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生态学原理在东北园林植物配置中的应用


  摘要当今园林发展的趋势是生态园林。为更好的营造生态园林,在园林绿地植物配置中引入了景观生态学理论。景观生态学中斑块一廊道一本底(基质)理论和岛屿生物地理学理论对于城市生态园林的建设、植被景观的建造有着重要的指导意义。
  关键词生态园林;景观生态;植物配置
  随着区域人口增长和经济发展,植被景观的破坏和损耗已成为具有全球影响规模的关键性的环境问题。严峻的现实迫使人们保护自然生态环境,模拟自然环境。人们开始从生态学方面探寻解决的办法。
  
  1建设生态园林的景观生态学理论
  
  1.1斑块一廊道一本底(基质)理论
  景观是一个由不同生态系统组成的镶嵌体,而其组成单元称之为景观要素。按照各种景观要素在景观中的地位和形状,景观要素分成三种类型:斑块(嵌块体)、走廊(廊道)、本底(基质)[1]。
  1.1.1斑块。与周围环境在外貌或性质上不同,并具有一定内部均质的空间单元,不同斑块的大小、形状、边界以及内部均质程度都会表现出很大的不同,斑块的大小、数量、形状、格局有特定的意义。景观中斑块面积的大小、形状及数目对生物多样性和各生态过程都会有影响。单位面积上斑块数目即景观的完整性和破碎化,景观的破碎化对物种灭绝有重要的影响;斑块的结构特征对生态系统的生产力、养分循环和水土流失等过程都有重要影响,景观中不同类型和大小的斑块可导致其生物量在数量和空间分布上的不同。一般来说,斑块越小,越易受到外围环境或基质中各种干扰的影响,而这些影响的大小仅与斑块的面积有关,同时也与斑块的形状及其边界特征有关。紧密型形状在单位面积中的边缘比例小,有利于保蓄能量、养分和生物,而松散型形状易于促进斑块内部与外围环境的相互作用,尤其是能量、物质和生物方面的交换。
  以斑块的大小、形状及边缘效应等理论应用于城市园林中点与重点面的规划,主要寻求城市中点及主要专用绿化(面)的布置、大小、形式的生态效应及其相连关系,为城市绿地系统规划中公园、广场、小游园的定位、定规、定形提供生态学依据。
  1.1.2廊道。景观中的廊道是两边与本底有显著区别的狭带状地,有双重性质:一方面将景观不同部分隔开,对被隔开的景观是一个障碍物;另一方面将景观中不同部分连接起来,是一个通道。许多研究表明,对于带状道,因为带宽较宽,包含一个有丰富内部生物种组成的中心内部环境,而且其内部种、边缘种的多样性格局随廊道宽度不同而变化,这对城市绿地系统绿廊设计有重要的参考价值,为城市道路、滨河等线状地带提供科学依据,包括线状绿地形式、树种选择、线与面的生态制约与支持关系等。
  1.1.3本底。在景观要素中本底是占面积最大、连接度最强、对景观控制作用也最强的景观要素。孔性和连通性是本底的重要结构特征。
  1.2岛屿生物地理学理论
  岛屿生物地理学理论是景观生态学的重要理论基础之一。MaeArthur和Wilson认为,岛屿物种丰富度取决于两个过程:物种迁入和绝灭。因为任何岛屿上的生态位或生境的空间有限,已定居的种数越多,新迁入的种能够成功定居的可能性就越小,而已定居种的绝灭概率则越大。因此,对于某一岛屿而言,迁入率和绝灭率将随岛屿中物种丰富度的增加而分别呈下降和上升趋势。当迁入率与绝灭率相等时,岛屿生物地理学理论对于生态园林的建设有着重要意义。
  
  2东北地区植被景观存在的问题
  
  2.1目前运用的植物种类较少
  目前东北地区栽埴的树木有83种,常绿灌木3种,落叶灌木41种,能够在沈阳陆地栽植的树木品种达482种,其中生长良好的品种有273种,而应用于城市绿化的品种却不足百种[2]。由此可见,东北地区目前园林树木品种的应用少而单调。这主要是由于自然因素造成的。冬季气温低,除常绿树种,一般植物绿期较短,每年近4个月时间难以见到绿色,这是寒地城市环境设计中的不利因素。东北地区地处北温带,属受季风影响的大陆性气候,四季分明,冬季寒冷漫长,据记载,能反映东北地带性的园林植物种类达600多种。因此挖掘和应用东北地区的原有树种,引种本地带范围内及国外相近似的气候带的植物是体现东北地区地方特色植物的改进措施之一。
  
  2.2秋冬季植物形态较差
  这种现象除了受气候影响外,还有一部分是人为因素造成的。行政决策者对植物种植产生的影响,将南方种植效果好的树种盲目引种到北方,没有考虑地方气候特点,造成大量浪费。科研机构方面,彩叶树及姿态较好的树种育苗较少。在对东北园林科研所和苗圃的调研中发现,只有种苗40多种,像山槐、枫杨等树木在沈阳生长良好却缺少育苗。
  
  3植物配置的原则
  
  3.1适地适树原则
  发挥不同树木的最大生态效果。从人工种植、艺术原理两个角度考虑,在选择树种时应调查此处的环境,以生态要求种植为主;但一些重要的景区景点,为美观需求要选择一些基本上适应本地条件的树种进行人工驯化种植。在树种搭配上、群落组合上也要考虑适地适树,每一组合都要按照艺术原理,符合美学上的需求,不适应的树种不能搭配,美观上的设计与植物的生态种植有机地结合起来考虑。树种的选择应能够反映本地区的地方特色和历史文化传统,每一城市都有各自的植物群落,如内蒙古应体现温带草原的特色,疏林草地,因此植物配置应结合草原景观和当地特有树种,如蒙古栎、蒙古扁桃、锦鸡儿等。
  
  3.2配置形式多样化的原则
  高大通直的树形能在空间中产生垂直感,可作为其他景物的背景树。低矮和开阔的树形使设计构图产生一种宽阔感和外延感,可作为不同形体景物的调和树种。造型奇特的树木中作为孤植树,放在突出的位置上,构成独特的景观效果。结合列植、群植等多种配置形式,以弥补寒地植物种类的不同。植物的平面配置上应点、线、面结合,立体配置上应上、中、下相结合,还可结合其他景观要素比如水、雕塑、山石和小品等进行设计。
  
  3.3植物立体化设计的原则
  立体化设计可以提高三维绿色生物量。三维绿色生物量指所有生长中植物茎占据的空间体积,单位采用m3 [3]。它将人们的绿化思维从二维面积引向三维空间,由绿化覆盖面积引向绿色空间占有量。推广乔灌草相结合的复层绿地结构,发展停车场绿化、屋顶绿化及立体绿化,增加城市绿量。北京市对绿量计算采用的是叶面积的总量,单位为m2。就不同植物的合理运用从功能角度给出参考数据,提出了乔灌草配置的适宜比例为1∶6∶20。即在29m2的绿地上应设计1株乔木、6株灌木(不含绿篱)、20m2草坪,可以借鉴运用于东北地区的绿化配置。
  
  4东北地区植被景观改进的方法
  
  4.1运用上述的景观生态学原理进行植物的挑选
  4.1.1植物群落的确定。东北地区有着良好的天然植被。这些植被虽不是原始林,但也有上百年的历史。经过了一定的演替过程,形成了较稳定的群落。对东北地区的植被情况进行调查,确定在当地的自然条件下比较稳定的植物群落的结构。
  4.1.2群落不同树种的重要值分布。分别从密度、频度和优势度三个角度分别表示了植物的数量特征,它们的相对值之和(即重要值)则可以反映出该种植物在整个群落中的地位和作用。重要值越大,表明该种植物在群落中的地位越重要,对群落的影响越大。
  4.1.3群落多样性。物种丰富度:Shannon-Wiener指数、Simpson指数、群落均匀度指数,是反映群落组织化水平的定量指标。其中Shannon-Wiener指数为变化度指数,物种数量越多,分布越均匀,其值越大;Simpson指数为同一群落中随机2个个体属于同一物种的概率,其值越大,群落的多样性越低,它与物种多样性呈负相关关系;群落均匀度则是群落中不同物种多度的分布,Pielou(1969)把它定义为实测多样性和最大多样性之比率[4]。
  4.1.4树木的配置。通过上面植物群落的确定和群落植物中重要值的计算,可以确定在东北地区可以正常生长的主要植物名单;通过群落多样性的各种指标的计算可以进行不同层次群落物种多样性和不同群落间物种多样性的比较,进而得出结构良好、多样性丰富的群落结构这一群落中主要的树种。这种群落中主要树种的结合可作为树木配置的样板。
  4.2从景观生态园林出发,构建植物景观
  4.2.1不同面积和形状的绿地中物种数量的确定。在园林规划设计中,园林绿地有一定的面积和形状。我们可以把绿地作为斑块进行处理。斑块的大小、形状以及破碎化程度对能量营养的分配特别是对物种多样性的影响是十分明显的。破碎化造成物种的灭绝,因此在破碎化程度比较大的地方的植物种类一定少。如果在设计中运用了过多的植物种类,在今后发展过程中也会生长不良甚至是死亡。大小和形状一定的斑块中生长的植物的种类大体上是一定的(由于环境条件的差异,也会出现一定的差异)。可以应用岛屿地理学理论S=CAZ(S=物种数、A=面积、C、Z=常数),在规划设计之初就要根据上面方法确定植物种类的多少,一是避免在植物景观构建中造成不必要的浪费,二是避免在发展中景观的破败或是植物景观的单调 。
  4.2.2不同绿地的植物配置。由于绿地的形状和大小不同造成了应用于绿地中的植物种类数量的不同,因此植物的配置也是不同的。给定一块绿地后,要根据绿地的形状和大小确定绿地中的植物种类数量。根据植物种类数量选择不同的植物群落结构,确定植物名称,同时一定要注意绿地的小环境。树种选出后根据群落结构和绿地的地形、地貌等进行合理布置。
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