任斌斌,馮久瑩,李樹華
(1.北京市園林科學(xué)研究所,北京 100102;2.北京市林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院,北京 100013;3.清華大學(xué) 建筑學(xué)院,北京 100084)
隨著鄉(xiāng)土景觀營(yíng)造運(yùn)動(dòng)的興起,模擬自然植物群落的植物景觀設(shè)計(jì)也逐漸開始引起人們的重視[1-2]。通過(guò)研究分析某地區(qū)自然群落的基本類型、層次結(jié)構(gòu),從而有目的地借鑒該地區(qū)自然群落的景觀,在提高園林植物配植的科學(xué)性及藝術(shù)性,體現(xiàn)當(dāng)?shù)刂参锞坝^特色等方面,具有重要的意義[3]。穩(wěn)定的植物群落,病蟲害較少,可以降低養(yǎng)護(hù)成本[4];具有復(fù)層結(jié)構(gòu)的植物配植可以有效地提高城市綠地的生態(tài)效益[4-5];而富有地方特色的群落結(jié)構(gòu)則可以從植被的角度展現(xiàn)當(dāng)?shù)鼐坝^。面對(duì)迅猛的城市化進(jìn)程,自20世紀(jì)20年代起,國(guó)外的一些生物學(xué)家和景觀設(shè)計(jì)師就開始將綠地設(shè)計(jì)成與自然一致的植物生境和群落。20世紀(jì)60年代,德國(guó)生態(tài)學(xué)家蒂克遜(Tüxen)提出用地帶性的、潛在的植物種,按環(huán)境“頂級(jí)群落”原理建成生態(tài)綠地的理論要點(diǎn)。20世紀(jì)70年代,日本生態(tài)學(xué)家宮協(xié)昭創(chuàng)造了宮協(xié)造林法,該方法基于潛在自然植被和演替理論,采用鄉(xiāng)土樹種,模擬自然群落結(jié)構(gòu),進(jìn)行鄉(xiāng)土森林植被的營(yíng)建[6]。在中國(guó),進(jìn)行模擬自然群落的相關(guān)研究始于20世紀(jì)80年代[3,7]。進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著“宮脅造林法”在上海的試行[8],北京、武漢、吉林、山東等省市也開始在園林綠地建設(shè)和森林植被恢復(fù)中模擬建設(shè)地帶性植物群落[9-12]。邯鄲市位于河北省南端,地勢(shì)自西向東呈階梯狀下降,高差懸殊,海拔最高為1 898.7 m,最低32.7 m。氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,四季分明,年平均氣溫為13.5℃,年均降水量為565.2 mm。典型地帶性植被類型為暖溫帶落葉闊葉林。選擇邯鄲境內(nèi)摩天嶺作為自然植被的調(diào)查地點(diǎn),該區(qū)分布有大片天然次生林,是邯鄲地區(qū)園林植物造景“師法自然”的參考依據(jù)。
摩天嶺位于邯鄲地區(qū)武安市北部陽(yáng)鄄鄉(xiāng)境內(nèi)太行山南端,地理位置為36°59′N,113°48′E,呈西北—東南走向,最高海拔為1 747.5 m,總面積11 km2。該區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,年均氣溫為11.1℃,年均降水量為653.3 mm,土壤類型以褐土為主,高海拔地區(qū)有部分山地草甸土。植被以落葉闊葉林森林植被為主,也有少部分的灌叢和灌草叢[13-14]。
本研究于2007年8-10月進(jìn)行。采用生態(tài)學(xué)系統(tǒng)取樣法[15],對(duì)摩天嶺天然次生林進(jìn)行取樣,海拔范圍為1 200~1 700 m,海拔取樣間隔為50 m,同時(shí)考慮不同坡向,設(shè)置20 m×20 m的方形樣地(部分地段無(wú)法完成時(shí)則取10 m×20 m或10 m×10 m),共計(jì)24個(gè);采用打格子的方法將每個(gè)樣地分成4個(gè)10 m×10 m的樣方,共計(jì)90個(gè),調(diào)查喬木層;并在每個(gè)樣方內(nèi)設(shè)置1個(gè)5 m×5 m的灌木樣方調(diào)查灌木層和1個(gè)1 m×1 m的草本樣方調(diào)查草本層。
根據(jù)外業(yè)數(shù)據(jù),計(jì)算各植物在其所在層片中的相對(duì)重要值。喬木層和灌木層的相對(duì)重要值計(jì)算方法為:相對(duì)重要值=(相對(duì)頻度+相對(duì)多度+相對(duì)顯著度)/3。草本層的相對(duì)重要值計(jì)算方法為:相對(duì)重要值=(相對(duì)頻度+相對(duì)多度+相對(duì)蓋度+相對(duì)高度)/4。
根據(jù)所有群落中喬木層和灌木層植物的相對(duì)重要值,采用二元指示種分析方法(TWINSPAN)對(duì)群落進(jìn)行劃分[16]。
對(duì)摩天嶺樣方進(jìn)行TWINSPAN等級(jí)分類,結(jié)合調(diào)查區(qū)域的實(shí)際生態(tài)意義,合并部分具有相似種類組成的樣方,最終形成13組,結(jié)合分類將13組命名為13個(gè)植物群叢(表1和圖1)。
邯鄲地區(qū)為提高城市生物多樣性水平,在防護(hù)林和林植、片植手法的植物景觀營(yíng)造時(shí)可以從摩天嶺自然群落中得到借鑒,對(duì)它們進(jìn)行有目的的模擬,可以展現(xiàn)當(dāng)?shù)氐闹参锞坝^特色。在模擬過(guò)程中,以植物的生態(tài)習(xí)性為基礎(chǔ),創(chuàng)造地方風(fēng)格為前提,同時(shí)遵循以下方法:①自然性。本著遵循自然,向自然學(xué)習(xí)的理念,邯鄲地區(qū)園林植物景觀營(yíng)造所模擬和理念借鑒的對(duì)象為邯鄲摩天嶺自然植物群落。②科學(xué)性。具有邯鄲地區(qū)特色的植物景觀營(yíng)造,需要在科學(xué)的理念指導(dǎo)下完成。其植物種類以自然群落中的優(yōu)勢(shì)種和伴生種為主,同時(shí)考慮它們?cè)诔鞘兄械倪m應(yīng)性,必要時(shí)選擇與其相似的種類進(jìn)行替換。其中:?jiǎn)棠緦?,以群落中的?yōu)勢(shì)種構(gòu)建基本骨架,適當(dāng)配植伴生種;灌木層,以優(yōu)勢(shì)種和伴生種為主,參考自然群落的層次結(jié)構(gòu),以截取自然群落某一片段的形式,濃縮自然景觀的手法,營(yíng)造豐富的中層植物景觀;地被層,基本保留原有群落中草本層的優(yōu)勢(shì)種,同時(shí)根據(jù)不同的景觀和功能需求,配植相應(yīng)的群落伴生種、偶見種或者生態(tài)習(xí)性類似的替換種。③藝術(shù)性。模擬自然群落營(yíng)造人工植物景觀并不是對(duì)原有群落的照抄照搬。需要通過(guò)充分考慮其植物的色彩、體量、線條的搭配以及季相、林冠線、林緣線的變化等諸多要素,對(duì)自然群落進(jìn)行提煉和加工,使其在保持原有自然植物群落本質(zhì)的前提下,更具藝術(shù)性和實(shí)用性。按照上述方法,對(duì)13個(gè)自然群落進(jìn)行模擬,形成13個(gè)人工植物景觀配植模式(表2)。
圖1 摩天嶺森林群落90個(gè)樣方的TWINSPAN分類圖Figure 1 Dendrogram of the TWINSPAN classification of 90 quadrats in Mount Motianling
2.2.1 模擬“毛榛”模擬毛榛群叢,形成“槲櫟-毛榛+衛(wèi)矛-披針薹草”的配植模式,營(yíng)造防護(hù)林和水土保持林體系。上層空間,槲櫟枝條開展,形成骨架,中層毛榛和衛(wèi)矛進(jìn)行片植,下層以披針薹草鋪底,形成防風(fēng)林和高海拔地帶荒山恢復(fù)的基本模式。此外,衛(wèi)矛秋季葉色變紅,也可增添季相景觀。
2.2.2 模擬“鵝耳櫪+槲樹-連翹+灰栒子+土莊繡線菊-披針薹草” 形成“槲樹+北京丁香-連翹+灰栒子+土莊繡線菊-披針薹草”的配植模式。上層空間槲樹形成骨架,北京丁香點(diǎn)綴其中;中層空間,連翹、灰栒子、土莊繡線菊分別成叢種植,灰栒子、土莊繡線菊稍耐蔭配于林下,連翹喜光植于林緣,下層以披針薹草鋪底。三層植物相互搭配共同營(yíng)造春夏可賞花(連翹、土莊繡線菊、灰栒子、北京丁香次第開放)、秋可賞果(灰栒子)的三季植物景觀。此外,本模式所選植物均為耐瘠薄種類,因此,除了適于一般園林綠地之外,也可用作防護(hù)林。
2.2.3 模擬“鵝耳櫪-連翹-披針薹草” 形成“鵝耳櫪-連翹+衛(wèi)矛-披針薹草”的配植模式。上層以枝葉秀美的鵝耳櫪形成骨架;中層連翹成叢種植配于林緣,衛(wèi)矛植于林下,連翹早春開花,純式花相,盛開之時(shí),黃花一片,衛(wèi)矛秋葉變紅,為秋季增添景觀,豐富色彩。除了一般園林綠地外,該模式可應(yīng)用于水邊,春、秋季節(jié)黃色的連翹、紅色的衛(wèi)矛均與藍(lán)色的水面形成強(qiáng)烈的對(duì)比。
2.2.4 模擬“蒙椴-小花溲疏-披針薹草” 形成“蒙椴-小花溲疏+大花溲疏-披針薹草+玉竹”的配植模式。上層蒙椴形成骨架,中層片植小花溲疏和大花溲疏于林下,兩者花開白色,素雅繁密,大花溲疏花開春季,小花溲疏花開初夏,兩者花期相銜接,植物景觀相延續(xù);下層以披針薹草鋪底,玉竹作為耐蔭地被自然式群植于林下。此外,該模式中所用種類均為耐蔭植物,除了一般園林綠地外,可用于光照條件不好的小環(huán)境中,如建筑物北面、人工溝谷等。
2.2.5 模擬“鵝耳櫪-小花溲疏-披針薹草” 形成“鵝耳櫪+北京丁香-小花溲疏+東北茶藨子+沙(紅瑞木)-披針薹草”的配植模式。上層以鵝耳櫪形成骨架,北京丁香點(diǎn)綴其中;中層叢植小花溲疏作為主體,東北茶藨子、沙作相應(yīng)點(diǎn)綴,也可將沙替換為紅瑞木,下層以披針薹草鋪底,構(gòu)成四季景觀。春夏季節(jié),沙、小花溲疏、北京丁香的白色花朵次第開放;秋季,東北茶藨子果實(shí)紅艷,鵝耳櫪果穗奇特;冬季,萬(wàn)木凋零之時(shí),沙或紅瑞木的枝條紅艷醒目。
表1 摩天嶺植物群落樣地資料Table 1 Plots data of Mount Motianling
表1(續(xù))
表2 植物景觀配植模式及其主要特色Table 2 Model and characteristics of plant landscape design
2.2.6 模擬“核桃楸-連翹-披針薹草” 形成“核桃楸+北京丁香-連翹+土莊繡線菊-披針薹草”的配植模式,營(yíng)造春季有花(連翹、土莊繡線菊),夏季既有綠蔭(核桃楸),又有濃香(北京丁香)的植物景觀。上層空間,核桃楸樹冠開展,枝大蔭濃,形成主體,北京丁香樹冠圓整,稍作點(diǎn)綴;中層空間土莊繡線菊植于林下,連翹植于林緣,兩者枝條開展而下垂,形成統(tǒng)一,此外,兩者一開白花,一開黃花,色彩豐富;下層空間以披針薹草鋪底。
2.2.7 模擬“山桃-連翹-披針薹草” 模擬“山桃-連翹-披針薹草”,形成“山桃+山杏-連翹-披針薹草”的配植模式,營(yíng)造早春植物景觀。上層空間中,山桃、山杏群植,早春次第開放,花色淡雅;中層空間中,叢植連翹,花開黃色,豐富色彩。該配植模式適用于微地形之上,也可于上層空間增添絳柳配置于水邊。
2.2.8 模擬“三椏繡線菊-披針薹草”和“鵝耳櫪-三椏繡線菊-披針薹草” 形成“鵝耳櫪-三椏繡線菊+六道木-披針薹草”的配植模式。上層以鵝耳櫪形成骨架,中層三椏繡線菊花開春季,六道木則從晚春至仲秋,花開不斷,三者共同營(yíng)造春、夏、秋三季景觀。
2.2.9 模擬“山楊-連翹-披針薹草” ①山楊+北京丁香-連翹+三椏繡線菊-披針薹草。上層空間,以山楊為主體形成疏林,北京丁香為亞喬木層點(diǎn)綴其中。一方面,兩者搭配能夠形成富有變化的林冠線,再一方面,山楊速生,北京丁香生長(zhǎng)速度中等偏慢,壽命較長(zhǎng),兩者也兼顧了近遠(yuǎn)期的景觀效果;中層空間選擇三椏繡線菊植于林下,連翹配于林緣;披針薹草為下層。此外,該種模式也可應(yīng)用于道路綠地,山楊、北京丁香間植列于道路兩側(cè),其下配植三椏繡線菊和連翹。②山楊+槲櫟-連翹+三椏繡線菊+土莊繡線菊+披針薹草。以山楊、槲櫟為上層,連翹、三椏繡線菊、土莊繡線菊為中層,披針薹草為下層,構(gòu)建具有復(fù)層結(jié)構(gòu)的防風(fēng)林體系。
2.2.10 模擬“鵝耳櫪-多花胡枝子-披針薹草” 形成“鵝耳櫪-多花胡枝子+秋胡頹子+三椏繡線菊-披針薹草”的配植模式,選擇鵝耳櫪形成上層骨架,叢植的多花胡枝子為中層主體,三椏繡線菊、秋胡頹子點(diǎn)綴其中,下層以披針薹草鋪底。該模式春可賞花(多花胡枝子、三椏繡線菊),秋可賞果(秋胡頹子),具有明顯的季相變化。
2.2.11 模擬“槲櫟-胡枝子-黃背草” 形成“槲櫟-胡枝子+小葉鼠李-黃背草”的配植模式。以槲櫟為上層,胡枝子、小葉鼠李為中層,黃背草為下層,構(gòu)建具有復(fù)層結(jié)構(gòu)的防風(fēng)林體系。
2.2.12 模擬“胡枝子-披針薹草” 形成“胡枝子-披針薹草”的配植模式。該模式主要應(yīng)用于土層薄的荒山早期修復(fù),可用于寸草不生的開采地、荒山等立地條件,這種模式起到先鋒群落和水土保持的作用。
本研究采用系統(tǒng)取樣法和二元指示種分析方法(TWINSPAN)對(duì)邯鄲摩天嶺森林植被進(jìn)行植被調(diào)查和分析,獲得13個(gè)自然植物群叢;通過(guò)分析各個(gè)群叢的層次結(jié)構(gòu)和外部特征,選用群叢中的優(yōu)勢(shì)種和伴生種構(gòu)建骨架,對(duì)自然群叢進(jìn)行模擬,最終形成13個(gè)具有當(dāng)?shù)靥厣闹参锞坝^配植模式。
目前,在中國(guó)大多數(shù)城市的防護(hù)林地和以林植、片植等手法進(jìn)行配植的城市綠地中,普遍存在著植物種類單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和景觀單調(diào)的問(wèn)題。種植結(jié)構(gòu)多以單層喬木為主,間或出現(xiàn)喬-草結(jié)構(gòu),垂直結(jié)構(gòu)普遍缺少層次;栽植形式通常采用以一定株行距的苗圃式栽植,造成林冠線、林緣線等單調(diào)乏味,缺乏變化;在防護(hù)林中,植物種類通常單一采取楊屬、柳屬植物進(jìn)行栽植,缺乏季相變化和景觀效果?;谀M自然群落而進(jìn)行的植物景觀設(shè)計(jì),為解決上述問(wèn)題和建設(shè)城市生態(tài)園林提供了一條新的途徑。一方面,根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及植物自然群落的組合規(guī)律、結(jié)構(gòu)特征組成的植物配植模式,能夠在滿足各自生態(tài)位的基礎(chǔ)上,充分利用空間資源,發(fā)揮出城市綠地的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。另一方面,選用自然群落中優(yōu)勢(shì)種和伴生種構(gòu)建的配植模式,植物種類豐富,能夠展現(xiàn)出豐富的季相變化和景觀效果,同時(shí),大量鄉(xiāng)土植物的應(yīng)用也展現(xiàn)了濃郁的景觀特色。
模擬自然群落進(jìn)行植物景觀建設(shè)的推進(jìn)和實(shí)現(xiàn),其關(guān)鍵點(diǎn)在于植物材料的供給。一方面,本研究的自然植物群落調(diào)查點(diǎn)處于1 000 m以上的高海拔區(qū)域,鵝耳櫪、六道木、沙等部分種類喜冷涼氣候,對(duì)平原地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有一個(gè)適應(yīng)過(guò)程,因此,植物的引種馴化成為必要;另一方面,也有部分植物種類處于已經(jīng)被成功馴化但尚未被充分利用和推向市場(chǎng)的狀態(tài),如大花溲疏、小花溲疏、土莊繡線菊、三椏繡線菊等早在20世紀(jì)八九十年代就被提出應(yīng)當(dāng)作為耐蔭下木進(jìn)行大力推廣和應(yīng)用[7],其引種馴化工作早已完成,但由于市場(chǎng)的滯后性及與科研的脫節(jié),大量的苗圃生產(chǎn)并未就此展開,目前僅在植物園等科研、科普單位能見到它們的身影,因此,做好專家學(xué)者與市場(chǎng)的銜接工作成為關(guān)鍵。
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浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)2011年6期