以植物造景为主,走生态园林的道路,是当代城市园林绿化建设的发展方向。城市植物作为城市园林绿地的主体,它在城市生态条件下的生存、生长状况,以及其群体结构、数量和分布状况,在很大程度上决定了它的多种功能的发挥,支配着城市园林绿化的质量和水平;由于人工建造的城市环境质量的不断恶化,城市绿化对城市生态系统的改善和调节作用,也已被列人城市园林综合功能中的主要方面来进行探讨。随着上述两个主要领域研究的起步和深入,按照生态学的原则作为城市园林绿化规划和种植管理技术依据的趋势正在形成和发展。这是多年来园林工作的经验总结,也是当前国际园林界主要学术动态之一。
近年来,有关城市植物生态适应性及其功能的研究,以及与之相关的绿化规划、植物配置和养护技术的研究,是以城市独特的植物生存条件为依据,以城市植物通过园林绿地的形式组成的群体为研究对象,以谋求相应技术及决策的改善为目的而展开的。从宏观研究到微观实践,出现了一些值得重视的趋向:
一、关于城市园林植物生存条件特点的研究
城市的人工环境改变了自然,同时也改变了植物的生存条件已为人所共识,园林植物作为活的生物体,对其在城市环境下所接受的生存条件特点的研究已越来越受到人们的重视。近年来,围绕这一领域的有关研究正在国内外展开,内容纷繁。如从主要的方面进行探讨,可简单地概括为:
——由于城市下垫面(如各种建筑物及大量铺装的街道)的不同分布,人口密集,大量的化石燃料燃烧等,影响到城市光照的分布状况,热的积累和散发状况,水分的循环状况,并形成了城市内不同地段在主要气候因素方面的差异。
——城市土壤由于城市夹杂物的侵入而改变其天然性状;城市建筑工程、入流活动及公共交通使土壤密实度显著增高;落叶的清除使矿物营养循环中断和很少补充肥料形成的土壤贫瘠化;以及城市地面和地下构筑物形成的植物狭窄生长空间等,构成了城市独特的植物生存的地下环境条件。
——城市工业排污和民用炉灶以及交通运输等排出大量的污染物,形成城市空气、水质和土壤的污染。
——城市植物大量以不同种类在一定的空间和地面上相互配置构成园林绿地的方式而生存,从而使其共生矛盾突出。主要表现为植物根系在有限面积及贫瘠土壤中争夺水分、养分和空气,常使某些植物生长占优势而另一些植物生长不良。城市植物的种间矛盾不同于自然林地或郊野地的特点,在于它们都受城市恶劣的地下环境的制约。
以上因素对城市园林植物的生存和分布影响极大。认识这些特点并运用结合于植物的选择和栽培等方面所探索出的一些规律,应当是我们在城市绿化设计中同景观要求相结合的重要科学依据。据笔者所知,日本对其某些地区的植物种类对城市不同小气候的适应性作过地区性分类。德国,苏联等国对植物的抗污能力研究进展较快,早已从过去的定性分析进入定量研究。但国外对城市地下环境的研究多限于一般的描述,而且很少同当地的植物种类的适应性挂钩,不能不认为是一个缺陷。国内有关城市在植物抗污方面做了大量工作,近年在小气候和地下环境的研究方面有些进展,但相当部分城市尚未系统进行,总的差距还较大。有关园林植物共生关系的研究所知报道甚少,近年从北京的绿地植物调查中得知,这一方面的确存在一些问题需要去探索。
总之,城市植物生存条件的研究,是一个正在起步的、同时也是一个亟待深入的新领域。由于城市的生态条件是一个动态的、综合的因素,加上不同城市的地理环境、城市规模、城市结构等不同而使得这方面的内容更为复杂。例如,对城市的地下环境的研究方面,土壤密实及构筑物的影响是其“共性”,天津的盐碱,上海的地下水位高,北京古都土壤中大量城市废弃物的侵入,则是不同城市对植物产生不同影响的“个性”。因此,有关城市植物生存条件的研究只能由不同城市根据其特点去做,其成果可供借鉴而不能照搬应用。根据发展城市生态园林和解决当前实践中存在的大量问题的要求,涉足这一领域将是一项不可迴避的任务,我们期望国内进一步重视开展这方面的研究,并且开展必要的协作与交流。
二、关于城市植物种群稳定性问题
近年有些城市测定了绿化覆盖率和绿地率,进而定出规划指标,无疑对促进城市的绿化建设产生积极作用。但据我国及国外有关城市的实践经验证明,在实现长期规划指标的过程中,只有同时重视保持城市植物种群的自身均衡和稳定即,“绿”的效果的稳定性,园林绿化才可能在维护城市生态平衡方面更好地发挥效益。
为达到地区性的植物种群相对稳定的目的,首要问题是植物种类的合理选择和应用。德国的研究提出了确定每个地区的潜在自然植被,即在不同地区,在没有人为干扰的情况下自然发展成的植被状况作为植物种群选择利用的原则。这种论点在我国已建成城市的环境条件下,只能促使人们更多地注意到城市建设以前当地原有的植被,也就是当地原有乡土植物的利用;国内有人提出要建立各地区城市园林生态系统并反映城市园林生态系统的地带性特色,应在规划设计上以地带性植被为种植的理论模式,城市园林树木的选择,应以植被地理分布规律为理论基础;更多的研究提出应以适应城市的生态环境,如抗干旱、耐瘠薄和土壤密实、抗污染、抗病虫,耐粗放管理等作为植物选择的首要标准。由于城市是一个不完全的生态系统,在其生态结构已经简化,形成人类现存量大大超过植物现存量的条件下,根据尽可能地扩大城市生态系统中的自我调节能力,减少依赖外界而保持相对稳定的原则,这些标准无疑是正确的。现在存在的问题是我们有些城市还较少对当地的植物生长条件和植被的发展渊源进行系统的了解,在正确选择树种方面缺乏必需的技术准备;有些地方注意参考某些树种原产地的习性而较少结合城市的生态条件,这也似乎成了一种习惯,以致不得不以对某些树种在城区多次栽种失败的结果而付出了时间和资金上的沉重代价;有的则由于强调观赏外型的需要而栽植一些在生态适应性上并不具有价值的树种。凡此种种,使城市植物结构的稳定性受到不同程度的破坏。目前一些城市树木的生命周期大大短于其正常寿命,这一点已引起人们的关注(当然也有养护问题)。我们要在维护本地植物群体的稳定性和克服种植的盲目性方面提高一步,需要加强这一方面的研究。其中对经过当地环境条件长期检验的现存的城市植被的适应状况,进行深入系统的调查,以及注重从生态条件相近的地区引进植物进行试种和驯化等,仍然是一项基础性工作。虽然有些城市已在这方面做出了成效,但对国内许多城市来说,仍有必要开拓或深入进行这方面的研究。
三、园林绿化的生态效益和城市绿量问题
园林是城市的自然空间,这个自然空间的主要标志就是植物。植物作为自养生物和城市生态系统中的生产者,通过其生理活动的物质循环和能量流动对城市生态环境的改善作用,诸如光合作用的释氧吸碳,蒸腾作用向大气释放水分并降温等,是城市中其他生物所不能代替的。就人类在城市中需要合理的生存环境和条件而言,这正是当代城市绿化最重要意义之所在。植物的物质循环和能量流动的数量,能否在城市中足以形成改善境环的效益,中心问题是如何发挥植物的光合效能。光合效能的大小决定于叶面积的大小和叶面积指数,这一点在以往对园林植物的配置应用上很少考虑,而从生态的观点则不能忽视。目前我国各城市对绿化规定了不同的规划指标,严格说来,这些指标是从我国国情出发制定的低限指标,而且绿地率和覆盖率只能部分地而不能完全反映出真正的绿量。在城市用地紧张的情况下也势必迫使我们从空间去寻找绿量。因此,我们在按照覆盖率、绿地率或占城市用地总面积的比例来要求实施指标的同时,还必须十分重视建立相对稳定而多样化的园林植物复层种植结构(兼顾不同地段的生态条件和景观效益),用以改善植物空间分布的状况,增加城市绿量。这是提高现代城市园林绿化水平的有效途径和重要标准。当然,实现这种标准对如北京等一些自然条件比较严酷的城市来说绝非易事,这的确也是曾经多年困扰我们的问题。耐荫下木(包括伴生小乔木和灌木)和耐荫地被的筛选和应用是解决这一问题的关键,其次是多层植被的养护研究。目前已经出现一些有价值的植物种类为这种应用提供了可能性,例如耐周年荫蔽的上方山苔草的引入,原有耐荫灌木如天目琼花等的扩繁,以及华北野生的耐荫小乔木葛罗槭的引种等。在地被植物方面,本地耐荫的羊胡子草以至一些耐荫的传统上视为“野草”的植物也有选择、开发和应用的价值。在当前引种驯化的各项目标中,应将耐荫植物的引种列为重点的目标,组织力量,加快实施。
四、重视对老龄树木的保护和树龄结构的改善
建立城市树木群体合理的树龄结构,既是增大城市植物体量,扩大生态效益,提高城市景观价值所必需,又是当代城市文明建设的标志。从园林建造的观点来看,延长树木寿命,形成一个郁郁葱葱的绿化空间并持续发挥其效益,正是园林建造能够经受第四维(时间)角度检验的一条重要标准,因此,更能代表和体现一个城市的绿化水平。近年在这一方面已展开一些研究和实践,其中在对现存老龄树木的维护和管理方面出现一些动向:
——在城市规划和建设工程实施过程中,重视对城区原有树木,特别是对古树、老龄树木的保存和维护。例如不少国家为保护老龄树木而决定将道路改线或调整建筑施工方案的例子屡见不鲜。
——采用对古树及老龄树木的复壮技术,主要是改善树木的地下环境和进行病虫防治等综合复壮措施。
——在树木的外科手术方面进行技术改进,特别重视环境条件同树木外科手术的关联。目前国外的研究已导致一些技术改革,例如树穴修补技术和填充材料的改进。由于传统使用的水泥、砖等硬质填充树穴材料同树体膨胀系数不同,不能随树体的膨胀和收缩同步运动或随风摇动,其反向力更有损于树木的稳定性;又由于硬质填充物不能与树体充分结合,缝隙处温、湿度稳定,不见阳光,极易形成病虫的滋生地。因此,英国、德国等国家已普遍改用聚氨酯(Polyu rethane)填充。在老龄树木的树体加固方面,有些国家已将传统使用的硬质材料支撑改为缆绳支撑,同时在外科手术的伤口敷料应用方面进行了一系列革新,这些经验都可供国内借鉴。我国是一个古树资源丰富的国家,我国的城市绿化建设也迫切要求改善绿化树种的树龄结构,因此,加强对树木外科手术的研究和应用已势在必行。近年北京市北海公园关于修补树穴新材料和新技术的研究,就是一个可喜的进展。
当然,要形成稳定合理的树龄结构,不仅局限于对老龄树木的保护和复壮,同时也需要从树种选择,育苗到合理配置和养护等各个环节实施一系列的有效技术来保证,从而对我们提出了更高的要求,这也是按照生态园林的原则对城市园林建设提出新的需求与促进。
五、根据城市生态条件特点改进种植养护技术的研究
城市植物生存环境的特殊性和局限性以及由此带来的种种后果,促使人们寻求解决的途径,诸如:
——由于城市大量建筑物和铺装地面的栏截使自然降雨大量流入下水道,城市植被因水分匮乏而生长衰退,随着植被蒸腾作用的减弱和向大气补偿水分的减少,又使城市过热和过干的恶性循环得以继续,使植物的水分逆境进一步加剧,同时也影响到居民的健康。这种状况在我国北方城市更为明显。据对北京市的粗略测算,如按每年平均降雨量为630毫米计算,在规划市区范围内每年渗入土壤可为植被吸收利用的水分仅占降雨总量的38.3%,损失总量达2.9亿米3,占总量的61.7%。建成市区由于建筑比重更大,直接损失水量达1.77亿米3,占总降雨量的80.5%。针对这种状况,国外如日本,德国,美国等,已相继研究透气透水地面铺装并已开始应用。近年北京市园林科研所与市政研究所合作研制也已取得初步成果,为逐步缓解上述问题,改善城市植物的生长状况开辟了蹊径。
——针对城市土壤贫瘠和不具备常规施肥条件的状况(尤其是行道树),适于城市条件施用的新型树肥的研制及其配套施用工具的研制工作,已得到许多国家的重视,近年欧美国家应用已较普遍。国内北京市园林科研所已完成棒肥及球肥的研制,并已开始投入系列化生产研究。
——防止城市建筑工程伤害树木。由于这种伤害日趋严重,一些国家已进行研究并采取一些保护措施,例如于工地附近对移植大树提前采取设置“根帘子”措施,以及在树木附近需要进行修建工程时,规定“根区筑墙”等操作要求等。从国内城市树木的保存率较低的情况来看,我们也须进行这方面的研究,但必须有相应的立法和规定才能保证得到实施。
——为维护城市的环境质量和城市生物的生态平衡,以生防为重点的综合防治病虫技术有所进展。国内以菌治虫,以虫治虫,以病毒治虫应用日渐增多。生物制剂在城市有广阔应用前景。国外在应用强射线,化学不育剂和染色体移位等方法进行自绝防治,以及引诱灯、排斥灯和激素的应用等,均可在我国园林植保工作中借鉴和应用。其中有些领域在国内已具备基本技术,关键在于开发和普及。
此外还有防止地下煤气管道泄漏而伤害树木的措施,防止化雪盐伤害植物的各种措施,以及为改善土壤密实状况而采取的分期改土措施等等。总之,城市环境是城市园林绿化工作的舞台,根据城市特点进行研究以求得植物种植管理技术的改进,是我们继续提高城市园林绿化水平必须逾越的台阶。属于这一范畴的问题很多,潜力也大,是今后我们城市园林工作者必须认真探索的一个重要领域。
六、利用城市不同地段的生态条件,丰富园林植物的种类
近年来北京市园林科研所的调查研究已证明,城市植物的种植条件,虽受地域气候和城市形成人工环境的共性因素所制约,但由于城市下垫面的不同分布,不同地段存在较大差异。街道,广场,建筑物之间的风口等是植物生存条件严峻的地段,必须选择适宜的树种种植。但在城市某些局部地区却可提供较城市郊区更为优越的条件,如庭园、建筑物的背风向阳地段,可以生长鹅掌楸、腊梅等长江流域的不耐寒植物;在靠近河湖水面、尤其是下风方向能形成湿度较高和气温变化缓和的小气候地带,可以栽植其他地段难以越冬的树种,如颐和园的木香,陶然亭的构桔等。因此,掌握不同地段的小气候状况,充分利用城市形成的不同类型地段的生态条件,就可以发展更多的园林植物种类。这已经成为应用生态学原理,丰富和改善城市植物结构的有效途径。
这种应用并非新的创造。北京和北方许多城市多年来引进不少树种并试种成功,凝聚了很多园林工作者的心血。我们要继承这些业绩,通过对城区不同地段微小气候的研究,积累数据并进行系统的归纳和分析,结合现存的植物分布实例加以验证,从而总结出一套规律,使之由过去的试种检验升华到理性认识,作为改进城市植物配置的一种方案实施,这也是我们面临的一项任务。
七、从大环境建设着手,发展大园林的趋势
随着城市生态研究的不断深入和人们对其同生存环境关系的再认识,城市园林的作用已由过去的一般卫生防护,文化休息,游览观赏向环境保护,防止污染,保持城市生态平衡的高度发展和转化。基于这种认识的转变,城市园林的范围已在扩展。越出城区的局限,以城市及其广大郊区作为一个整体,实行综合规划,谋求城市环境质量的更大改善,已为一些绿化先进国家率先实施。据多方报道,苏联,德国,美国、日本和我国均已研究证实城市存在两种主要低空气流的交换,一是从四周郊区向城市中心区的气流交换,城市的环境和空气质量在很大程度上取决于四周郊区的绿化覆盖状况;二是城市内冷凉地带(绿化区)向炎热面的局部环流,城市绿地的这种生态效益,随其建造规模和分布状况不同而有很大差异。将市、郊联成一体的绿化规划,有助于上述情况的改善,同时也可充分利用和开发市郊外的风景资源,开辟多种形式的自然风景区,促使市民到近郊和远郊郊游。近年北京市在规划市区750平方公里的范围内着手规划,建造环市林、森林公园和辐射状绿带等,就是这种趋势下的产物,它标志着我国城市园林绿化建设已逐步迈入维护城市生态平衡的轨道。
将市、郊联成一体的绿化规划,虽有一些国家的经验可供借鉴,更重要的是根据本地的生态条件和植物资源进行实践和创造,在国内来说还是一件新事物。这是一项系统工程,迫切需要在继承原有技术经验和知识的基础上,研究应用更多的新技术,特别是根据生态原则建立城乡结合部的植物配置和养护技术。
关于发展大园林的观念,目前已出现了新的延伸:即从国土治理的范围进行风景园林建设。例如英国等有关国家园林技术的应用,除城郊地区以外,已扩大到工业污染废弃地的恢复和种植;水库(包括自然水体)边沿的园林建造;对修建公路等工程所形成的不同陡坡和自然陡坡的加固种植和造景;利用不同树木组合的镶嵌和渗透,同时保留一定的林间空地,以建造兼顾生态、景观及木材生产等不同效益的人造森林;以及根据生态原则建立或改造林缘地带,为野生动物提供栖息地等等。
随着应用范围的扩大,园林作为一门涉及多种技术的交叉学科的特征将更为突出。我们要为发展我国的生态园林作好知识上的准备,进一步把现代化科学技术引入园林。
【作者简介】1933年生,广东台山县人。高级工程师、所长。中国风景园林学会城市绿化专业学术委员会常务委员,1954年华中农学院园艺系毕业。先后从事园艺、园林技术管理和教学、科研工作。主持及参加“北京市内园林树木和地被植物的研究及示范区试验”,获市科技进步二等奖。参加六五攻关子课题“北京城市绿色空间分布特征及其在城市生态系统中作用的研究”获国家科技三等奖。发表论文有“城市地下环境对园林植物生存条件的影响”、“如何进一步丰富绿化首都的植物材料”、译著有《树木生态与养护》、《风景园林植物配置》等。