植物專類園生境修復
——深圳市中科院仙湖植物園孢子溝原生態(tài)模擬改造

陳侃 趙君

植物專類園是指有特定的主題，以具備相同特質(zhì)類型(如種類、科屬、生態(tài)習性等)的植物為主要構(gòu)景元素，并以植物收集、研究、展示、觀賞為主，兼顧生產(chǎn)的植物園或園區(qū)[1]。而專類植物景觀在考慮其引種培育、科普展示、科學研究等功能的同時，還需達到觀賞與應用、科學與藝術的統(tǒng)一[2]。

孢子植物是能產(chǎn)生孢子的植物總稱，主要包括藻類、真菌、蕨類、地衣和苔蘚等類群[3]。深圳市中國科學院仙湖植物園孢子溝目前主要引入了孢子植物中的苔蘚植物、蕨類植物和藻類植物，植物生長形式主要為林下巖生、附生和陸生，常生長于郁閉度高、濕度大、光照度小、地表腐葉較多且人為干擾低的陰濕林下空間[4-6]。近年，孢子植物不僅在園林造景中應用廣泛，還在保障人類的健康中起著重要作用，如監(jiān)測大氣污染，對林地、山野的水土保持作用，還有藥用、食用、療愈等功能。

1 孢子溝改造前狀況The actual situation of the Cryptogamae Brook before restoration

2 改造前植被垂直結(jié)構(gòu)Vertical structure diagram of current plants before restoration

3 臺風后植被折斷、倒伏Plants are broken and fallen after typhoon

中國孢子植物資源十分豐富，但因其生境要求特殊，僅少數(shù)植物園中建有孢子植物專類園，如南京中山植物園，因此，孢子溝作為仙湖植物園科研、科普的孢子植物專類園，顯得越發(fā)稀缺且重要。但因園內(nèi)幽溪存在枯水期、游賞路徑單一、園內(nèi)孢子植物保護利用不夠、種類豐富度不足等問題，孢子溝未能很好地發(fā)揮科研、科普功能。為此，仙湖植物園以模擬自然原生態(tài)為導向，于2018年開展了生境修復工作。2018年底修復工程竣工后，經(jīng)過近3年的“自我調(diào)整”，孢子溝各個空間的小生境得到修復，逐步成為蕨類、苔蘚、藻類、菌類、地衣5類植物和諧共生的“孢子世界”。

1 孢子溝改造前植被狀況

1.1 植被組成分析

仙湖植物園位于深圳市羅湖區(qū)蓮塘仙湖路，占地546 hm2，始建于1983年，于1988年正式對外開放。孢子溝長約400 m，是孢子植物種質(zhì)資源保護和繁育基地[4]，幽溪貫穿全園，整體地勢為典型的溝谷形態(tài)，南高北低，高差約25 m，適于喜濕喜半陰的孢子植物生長。孢子溝內(nèi)植物群落結(jié)構(gòu)復雜多樣，優(yōu)勢種不明顯；森林郁閉度高，同時木質(zhì)藤本植物較多，且攀緣至林冠層。然而由于2018年9月臺風“山竹”對孢子溝的植物造成了巨大的破壞，致使孢子溝的整體郁閉度下降。

孢子溝整體植物群落自上而下分布為：第1層為大于20 m高的陽性喬木，多為野生熱帶常綠樹種，樹冠高大挺拔；第2層為20 m以下的喬木，樹木密度大，林冠郁閉，是構(gòu)成林冠的主要層；第3層為灌木層，主要為灌木、蕨類和附生植物；第4層為地被層，多為多年生及一、二年生草本植物和藤本植物，且生態(tài)習性多為陰生；第5層為地衣、苔蘚層，且現(xiàn)狀中步石道路的苔蘚被踩踏嚴重。據(jù)統(tǒng)計，孢子溝內(nèi)原有園林植物59科，92種，具體種類分布為：第一層5科，8種；第 二 層14科，25種；第三層21科，31種；第四層14科，21種；第五層5科，7種。其中，孢子植物共有15個科，約19種，主要為筆筒樹（Sphaeropteris lepifera）、桫欏（Alsophila spinulosa）、金 毛 狗 蕨（Cibotium barometz）、福建觀音座蓮（Angiopteris fokiensis）、烏毛蕨（Blechnum orientale）、瘤蕨（Phynatosorus scolopendria）、鹿角蕨（Platycerium wallichii）、崖姜（Aglaomorpha coronans）、腎蕨（Nephrolepis cordifolia）、普 通 針 毛 蕨（Macrothelypteris torresiana）、鳥巢蕨（Asplenium nidus）、日本鳳尾蕨（Pteris nipponica）、鐵線蕨（Adiantum capillus-veneris），以及鳳尾蘚屬、濕地蘚屬、網(wǎng)蘚屬、花葉蘚屬、卷柏蘚屬、地錢屬的植物。

1.2 孢子溝植被存在問題

1.2.1 上層喬木郁閉度不足

受臺風“山竹”的影響，孢子溝大量上層喬木被折斷、拔起，一方面導致幽溪邊坡植被破壞、巖土裸露，另一方面折斷倒伏的喬木壓在其他植物上，使下層灌木、地被遭到二次破壞，孢子植物生境受到不同程度的影響。郁閉度的降低，導致光照過強，濕度降低，直接影響了下層孢子植物的生長。

1.2.2 孢子溝整體濕度低

孢子溝整體濕度不足主要有2個原因：1）孢子溝在秋、冬季存在一定程度的枯水期，水量減少導致整體環(huán)境濕度下降；2）受臺風影響，植物郁閉度降低，陽光直射入林下空間，加之深圳全年氣溫較高，水分蒸發(fā)較快，使得整體濕度也明顯下降。濕度的降低直接影響了苔蘚和蕨類植物的生長，以及地衣、真菌等孢子植物的衍生。

1.2.3 植物種類豐富度低，多重生境營造難

孢子溝內(nèi)幽溪缺乏水生植物和岸線植物，且由于園區(qū)游覽路線單一，致使生長于塊石步道區(qū)域的苔蘚被游客踩踏。且受臺風影響，多處喬木被折斷或拔起，中下層植物被破壞，林下郁閉度降低，給營造豐富的多重生境孢子植物景觀增加了難度。

2 孢子溝生境修復措施

從已有的研究和修復成功的案例中發(fā)現(xiàn)，利用植物進行修復是各類型生境修復的基礎。而對于水環(huán)境空間，應充分利用水的凈化功能和流動性，為植物恢復營造生境，也為各類動物生存創(chuàng)造更好的條件。生境修復主要遵循以下原則：1）充分利用本土植物；2）兼顧物種多樣性；3）考慮功能多樣性；4）發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力[7]。同時借鑒其他修復技術和手段，提出4個措施。

4 苔蘚被踩踏場景Scene of moss being trampled

2.1 構(gòu)建植物五重生境，提升空間層次

孢子溝自然環(huán)境本底形態(tài)豐富，且孢子植物生態(tài)類型多樣，修復手段圍繞孢子植物的水生、巖生、土生、附生、纏繞5種不同生長生境，對孢子溝上下5個層次的植物空間進行營造設計，形成具有濃郁華南特色的季節(jié)性溝谷雨林植物景觀?？紤]到實際施工的困難和對場地的保護，未對第1層大喬木做設計調(diào)整。本次修復設計中使用的植物共31科，43種。其中孢子植物12科，分別為蓮座蕨科、蚌殼蕨科、桫欏科、槲蕨科、鐵角蕨科、腎蕨科、烏毛蕨科、鳳尾蕨科、卷柏蘚科、青蘚科、白發(fā)蘚科、羽蘚科。

5 孢子溝設計總平面The design master plan of the Cryptogamae Brook

6 科普游徑實景Actual scene of popular science trail

7 溪流空間實景Actual scene of stream

8 塊石小徑實景Actual scene of block stone path

10 苔蘚展示島區(qū)修復實景The restoration of the moss Island

11生態(tài)護坡施工圖（11-1）與建成實景（11-2）Construction drawing (11-1) of ecological slope protection and actual scenes (11-2) after completion

為更好地了解各類植物所處的生長環(huán)境，對設計的17種孢子植物和26種其他植物的生長生境進一步梳理。第2層的植物主要為土生，包含洋紫荊（Bauhinia variegata）、桫欏、旅人蕉（Ravenala madagascariensis）3種；第3層的植物主要為土生的棕竹（Rhapis excelsa）、龍 血 樹（Dracaena draco）、野 芭蕉（Musa balbisiana）、福 建觀音座 蓮、龜背 竹（Monstera deliciosa）、金 毛 狗 蕨 和 附生 的 鼓 槌 石 斛（Dendrobium chrysotoxum）、金 釵 石 斛（Dendrobium nobile）、球 花 石斛（Dendrobium thyrsiflorum）、密 花 石 斛（Dendrobium densiflorum）、鳥 巢 蕨、鹿 角蕨、槲蕨（Drynaria roosii）、星蕨（Microsorum punctatum）、日本鳳尾蕨，共15種；第4層的植物主要為土生和水生，還包含附生類型，種類包括波士頓蕨（Nephrolepis exaltata‘Bostoniensis’）、腎蕨、鐵線蕨、紅椿蕨（Neoblechnum brasiliense）、鳥巢蕨、崖姜、老虎須（Tylophora arenicola）、竹葉蘭（Arundina graminifolia）、麥冬（Ophiopogon japonicus）、翠云草（Selaginella uncinata）、大葉油草（Axonopus compressus）、火 焰 蘭（Renanthera coccinea）、薜 荔（Ficus pumila）、菖 蒲（Acorus calamus）、水 竹（Phyllostachys heteroclada）、水 生 鳶 尾（Iris pseudacorus）、中華天胡荽（Hydrocotyle hookeri）、金 魚 藻（Ceratophyllum demersum）、狐 尾 藻（Myriophyllum verticillatum）、睡 蓮（Nymphaea tetragona）、麒 麟 葉（Epipreminum pinnatum）、白花油麻藤（Mucuna birdwoodiana）共22種；第5層 則 為 附 生 和 巖 生 的 苔蘚植物，設計的苔蘚植物為薄壁卷柏蘚（Racopilum cuspidigerum）、青蘚（Brachythecium pulchellum）、羽蘚（Thuidium tamariscinum）、檜葉白發(fā)蘚（Leucobryum juniperoideum）。修復過程中，根據(jù)每種植物所處的生境和空間，因地制宜地進行修復。以底層土生和巖生的植物修復為主，溪流部分的植被修復主要針對現(xiàn)有的林下空間，補充桫欏、旅人蕉等喬木，并結(jié)合喬木種植石斛、蕨類等附生類植物，在溪邊增加親水植物與溪流景觀結(jié)合，在潮濕陰生的巖石上種植苔蘚；苔蘚展示島和藻類展示塘主要以苔蘚結(jié)合枯木、景石對水中島嶼及岸邊進行營建，水下空間主要增加水生植物，并結(jié)合岸邊喬木與附生植物，豐富雨林空間。

2.2 修復上層郁閉度

12孢子溝修復后實景The actual scene after the restoration of Cryptogamae Brook

臺風折斷和拔起了孢子溝的部分喬木，致使溝谷局部區(qū)域開了“天窗”，對原有郁閉度影響較大。本項目主要采用4種方式對孢子溝郁閉度進行修復：1）設置臨時遮陰網(wǎng)，以此來阻擋陽光直射，待倒伏的喬木長出新枝葉，再撤去臨時網(wǎng)；2）在被臺風吹斷的喬木上種植附生植物；3）針對部分山坡巖土裸露的區(qū)域，就地取材，利用折斷或枯死的樹干、樹枝種植蕨類和攀爬類植物，搭建生態(tài)護坡；4）在開“天窗”的區(qū)域補植小喬木、大灌木。在整個郁閉度修復的過程中，根據(jù)場地的實際破壞情況，因地制宜地實施修復工作。

2.3 提高孢子溝整體濕度

郁閉度的修復也間接提高了孢子溝的整體環(huán)境濕度，在減少蒸發(fā)的基礎上，修復過程中還從以下2個方面對孢子溝的濕度做了直接的提升。1）對孢子溝整條溪流的水作循環(huán)處理，保證溪內(nèi)常年有水；循環(huán)的同時，采用多級生物凈化池結(jié)合藻類植物和河石實現(xiàn)生物凈化，提升幽溪的水質(zhì)。2）沿溪流邊增加隱蔽的霧噴裝置，根據(jù)孢子溝濕度的監(jiān)測情況對孢子植物生境進行霧化干預，達到直接增加空氣濕度的目的。

2.4 增加種類豐富度，提升科普價值

為了更好地實現(xiàn)孢子溝的科教價值，首先要做的就是提高植物種類的豐富度。對于蕨類植物的引入，一方面是補充已有的蕨類數(shù)量，如日本鳳尾蕨、金毛狗蕨、觀音蓮座蕨、腎蕨等；另一方面是增加適合孢子溝生長的其他植物種類，如星蕨、槲蕨、波士頓蕨等。另外在保護利用現(xiàn)有苔蘚的基礎上，引入4種適合孢子溝生境的人工種植苔蘚：薄壁卷柏蘚、青蘚、羽蘚和檜葉白發(fā)蘚，并搭配枯木、景石進行苔蘚植物景觀營造，更好地向游客展示苔蘚植物。

3 孢子植物生境修復效果評估

項目修復于2018年底完工，至今已近3年，群落結(jié)構(gòu)模式已初步構(gòu)建，整體植被修復效果初現(xiàn)。修復完成后，對孢子溝修復情況進行持續(xù)的跟蹤，發(fā)現(xiàn)孢子溝由喬木層、灌木層、草本層、層間植物和底層植物構(gòu)成的溝谷雨林景觀愈加豐富，各種生境中植物種類不斷增加。

3.1 溝谷景觀空間豐富

從2018年12月—2021年11月，筆者及團隊對孢子溝修復后的植物進行了多次統(tǒng)計，并與2018年設計前的植物種類數(shù)量進行了對比。第2～4層植被主要得到數(shù)量上的增加，而第5層植被則在種類上發(fā)生顯著變化，其中科數(shù)增加9個科，種類數(shù)增加了14種，且主要為孢子植物。由植物種類和數(shù)量增加的情況可知，通過已實施的4種修復措施使得孢子溝整體郁閉度提高、空氣濕度增加，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到了顯著提升，為孢子植物的生長提供了適宜的環(huán)境，蕨類、藻類、苔蘚、地衣和菌類的種類逐年增多，增強了孢子植物專類園的科學研究和科普教育功能。

13 霧化增加空氣濕度Atomization increases air humidity

14 孢子溝修復后衍生植物Derived plants after restoration of Cryptogamae Brook

3.2 孢子植物生境豐富

通過進一步對第5層植物科數(shù)和種數(shù)數(shù)量變化進行研究，發(fā)現(xiàn)土生的孢子植物增加最為明顯，其次是水生、巖生和附生，通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)增加的主要為錢苔屬、真蘚屬、單月苔屬、疣鱗苔屬、異萼苔屬的植物，以及毛地錢（Dumortiera hirsuta）、華南毛蕨（Cyclosorus parasiticus）、井欄邊草（Pteris multifida）、小扭口蘚（Semibarbula orientalis）、叉錢苔（Ricciafluitans）、水蕨（Ceratopteris thalictroides）、偏蒴 蘚（Ectropothecium buitenzorgii）、鳳 尾蘚（Fissidnes exilis）、匐燈蘚（Plagiomnium cuspidatum）等14種[8]。從跟蹤統(tǒng)計的情況看，土生、水生、巖生和附生4種不同生境中的孢子植物均有所衍生，從而也可推斷最下層的生境溫度、濕度和光照環(huán)境更有利于孢子植物的生長。

4 結(jié)語

如今的孢子溝已呈現(xiàn)全新的面貌。出于對場地生境保護的需要，建成開園后采用預約限流的方式面向市民開放，并取得了良好的社會反響，因此可為同類型專類園的營建提供一些參考和借鑒。從現(xiàn)階段呈現(xiàn)的修復成果來看，所采取的修復措施已使孢子溝整體生境質(zhì)量顯著提升，一定程度上修復了臺風對孢子溝的影響，還提升了孢子溝的科普、展示功能。修復雖然是以孢子植物中的苔蘚、蕨類和藻類的生境為依據(jù)，但孢子溝的五重生境體系已初步形成，纏繞、附生、水生、土生、巖生植物數(shù)量均有所增加，隨著各個空間小生境的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展，藻類、地衣和菌類的種類將逐漸增多，同時隨著生物多樣性越來越豐富，孢子溝可以成為一個真正的、人工與自然完美融合并可持續(xù)發(fā)展的生境修復類典范案例。

致謝(Acknowledgments)：

感謝深圳市中國科學院仙湖植物園謝銳星副主任、陶昕總規(guī)劃師、張力博士、左勤博士，南開大學李洪遠教授，天津大學王洪成教授、李佳瀅博士對文章提供的幫助。