国内外城市环境下植物群落设计理论及方法

鲍璇

（西安建筑科技大学 艺术学院，西安 710055）

一、引言

作为人口聚集地的城市，在生态上具备稳定性低、自我调节能力弱、生态系统易被破坏的特征，是完全人造的生态系统。城市中的风景园林景观斑块，通过保护、恢复、重建动植物群落等方式改善城市生态系统，使城市生态系统具备更高的生物多样性及自我调节能力，从而提高其生态稳定性，改善城市环境。植物这一风景园林设计中唯一具备生命性及动态特征的设计要素，是生态设计服务的主体，合理、有效的群落设计，可以让植物在城市环境中最大程度发挥其生态功能，因此，群落设计始终是城市风景园林规划与设计研究中植物设计的主题。国外群落设计研究，包括设计理论与营建技术，都已发展的相当成熟；国内对于群落设计的研究起步较晚，但是亦在逐步突破以往群落设计的问题与难点。综述目前国内外兼具生态性、科学性、高适用性的群落设计理论及方法，对目前城市环境下群落设计研究具有较高的启示。

二、宫胁生态造林法

宫胁生态造林法是在潜在植被（potential vegetation）和植被演替理论（succession theory）基础上建立的森林植被恢复方法，重心是通过区域自然条件和现有植被信息，推断无人为干扰下的自然植被类型顶级群落，选取其中的乔木及灌木优势种进行种子育苗，在场地中混合栽种3年的幼苗建植群落，经过1至3年的自然竞争和人工养护，群落进入稳定状态后便无需管理。这种森林群落设计方法最大优势在于乡土优势中多种类、多层次的混合，相较于普通城市绿地植被，宫胁法森林类似于顶级群落，其结构更稳定，多样性、生态功能及生态效益更高，演替时间更短，但是在城市环境中宫胁造林法具有局限性，原因在于其主要营建的是森林群落，但城市破碎的生境和较差的土壤使乔灌木苗木成活率低，尤其在降雨少、土壤贫瘠的北方，需要投入更多的成本与时间。（图1）

相对于森林群落，草本植物群落能快速对城市生境异质化做出反应，包含大量乡土物种，对城市生物多样性提升有很大作用，是城市生境中适应性与可塑性最强的一种植物群落类型，草甸型地被（meadow type ground cover）营建技术是已推广的成熟的草本植物群落设计方法，弹性景观的植物群落设计方法（design plant community for resilient landscape）则是较为前沿的设计理论及方法。

三、草甸型地被（meadow type ground cover）的营建技术

草甸型地被（meadow type ground cover）是模拟物种丰富的美丽自然草甸，依据生境选择合适的物种，通过适当的配比建植种间关系和谐的草本植物群落。目前英国谢菲尔德大学的James Hitchmough教授及其同事已具备了相当丰富的研究成果，并进行了广泛的推广应用。

草甸型地被的营建目标是生态结构合理的植物群落，场地生境（土壤性质、光照、温度等生态条件）决定了物种选择，空间生态位分配、种间竞争则进行了进一步筛选，Grime依据植物对策理论（CSR）理论所编写的植物生态幅及适应对策，为根据生境条件和种间关系预测进行草甸地被建植的植物种类选择和配比奠定了基础。

这一方法主要通过种子混合播种进行群落建植。James Hitchmough研究团队提出了以下混合比例：20%～40%的春花植物+30%～50%的春夏开花植物+10%～20%的夏秋开花植物设计群落季相；40%骨架植物（生长季长，观赏期长，高度处于群落中层）+30%早花植物（花期早春，高度处于群落下层）+15%晚花植物（观赏期长，高度处于群落上层）+5%明星植物（观赏特征奇特，高度处于群落上层）+10%自播植物（生长快，覆盖能力强）设计群落结构。其中群落结构的设计尤其关键，物种高度、形态、习性、数量对种间关系的建立都有重有影响。

这一方法营建的草本植物群落，通过自然竞争形成的群落种间关系稳定，多物种交错分布，能高水平的自我维护并抵御杂草入侵，乡土植物的运用为当地小型动物提供了栖息地，对维持生物多样性和生境恢复都有帮助，景观层次丰富、观赏期长，群落形成后管理粗放，可以应用到不同生境的城市绿地中，对于环境的管理是真正的可持续发展方法。其局限性在于：较适用于大面积的场地；建植初期必须有效控制杂草，一旦杂草入侵会对群落形成带来巨大困难。

四、弹性景观的植物群落设计方法（design plant community for resilient landscape）

这是由美国景观设计师Thomas Rainer 与Claudia West 提出的群落设计理论及方法，与草甸型地被营建技术相似，是通过设计群落中种群的共生、依赖、竞争等生态关系，获得更稳定的群落，不推崇过分改造场地。

这一方法以场地区域环境中自然原生植物群落作为参考，综合景观特征、人群的情感反应、人群的可认知程度，提炼出四种群落设计原型：草地（grassland），林地与灌丛（woodlands and shrublands），森林（forest），边缘（edges）。在原型基础上，借鉴群落生态学分层理论，划分出设计层与功能层两类。

在以“草地”原型为基础的草本植物群落中，设计层由结构层与季节主题层组成，结构层主要指群落中较高的植物，数量较少，形态在一年中大部分时间保持不变，是群落结构主干物种及景观主干；季节性的主题层由寿命较长、具有美丽形态与质感的植物组成，在群落中占据较大的比例，负责稳定群落生态结构；功能层由地被层与动态填充层组成，地被层在群落中占据了最高的比例，具备抵抗入侵的功能，负责对土壤进行改良，是维持群落稳定的重要生态层；动态填充层数量较少，能在一到二年内快速生长并开花，主要是在群落建植前期快速的覆盖土壤，占据生存空间以驱逐杂草，为群落的发展与稳定发展提供基础。这种强应用性的设计方法营建的草本植物群落，和草甸型地被多物种交错分布的群落相比，其分层结构更加清晰。（表1、图2）

表1 各群落分层信息 表格来源：作者改绘

五、基于植物性状的群落构建机制（community construction mechanism based on plant traits）

目前有研究认为：以生态位理论作为参考的群落设计研究只适用于几个物种构成的群落，不能为多物种群落提供一般性机制。基于此观点，以性状为基础的研究方法逐渐得以发展。

这一理论认为环境条件和生物间的相互作用形成嵌套的筛子，筛选具备特定性状的物种进入区域群落，因此同一群落中共存的植物在种子大小、叶片大小、植株高度上都具有相似性状。房味味基于这种理论，根据草甸植被样方调研信息，将野花组合群落这一草本植物群落类型的结构划分为3个亚层，各层的植物物种数和株数比例分别为2∶5∶3和4∶10∶5，根据性状特征划分了相应亚层的植物株型及季节性动态（表2、图3）。这一方法将群落构建所需信息具象化，群落分层中的植物种数、数量、形态都提供了参考值，有很强的针对性，虽现有成果不能构成系统的设计方法，但研究仍具有很大的拓展余地。

表2 群落各亚层植物主要株型 表格来源：作者改绘

六、结语

国内的群落设计研究目前普遍存在的问题是：缺乏植物群落构建的理论和技术规程，缺乏城市生态植物群落景观的构建工艺，在实践中不具备参考性，群落设计仍旧停留在植物配置阶段。通过综述以上群落设计理论与方法，会发现虽基础理论各异，但合理有效的群落生态结构设计是共同点，在适宜生境下，良好的群落结构能很帮助群落更快建立，通过自我调节进入相对稳定的状态。

图1 原生群落演替过程与宫胁法森林演替过程（图片来源：作者改绘）

图2 植物群落结构的分层设计（图片来源：PLANTING IN THE POST-WILD WORLD）

图3 稳定状态的草甸群落景观模拟图（图片来源：自然草甸群落对人工构建野花组合的启示）

因此，植物群落设计方法研究可参考以下策略：其一，“对自然原生植物群落的模仿”不在于照搬复刻，而在于对群落结构的模仿。城市生境与自然生境存在巨大差别，而生境对群落形成与演替具有重要的作用，这就决定了自然生境下的植物群落无法适应高人为干扰的城市生境，利用适生物种在相应生境中进行群落结构的模拟，以建立物种间的稳定生态关系，才是行之有效的“模仿”；其二，植物群落设计中的分层，意义不止在于景观层次分层，而是在于生境资源分配、生态功能及生态位的确立，是对群落生态结构的设计分层；其三，通过种间关系的建立，群落能进行自我调节、抵抗入侵，简易的人工管理养护下群落也能维持相对稳定状态，标志着群落生态结构的建立，才是成功的群落设计。■