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充分且有效利用環(huán)境壓力
傳統(tǒng)農(nóng)作物和園藝觀賞植物管理的常規(guī)操作之一是通過給 予充足的養(yǎng)分、水分和陽光來優(yōu)化植物生長狀況。這種方法通常成功應用于孤植植物或在低競爭強度下的植物栽植, 可達到“枝繁葉茂花滿枝”的觀賞效果。這樣健康且有吸引力的植株通常能很好地迎合主流的公共價值觀念。人們長期以來對這一形式的關注更加深了對這一形式的推崇和應用。這些文化影響可能是人類固有的(直到被其他文化影響超越)。但如今,公共資源(尤其是水資源)短缺,使得城市綠色基礎設施中園林植物的生長狀況不盡如人意。這也將成為許多發(fā)達國家應對全球變暖問題的主要挑戰(zhàn)。
但是,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的常規(guī)操作并不適用于多物種混合栽植的群落。正如研究表明,雖然它們是大小不均的個體,但當它們接觸到生長所需的充足的養(yǎng)分和水分時,它們的競爭優(yōu)勢會相應提高。能夠更好利用額外資源的物種,生長迅速,會逐漸蔭蔽慢生物種,導致后者數(shù)量減少,以至消失。提供給該種植群落的養(yǎng)分越多,這一過程發(fā)生的就越快。草本植物群落通常具有較高的播種密度,但速生物種對慢生物種的逐漸淘汰一般會持續(xù)至第二個生長季。
為了保留大部分原先通過種植或以撒播形式建立的物種,使其形成穩(wěn)定的植物群落,就需要將整個植物群落置于環(huán)境壓力之中。
關于環(huán)境壓力的定義各不相同,許多生態(tài)學家將其定義為在栽植環(huán)境中,植物生長所需資源的不足或過剩。因此,可以人為改變環(huán)境壓力,如給予植物群落較少的水分和養(yǎng)分或過多的水分和養(yǎng)分,但過量的水分和養(yǎng)分可能會最終導致植株的死亡(如水分太多會造成土壤中含氧量不足),而水分和養(yǎng)分的短缺則會導致增長放緩,但很少導致死亡。這種緩慢的增長限制了所有物種的競爭能力,尤其是那些進化的只能在資源充足的環(huán)境中才能占據(jù)競爭優(yōu)勢的物種(原先競爭力極強的優(yōu)勢物種)。
因此,環(huán)境壓力有利于為非競爭優(yōu)勢物種創(chuàng)造足夠的陽光來維持正常生長。
一個物種在該植物群落中生長的環(huán)境壓力強度,取決于群落中所有物種生長所需的資源量。倘若在成形的植物群落中引入新的物種,栽培養(yǎng)護條件的干草原植物。但在栽培養(yǎng)護和實際運用當中,這類干草原植物同樣能適應不同的環(huán)境。例如,北美高原草甸的一些高草物種己經(jīng)進化得可以適應降水豐富 且土壤肥沃的環(huán)境,在中等土壤生產(chǎn)力的環(huán)境中亦能生長良好。
這個現(xiàn)象引發(fā)了各種關于園藝的問題,事關植物個體和植物群落,甚至對于植物個體和植物群落可以找出次優(yōu)的植物表型。
在植物群落中,植株變小和枝葉減少在某種程度上是由植物種植密度較大引起的。但是在群落中,多大的植物算是足夠大,多強健的植株算是足夠強健,多茂密的枝葉算是足夠茂密?在實踐中的判斷標準又是什么?在單位草本植物群落中,是5株每株只開一朵花的(由于生長環(huán)境壓力頗大而纖細的)紫松果菊(Echinacea purpurea)吸引人,還是一株由于生長環(huán)境壓力較小而強壯的開了5朵花的紫松果菊更吸引人?我們期待這些問題能在今后的研究中得到解答。
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群落種植設計中,對植物生產(chǎn)力、植物結構形態(tài)與植物物候的認知與應用
在實踐中,生態(tài)景觀種植設計能更好地利用資源,生態(tài)景觀種植設計和管理比傳統(tǒng)園藝更具挑戰(zhàn)性,需要掌握更多的理論知識和實踐經(jīng)驗。在傳統(tǒng)園藝種植設計中,不同的物種所需的管理維護措施也有所不同,所以通常需要大量的管理維護。不過這也意味著在物種選擇上,不需要過多地考慮基本氣候和土壤條件。而生態(tài)景觀種植設計在植物選擇上需花費更多的精力,以便其能與植物群落中的其他物種共存,但不需要大量的管理維護來控制種間競爭。理論上,當組成植物群落的物種滿足以下條件時,植物群落將達到最大程度的穩(wěn)定性:
01
大多數(shù)物種具有大致等價的生產(chǎn)力;
02
植物生產(chǎn)力明顯低于群落平均值的物種通常需具有一定耐陰性,并不吸引蛞蝓與蝸牛;
03
植物生產(chǎn)力明顯高于群落平均值的物種使用量必須被控制在較低的數(shù)量,以減少其對周圍植物的蔭蔽影響。
其實這些“整合搭配規(guī)則”相當簡單,但同時必須關注植物形態(tài)結構和植物物候,這樣才能建立具有可持續(xù)性的植物群落。
不論植物莖葉的數(shù)量有多少(地上部分的植物生產(chǎn)力),它們的空間形態(tài)特征才是影響這一物種在群落中持續(xù)生長能力的主要因素,這同時也對與之毗鄰的其他植物產(chǎn)生不同的影響。植株矮小且橫向伸展的物種通常適合土壤生產(chǎn)力較低的自然環(huán)境,在這里,他們的生長不大可能被毗鄰的高大植物產(chǎn)生的蔭庇所影響。除非這類植物是高度耐陰的,否則在士壤生產(chǎn)力較高的環(huán)境中,種間競爭就會將其輕易淘汰。與之相反的,植株高大但纖細的物種(如某些腹水草屬的植物,Veronicatrum viginicum), 在不超過臨界密度時,可以和群落中植株矮小且耐陰的物種共存。植物的冠層結構與植物生長力的關系也受植物物候(即植株在群落中成功建立的時間)的影響。
早春就開始萌發(fā)生長的物種通常比與其毗鄰并具有較強植物生產(chǎn)力的其他物種更具競爭優(yōu)勢,因為后者在幾周后才萌發(fā)生長,產(chǎn)生競爭力。在實踐中,我們發(fā)現(xiàn)這種競爭的空檔期會大大地有利于群落的成功建立。萌發(fā)期很晚的草本物種往往來源于土壤生產(chǎn)力較低的自然環(huán)境,由于環(huán)境資源短缺,它們和相同環(huán)境中其他物種的競爭也相應減弱,或受放牧因素的影響,抑制了現(xiàn)存生物量的積累。采用統(tǒng)一的措施來管理維護植物群落。
有多種理由可以解釋為何設計中遵循生態(tài)原則的自然式草本或木本植物群落種植相對于傳統(tǒng)園藝種植設計來說,通常具有較低的景觀維護投入。
首先,由于具有較高的植被密度,生態(tài)景觀種植設計通常較傳統(tǒng)園藝種植個體的表現(xiàn)不明顯,其更關注于群落的整體景觀效果而非個體表現(xiàn)。而傳統(tǒng)園藝種植卻著眼于每個個體的最佳表現(xiàn),并為植物的未來生長預留了較大的空間(以供這些園藝觀賞植物接受定期的施肥和澆灌養(yǎng)護,從而逐漸生長并延展枝葉)。
與此同時,由灌溉與施肥所帶來的土壤高生產(chǎn)力同樣使得這些空間中雜草不斷,通常雜草生長迅速且更具競爭力,這也大大增加了維護壓力。其次,生態(tài)景觀種植設計的物種選擇往往具有嚴格的選擇過程;并力圖排除那些有特定維護需求且費時的物種。例如,需要加固與綁扎,或者在花期過后過于難看而需要修剪的物種。這將在實踐中大大降低維護需求。
但是,在生態(tài)景觀種植中降低維護成本的關鍵因素在于:植物群落在后期管理維護中,僅僅需要于同一時間對這個群落中所有的個體應用統(tǒng)一的維護措施。這和傳統(tǒng)園藝的養(yǎng)護理念差別甚遠。傳統(tǒng)園藝后期管理維護通??梢愿拍罨癁闈M足獨立物種需求的總和,即總維護= Σ (物種1+物種2+物種3+······+物種n)。舉一些在實踐中運用生態(tài)方法來管理維護的例子:如由冷季型草和草本植物所形成的歐洲野花草甸,僅需在每年7月到8月間對整個植物群落一次性修剪至植物基部,并將修剪物統(tǒng)一轉移走。由暖季型草和夏秋季開花草本植物所形成的類高原草甸植物群落,僅需在每年3月初統(tǒng)一修剪至植物基部,并用丙烷火焰槍在表面進行閃燒。與高原草甸植物群落管理維護相同的措施也可應用于由夏季生長的暖季型草,球根植物和來自南非山區(qū)草本植物組成的植物群落。因為這些植被群落中少有空間間隙,一旦植物成功建 立并開始生長,就很難進入群落中進行維護,
因此,修剪和閃燒工作需在一到2周內(nèi)完成。修剪和閃燒的目的在于運用微小但有周期性的外界壓力影響植物群落,這將有利于群落中的植物有效抵御外來侵略性雜草的入侵。這些方法本質(zhì)上是借用了自然保護區(qū)中維護半自然植被的方法。較傳統(tǒng)園藝種植的維護方法而言,這種生態(tài)維護措施使處在低環(huán)境資源供給下的復雜植物群落的管理維護更為簡便。希契莫夫和德·拉·福勒研究發(fā)現(xiàn)每年每100m2的北美高原草甸群落僅需花費不到7小時的維護時間, 便可使其產(chǎn)生極具吸引力的觀賞效果。
在資源條件許可,且需要較為純粹的植物最觀時,額外的傳統(tǒng)園藝管理維護措施也可以被使用,例如可用于清除某種在統(tǒng)一維護中沒能得到有效控制的雜草。這些額外的投入也許只會增加幾小時的維護時間,但卻能更好地控制景觀效果,并促進植物群落的可持續(xù)發(fā)展。
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結論
城市綠色基礎設施的設計與管理需要在現(xiàn)有的傳統(tǒng)園藝管理維護技術基礎上引入一系列新的生態(tài)管理維護技術,同時使設計師和公眾逐漸改變傳統(tǒng)的景觀植物價值觀,從生態(tài)角度重新定義和定位植物景觀種植設計。
否則,傳統(tǒng)的設計和管理模式會在氣候變化與可持續(xù)做主導的新的發(fā)展中越來越邊緣化。倘若將現(xiàn)有的草坪轉變成林地或是大規(guī)模草本植物群落和類荒野植物群落,將會更有利于匯集經(jīng)自然溝渠、排水洼地、雨水花園和生態(tài)屋頂所收集的雨水,緩解城市變暖問題,提高城市生物多樣性。
這些新的設計和管理措施并不是低估傳統(tǒng)園藝管理維護技術,而是意圖強調(diào)二者在未來城市綠色基礎設施建設中同樣重要。事實上,城市綠色基礎設施的設計與管理在展現(xiàn)城市文化前景方面發(fā)揮著關鍵作用,本文所提倡的新的理念作為一種平衡因素,以對抗城市景觀植物選用中越來越嚴重的只選用本 地物種的教條觀念。
城市綠色基礎設施的設計與管理將會不斷受益于吸收和采用更為生態(tài)的理念,使其在現(xiàn)代與傳統(tǒng)的強烈對比中獲得政策與公眾的支持,從而在未來城市景觀中起到更為積極與建設性的作用。
文章來源于:詹姆斯·希契莫夫,劉波,杭燁.城市綠色基礎設施中大規(guī)模草本植物群落種植設計與管理的生態(tài)途徑[J].中國園林,2013,29(03):16-26.
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