西北城市綠色基礎設施的植物群落景觀營建

鮑 璇 李 雪 張 昕 劉 暉

在降水稀少、氣候干旱的西北地區，水分是決定植被類型及分布的主導因素。在城市建設過程中，不同的立地條件、人為干預對水文條件的優化，產生不同于自然環境的多樣生境，為城市綠色基礎設施的植物景觀多樣化營建創造了可能性?；凇吧?植物群落”設計模式，針對場地生境類型選擇人工營建的植物群落及景觀類型，探索適宜的建植與維護管理方法，為城市綠色基礎設施可持續植物景觀的營建提供參考途徑。

西北城市；綠色基礎設施；生境營造；人工植物群落；景觀營建

1 西北城市綠色基礎設施植物景觀營建背景

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

城市綠地建設是改善西北城市環境的重要途徑，其在城市化過程、城市生態建設的推動下不斷發展，但仍存在不容忽視的問題，主要表現在：（1）追求整齊、速生的景觀效果所帶來的植物景觀多樣性降低、物種單一等問題；（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[3-4]。

綠色基礎設施被定義為“自然生命的支持系統”，包含所有城市周邊及內部的綠色開放空間，構成城市生態系統服務的供給體系[5]，被證實能夠從多尺度、多層面緩解城市建設過程中出現的生態問題，為城市建立新的生態系統提供可能性[3,6]。植物與水土資源是影響西北城市可持續發展的關鍵因素，綠色基礎設施可以改善城市環境、保護并維持城市生態安全，基于綠色基礎設施的植物景觀營建，必定具備更高的生物多樣性、低水資源消耗、低維護管理需求等特征。

2 西北城市綠色基礎設施植物景觀類型

決定植被在地球表面分布的主導控制因素是熱量和水分[2]。尤其在西北地區，水資源稀缺，水分更是決定植被類型及分布的主導因素。在區域大氣候影響下，西北地區主要分布由旱生植物和超旱生植物組成的草原和荒漠，這是西北地區的地帶性植被，反映了地區的典型群落類型[5]，但在西北山地、河流等擁有相對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]。

生境是生物有機體占據空間范圍內全部環境條件的總稱。植物群落的形成往往是環境篩選的結果，不同群落形成不同植被及植物景觀。城市的自然環境條件主要由區域氣候決定，但在城市建設過程中，地形豎向的改變、不透水下墊面的鋪設、建筑和道路等人工設施建設以及人為活動，往往對場地日照、水文、土壤、小氣候等生境條件帶來影響，人為活動帶來的水源補給甚至優化了場地水文，改變了場地生境條件，從而產生不同于自然環境的多樣性生境，為在城市環境中營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]。

針對城市環境中因人工干預而具備不同水分條件的場地生境，按照植物群落結構及景觀特征，西北城市綠色基礎設施中通過人工營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，群落層次結構較為復雜，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 人工植物群落營建理論及方法

城市中人工干預影響下產生的多樣性生境為植物景觀多樣性提供了基礎，以群落生態學理論為依據的人工群落營建模式，則為低資源消耗、低維護需求的綠色基礎設施可持續性植物景觀的營建提供了可行的途徑。作為生境篩選的結果，相應生境下形成的植物群落必然具備良好的適應性，對外表現為環境的高適應性與低資源消耗，對內表現為群落的高自我協調能力與相對穩定狀態的維持能力，并且相似生境下的植物群落在群落結構、物種組成、群落外觀上往往表現出某些共性[10]，這一點不僅適用于自然環境，也同樣適用于城市環境。因此，基于群落生態學理論的“生境+植物群落”設計模式，即是通過對場地內環境因子的調查判斷其生境條件，以場地原生群落及相似生境下的植物群落作為依據，進行群落類型選擇、營建及維護管理的人工植物群落設計模式[8]。

3.1 場地生境調查

生境調查是進行植物群落設計的基礎，調查內容包括場地自然條件及規劃建設條件。通過對場地日照、風、土壤、水文、原生植物群落等自然條件信息的分析，判斷場地所含的生境條件及生境類型；通過用地性質、人為干預程度等規劃建設條件，確定人工營建群落建植后所需的人工維護管理方式及管理程度。

3.2 群落類型確定

以場地生境特征、原生植物群落及人工干預（通過場地設計進行生境優化及植物建植后維護管理）程度為基礎，結合功能及景觀需求，以當地自然環境中相似生境下的植物群落作為依據，確定適宜的人工營建植物群落及景觀類型。作為依據的植物群落，其參考價值不僅存在于群落類型的選取，也存在于群落垂直分層結構與平面布局、物種組成、物種數量、各物種占比、覆蓋度等各個方面，可以稱之為人工營建植物群落的“原型”群落。植物群落是植物的同住結合，由一定的植物物種成群生長形成明顯的群集。自然界中的相同環境下，相同的植物物種結合會重復出現[10]。基于植物群落在相似生境下表現出某些共性的特征，通過對“原型”群落的解讀，可以為適生于場地生境的人工群落提供一個基本設計框架。群落結構、布局、植物物種組成等信息解釋了群落與外部生境、群落內植物與植物之間的關系，有助于建立人工營建群落中各要素之間的生態關聯，提高人工群落的環境適應性、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建群落的高覆蓋度，一定程度上也會降低群落的穩定性及可持續性。

3.3 植物選擇

在參考相應“原型”群落物種組成的同時，也應依據群落所包含的種數、各植物種所屬分層及所占比例，進行人工群落的植物選擇及配置?！霸汀比郝渌泥l土植物種作為優先選項，配置對應于“原型”群落的所屬群落分層與平面布局位置，結合景觀功能需求及當地苗木市場狀況，也可選用具備優良生物學特性的園林物種進行替代。適應當地自然氣候、適生場地生境、低維護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相應的生態位，這既與園林植物在群落中所配置的分層與位置相關，也與植物本身的形態、習性、競爭能力、物候規律相關，因此，所選擇的園林物種應盡量具備與其所替代植物種相似的習性與形態特征。

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地，群落以人工栽植形成的平面布局、垂直空間為基礎建立植株之間的種間關系，在群落生長過程中逐漸發展直至穩定。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行組織，具備隨機性，種間關系的建立存在于播種后植物成長為完整個體的整個過程中，當群落形成時已經經歷物種之間的競爭與篩選，趨近于現階段的相對穩定狀態。

3.5 維護管理

基于上述步驟所建立的植物群落，自身具備的場地適應性在一定程度上降低了水、肥等人工維護的需求。對于必須要進行人為干預的植物群落，可以采取不同的管理方式。如對于具備清晰垂直結構的植物群落，可以各垂直分層作為單位進行分層式管理，重點關注這一層級的植物與該群落中上下層級之間的關系，在不影響群落結構變化的前提下，同一層級中所含的物種、種數、植株分布、植株數量允許出現由于種間關系調整而產生的波動。對于垂直結構復雜、群落中大多數物種具有等價生產力、植株個體表達不清晰的群落，可以采用統一的措施對群落中的所有個體進行管理，如以草本植物為主的群落，采取在同一時間對群落整體修剪或刈割的方式進行管理維護[11]。

在“生境+植物群落”模式下，植物群落的生態關系貫穿了整個設計過程，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）之間，這種生態關系的構建從群落選擇到建植的人工干預管理方式，影響人工植物群落營建的各個層面。

4 不同景觀類型的人工植物群落營建

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地水資源承載力前提下具備灌溉能力的場地。在植物選擇上，首選具備速生、生物產量高等特征的耐旱樹種，林地景觀樹種不建議選用那些在干旱條件下會快速消耗土壤中的水分以維持其自身生長，從而產生土壤貯水被過度消耗形成“土壤干層”隱患的物種，即便要用，也不能在整個林地景觀群落內占據過高比例。這一類型按照結構及物種組成，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，針對不同群落分層也可結合種子播種的方式進行建植，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構，維護采用分層管理的方式，保持良好的群落分層與空間結構。

4.2 灌叢景觀

以低分枝的叢生灌木作為群落的優勢種，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、干旱的場地，以及有水土保持、固土護坡、污染物攔截等需求的場地。建植方式以成苗栽植為主。維護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勢種，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的場地。西北地區季節性降水、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過度消耗土壤水分，所以這一類型植物群落配置時，需要控制此類植物的種植比例。建植方式以種子播種為主。維護方式上采用統一措施進行管理，對于大面積、低維護能力的場地，在群落生長至相對穩定的狀態后，維護方式可以簡單至每年修剪或刈割1至2次，而不再進行其他的管理和干預（圖1）。

1. 以“生境+植物群落”人工植物群落營建方式營造的草甸景觀

4.4 濕地景觀

人工營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，西北地區自然湖泊濕地、河流濕地的植被都表現出沿岸呈帶狀分布的特征，人工營建的濕地植被分布也應符合這一特征，宜采取水下圍網、水下種植池等方式控制水生植物生長，避免水域被過度覆蓋。存在人工駁岸的區域，結合駁岸類型、構造、覆土深度布置種植池進行水生植物種植，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，在維持岸坡穩定、攔截污染物的同時，也可作為部分動物的棲息場所。建植方式以成苗栽植為主。維護管理上采用統一措施，對水生植物進行定期修剪等干預性方式，作為棲息場所的種植區應降低養護干擾，維護頻率可以降低至每年修剪或刈割1至2次。

綜合上述內容，針對不同植物景觀類型，人工群落的營建方式可在表1中進行相互對應。

表1 不同植物景觀類型的人工群落營建方式對應表

5 結語

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及分布的主導因素，城市化建設及人為干預過程為城市環境營造了不同于自然的水分條件及生境場地，為在城市綠地基礎設施場地尺度下營造多樣性的植物群落及景觀類型提供了基礎?；谏澈椭参锶郝淦ヅ潢P系的生態學理論，對適宜城市的人工植物群落進行類型劃分及相應營建方法研究，有助于推動西北城市人工干預影響下新的生態過程的建立。