植物園
——城市的地標和專用綠地

張 德 順

陳陸琪瑤

李 科 科

姚 馳 遠

城市的地標有很多類型，但真正象征一個城市上層建筑范疇的不外乎博物館、圖書館、歌劇院和植物園四大內容。植物園是城市綠地體系的專用綠地類型，是一個城市生態系統服務功能發揮的引擎，是風景園林學與城市規劃學、建筑學等學科融合發展的標志，是生態學、生物學、植物學、農學、林學、園藝學、醫學科研水平的象征，是市民科技素養和文明程度的展現，更是一個城市文化的縮影，地域特征的外貌和歷史氣質的自然流露。植物園如此重要，那么它是如何演變的？主要構成是什么？如何規劃？如何成為科學的平臺、科普的場所、中外交流的橋梁和老少咸宜的樂園？如何引領城市綠化和種植設計水平的提高？本文從園林藝術景觀演變、規劃需要解決問題、元素核心構成、植物園規劃的國內外藍本等方面結合實際案例進行分析。

1 植物園的歷史演變

根據世界知名植物園專家Ve r n o n Heywood的觀點，植物園歷史可以追溯到中國漢代的上林苑，其兩千多年的歷史可以被分為五個發展階段[1-3]。

①史前至文藝復興前：植物園雛形的出現；②16—17世紀：文藝復興推動了植物園規劃設計和園林藝術發展；③18世紀：植物分類學與古典園林的融合發展；④19世紀：科學與藝術融合成為植物園建設的范式；⑤20世紀以來：植物園成為科學內涵的載體和知識傳播交流的平臺。

2 植物園規劃要解決的核心問題

植物園是一個城市的地標，是一種專用綠地類型但又不同于一般的城市綠地，它要解決的基本問題包括五方面的內容。

①植物園是一個科研教學的機構；②植物園是科學知識普及教育的場所；③植物園是國內外科技與文化交流的橋梁與紐帶；④植物園是老少咸宜的樂園；⑤植物園是風景園林綠化素材的基因庫。

圖1 植物園規劃需要解決的核心問題

圖2 專業的規劃設計知識體系

圖3 A. Cronquist 被子植物系統進化圖

圖4 APG III被子植物系統發育關系圖

作為一種專用綠地類型，植物園也具有園林綠地的通用特征。一個城市園林發展的水平是由生產性綠地的水平決定的，生產性綠地的水平是由植物園的水平決定的。沒有了植物園，園林綠化就成為了無源之水、無本之木。植物園收集的植物種類是園林持續發展的基因庫，植物配置是城市綠化種類結構的前瞻示范，專類園的意韻是地域文化展示的名片。

為了表達出上述功能，植物園規劃設計要考慮的核心問題和表述的知識結構就應具有多樣性和復雜性。植物園規劃首先要有科學的分類系統，以此為結構框架服務植物科研，為收集、培育、保護的植物創造生境空間；在規劃構思立意上要凸顯區域植物和相近的植物區系的特征，將科技內涵滲透到植物景觀中；植物園要體現植物科普示范展示功能，收集和展示各種活植物及標本，通過保證植物正常生長或完整儲存的方式，供科學家、教育工作者和公眾使用；植物園以區域植物為骨架，高觀賞、高經濟價值特色植物為支撐，結合地形變化，串聯山體和水體，達成區域植物種類與園林類群結構配置和工程措施與生物措施的統一；科研、科普、游憩要寓教于樂、寓學于樂、寓知識于樂是提升科技認知、引導求新知識的獨特平臺[4-6]。其核心問題和規劃設計知識框架見圖1和圖2。

3 植物園的核心構成

中國的古典園林可以解構成建筑、山水地形、植物種植和園路四個部分，城市綠地體系可以分類成公共綠地、居住區綠地、單位附屬綠地、防護綠地、生產綠地以及風景林地等。那么植物園如何解構呢？一個植物園要發揮其科研、科普、游憩的基本功能，其應該解構為植物進化區、專類園區、溫室展示區、科研中心、科普館、植物收集區等組成部分，下面將逐一分述植物園的核心構成組分。

3.1 植物進化區

原始生命自形成以來，生命體開始沿著植物和動物兩個方向不斷地演化發展，形成適應不斷變化的氣候條件和生境條件的生命體。到現今地球生物圈各種生境中生活的30多萬種高等植物、100多萬種動物以及各種菌類、原核生物等，都經歷了漫長的進化、演化歷史。遵循著從低等到高等、水生到陸生、單細胞到多細胞的生物進化規律。經歷了菌藻時代、裸蕨植物時代、蕨類植物時代、裸子植物時代和被子植物時代五個主要發展階段[7-9]。

豐富多彩的被子植物是在植物園規劃展示的核心內容，著名的分類進化系統有德國的恩格勒（Adolf Engler）系統、英國的哈欽松（John Hutehinson）系統、前蘇聯的塔赫他間（Armen Takhtajan）系統和美國的克朗奎斯特（Arhur John Cronquist）系統。傳統上北方植物園規劃多采用恩格勒系統，南方植物園規劃多采用哈欽松系統，上海植物園、濟南植物園、濰坊植物園規劃時采用了克朗奎斯特分類系統（圖3）[10]。

1998年以來，依據分子生物學數據構建的APG（Angiosperm Phylogeny Group）分類系統逐漸流行起來。為了加強新的科學知識的普及，跟蹤國際植物學研究的最新動態，濟南新的植物園在規劃之時就采用了這一系統，其框架結構見圖4[7-9]。

3.2 專類園區

植物專類園是植物園的重要組成部分，是展現植物園物種多樣性，體現植物園特色的重要場所，也是進行科學研究及科普教育的重要基地。現存植物專類園種類繁多，可大致分為以下五類[11-13]：

①按植物分類系統（科、屬、種）分類；②按原生生境分類；③按特定服務人群分類；④按照特殊區域或者特殊功能分類；⑤根據園林類型分類。

3.3 溫室展示區

溫室具有調控溫度、濕度、光照、通風的閉合系統、有可以迅速提高溫度的加熱系統、夏季遮陽冬季保溫的簾幕材料、灌溉施肥系統、二氧化碳氣肥系統以及一系列檢測溫室內小氣候條件的傳感器和相應的計算機控制系統。總體而言它可以調控溫度、濕度、光照、空氣、二氧化碳濃度等幾乎所有與園林植物生產相關的小氣候因子。

以目前世界上最大的溫室——新加坡濱海花園的玻璃溫室為例，其設有兩座獨立結構以分別容納干冷生物群落和濕冷生物群落。干燥溫室“花之穹頂”再現地中海氣候型，潮濕溫室“云之森林”模擬熱帶高山地區的氣候，展示著除南極洲外的約1000多種植物，營造出一種侏羅紀復興奇幻景象，回應了“遠古的重生”和“未來的定位”兩大主題。圖5是20世紀是80年代中國最大的溫室——濟南植物園溫室[14]。

3.4 科研中心

園林科研機構建設是中國風景園林界探索了數十年的話題，時至今日，園林的研究水平尚需提高，尤其是整合管理機制、構筑科研平臺、組建科技團隊、把握科研方向、立項攻關課題。以開放的思維模式構建園林科研機構，從而壯大園林的科研隊伍，提升園林的研究能級，為學科的發展做出更大貢獻[15-16]。

圖5 1989年濟南植物園溫室設計圖

圖6 茌平植物園按APG III系統布局的總體規劃圖、功能分區圖和種植設計圖

圖7 濟南植物園竹專類園的總平面圖、景點設計圖和曲水流觴地形圖

圖8 濟南地理標識趵突泉、濟南植物園溫室平面圖和植物園溫室仿泉建筑設計圖

圖9 濟南園林科研中心的設施平面圖、建筑效果圖和剖面圖

圖10 光合作用葉綠素工作原理解構圖

高水平的科研和科技人才的積聚離不開基礎設施和技術平臺的支撐，科研平臺的建設將極大促進科研資源的優化重組、高效配置和系統利用，是提高科技創新能力和增強科研競爭力的基礎。科技平臺的構筑應以風景園林規劃設計、植物造景、園林植物引種選育、植物保護、綠地生態和城市土壤為研究基礎，同時還要滿足植物園標本室、種子庫、BG-Base等特殊要求。

3.5 科普館

通過現代多媒體科普解說系統和游客服務系統，結合旅游設施及活動，吸引廣大市民和游客參與，達到環境教育、提高國民科學素養的目的。

3.6 植物收集區

植物資源是人類共有的資源寶庫，是維系人類社會和經濟可持續發展的根本保障。植物引種馴化已有數千年歷史，推動了人類社會文明進步，在促進農業發展、經濟社會進步中發揮了不可比擬的重要作用。植物收集區主要是野生植物收集、栽培馴化、科學研究和保護利用的區域，是國家植物多樣性保護和可持續利用、相關產業發展的植物源頭和資源保障庫，也是國家宏觀決策及公眾教育的重要試驗、示范和開放場所，潛在的園林應用植物收集栽培將會在園林和各方面發揮巨大的作用。

3.7 特色展示區

由于國家、區域、歷史文化、氣候特征、土壤性質、規劃師、建設隊伍以及管理人員素質的差異，植物園自身特色也有所區別，特色挖掘展示成為了植物園的重要課題。上海植物園的盆景園、愛丁堡植物園的巖石園、北京植物園的曹雪芹紀念館、邱園的溫室和布查特園的沉床花園等均展示了各自城市的園林特色。

4 植物園的規劃實踐

4.1 進化系統的創新

為了展示目前植物分類及進化的最新研究成果，完善植物種植布局的邏輯結構，在最近幾年的植物園規劃探索中采用了APG分類系統。整個布局分區現分為裸子植物和被子植物，被子植物區突破了單子葉植物和雙子葉植物亞區的手法，按照木蘭類植物（Magnoliids）、單子葉植物（Monocots）、真雙子葉植物（Eudicots）、核心真雙子葉植物（Core eudicots）、薔薇類植物（Rosids）、豆類植物（Fabids）、錦葵類植物（Malvids）、菊類植物（Asterids）、唇形類植物（Lamiids）、桔梗類植物（Campanulids）重新布局。由于國外的經典植物園多已成型，中國借助于快速崛起的后發優勢，在新建植物園中把分子水平的研究聚類結構邏輯展示出來。圖6是山東省茌平植物園按APG系統布局的總體規劃圖、功能分區圖和種植設計圖。

4.2 專類園的規劃要將文化和地域特征結合起來

專類園的設置是因地制宜的，文化與地域特征的融合可以創造出獨具特色的專類園。自古有關竹子的詩歌、散文、圖畫美不勝收，尤其是在北方冬季常綠植物比較缺乏的地方，深入挖掘抗寒竹類的種植是豐富季相特色，逆轉冬季蕭條感受的重要對策。在多年的規劃設計中，無關個人和地域背景，竹子堅貞、剛毅、挺拔、清幽和謙虛的品格使它成為了國人共同喜愛的植物。在原濟南植物園種植設計3hm2的基礎上，新的植物園規劃擴大了引種范圍，充實了文化內涵，根據竹子喜肥、水和溫暖的特性，加強了與水體和地形的結合。濟南植物園的竹專類園設計參見圖7。

4.3 溫室設計是地標表達的重要元素

溫室是一種重要的保護地類型，其造型可以仿生植物也可以抽象地域景觀特征，華南植物園的溫室外形設計是四個造型各異的五邊形溫室彼此連接，是市樹木棉花的仿生。在濟南植物園溫室設計時模仿了泉城代表趵突泉的形態特征，既是對城市的宣傳，又使游客延展了文化—自然—地理要素的遐想，圖8是植物園的空間構型設計。

4.4 結合各自城市的科技資源組建科研中心

中國植物園科研體系有三種模式，園管所、所轄園和所園并列三種，中國科學院的三園兩所是中國植物學研究的核心機構，不同城市因科研力量不同，科研中心的規劃目標、規劃原則和功能分區也各不相同。濟南科研中心設計規劃之初要明確規劃的目標是構建體系、技術創新、功能激活、生態修復和服務社會。功能上各區相對獨立，科研技術研究區作為集中科研的區域，科研成果轉化區作為對外展示的區域，植物保護培育區、綠色工程實驗區、濕地生態恢復區和山體修復展示區作為科研專項研究區契合城市當前發展的科研需求（圖9）。

4.5 與露地栽培相互呼應錯位展示的科普館

科普館是植物園的一個重要組成部分，設計與植物園結構、功能相結合，形成一個相互補充、相互協調的一個科普園地，讓觀眾完全置身于一個五彩繽紛的植物世界，感受植物的神奇及對人類的貢獻，從而更加愛護植物，愛護環境和我們的家園。圖10是濰坊植物園科普館展示的光合作用示意圖。

4.6 植物收集和特色展示

收集植物是植物園的日常工作，收集的活標本種植在園區或者溫室，臘葉標本收藏于標本館。特色展示中各園要因地制宜，著名植物園專家Peter Raven教授曾談到類似加拿大的布查特花園（The Butchart Gardens）也應稱為植物園，一是園子收集了20,000多種園林植物，再者其園區的功能分區、植物的布局形式、生態修復的巨大努力可稱之為園林展覽園（Exhibition Garden）。

結語

植物園景觀規劃在滿足基本的科普、娛樂、展示功能的同時，力求挖掘其立足場地特征的文化性、本土性、生態性以及科技創新性，在全球化背景下，吸收最先進的科研成果的同時，使得本土文化的可持續傳承延續。植物園作為專用綠地對其他綠地形式有引領作用，作為地標需要科技內涵、建筑造型、專類特色、科研水平、科普能級的總體軟硬件的創造和維護。中國經濟的快速發展、科技軟硬件環境的不斷改善使植物園發展走向了快車道，在國際植物園學會和植物園保護國際的話語權也在持續提升。“誰掌握了植物資源，誰就掌握著世界的未來”，是植物園界亙古不變的話題。

資料來源：

圖3：參照1981年Cronquist的著作《有花植物的綜合分類系統》有花植物分類法概述圖；

圖4：參照2009年被子植物種系發生學組（APG）發表的被子植物分類法概述圖；

圖10：濰坊植物園科普館規劃；

其余圖片均為作者拍攝、繪制。