國內外城市環境下植物群落設計理論及方法

鮑璇

（西安建筑科技大學 藝術學院，西安 710055）

一、引言

作為人口聚集地的城市，在生態上具備穩定性低、自我調節能力弱、生態系統易被破壞的特征，是完全人造的生態系統。城市中的風景園林景觀斑塊，通過保護、恢復、重建動植物群落等方式改善城市生態系統，使城市生態系統具備更高的生物多樣性及自我調節能力，從而提高其生態穩定性，改善城市環境。植物這一風景園林設計中唯一具備生命性及動態特征的設計要素，是生態設計服務的主體，合理、有效的群落設計，可以讓植物在城市環境中最大程度發揮其生態功能，因此，群落設計始終是城市風景園林規劃與設計研究中植物設計的主題。國外群落設計研究，包括設計理論與營建技術，都已發展的相當成熟；國內對于群落設計的研究起步較晚，但是亦在逐步突破以往群落設計的問題與難點。綜述目前國內外兼具生態性、科學性、高適用性的群落設計理論及方法，對目前城市環境下群落設計研究具有較高的啟示。

二、宮脅生態造林法

宮脅生態造林法是在潛在植被（potential vegetation）和植被演替理論（succession theory）基礎上建立的森林植被恢復方法，重心是通過區域自然條件和現有植被信息，推斷無人為干擾下的自然植被類型頂級群落，選取其中的喬木及灌木優勢種進行種子育苗，在場地中混合栽種3年的幼苗建植群落，經過1至3年的自然競爭和人工養護，群落進入穩定狀態后便無需管理。這種森林群落設計方法最大優勢在于鄉土優勢中多種類、多層次的混合，相較于普通城市綠地植被，宮脅法森林類似于頂級群落，其結構更穩定，多樣性、生態功能及生態效益更高，演替時間更短，但是在城市環境中宮脅造林法具有局限性，原因在于其主要營建的是森林群落，但城市破碎的生境和較差的土壤使喬灌木苗木成活率低，尤其在降雨少、土壤貧瘠的北方，需要投入更多的成本與時間。（圖1）

相對于森林群落，草本植物群落能快速對城市生境異質化做出反應，包含大量鄉土物種，對城市生物多樣性提升有很大作用，是城市生境中適應性與可塑性最強的一種植物群落類型，草甸型地被（meadow type ground cover）營建技術是已推廣的成熟的草本植物群落設計方法，彈性景觀的植物群落設計方法（design plant community for resilient landscape）則是較為前沿的設計理論及方法。

三、草甸型地被（meadow type ground cover）的營建技術

草甸型地被（meadow type ground cover）是模擬物種豐富的美麗自然草甸，依據生境選擇合適的物種，通過適當的配比建植種間關系和諧的草本植物群落。目前英國謝菲爾德大學的James Hitchmough教授及其同事已具備了相當豐富的研究成果，并進行了廣泛的推廣應用。

草甸型地被的營建目標是生態結構合理的植物群落，場地生境（土壤性質、光照、溫度等生態條件）決定了物種選擇，空間生態位分配、種間競爭則進行了進一步篩選，Grime依據植物對策理論（CSR）理論所編寫的植物生態幅及適應對策，為根據生境條件和種間關系預測進行草甸地被建植的植物種類選擇和配比奠定了基礎。

這一方法主要通過種子混合播種進行群落建植。James Hitchmough研究團隊提出了以下混合比例：20%～40%的春花植物+30%～50%的春夏開花植物+10%～20%的夏秋開花植物設計群落季相；40%骨架植物（生長季長，觀賞期長，高度處于群落中層）+30%早花植物（花期早春，高度處于群落下層）+15%晚花植物（觀賞期長，高度處于群落上層）+5%明星植物（觀賞特征奇特，高度處于群落上層）+10%自播植物（生長快，覆蓋能力強）設計群落結構。其中群落結構的設計尤其關鍵，物種高度、形態、習性、數量對種間關系的建立都有重有影響。

這一方法營建的草本植物群落，通過自然競爭形成的群落種間關系穩定，多物種交錯分布，能高水平的自我維護并抵御雜草入侵，鄉土植物的運用為當地小型動物提供了棲息地，對維持生物多樣性和生境恢復都有幫助，景觀層次豐富、觀賞期長，群落形成后管理粗放，可以應用到不同生境的城市綠地中，對于環境的管理是真正的可持續發展方法。其局限性在于：較適用于大面積的場地；建植初期必須有效控制雜草，一旦雜草入侵會對群落形成帶來巨大困難。

四、彈性景觀的植物群落設計方法（design plant community for resilient landscape）

這是由美國景觀設計師Thomas Rainer 與Claudia West 提出的群落設計理論及方法，與草甸型地被營建技術相似，是通過設計群落中種群的共生、依賴、競爭等生態關系，獲得更穩定的群落，不推崇過分改造場地。

這一方法以場地區域環境中自然原生植物群落作為參考，綜合景觀特征、人群的情感反應、人群的可認知程度，提煉出四種群落設計原型：草地（grassland），林地與灌叢（woodlands and shrublands），森林（forest），邊緣（edges）。在原型基礎上，借鑒群落生態學分層理論，劃分出設計層與功能層兩類。

在以“草地”原型為基礎的草本植物群落中，設計層由結構層與季節主題層組成，結構層主要指群落中較高的植物，數量較少，形態在一年中大部分時間保持不變，是群落結構主干物種及景觀主干；季節性的主題層由壽命較長、具有美麗形態與質感的植物組成，在群落中占據較大的比例，負責穩定群落生態結構；功能層由地被層與動態填充層組成，地被層在群落中占據了最高的比例，具備抵抗入侵的功能，負責對土壤進行改良，是維持群落穩定的重要生態層；動態填充層數量較少，能在一到二年內快速生長并開花，主要是在群落建植前期快速的覆蓋土壤，占據生存空間以驅逐雜草，為群落的發展與穩定發展提供基礎。這種強應用性的設計方法營建的草本植物群落，和草甸型地被多物種交錯分布的群落相比，其分層結構更加清晰。（表1、圖2）

表1 各群落分層信息 表格來源：作者改繪

五、基于植物性狀的群落構建機制（community construction mechanism based on plant traits）

目前有研究認為：以生態位理論作為參考的群落設計研究只適用于幾個物種構成的群落，不能為多物種群落提供一般性機制。基于此觀點，以性狀為基礎的研究方法逐漸得以發展。

這一理論認為環境條件和生物間的相互作用形成嵌套的篩子，篩選具備特定性狀的物種進入區域群落，因此同一群落中共存的植物在種子大小、葉片大小、植株高度上都具有相似性狀。房味味基于這種理論，根據草甸植被樣方調研信息，將野花組合群落這一草本植物群落類型的結構劃分為3個亞層，各層的植物物種數和株數比例分別為2∶5∶3和4∶10∶5，根據性狀特征劃分了相應亞層的植物株型及季節性動態（表2、圖3）。這一方法將群落構建所需信息具象化，群落分層中的植物種數、數量、形態都提供了參考值，有很強的針對性，雖現有成果不能構成系統的設計方法，但研究仍具有很大的拓展余地。

表2 群落各亞層植物主要株型 表格來源：作者改繪

六、結語

國內的群落設計研究目前普遍存在的問題是：缺乏植物群落構建的理論和技術規程，缺乏城市生態植物群落景觀的構建工藝，在實踐中不具備參考性，群落設計仍舊停留在植物配置階段。通過綜述以上群落設計理論與方法，會發現雖基礎理論各異，但合理有效的群落生態結構設計是共同點，在適宜生境下，良好的群落結構能很幫助群落更快建立，通過自我調節進入相對穩定的狀態。

圖1 原生群落演替過程與宮脅法森林演替過程（圖片來源：作者改繪）

圖2 植物群落結構的分層設計（圖片來源：PLANTING IN THE POST-WILD WORLD）

圖3 穩定狀態的草甸群落景觀模擬圖（圖片來源：自然草甸群落對人工構建野花組合的啟示）

因此，植物群落設計方法研究可參考以下策略：其一，“對自然原生植物群落的模仿”不在于照搬復刻，而在于對群落結構的模仿。城市生境與自然生境存在巨大差別，而生境對群落形成與演替具有重要的作用，這就決定了自然生境下的植物群落無法適應高人為干擾的城市生境，利用適生物種在相應生境中進行群落結構的模擬，以建立物種間的穩定生態關系，才是行之有效的“模仿”；其二，植物群落設計中的分層，意義不止在于景觀層次分層，而是在于生境資源分配、生態功能及生態位的確立，是對群落生態結構的設計分層；其三，通過種間關系的建立，群落能進行自我調節、抵抗入侵，簡易的人工管理養護下群落也能維持相對穩定狀態，標志著群落生態結構的建立，才是成功的群落設計。■