需要快速建立植物群落的場(chǎng)地，群落以人工栽植形成的平面布局、垂直空間為基礎(chǔ)建立植株之間的種間關(guān)系，在群落生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸發(fā)展直至穩(wěn)定。種子播種所形成的群落，平面與垂直方向的空間和布局由群落自身進(jìn)行組織，具備隨機(jī)性，種間關(guān)系的建立存在于播種后植物成長(zhǎng)為完整個(gè)體的整個(gè)過(guò)程中，當(dāng)群落形成時(shí)已經(jīng)經(jīng)歷物種之間的競(jìng)爭(zhēng)與篩選，趨近于現(xiàn)階段的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

3.5 維護(hù)管理

基于上述步驟所建立的植物群落，自身具備的場(chǎng)地適應(yīng)性在一定程度上降低了水、肥等人工維護(hù)的需求。對(duì)于必須要進(jìn)行人為干預(yù)的植物群落，可以采取不同的管理方式。如對(duì)于具備清晰垂直結(jié)構(gòu)的植物群落，可以各垂直分層作為單位進(jìn)行分層式管理，重點(diǎn)關(guān)注這一層級(jí)的植物與該群落中上下層級(jí)之間的關(guān)系，在不影響群落結(jié)構(gòu)變化的前提下，同一層級(jí)中所含的物種、種數(shù)、植株分布、植株數(shù)量允許出現(xiàn)由于種間關(guān)系調(diào)整而產(chǎn)生的波動(dòng)。對(duì)于垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜、群落中大多數(shù)物種具有等價(jià)生產(chǎn)力、植株個(gè)體表達(dá)不清晰的群落，可以采用統(tǒng)一的措施對(duì)群落中的所有個(gè)體進(jìn)行管理，如以草本植物為主的群落，采取在同一時(shí)間對(duì)群落整體修剪或刈割的方式進(jìn)行管理維護(hù)[11]。

在“生境+植物群落”模式下，植物群落的生態(tài)關(guān)系貫穿了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，不論群落種間（群落分層之間、物種之間）還是與外部生境（自然條件與人為干預(yù)）之間，這種生態(tài)關(guān)系的構(gòu)建從群落選擇到建植的人工干預(yù)管理方式，影響人工植物群落營(yíng)建的各個(gè)層面。

4 不同景觀類型的人工植物群落營(yíng)建

4.1 林地景觀

林地景觀適宜于具備較好水分條件或不超出場(chǎng)地水資源承載力前提下具備灌溉能力的場(chǎng)地。在植物選擇上，首選具備速生、生物產(chǎn)量高等特征的耐旱樹(shù)種，林地景觀樹(shù)種不建議選用那些在干旱條件下會(huì)快速消耗土壤中的水分以維持其自身生長(zhǎng)，從而產(chǎn)生土壤貯水被過(guò)度消耗形成“土壤干層”隱患的物種，即便要用，也不能在整個(gè)林地景觀群落內(nèi)占據(jù)過(guò)高比例。這一類型按照結(jié)構(gòu)及物種組成，可分為喬灌林、喬草林及喬灌草林，適宜采用株間混交的形式，建植方式以成苗栽植為主，針對(duì)不同群落分層也可結(jié)合種子播種的方式進(jìn)行建植，例如林下草本層的建植。林地景觀中的植物群落，通常都具備清晰的群落結(jié)構(gòu)，維護(hù)采用分層管理的方式，保持良好的群落分層與空間結(jié)構(gòu)。

4.2 灌叢景觀

以低分枝的叢生灌木作為群落的優(yōu)勢(shì)種，以中生和中旱生灌木作為群落的建群種，以禾本科草本植物作為伴生。這一類型適用于土壤貧瘠、干旱的場(chǎng)地，以及有水土保持、固土護(hù)坡、污染物攔截等需求的場(chǎng)地。建植方式以成苗栽植為主。維護(hù)采用分層管理的方式。

4.3 草甸及草地景觀

草甸及草地群落以中生或旱生草本植物為優(yōu)勢(shì)種，適用于包括瘠薄土壤、鹽堿地、污染土壤、干旱等多種情況在內(nèi)的場(chǎng)地。西北地區(qū)季節(jié)性降水、降水集中分布的氣候特征能夠被一年生草本植物有效利用，在草甸及草地群落的植物種選擇上，可以利用觀賞特征鮮明的一年生植物形成季節(jié)性景觀。速生的禾本科或豆科植物可以作為群落的先鋒物種，快速覆蓋地面的同時(shí)可以改良土壤。而具備深根性、覆蓋度高、蒸散量大等特征的物種會(huì)過(guò)度消耗土壤水分，所以這一類型植物群落配置時(shí)，需要控制此類植物的種植比例。建植方式以種子播種為主。維護(hù)方式上采用統(tǒng)一措施進(jìn)行管理，對(duì)于大面積、低維護(hù)能力的場(chǎng)地，在群落生長(zhǎng)至相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)后，維護(hù)方式可以簡(jiǎn)單至每年修剪或刈割1至2次，而不再進(jìn)行其他的管理和干預(yù)（圖1）。

1. 以“生境+植物群落”人工植物群落營(yíng)建方式營(yíng)造的草甸景觀

4.4 濕地景觀

人工營(yíng)建的濕地景觀適用于自然水域或人工水域。受水文條件的影響，西北地區(qū)自然湖泊濕地、河流濕地的植被都表現(xiàn)出沿岸呈帶狀分布的特征，人工營(yíng)建的濕地植被分布也應(yīng)符合這一特征，宜采取水下圍網(wǎng)、水下種植池等方式控制水生植物生長(zhǎng)，避免水域被過(guò)度覆蓋。存在人工駁岸的區(qū)域，結(jié)合駁岸類型、構(gòu)造、覆土深度布置種植池進(jìn)行水生植物種植，與沿岸陸域植物群落組合形成不同類型的景觀及生境，例如挺水植物群落與灌叢組合，在維持岸坡穩(wěn)定、攔截污染物的同時(shí)，也可作為部分動(dòng)物的棲息場(chǎng)所。建植方式以成苗栽植為主。維護(hù)管理上采用統(tǒng)一措施，對(duì)水生植物進(jìn)行定期修剪等干預(yù)性方式，作為棲息場(chǎng)所的種植區(qū)應(yīng)降低養(yǎng)護(hù)干擾，維護(hù)頻率可以降低至每年修剪或刈割1至2次。

綜合上述內(nèi)容，針對(duì)不同植物景觀類型，人工群落的營(yíng)建方式可在表1中進(jìn)行相互對(duì)應(yīng)。

表1 不同植物景觀類型的人工群落營(yíng)建方式對(duì)應(yīng)表

5 結(jié)語(yǔ)

西北干旱半干旱為主的氣候條件下，水分是決定植物群落生長(zhǎng)及分布的主導(dǎo)因素，城市化建設(shè)及人為干預(yù)過(guò)程為城市環(huán)境營(yíng)造了不同于自然的水分條件及生境場(chǎng)地，為在城市綠地基礎(chǔ)設(shè)施場(chǎng)地尺度下?tīng)I(yíng)造多樣性的植物群落及景觀類型提供了基礎(chǔ)?；谏澈椭参锶郝淦ヅ潢P(guān)系的生態(tài)學(xué)理論，對(duì)適宜城市的人工植物群落進(jìn)行類型劃分及相應(yīng)營(yíng)建方法研究，有助于推動(dòng)西北城市人工干預(yù)影響下新的生態(tài)過(guò)程的建立。