基于城市生物多樣性提升的楊凌樹木園景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

楊丹晨，陳羿汝，馮照馨，楊 坤，李倉(cāng)拴*

(1.信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 規(guī)劃與設(shè)計(jì)學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 風(fēng)景園林藝術(shù)學(xué)院，陜西 楊陵 712100)

當(dāng)前，生物多樣性的保護(hù)已成為全球共識(shí)。已有研究表明，生物多樣性增強(qiáng)了城市結(jié)構(gòu)的宜人性和宜居性，有助于人們的娛樂和休閑需求，在改善人類福祉和身心健康方面扮演著不可替代的角色[1-2]。

城市生物多樣性包括保護(hù)和營(yíng)造2個(gè)維度，而生物多樣性營(yíng)造是城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要內(nèi)容。早在1994年，德國(guó)柏林引入“生物小區(qū)用地因子”策略以提高城市的生物多樣性；澳大利亞悉尼市提出把動(dòng)植物引進(jìn)城市，保護(hù)和豐富城市的生物多樣性，并在奧林匹克公園內(nèi)保留和恢復(fù)大片的濕地、沼澤、叢林；日本則在進(jìn)行城市生物多樣性保護(hù)的過程中注重引入自然群落結(jié)構(gòu)機(jī)制或建立相似結(jié)構(gòu)的人工群落；在我國(guó)，生物多樣性營(yíng)建主要集中在城市總體規(guī)劃階段的綠地系統(tǒng)規(guī)劃，并聚焦于植物多樣性規(guī)劃[3]。

公園作為城市綠地中面積最大的斑塊類型，在城市生物多樣性營(yíng)造方面扮演著越來越重要的角色。傳統(tǒng)的城市公園營(yíng)造以景觀功能為主但生物多樣性匱乏，而植物園注重生物多樣性而景觀功能缺失。因此，如何在公園中協(xié)調(diào)生物多樣性展示與景觀游憩功能的矛盾是公園建設(shè)的重要議題。與此同時(shí)，近年來植物園也越來越注重景觀功能，在原有物種豐富度高的基礎(chǔ)上，營(yíng)造了視覺、聽覺、嗅覺等調(diào)動(dòng)多感官的體驗(yàn)。由此可見，無論是城市公園還是專類植物園，均趨向生物多樣性展示與游憩功能的融合，這將是城市公園和樹木園發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是城市公園營(yíng)建亟待解決的新問題。

1 城市植物園與城市多樣性的關(guān)系

城市植物園是承載城市生物多樣性的主要場(chǎng)所，為植物多樣性的保護(hù)和發(fā)展提供了有利的空間和條件，滿足了植物多樣性就地保護(hù)、遷徙保護(hù)及持續(xù)利用的功能。長(zhǎng)期以來，植物園的規(guī)劃設(shè)計(jì)以開展植物品種引進(jìn)和生物多樣性展示為主要目標(biāo)。截至目前，中國(guó)植物園共建有專類園區(qū)約1 200個(gè)，保存植物23 340余種，占全球保育總數(shù)的25%[4]。中國(guó)植物園遷地保育受威脅植物約1 500種，約占本土受威脅植物種數(shù)的39%[5]。植物園在生物多樣性保護(hù)方面發(fā)揮了重要的基礎(chǔ)作用，是重要的生物多樣性科學(xué)研究平臺(tái)。

城市公園的基本功能是滿足公眾的游憩需要，然而隨著城市綠地生態(tài)功能訴求的提高，其生物多樣性營(yíng)造潛力逐漸受到重視。目前，城市公園已被視為城市生物多樣性營(yíng)造的重要場(chǎng)所，喬木、灌木和草本植物組合形成豐富的植物群落，在營(yíng)造游憩功能的同時(shí)提升了生物多樣性。

城市植物園和城市公園均遵循各自的發(fā)展路徑，在新形勢(shì)下，所有的植物園和公園都兼具生物多樣性保護(hù)和游憩的雙重功能。理論上而言，生物多樣性展示與游憩功能并非不可調(diào)和的矛盾，深層的原因在于缺乏適宜的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法?；诖?，本研究提出以下思路：一是按照將生物多樣性規(guī)劃和植物景觀規(guī)劃同時(shí)進(jìn)行，而非先后順序；二是在植物景觀的營(yíng)造上，分別從植物多樣性、群落多樣性、景觀多樣性的層級(jí)式設(shè)計(jì)思路，從而兼顧生物多樣性的展示和景觀功能的營(yíng)造。

2 楊凌樹木園的生物多樣性

建設(shè)之初，楊凌樹木園被定義為既具有生物多樣性展示功能的植物園，又具有游憩功能的城市公園。因此，楊凌樹木園的規(guī)劃設(shè)計(jì)既要求展示關(guān)中植物區(qū)系和生物多樣性，又為楊凌城區(qū)營(yíng)造豐富多樣性的城市景觀。

2.1 場(chǎng)地概況

場(chǎng)地位于楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，地處陜西省關(guān)中平原中部，屬東亞暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱氣候區(qū)，春暖多風(fēng)，夏熱多雨、秋涼爽多連陰雨、冬寒干燥等明顯的大陸性季風(fēng)氣候特征。楊凌樹木園位于楊凌區(qū)常青路與神農(nóng)路十字西北角(圖1)，總占地面積59 630 m2，于2009年建成，2020年改造修葺。

圖1 楊凌樹木園遙感影像Fig.1 Yangling Arboretum remote sensing image

2.2 關(guān)中植物區(qū)系

楊凌樹木園地處以關(guān)中植物區(qū)系為主要引種對(duì)象的地區(qū)。陜西關(guān)中地區(qū)南接秦嶺，北臨黃土高原，引種生長(zhǎng)環(huán)境類似的華北植物地區(qū)和華中植物地區(qū)，包括黃土高原植物亞地區(qū)和秦嶺植物亞地區(qū)兩大核心區(qū)域，其中又涵蓋了關(guān)中平原植物省、天水植物省、太白山植物省、華山植物省、寧陜植物省等[6]。同時(shí)，園中引種了部分熱帶、亞熱帶和寒帶植物。

2.3 楊凌樹木園的植物多樣性

楊凌樹木園的植物選擇以鄉(xiāng)土植物為主體，兼顧觀賞價(jià)值較高的外來植物。在植物多樣性選擇上考慮2個(gè)維度：一是植物觀賞類型多樣性；二是科屬和品種的多樣性，累計(jì)引種植物46科196屬351種，植物種類在3種以上的達(dá)到32個(gè)科。

3 基于生物多樣性展示的楊凌樹木園景觀規(guī)劃

針對(duì)目前植物園規(guī)劃中游憩功能與生物多樣性展示難以協(xié)調(diào)的問題，楊凌樹木園以植物景觀規(guī)劃和營(yíng)造為總體目標(biāo)，采用各類分區(qū)充分融合的規(guī)劃思路，以游覽路徑實(shí)現(xiàn)三類分區(qū)之間的串聯(lián)。

3.1 分區(qū)規(guī)劃

根據(jù)楊凌區(qū)氣候土壤狀況和植物專類園特點(diǎn)，園區(qū)植物分區(qū)規(guī)劃遵循合理安排布局、科學(xué)規(guī)劃植物的原則。為兼顧游憩功能和生物多樣性展示功能，在分區(qū)中將植物栽植分區(qū)、專類園分區(qū)和游憩功能分區(qū)在位置上交叉布置，使其充分融合。

3.1.1 植物栽植分區(qū) 楊凌樹木園共包含9個(gè)植物栽植分區(qū)，并按照其觀賞季節(jié)、植物形態(tài)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和特點(diǎn)突出的植物科屬等分區(qū)種植，在科普植物專類、營(yíng)造生物多樣性的基礎(chǔ)上對(duì)景觀進(jìn)行規(guī)劃(圖2)。

竹類園位于場(chǎng)地東北側(cè)，二級(jí)道路穿插而過，步石小路與植物組團(tuán)和竹類密林如剛竹(Phyllostachyssulphurea)和紫竹(P.nigra)等相融合。木犀園以中國(guó)十大名花之一的桂花(Osmanthusfragrans)為主調(diào)植物，引種的木犀科還包括丁香屬如紫丁香(Syringaoblata)以及女貞屬如金森女貞(Ligustrumjaponicum)等。松柏園選擇具有適應(yīng)性強(qiáng)、耐寒耐旱等優(yōu)良特性的針葉樹，包括松柏杉三大亞科的植物。木蘭園選用我國(guó)開發(fā)較早的優(yōu)良園林綠化樹種之一的木蘭科植物，主要包括木蘭屬、含笑屬和鵝掌楸屬。豆科植物栽植區(qū)主要選取一些觀賞價(jià)值較高的豆科植物，如云實(shí)亞科的云實(shí)(Caesalpiniadecapetala)和紫荊(Cercischinensis)，含羞草亞科的合歡(Albiziajulibrissin)以及蝶形花亞科的香花槐(Robiniapseudoacacia)等[7]。

秋林觀賞區(qū)位于樹木園中部，著重表現(xiàn)季節(jié)性轉(zhuǎn)變明顯的秋葉樹種如雞爪槭(Acerpalmatum)、火炬樹(Rhustyphina)和楓香(Liquidambarformosana)等。調(diào)查研究表明，超過80%的游人表示對(duì)藥用植物感興趣，草藥觀賞區(qū)以人們對(duì)中草藥、藥用植物的興趣為主，既注意藥用植物的科普，也對(duì)藥用植物景觀配置，種植高大喬木如杜仲(Eucommiaulmoides)，低矮灌木如金銀木(Loniceramaackii)，以及藥用觀賞植物如棗樹(Ziziphusjujuba)、芍藥(Paeonialactiflora)、枇杷(Eriobotryajaponica)等相互搭配[8]。水生植物栽植區(qū)以自然式的水體結(jié)合卵石駁岸，水中栽植水生植物如挺水植物荷花(Nelumbonucifera)，浮水植物睡蓮(Nymphaeatetragona)，沉水植物狐尾藻(Myriophyllumverticillatum)。水邊種植親水植物如楓楊(Pterocaryastenoptera)、烏桕(Sapiumsebiferum)、檉柳(Tamarixchinensis)等。草本花卉觀賞區(qū)包括觀賞草大類和宿根花卉兩大類，其中宿根花卉有玉簪(Hostaplantaginea)、銀葉菊(Jacobaeamaritima)等，觀賞草類植物有細(xì)葉芒(Miscanthussinensis)、粉黛亂子草(Muhlenbergiacapillaris)等。

圖2 植物栽植分區(qū)Fig.2 Plant planting zone map

3.1.2 專類園分區(qū) 為增加科普效果，樹木園中設(shè)置植物專類園對(duì)北方地區(qū)生長(zhǎng)良好的常見5類開花植物分區(qū)栽植，在展示品種多樣性的同時(shí)營(yíng)造突出的季節(jié)主題景觀。海棠園突出展示海棠的花色、葉色、果實(shí)、枝干、樹型，栽植的海棠包括“海棠四品”中的貼梗海棠(Chaenomelesspeciosa)、木瓜海棠(C.cathayensis)、西府海棠(Malusmicromalus)、垂絲海棠(M.halliana)，并合理搭配其他常綠植物如桂花、女貞等[9]。牡丹園是我國(guó)植物園中常見的專類園，能夠彰顯我國(guó)輝煌燦爛的牡丹文化底蘊(yùn)，現(xiàn)栽植于牡丹園的主要品種有8個(gè)，主要為白雪塔(Paeoniasuffruticosa‘Andrews’)、矮牡丹(P.suffruticosavar.spontanea)等[10]。月季園場(chǎng)地內(nèi)按品種、顏色、形態(tài)特征分區(qū)種植，在扇形區(qū)域內(nèi)形成有規(guī)律的色彩區(qū)塊，主要品種有香水月季(Rosaodorata)、鉆石月季(R.chinensisminima)等。梅園作為冬季和早春開花的植物以增添冬季的一抹風(fēng)采，彰顯其迎風(fēng)傲骨、不畏嚴(yán)寒的高貴品質(zhì)，栽植引種的梅品種有杏梅(Rosaodorata)、龍游梅(Armeniacamume)等。桃園以我國(guó)本土植物桃樹為主景植物，種植的觀賞性桃主要有山桃(A.davidiana)、碧桃(Amygdaluspersica)等。

3.1.3 游憩功能分區(qū) 老年活動(dòng)區(qū)位于場(chǎng)地中相對(duì)空曠安靜的西北角，硬質(zhì)廣場(chǎng)中央放置假山置石，外圍設(shè)置座椅。在公園中為老年群體提供日常鍛煉、休閑游憩的場(chǎng)所，將成為支撐健康中國(guó)建設(shè)的重要保證[11]。區(qū)內(nèi)多種植樹形挺拔優(yōu)美的大喬木如楊柳科植物，搭配藤本植物如扶芳藤(Euonymusfortunei)等，滿足老年人的活動(dòng)觀賞訴求。

兒童活動(dòng)區(qū)設(shè)置于場(chǎng)地西側(cè)，其設(shè)施從宏觀和微觀2個(gè)方面考慮。宏觀層面考慮設(shè)施的材質(zhì)和多樣性，如沙石水土等，以激發(fā)兒童的創(chuàng)造力。微觀層面而言，考慮設(shè)施的安全性、尺度、色彩及人文關(guān)懷[12]。薔薇科不僅在樹種數(shù)量上較多,而且在不同花型、花色和花期分布上較為廣泛,考慮到兒童對(duì)于色彩的感知和對(duì)新鮮事物的探索，將園內(nèi)薔薇科植物區(qū)置于此處，引種栽植觀花植物有山楂(Crataeguspinnatifida)等[13]。

文化娛樂區(qū)位于東門主入口處，在植物配置和設(shè)施布置上凸顯關(guān)中地區(qū)的植物特色和地域文化。場(chǎng)地中布置植物主題的地雕，在豐富地面鋪裝的同時(shí)達(dá)到科普教育的目的，所選植物分別為6類：地衣、蕨類、菌類、苔蘚、藻類和種子植物，12科：百合科、柏科、豆科、禾本科、菊科、木蘭科、木犀科、械樹科、薔薇科、忍冬科、松科、小檗科。

3.2 游覽路徑規(guī)劃

科學(xué)合理的游覽路線能讓游客在花費(fèi)較短的時(shí)間、路程代價(jià)下獲得更佳的游覽體驗(yàn)[14]。在樹木園中，一級(jí)園路和二級(jí)園路將主要的景觀節(jié)點(diǎn)和植物種植區(qū)域串聯(lián)起來形成環(huán)形圈狀多層次景觀帶，也有利于生物多樣性的展示(圖3)。

圖3 游覽路徑規(guī)劃Fig.3 Tour path planning map

3.3 生物多樣性解說系統(tǒng)

目前，我國(guó)公眾對(duì)植物園功能定位和形象認(rèn)知仍然不足[15]。為提高公眾對(duì)于生物多樣性的認(rèn)知，園中對(duì)每一個(gè)栽植區(qū)和專類園設(shè)置一個(gè)標(biāo)識(shí)牌，為綜合區(qū)域內(nèi)總科屬進(jìn)行整體介紹。對(duì)于園中的每種植物均制作展示牌，標(biāo)明植物名稱、拉丁名、科屬和產(chǎn)地信息，公眾可通過掃描展示牌上的二維碼獲取更詳細(xì)的植物信息和圖像(圖4)。

圖4 植物標(biāo)識(shí)Fig.4 Plant logo

4 基于生物多樣性提升的楊凌樹木園植物景觀設(shè)計(jì)

城市公園中展示生物多樣性的營(yíng)造要從生境多樣性、物種多樣性、視覺感受多樣性3個(gè)方面入手[16]。楊凌樹木園以生境多樣性為基礎(chǔ)，依次營(yíng)造植物多樣性、群落多樣性和景觀多樣性，進(jìn)而形成豐富的植物空間和游憩活動(dòng)場(chǎng)所[17]。

4.1 生境多樣性營(yíng)造

生境多樣性是植物多樣性的基礎(chǔ)，楊凌樹木園營(yíng)造旱生生境、水生生境、陰生生境等類型，為生物多樣性的營(yíng)造創(chuàng)造了豐富的條件[18]。旱生生境通過地形抬升土地，使地形頂部地表徑流減少，形成旱生環(huán)境。水生生境通過園中的水體營(yíng)建而形成，水面的濕生生境為挺水、浮水和沉水植物創(chuàng)造生存條件；水岸為半濕生生境，為喜濕植物營(yíng)造生境。陰生生境遍布全園，主要由高大的喬木遮蔭而成，分為全陰生和半陰生生境。全陰生生境如栓皮櫟(Quercusvariabilis)、大花四照花(Cornusflorida)營(yíng)造的密林，其下種植喜陰的麥冬(Ophiopogonjaponicus)，半陰生境如油松(Pinustabuliformis)的林下空間，則種植陰生植物佛甲草(Sedumlineare)。

4.2 群落多樣性設(shè)計(jì)

植物群落既是生物多樣性的載體，又是城市公園發(fā)揮其生態(tài)作用的主體。研究表明，公園林地最大斑塊指數(shù)的增加有利于提高鳥類物種數(shù)[19-20]，大面積的公園綠地能維持大量的昆蟲與土壤動(dòng)物[21-22]。楊凌樹木園充分利用植物多樣性，通過多層結(jié)構(gòu)的營(yíng)造豐富植物群落。喬灌草結(jié)合了不同高度空間，且從其觀賞季節(jié)和生態(tài)習(xí)性綜合考慮，營(yíng)造四季有景可觀，生態(tài)環(huán)境良好，生物多樣的植物群落，在種植設(shè)計(jì)上高低錯(cuò)落，常綠與落葉搭配，再以彩色葉、春色葉、常色葉與秋色葉等點(diǎn)綴(表1)。

為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)楊凌樹木園的生物多樣性，選取16個(gè)典型群落，分別計(jì)算其Patrick指數(shù)(R)、Margalef指數(shù)(M)和Simpson指數(shù)(D)[23-24]。結(jié)果顯示，樹木園典型群落物種數(shù)、個(gè)體總數(shù)豐富，且木本植物與草本植物種類相當(dāng)，Patrick指數(shù)介于2～12，平均為5，Margalef指數(shù)介于0.12～1.47，平均為0.66；同時(shí)樹木園群落的組成結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，生物多樣性水平較高，Simpson指數(shù)介于0.01～0.75，平均達(dá)0.33(表1)。

4.3 景觀多樣性設(shè)計(jì)

4.3.1 湖岸景觀 水生植物兼具景觀與生態(tài)功能。在景觀功能方面，水生植物姿態(tài)優(yōu)美，植物本體以及水面倒影能夠豐富整個(gè)水景的結(jié)構(gòu)和色彩；生態(tài)功能方面，水生植物能夠涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)小氣候、降低環(huán)境噪聲[25]。楊凌樹木園將睡蓮、再力花(Thaliadealbata)等水生植物種植在湖岸和水上棧道的兩側(cè)，使景觀豐富度進(jìn)一步得到提升(圖5-圖6)。

表1 楊凌樹木園中的典型群落類型Table 1 Typical community types in the arboretum

4.3.2 密林景觀 基于對(duì)場(chǎng)地周邊環(huán)境、使用人群和植物園種植需要的分析，園中營(yíng)造密林空間。將園中的高大喬木、竹類等集中栽植，形成喬木林和竹林等密林景觀，布置于臨近道路、靜養(yǎng)休憩空間等位置，發(fā)揮出分割空間、降低噪聲、創(chuàng)造蔭蔽環(huán)境等功能。

4.3.3 陽(yáng)光草地 與密林空間相對(duì)應(yīng)，園中多處散布陽(yáng)光草坪，創(chuàng)造開敞空間。草坪與周圍的水體、廣場(chǎng)等臨近布置，共同形成開闊的視覺體驗(yàn)；與密林、疏林等臨近布置，形成疏密有致的空間對(duì)比。園中多種植冷季型草坪草如高羊茅(Festucaelata)和早熟禾(Poaannua)等，暖季型草坪草為狗牙根屬的百慕大品種。

4.3.4 草本花境 花境通過運(yùn)用藝術(shù)的手法既表現(xiàn)了植物形態(tài)、色彩、季相的個(gè)體之美，也體現(xiàn)出自然組合群體美[26]。在樹木園東側(cè)一級(jí)道路路邊設(shè)置多年生草本花境，搭配礬根(Heucheramicrantha)、歐石竹(Carthusianpink)、銀葉菊、美女櫻等植物；在老年人活動(dòng)區(qū)布置觀賞草花境，搭配矮蒲葦(Cortaderiaselloana)和細(xì)葉芒(Miscanthussinensis)、粉黛亂子草等。

4.4 動(dòng)物多樣性的招引設(shè)計(jì)

動(dòng)物多樣性是生物多樣性的重要組成部分，城市中常見的動(dòng)物包括無脊椎動(dòng)物、鳥類和小型哺乳動(dòng)物等，不僅可以讓城市景觀更富靈性，而且能夠促進(jìn)城市生態(tài)系統(tǒng)的完整性。相對(duì)于外來引種植物，鄉(xiāng)土植物作為食物、棲息地，還是作為營(yíng)巢地，都更容易被鳥類所接受，鄉(xiāng)土植物的果實(shí)成熟期也往往與鳥類遷徙期相近。樹木園中種植了珍珠梅(Sorbariasorbifolia)、紫穗槐(Amorphafruticosa)、胡枝子(Lespedezabicolor)等28種鳥嗜植物，通過植物景觀的營(yíng)造間接吸引動(dòng)物，如今樹木園已成為眾多鳥類的棲息地。

圖5 湖岸景觀(一)Fig.5 Lakeshore landscape(One)

圖6 湖岸景觀(二)Fig.6 Lakeshore landscape(Two)

5 結(jié)論與展望

楊凌樹木園在2009年初建之后，經(jīng)過了10余年的使用。2020年，針對(duì)樹木園在生物多樣性展示和游憩功能中暴露出的問題進(jìn)行了提升改造設(shè)計(jì)。目前，楊凌樹木園累計(jì)栽植植物351種，不僅是生物多樣性保護(hù)展示的重要場(chǎng)所，更是市民休閑游憩的好去處。實(shí)踐證明，生物多樣性的展示和游憩功能在城市公園的營(yíng)造中并非矛盾，二者可以相輔相成，相得益彰。城市公園可以充分利用生物多樣性營(yíng)造豐富的景觀，并在景觀多樣性的框架中展示植物的景觀、群落多樣性，保持景觀性和生態(tài)性長(zhǎng)效穩(wěn)定。同時(shí)，楊凌樹木園在城市生活中營(yíng)造了一個(gè)親近自然、提高城市生活質(zhì)量的空間，既能提高居民幸福感，又能提升社會(huì)效益，為科學(xué)普及、文化教育、娛樂交往提供了一個(gè)重要場(chǎng)所。

在未來，生物多樣性營(yíng)造仍將是城市植物園和公園生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)。楊凌樹木園通過實(shí)踐，探索出一條生物多樣性展示與游憩功能融合的現(xiàn)代城市公園規(guī)劃設(shè)計(jì)新路徑，其以植物園功能分區(qū)和樹木園融合的分區(qū)規(guī)劃思路，和以生境多樣性為條件，以植物多樣性為基礎(chǔ)營(yíng)造群落多樣性、景觀多樣性和動(dòng)物多樣性的設(shè)計(jì)思路，將對(duì)我國(guó)城市公園的營(yíng)造提供示范作用。