陳晰

風景園林學是一門古老而年輕的學科。作為人類文明的重要載體,園林已經有數千年的歷史。而作為一門現代學科,風景園林學的前端研究與全人類的生存緊密相連,成為探索人與自然和諧共生的科學和藝術。
南京林業大學風景園林學院青年教師圣倩倩,將科研目標瞄準國家需求,努力為綠色發展、促進人與自然和諧共生、提升城鄉綠色高質量發展和助力中國式現代化建設貢獻青年力量。
五月初的江南,到處生機盎然。圣倩倩帶領學生來到上海植物園,身處美麗的綠地景觀,為學生講解其中的科學知識和藝術價值。“沒有科學的藝術是盲目的,沒有藝術的科學是蒼白的。”圣倩倩對學生說。
對于南京林業大學風景園林學院的學生來說,“走出校門去上課”已經成為日常。圣倩倩介紹,風景園林植物學這門課程面向風景園林專業大二學生,也是本科四年唯一一門與植物有關的課程。這門課程既要給學生講授風景園林植物的基礎理論知識,又要培養學生園林綠化實際應用能力及前瞻性思維。如何把這門課上好,圣倩倩進行了深入思考。
“風景園林植物學這門課,其中有一個環節就是讓學生了解植物的生態功能,抗污染就是植物的生態功能之一。結合我們之前做過的關于交通污染物二氧化氮對植物影響的相關研究及市面儀器現狀,我想到怎樣能夠通過定量化的裝置來進行植物對二氧化氮的抗性研究。”圍繞這樣的目標,圣倩倩和團隊一起研發了一款智能化人工熏氣系統,通過裝置系統中的傳感器,能夠實時監測熏氣室里二氧化氮的濃度,并且通過云平臺把數據傳輸到手機和電腦上。后來,裝置系統又經過了迭代更新,體積更大,并加入了質量流量控制器,對裝置系統中的二氧化氮能夠實現定時分區監測。
圣倩倩介紹,通過這個熏氣裝置系統,可以觀察到植物受到二氧化氮熏氣后的形態、解剖結構、生理和代謝變化。比如在低濃度的環境下,能夠明顯地看到整個植株變綠變高,生長更加健康;而在高濃度的二氧化氮熏氣條件下,植物不僅不會變高、變大、變綠,葉片上還會出現一些褐色斑點,甚至整個植物葉片都會出現失綠、脫綠等受害癥狀。“在觀察的基礎上,我們通過掃描電鏡等儀器去觀測葉片內部結構的變化。再次從分子機理層面去研究二氧化氮進入到植物葉片里面以后,產生了哪些影響代謝通路的關鍵因素,把這些因素找出來以后,下一步要做的就是跟植物基因組進行匹配,看看是哪些基因表達影響了這些代謝。”圣倩倩介紹。
通過這個熏氣裝置系統,把書本中抽象的概念理論轉化為可視化的操作,讓學生對植物的生態功能有了更加深入的理解,這項成果獲得了全國高校教師教學創新大賽(自制儀器)一等獎。以該研究成果作為支撐,圣倩倩和團隊編寫了《風景園林植物學》新形態教材。這門課不僅成為受學生歡迎的“明星”課程,還獲得了全國高校教師教學創新大賽三等獎、江蘇省高校教師教學創新大賽特等獎、獲評江蘇省“一流課程”。
圣倩倩的教學、科研齊頭并進,在她看來,兩者相互促進,相輔相成。“在教學中把團隊的相關研究成果以故事的形式反哺到教學中,跟學生進行分享,讓課程內容更生動、貼近生活,讓學生感興趣,這個傳遞輸出的過程,其實也是讓自己思考的一個過程。在教學過程中也會因學生提出來的實際問題,反過來促進科學研究。”
1989年出生的圣倩倩是安徽蚌埠人。2009年填報高考志愿的時候,她聽從家里長輩的建議,選擇了南京林業大學林學(樹木及觀賞植物保護)專業。從入學時的懵懂,到隨著學習的深入,對林學逐漸產生濃厚的興趣,圣倩倩說,“我很慶幸自己選擇了林學,因為在這個領域的學習中充滿了樂趣。這是一個跟實踐緊密關聯的專業,除了學習理論,還有很多實踐調研的環節,每次調研都會給我一些新的啟發。”
研究生期間,圣倩倩選擇了園林植物與觀賞園藝方向。“我覺得女孩子隨著年齡的增長,會對家庭投入更多的時間和精力,所以在年輕的時候盡量多讀書,盡可能地多積累。”抱著這樣的想法,圣倩倩一路深造,研究生畢業后繼續攻讀博士學位,赴美國得州農工大學做訪問學者,博士畢業后留校任教,同時也是南京林業大學曹福亮院士的在職博士后。
圣倩倩介紹,風景園林學是一門綜合學科,涉及植物學、建筑學、美學、設計學、生態學等諸多領域,需要學習和積累的東西很多。研究植物的時候,不但要從植物學的角度來研究它的分類、特性、栽培方法等,還要研究它背后的文化。比如牡丹,象征著雍容、富貴。想要全面地了解牡丹,要去讀關于牡丹的詩詞歌賦,體會其中的審美與情感。還要常去美術館、博物館,看牡丹題材的畫作,觀察畫家在畫牡丹的時候,是如何與建筑、山石等進行搭配的。這些文化的要素,在做綠地配置的時候,也是要重點關注的。
圣倩倩說,選擇了園林這個專業,一輩子跟植物打交道,它們已經融入了自己的生活,這些花草樹木的品格,仿佛都在不知不覺中內化為自己的人生信條,在影響著自己。
在圣倩倩看來,植物是自然給予人類的饋贈,也是生態環境建設中的核心要素。植物不僅美化環境,還起著調節氣候、改善空氣質量等重要作用。隨著科技的發展,通過分子標記、基因編輯、種質改良等技術手段,培育出了更具觀賞性、適應性強的植物新品種,為生態宜居環境營造提供了更多的選擇。
近年來,圣倩倩和團隊圍繞銀杏、香水蓮花、鵝耳櫪、三角梅等觀賞植物的系統發育、類群起源、抗性生理、繁殖栽培和產業利用等方面開展了系統的研究工作。比如金葉銀杏,以其獨特的春季金黃葉片受到人們的喜愛,不僅用于園林綠化美化,還可以提取其葉片中的有效成分,用于醫藥和保健品。“通過對這些園林植物種質資源深入挖掘和利用,可以推動農林產業鏈的創新發展,實現資源的最大化利用。”圣倩倩說。此外,她和課題組也研究園林植物的生態適應能力和吸收污染物的特性,利用園林植物的合理配置維持城市生態平衡,改善居住環境。如上文中提到的智能化人工熏氣系統,可以探究觀賞植物對空氣污染物的抗逆性,為城市道路綠地定向治理氮污染物的植物景觀設計提供了重要的實踐探索依據。課題組還圍繞城市道路綠化景觀再設計的理論與方法開展研究,結合景觀塑造與感知交互、園林美學與生態設計的理念,努力推動植物配置模式的科學化發展。
圣倩倩介紹,隨著城市化進程的加速,城市綠地生態功能減弱、綠地規劃設計不合理、管理部門信息共享不暢等問題日益凸顯,制約著城市綠地的生態效益發揮和城鄉綠地的協同發展。針對這些問題,她和團隊力求重構生態效益測度體系,持續豐富和拓展生態效益評價理論,提出了城市綠地生態效益的綜合評價體系,多維度、多層次地研究了城市綠地的動態變化規律,構建城市綠地協同發展的實踐范式,提出了跨部門、跨層級、跨區域的協同機制和路徑,促進了城鄉綠地的協同發展和高質量發展。他們將物聯網、大數據、云計算和人工智能技術結合園林植物研究,運用大數據分析,研究園林植物全生命周期養護管理與產業化應用推廣,建立園林植物景觀管理與評價體系,采用智能傳感器和數據分析技術實時監測植物健康狀況,提高疾病診斷的準確性和治理的效率。

南京市紫東新區的樺墅村,依山傍水,是一個集觀賞休閑于一體的美麗鄉村。結合紫東地區“綠色銀行”項目,圣倩倩團隊在這里打造了一個觀賞苗圃智慧園林示范項目。“2000畝的苗圃,優選種植30余個品種,其中包括南京椴等鄉土特色樹種。每株樹木都有二維碼‘身份證,通過物聯網監測系統,自動采集氣象參數、苗木生長參數等信息,通過智能云平臺,實現實時監測、互動和展示。”
現在的南京樺墅村,是“國家森林鄉村創建工作樣板村”。置身其間,粉磚黛瓦映襯著園林美景,引來絡繹不絕的游人前來打卡。圣倩倩也很喜歡來這里,“當看到我們提出的方案設計能落地實施,為當地提供一些便利,改善人們的生活,我覺得很有成就感。”
一直以來,圣倩倩和團隊圍繞國家重大戰略需求及區域環境需要開展研究,努力把論文寫在祖國大地上。她也獲得了很多榮譽:江蘇高校科學技術研究成果二等獎、中國風景園林學會科技進步二等獎、江蘇省自制儀器與虛擬仿真項目先進個人、全國大學生藝術展演活動高校美育改革創新優秀案例一等獎……她本人也先后入選中國科協“青年人才托舉工程”項目,江蘇省“青藍工程”優秀青年骨干教師,并擔任中國林學會青年工作委員會副秘書長、中國生態學會生態管理專委會委員。面對成績,圣倩倩表示:“我是團隊的一員,這里有我個人成長的足跡,也是我所在的優秀科技創新團隊帶領我成長的見證,我也將一如既往珍惜并持續為團隊爭光。”
如今,圣倩倩又加入了新的大家庭,成為全國青年馬克思主義工程首期科技人才專項班的一分子。榮幸之余,她更加感受到自己肩上的責任,“感謝團中央、感謝中青科協給予這么好的學習、交流的機會,讓我們來自不同領域的青年人在一起進行思維碰撞,收益頗豐,也更加堅定了科技報國的決心。”
談及未來的工作,圣倩倩說,將繼續圍繞國家的發展理念,把一些交叉學科的研究手段和研究方法與風景園林進行深度融合,提質增量。“比如一塊綠地營造出來的植物景觀,在能夠滿足觀賞功能的基礎上,如何實現高附加值,產生經濟效益和社會效益,這都是我們要進一步思考的問題。”
風景園林學既是科學,也是一門藝術。在圣倩倩看來,科學和藝術一樣,要做好,都需要品位。“我想,人生要有品位,就要登高望遠。從科技工作者的角度,要永遠保持創新的精神,要保持勤奮學習的狀態。我和我的伙伴們生逢其時,將持續不斷地在科研中找到樂趣、體驗樂趣,為創造生態友好城鄉環境尋求創新性突破,堅定信念,自強不息。”
責任編輯 趙漢琪