生态智慧视角下的植物群落构建及其景观营造研究—以芝加哥城市公共绿地为例

王晶懋 刘晖 陶嘉敏 李梦珂

1 研究背景

生态智慧是一种向自然寻求启示的感悟，需要具备生态学相关知识、对环境的判断能力以及将前两者应用到实践中的能力3个要素，能够经得起科学的考验[1]。如今人与自然的关系的转变与随之产生的各种生态环境问题，迫切需求一种与改善生态环境相适应的生态设计方法，多一份修缮与保留，尊重人与自然的契约精神，追求人与自然的和谐共生、互惠互利。风景园林在拉近人与自然关系的同时，也提供了人与自然互动的理想平台，风景园林诞生与发展的历史过程也包含着对生态智慧的理解与诠释[2]。将生态智慧与风景园林设计相融合，就要求设计师在进行设计时更加重视场地原有的土地风貌，尊重场地与生俱来的特征，通过巧妙地加入新的设计元素，在打造符合生态智慧理念设计作品的同时，也建立了人们与土地之间的联系，同时生态智慧理念也被更多地运用于建设现代城市绿地之中，并逐渐受到人们的关注和重视[3]。生态智慧与植物景观设计最直接相关的是生态设计，但被应用的层面不仅局限于此。除植物生态设计外，如何科学合理地处理景观空间、视觉效果和社会人文等方面之间的关系，是生态智慧研究所涵盖的核心内容[4]，都需要运用生态智慧的基本理论方法，以生态实践为载体，将理论运用于实践之中，从而彰显风景园林设计的生态智慧价值。

在景观规划设计的各种类型中，植物一直是景观的主体，也是景观多样化的重要载体，更是自然生态过程中最直接的载体和可持续景观设计的重要切入点和依据[5]。植物景观的生态智慧主要体现在高生态效益的植物群落构建和自然野趣的景观空间营造。设计通过生态学知识支撑的植物景观生态设计与场地特征相结合，营造一个可视化的生态环境，启发人们对城市人文场地及自然景观空间的兴趣与体验。本文将美国芝加哥的卢瑞花园（Lurie Garden）、斯特恩矿坑公园（Stearns Quarry Park）、谢德花园（Shedd Garden）作为生态智慧与植物群落构建及其景观营造相结合的典范。这些花园或公园虽然景观设计形式及立地条件有较大差别，但具有一个共同的特点即拥有植物种类较多，其中占地仅3英亩（约1.2hm2）的卢瑞花园内竟生长有205种植物，斯特恩矿坑公园更是拥有近300种植物，可见场地内具有显著的生物多样性特征，对提供动物栖息地、节约养护成本、增加绿色碳汇、缓解热岛效应都有一定的作用和影响，这些方面都体现了生态智慧指导下成功的生态实践。

2 研究地概况

2.1 卢瑞花园

卢瑞花园占地3英亩，位于美国芝加哥千禧公园内，是由风景园林设计大师凯瑟琳·古斯塔夫森（Kathryn Gustafson）和荷兰花园设计专家派特·奥多夫（Piet Oudolf）共同打造的一座屋顶花园（图1）。与千禧公园其他之处不同的是，卢瑞花园通过植物作为媒介，运用丰富的植物配植方式，使花园与周围环境相协调，为游人创造了一处与自然亲近的场所。作为一个大胆且现代的地标性景观，它采用概括性的设计手法表现了芝加哥独特的城市历史风貌和城市景观的变迁，在回应这座城市和这片场地悠久历史的同时，为城市的野生动植物提供了一个相对安静的栖息场所[6]。由于该花园设计提升千禧公园的整体品质，并受到大众的普遍喜爱，获得了2008年ASLA综合设计荣誉奖。

受20世纪70年代的“新常青运动”的影响，花园设计开始逐渐从偏重装饰向偏重情感转变，即所谓的自然主义风格，因此新常青运动表达的就是自然主义风格的园艺[7]。派特·奥多夫在进行卢瑞花园的植物种植设计时更多地运用了灌木和草本，花园所种植的35000多株植物中至少有65%是美国伊利诺伊州的乡土植物，因此所营造的植物群落更加自然，更具有当地的乡土气息。卢瑞花园中共有植物205种，其中乔灌木21种，宿根花卉130种，球根花卉33种，其他草本植物21种。这些植物搭配在一起能够形成季相变化丰富和层次多样的景观效果。

2.2 斯特恩矿坑公园

斯特恩矿坑公园位于美国芝加哥市南部的布里奇波特街区，占地面积约11 hm2，是由芝加哥公园区组织委托场地设计集团（Site Design Group，Ltd.）设计的。该公园建设之前这里本是一处采石矿坑废弃地及建筑垃圾填埋场，现已成为芝加哥街区居民度假郊游、休闲健身常去的城市绿地。斯特恩矿坑公园内包含钓鱼池、净化湿地、斜坡草坪、运动场以及人造山丘等多种绿地空间，并由布局规则的人行步道进行连接[8]，将微地形设计与植被恢复相结合，营造出湿地、草原、丘陵和湖泊等地域生态群落类型，为动植物生存提供了适宜的生境条件。该改造项目自建成之后就一直被视为一个成功的生态修复案例。其设计与建设过程中运用了多种行之有效的生态设计方法，将采石矿坑与现代景观设计元素巧妙融合，并体现出独具一格的场所精神，这种可持续设计理念在改善场地生态环境的同时，也在场地植物群落构建及景观营造方面包含了设计师的生态智慧。

1 卢瑞花园平面图The plan of Lurie Garden

2.3 谢德花园

谢德花园是芝加哥谢德水族馆（Shedd Aquarium）外围的附属绿地，紧邻密歇根湖畔，占地面积约8000 m2，采用了雨水花园的设计手法，通过布设LID设施能够合理收集与利用天然降水，在减少地面径流的同时，也满足了整个花园的植物灌溉用水需求。同时，谢德花园还具有独特的湖滨植物群落景观，花园内种植有大量观赏性较好的草本地被植物，以禾本科、菊科、唇形科等乡土植物为主，并伴有松柏科常绿乔木，场地内植物景观设计具有典型的乡土风情与湖滨特色。

3 植物群落构建的生态智慧

3.1 植物种类的选择

在植物种植设计方面，这3处绿地都选择了大量的乡土植物种类，注重考虑植物的耐寒、耐热、耐瘠薄、适生以及季相变化等特点。植物景观设计灵感源于对自然的敬仰与尊崇，筛选出能够适应芝加哥特殊气候条件且具有浓郁乡土气息的野生植物资源。整体来看，3处绿地的植物选择特点主要包括以下5个方面。

2 谢德花园的植物群落分层结构The layer contracture of plant community in Shedd Garden

3 谢德花园中体现生物多样性的标识牌The signboard presented the biodiversity in Shedd Garden

1）选择伊利诺伊州乡土植物。

乡土植物是起源于当地或产地为当地的植物，并在当地经历了漫长的自然演替后，最能够适应当地的生境条件。因此，营造具有自然野趣风貌的景观时，要尽可能地选择能够体现地域特色的乡土植物。在进行植物群落构建及景观营造时，基于对场地自然环境的调研选用了大量乡土野生植物，如禾本科的羽毛芦苇草（Calamagrostis acutif l ora）、悍芒（Miscanthus sinensis）、柳枝稷（Panicum virgatum）等，菊科的轮叶金鸡菊（Coreopsis verticillata）、一枝黄花（Solidago decurrens）、裂 叶 马 兰（Kalimeris incisa）等，唇形科的荆芥（Nepeta cataria）、藿香（Agastache rugosa）、风轮菜（Clinopodium chinense）等，并在此基础上选用了伊利诺伊州当地观赏性好的乡土植物，如报春花科的流星花（Dodecatheon meadia）、珍珠菜（Lysimachia clethroides）等，禾本科的北美小须芒草（Schizachyrium scoparium）、小盼草（Chasmanthium latifolium）、草原鼠尾粟（Sporobolus heterolepis）等，菊科的金花菊（Rudbeckia occidentalis）、松果菊（Echinacea purpurea）、蛇鞭菊（Liatris spicata）等。

2）选择耐旱、耐寒性强的植物。

植物的选择要重点参考当地的气候条件，选择适宜于该地区气候特点的植物种类。芝加哥的温度变化幅度较大，冬季气温最低能降到-30℃，夏季气温会达到40℃。鉴于芝加哥位于北美五大湖之一的密歇根湖畔，受其影响，当地冬季多风且寒冷。因此基于对气候条件的综合考虑，3处绿地中的植物应选择耐旱、耐寒性强的植物，以适应当地特殊的气候条件。目前，3处绿地种植的耐旱、耐寒性强的植物主要有刺槐（Robinia pseudoacacia）、北美香柏（Thuja occidentalis）、北美云杉（Picea sitchensis）、北 美 乔 松（Pinus strobus）、卡罗林鹅耳枥（Carpinus caroliniana）、紫杉（Taxus cuspidata）、加拿大紫荆（Cercis canadensis）、穗花牡荆（Vitex agnus-castus）、美国卫矛（Enonymus americanus）等木本植物；紫景天（Sedum telephium）、香蜂花（Melissa officinalis）、大 星 芹（Astrantia major）、老鹳草（Geranium wilfordii）、麝香兰（Muscari botryoides）、凌风草（Briza media）等草本植物。

3）选择耐瘠薄的低维护性植物。

低维护性植物对于场地的生境条件要求不高，在贫瘠的土壤中能够正常生长，且在生长过程中无需过多的人工养护管理，在3处绿地生长有许多这类植物，主要有灰毛紫穗槐（Amorpha canescens）、蓝花莸（Caryopteris × clandonensis）、紫色达利菊（Dalea purpurea）、偏翅唐松草（Thalictrum delavayi）、酸 沼 草（Molinia caerulea）、白头翁（Pulsatilla chinensis）、球蓟（Echinops bannaticus）、假升麻（Aruncus sylvester）、抱 茎 蓼（Polygonum amplexicaule）、糙 苏（Phlomis umbrosa）、三裂叶荚蒾（Viburnum trilobum）、南蛇藤（Celastrus orbiculatus）等。

4）选择非原生的适生性植物。

3处绿地不仅种植有数量众多的乡土植物，而且还从观赏性、抗逆性、适应性等方面选择了一些能够适应当地环境的非原生植物。如欧洲鹅耳枥（Carpinus betulus）、地中海刺芹（Eryngium bourgatii）、马其顿川续断（Knautia macedonica）、台湾油点草（Tricyrtis formosana）、东方针茅（Stipa orientalis）、东方铁筷子（Helleborus orientalis）、韩国羽毛苇草（Calamagrostis brachytricha）、宾夕法尼亚苔草（Carex pennsylvanica）、希腊银莲花（Anemone blanda）、伊朗绵枣儿（Scilla mischtschenkoana）等。

5）选择观赏周期长的植物。

园林植物的季相变化是植物对气候的一种特殊反应，是生物适应环境的一种表现，也体现了植物在不同季节的外貌变化[9]。3处绿地的植物景观营造根据园林植物的季相变化特征，注重选择了一些观赏周期长的植物，其中以禾本科植物最具代表性。从19世纪后期，禾本科的草从单一的草坪应用形式中脱离出来，并突破低矮种类的局限，开始应用于花园的花境配置与植物造景。英国著名造园家William Robinson在《英国花园大观》（The English Flower Garden）一书中曾提到一些禾草植物可作为优良的植物造景素材[10]，其中所提到的狼尾草属（Pennisetum）就是被大量运用于3处绿地的一种观赏周期长的植物。狼尾草属植物因花序似狼尾而得名，具有叶形优美、叶色多彩、花序多姿、株形美观等特点。狼尾草的穗状圆锥花序，长可达25 cm，初期淡绿色，后转变为紫色或白色。狼尾草最佳观赏期最长可持续到10月底，到了冬季，叶子枯黄但不完全脱落，形成枯而不倒的直立状态[11]。提升了冬季植物景观效果，能够营造出一种无论枯荣皆为盛景的自然景观。

3.2 群落结构的构建

植物群落的分层结构使得群落内拥有不同株高的植物，这样可以充分分享光照、水分和土壤资源，达到资源的最大化利用。植物群落的搭配使用能够充分利用不同株高、生态习性、生活型的植物，使得种类丰富的植物共同生长，在提高场地生物多样性的同时，也能够使植物充分利用场地有限的空间资源，大大提高单位面积的绿量（图2）。这种植物群落分层结构的构建也正与自然群落结构中所体现的生态智慧相契合，从而使3处绿地的人工植物群落更贴近于自然，也更尊重原生态景观。另外，3处绿地的管理维护也能够体现出生态智慧，合理控制了管理维护所产生的成本。这是由于3处绿地的人工植物群落多采用地域性适生植物，这种群落结构不仅有较强的抗逆性，而且也较好地适应当地的自然降雨特征，能够有效减少传统种植日常管理维护中的人工浇水和除草，从而降低维护成本。

4 卢瑞花园中植物塑造的立面空间The facade space of plant construction in Lurie Garden

3.3 自然演替过程的设计

3处绿地的植物群落构建及景观营造本着因地制宜的原则，从长远规划出发，采用了科学合理的植物群落设计方法，不仅可以提高植物的种类，而且所形成的和谐种间关系可以促进植物的共同生长，场地中的植物群落演替是绿地生态系统自我完善的必然过程。尊重场地内植物的自然演替规则，保护生态系统的多样性与活力，确保其生态景观的可持续性发展，也是植物群落构建及其景观营造能够体现生态智慧的一面。通过植物在生长过程中的种间竞争，会改变场地内植物的种类与数量，甚至有些植物会面临消失[12]。植物的这种自然演替现象，使3处绿地的植物群落结构更加稳定，且具有更强的抵御外界干扰的能力。

3.4 发挥一定的生态功能

植物景观不仅具有独一无二的观赏价值，而且也能够发挥出一定的生态功能。正如奥斯本·威尔森曾经说过“我们笔下的规划与设计不仅要考虑经济效益与美学，对物种多样性的保护也应纳入考量”[13]。3处绿地内丰富的植物种对于场地生境环境的协调与稳定奠定了基础，同时也为城市生物多样性的保护发挥了重要的服务功能。植物能够通过其本身的生理生态特征发挥多种显著的生态功能，例如卢瑞花园中的二色栎（Quercus macrocarpa）、刺槐（Robinia pseudoacacia）是提供花粉的重要树种，在花期能够招引大量的蜜蜂与蝴蝶，灰毛紫穗槐（Amorpha canescens）的根部具有根瘤菌，能够将大气中的氮气转换为氮素营养，提升土壤的含氮量，为自身及其附近的植物所用[14]；谢德花园中的穗花婆婆纳（Veronica spicata）、蓝花鼠尾草（Salvia farinacea）、抱茎蓼（Polygonum amplexicaule）的长穗状花序以及松果菊（Echinacea purpurea）、黑心菊（Rudbeckia hirta）的头状花序在成为昆虫蜜源的同时，也为许多蛾和蝴蝶提供了自然栖息地，丰富了生物多样性（图3）；除此之外，斯特恩矿坑公园内密布的地被植物形成了地表覆盖层，能够有效减少地表雨水径流，有利于场地水土保持。3处绿地植物景观所发挥的上述生态功能同样也蕴含着生态智慧，通过植物生理生态特征来实现相应的生态功能，不仅实现了可观的生态价值，而且提高了其生物多样性水平与景观质量。

4 自然野趣的景观空间营造

风景园林设计重视场地空间的营造和视觉效果的表现，3处绿地利用植物塑造场地空间，自然野趣的景观效果都是生态智慧在景观空间营造方面的重要表现。

4.1 运用植物塑造场地空间

植物非常适合用于围合、分隔或者烘托场地的不同功能空间及空间的连接通道。采用植物围合的方式，是塑造场地空间常用的一种方式，例如卢瑞花园的北面和西面采用高大的树篱进行围合，齐肩的树篱是一道鲜活生动的屏障，它将花园内部与外部的人行交通隔离开来，特别是在临近的大草坪上举行音乐会期间。在齐肩的树篱内，两个内部的空间，用来种植宿根花卉和乔木。这2个空间，被叫做黑暗空间和光亮空间，彼此之间形成强烈的对比。这种巧妙地运用植物塑造场地空间的模式（图4），充分体现了设计师的生态智慧，实现了不同场地空间的完美融合。黑暗空间（图5），代表了这片场地以及整个城市的过去。光亮空间（图6），代表了芝加哥的现代生活和对于自然的艺术把控能力，提供了对未来的期许。

4.2 植物景观的自然野趣

人们对自然景观有着先天性的本能反应，都热衷于游憩于自然环境之中。斯特恩矿坑公园地处芝加哥南部的中国城附近，距离市中心仅5 km左右，但人们在这里却能够体验到一种来自大自然的宁静与野趣。公园中植物众多，对提供动物栖息地，增加绿色碳汇，缓解热岛效应都有一定的作用和影响，这也体现了在进行城市废弃地改造和生态修复时设计团队具备理解自然、尊重自然和保护自然的生态智慧。设计师的创作灵感来源于野生植物景观，植物景观设计尊崇自然选择，营造出具有浓浓乡土氛围同时基本实现自播的自然植被空间。斯特恩矿坑公园的植物景观营造追求一种具有田园野趣的意境（图7），随处可见的野生植物充分彰显了这一特色。

4.3 植物群落构建及其景观营造与城市生物多样性关联

城市生物多样性是在城市范围内各种非人生物体有规律地结合在一起所体现出来的基因、物种和城市生态系统的分异程度，是城市发展的自然本底以及最重要的城市公共资源之一。城市规划领域对生物多样性的研究与实践尚处于起步阶段，即便是近年来如火如荼的“生态城市”“低碳城市”“低碳生态城市”建设，也主要聚焦于交通、能源、建筑等维度的绿色人工环境塑造，而较少涉及城市生物生境系统的营造修复与植被设计[15]。文中这3处芝加哥公共绿地将生态学理论与实践以植物群落的方式介入到城市绿地建设之中，通过采取植物群落组构与模式设计，为动植物提供了栖息地，一定程度上增加了城市生物多样性，进而提升场地生态环境质量。如果群落生态学以多种形式、多种尺度介入到城市绿地建设，城市也因此具有自己的生物多样性特征[16]，势必会改善城市生态系统。

5 黑暗空间The dark space

6 光亮空间The light space

7 斯特恩矿坑公园植物景观的自然野趣The natural wildness of plant landscape in the Stearns Quarry Garden

5 结语

美国芝加哥的卢瑞花园、斯特恩矿坑公园、谢德花园的设计强调了风景园林设计本源的物质性，关注地形处理、植物种植、水体设计和构筑物布局等构成风景园林存在的最基本元素，将水、土地与植物紧密相连，浑然一体。这3处绿地的植物景观与场地生境融为一体，并将风景园林设计回归到了园林最基本的功能：塑造土地。场地的植物群落构建及景观营造从设计理念到细节处理上，都体现了其独特的生态智慧。在设计手法上，将历史记忆、现代生态意识、文化与生态理念相互融合，既保留野趣，又注入现代化要素，既营造公共场所，又设计相对私密空间，创造出一个优雅、宁静、而又富有美感的新城市景观，展示出历史与生态美。这3处绿地的建设都基于场地设计要素，融入了具有乡土风情的植物景观，将土地本身与风景园林设计师的想象力相结合，不仅为市民提供了一个舒适美好的户外休闲空间，而且唤起了人们的联想与情感，这就是植物群落构建及景观营造所蕴含的生态智慧。

注释：

图1由郭锋改绘；图2、3、5～7由王晶懋拍摄；图4由陶嘉敏绘制。