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新自然主义生态种植设计理念下的草本植物景观的发展与应用

发布时间:2022-08-20 19:29 点击量:

杭烨.新自然主义生态种植设计理念下的草本植物景观的发展与应用[J].风景园林,2017,24(5):16-21.

新自然主义生态种植设计理念下的草本植物景观的发展与应用

杭烨

女/博士/英国谢菲尔德大学景观学院博士后研究员、助教/研究方向为生态景观种植设计

摘要:在全球气候变暖的大背景之下,新自然主义生态种植以其可持续且低维护的特性,逐步在世界范围内替代传统种植形式,成为城市景观种植设计的一个主流趋势。草本植物的应用潜力、生态价值和美学价值在这种新型的景观形式里得到了充分体现。拟自然式的群落种植设计形式能实现自我调节,并有助于实现中长期的生态服务功能。如何将新自然主义种植设计“中国化”是历史机遇,也充满挑战。论述城市背景下新自然主义生态种植设计理念下的草本植物景观的发展历程,并探讨未来景观设计和绿色基础设施网络中自然式草本植被的应用潜力。

关键词:新自然主义生态种植设计;草本植物群落;生物多样性;本土和非本土植物

越来越多的资料显示气候变化会对各大洲的植被产生显著影响。全球变暖加之城市热岛效应,预计会大大影响降雨分布,而夏季降雨减少或短时间内骤雨频发的趋势,势必会对城市景观设计和管理维护产生深远影响,威胁现有景观植被。城市景观中的植物是否能承受暴雨的侵袭?草坪绿地是否需要格外浇灌?威胁往往对应的是机遇,具有创造性、多功能性且低维护的新自然主义生态种植将成为新的景观种植发展趋势。

城市背景下具有新自然主义生态种植设计理念的草本植物景观发展历程

新自然主义生态草本植物种植设计是基于生态学原理,将草本植物以拟自然化的形式组合形成有机且稳定发展的群落式种植设计。它起源于自然式种植形式的组合设计,即自然主义种植设计,在经历了一个多世纪的发展之后,逐渐成为西方国家城市景观种植设计的一个主流趋势。

在西欧,“自然主义”的种植设计概念可以追溯到19世纪。威廉·罗宾逊(William Robinson,1838—1935)的《野生花园》(1874)第一次引入了该设计理念。以花园设计色彩理论影响西方园林设计的英国造园先驱特鲁德·杰基尔(Gertrude Jekyll,1843—1932)在晚年用从各大洲收集来的多种非本土草花物种,营造了自然主义风格的林地景观植物群落,为在半荫条件下拟自然的种植形式指引了发展方向,推动了英国自然主义种植设计的发展,对20世纪的英国花园设计产生了较大影响。1957年,耐寒植物研究协会(Hardy Plant Society)的成立促进了设计师们对多年生植物信息和种植经验的交流,使得越来越多适用于自然主义种植的植物被选育出来并用于设计。20世纪80年代以来,世界各地对城市环境下生物多样性的兴趣与日俱增,植被与生物多样性的关系成为科研和实践的焦点。美国在1987年《联邦高速公路法案》(Federal-Aid Highway Act of 1987)中界定了原生野花在本土高速公路系统中的应用途径,力求在道路景观营造的同时构建生物廊道。同时,“为野生动物而生的家庭园艺”("Wildlife Gardening")理论在英国萌芽并普及,园艺家们提倡园艺爱好者师法自然,将本土草花物种及花灌木以更为野趣的形态应用于后花园中,并构建树木、灌木和多年生草本植物相结合的复层结构,在小尺度的空间中充分营造野生动物的栖息环境,最大化地支持生物多样性。自然式种植发展到这个阶段,不仅形式上趋于拟自然化,其生态服务功能也逐步体现。

随着人们审美需求的提高,在城市空间中,为了更好地展示丰富的色彩和季相变化,非本土物种和本土物种相结合的自然主义种植设计应运而生。在德国,早在20世纪,著名的园艺家卡尔·福斯特(Karl Foerster,1874—1970)率先提出了拟自然群落的草本植物组合。他积极鼓励设计师、园艺家走向大自然,并把那些并不常见但极其美观的草本植物和观赏草带回到花园中栽培、设计并推广应用。他尝试用我们现在熟知的观赏草品种拂子茅‘卡尔福斯特’(Calamagrostis×acutiflora'Karl Foerster' )来柔化设计。19世纪70年代末期,位于德国魏因海姆(Weinheim)的私人植物园赫尔曼斯霍夫(Hermannshof)植物园内的所有植物在理查德·汉森(Richard Hansen)教授的指导下,依据它们相似的原生环境及生长条件,重新组合成新的植物群落。此种植设计理念进一步创新了自然式草本植物的种植形式,也指导了设计师们如何将来自不同地域相似生境的草本植物组合到一起,从而形成新的草本植物群落。自然主义草本植物种植设计也就此有了群落的概念。

英国著名女园艺家贝丝·查托(Beth Chatto)是英国自然主义种植设计的重要推动者。她关注植物和其生长环境的密切关系,她的理论“适地适种”("using the right plant for the right place")指导了设计师们如何选育合适的物种,来适应不同的城市环境。她在英国埃塞克斯(Essex)的家——贝丝·查托花园环境较为干燥,当发现本土草本植物无法实现她理想的花园设计时,贝丝转而研究和应用非本土的草本植物来打造花园,因为这些吸引人且低维护的植物能更好地适应埃塞克斯严峻干燥的环境。在城市环境中用非本土草本植物来营造自然式植物群落的种植设计理念因而逐步被接受和认可。自20世纪90年代初,荷兰籍植物生态景观种植设计大师彼得·奥道夫(Piet Oudolf)开始大量应用非本土的禾本科丛生观赏草品种,使其作为结构性的元素出现在他的自然主义种植中,并将设计重心逐步转向有观赏价值的多年生草本植物。他开始关注植物的结构形态,植物衰败过程中的状态以及植物枯死后的体态。多年生草本植物枯败后宿存的种苞、干枯的茎,在奥道夫看来,都是延长观赏季的重要元素(图1、2)。为了实现更好的景观效果,奥道夫的设计强调植物的空间组合及不同植物的花期序列。对开花时间和植物空间关系的充分把握,使得奥道夫能有效控制自然主义种植组团设计中各个季节的开花效果。1994年,英国邱园举行的第一届“多年生草本植物展望”("Perennial Perspectives")会议,可谓西方自然主义种植设计发展的重要历史节点,来自德国、荷兰和英国的专家在会议中探讨了自然主义种植未来的发展方向。德国和荷兰城市基础设施中自然式草本植物种植设计的应用实例影响了种植设计领域,随后越来越多的相关作品在欧洲各地出现,自然式草本植物景观也逐渐成了西方景观种植领域的重要组成部分。

1 多年生草本植物宿存的种苞和结构性的体态

2 新自然主义种植打造冬季景观

进入21世纪,自然主义种植设计有了新的发展,生态学理念被逐步引入群落设计。基于生态原理发展起来的新自然主义种植设计以其低维护的特性正引领着一个新的景观趋势。在英国知名的谢菲尔德大学(Sheffield School),詹姆斯·希契莫夫教授(James Hitchmough)和奈杰尔·邓内特教授(Nigel Dunnett)作为核心代表人物,将生态学原理与美学和功能有机结合,开创了新的生态景观种植设计学科,进一步发展了自然主义种植设计,使其具有更好的可持续性和低维护性。两人携手在2012年伦敦奥林匹克公园中打造的20 hm 的多种形式的生态草本植物群落,全面革新了英国人对城市景观的认识,并被美国植物生态协会称为“史上最宏大的生态景观设计”。欧美景观界就此掀起了一场史无前例的新自然主义草本植物生态景观种植设计革命。如今,在西方,新自然主义种植的理念在公众中已广为人知。越来越多的年轻一代设计师和园艺家对这种自然式草本植物的种植形式表现出浓厚的兴趣,并在各种类型的实践中尝试应用。城市中的生态景观种植需要重点考虑人们的审美需求,因此本土草本植物和非本土草本植物的结合使用是设计师们的共同选择。在北美,奥道夫已经成功地将他对新自然的展望带进了美国的核心城市。芝加哥千禧公园中的Lurie花园和纽约高线公园的新自然主义草本植物种植设计正深深影响着现今美国城市景观种植设计的发展方向。虽然Lurie花园最初的设计意图是再现城市扩张前美国中部地区曾经的草原盛景,但是大量精心设计出的非本土多年生开花草本植物和拟自然的草甸浑然一体,展现出基于北美草原特色且富有变化的四季景观效果(图3)。值得一提的是,Lurie花园实际是一个大型的屋顶绿化项目,而高线公园是众所周知的棕地改造项目。

3 芝加哥千禧公园Lurie花园

2 未来景观设计和绿色基础设施网络中新自然主义生态种植草本植物景观的应用潜力

在城市快速发展的今天,尤其是在全球气候变化的前提下,对城市绿色空间的重新思考是很有必要且有意义的。新自然主义草本植物生态种植的模式或许对绿色基础设施的设计和管理具有潜在的巨大价值。维护这种大尺度类型的项目时,单位面积所投入的时间成本和资源成本较传统绿化类型低,且操作简单。每年只需要进行1~2次的修剪,几乎不需要特殊的浇灌,除了在发芽阶段及没有明显降雨时需要浇灌。在西方国家,由于近年经济持续下滑,且降雨呈现减少趋势,一些需要精细维护的花坛花卉以及需要大面积浇灌的草坪正在逐步被新自然主义生态种植这种具有可持续性的植被形式所代替。无论是传统形式的城市绿色基础设施建设,还是新型的城市绿色基础设施建设,诸如绿色屋顶设计、雨水花园设计、棕地(brownfield)修复、海绵城市建设、矿山修复、国家公园打造、私家庭院设计(图4、5)等,都可以依托自然式草本植物的生态种植设计得以实现。这种设计形式可以发展成为城市绿色基础设施不可或缺的重要组成元素,通过渗透进入城市灰色基础设施网络,参与优化城市空间布局,构建城市范围内的生态通廊,连接城市与城郊的野生动物栖息环境,构建新的生态平衡。尤其是在全球极端气候频发的今天,自然式生态种植设计,特别是通过构建植物生态群落来实现中长期稳定性,并协助营造城市环境下微型生态系统的新自然主义生态草本/木本植物群落设计,具有更强的适应性和自我调节能力。这一特性预示着它们在海绵城市的建设中具有巨大的应用潜力。在实现雨洪管理的同时,我们的设计需要追求最大限度地满足人们审美需求的目标,利用丰富的色彩来软化生态排水系统,增加多季节性吸引力。相比之下,在城市环境中,色彩多变的生态花沟较之单一的绿色生态植草沟更具有视觉影响力(图6、7)。图6是英国谢菲尔德市“将灰色基础设施变更为绿色基础设施”("Grey to Green")的城市改造项目中的生态雨水花沟,充分利用耐水湿亦耐干燥的草花植物来美化砾石铺设的排水沟渠。照片为多年生草花移栽后的数月,至2017年夏季,该生态群落中的大部分植物可实现盛花展示,植被将在成熟稳定后覆盖汇水面,有效软化城市分车带及道路边界。

4 私家庭院、小空间中的自然式生态景观种植,由希契莫夫教授设计

5 自然式生态草本植物群落种植在小空间中自然更替

6 英国谢菲尔德市城市改造项目“将灰色基础设施变更为绿色基础设施”

7 詹姆斯·希契莫夫教授在英国伦敦Burgess公园入口设计的自然式生态景观群落,是海绵城市道路绿化改造更新可借鉴的又一范例

针对“城市双修”的“生态修复,城市修补”概念,自然式生态草本/木本植物群落设计极具针对性。城市双修,修复的是城市中的棕色地块,重塑的是城市中的生态平衡。这些地块中往往存在很多废弃物、土壤贫瘠,甚至有重金属污染及有毒物质残留。借鉴西方国家的实践经验,这些地块中往往也存在一些动植物,那么在棕地的改造更新中,如何最小化地干预现有动植物,并为它们创造新的栖息环境,应该是我们的设计重心之一,也是改造更新过程中最具挑战的一个方面。城市范围内还存在着很多不同大小的充满野趣的半自然的植被,如种植带、曾经的苗圃、林地等。虽然在形式上它们显得无趣且缺乏吸引力,却通常是大量动植物的栖息环境。倘若用拟自然的手法,梳理植被结构,引入生态植物群落种植的理念,城市的野生空间便可以在保留原有特性和野生动植物的同时,形成宜人的步行空间,和城市内随处可见的精细化种植相呼应,成为人们能够步行到达的“小自然”。而由草本植物构建的自然式生态群落能为无脊椎动物提供栖息环境,在城市空间中有效建立初级食物链,构建生态城市建设的重要基础。这种环境价值的提升,不仅仅体现在美学、功能、经济学方面,更关键的是在生态和社会学方面。

3 生物多样性及非本土植物物种支持生物多样性的能力

“生态城市”建设离不开对生物多样性的讨论。研究表明新自然主义生态种植草本植物群落和生物多样性有着密不可分的联系。史密斯等关于英国城市花园的研究清晰地显示,大尺度空间结构及物种多样的复杂木本植物群落、草本植物群落或草本与木本相混合的植物群落可以为当地动物(尤其是食物链底端的无脊椎动物)提供良好的栖息环境和食物来源,较相同面积的传统种植形式及人工草坪能更好地支持城市生物多样性,增加碳捕捉能力。也就是说,自然式生态植物群落设计更有利于提升城市环境内的生物多样性,有助于城市环境中生物链的建立和修复,进而逐步改善生物多样性,实现“生态城市”的建设目标。

是否在景观设计里使用非本土物种都是极具争议的问题。本土主义者通常认为一切外来的物种都是影响、威胁环境的,简单地认为外来物种都是具有入侵性的。但大量的科学研究表明,大多数外来物种是没有入侵性的,尤其是植物。托马斯(Thomas)和帕尔默(Palmer)分析了1990—2007年来自英国近500个调查点的大量连续跟踪的数据后指出,在全英范围内,非本土植物物种的应用并没有威胁到英国的生物多样性,相反,它们同样有效地支持生物多样性。这个为期18年的长期科研获取的复杂数据,从更广泛的角度来看,也许正反映了世界其他国家类似的情况。当单一物种成为复杂生态植物群落设计的一部分时,设计的目的是有效地控制、平衡群落中物种间的竞争关系,通过种间竞争抑制优势物种,以实现群落的长期稳定性。通常,外来物种对新环境有一个适应过程,随着时间推移,其适应性才会逐步增强。只有当外来物种进入与其原生境非常相似的生长环境中时,或它们在新环境中具有极强自播繁衍能力,或是具有横向生长的块状根茎时,才有可能成为入侵物种。随着全球变暖,定义本土物种和非本土物种变得越来越困难。原先某个区域的优势物种可能逐渐退化,而原先被引入的非本土物种的本土适应性却逐渐增强。相对中国来说,英国是个国土面积较小的国家,其超过70%的植物原种是非本土植物,这些非本土植物经过长期的适应和进化,丰富并支持了英国的生物多样性。希契莫夫教授认为气候变化会深刻影响城市环境园艺中本土草本植物的使用,因为其中有些物种会变得越来越不适应城市环境,而部分极具吸引力的非本土多年生草本植物可能会成为更好的选择,甚至在应用中会“本土化”。在城市环境中,人们更需要具有长时间观赏性的植物景观,只有本土草花物种和非本土草花物种相结合的设计才可以更好地延长生态草本植物群落的展示花期;而在郊野环境中,设计需要反映地域景观特征,选用本土物种而不是非本土物种,并营建拟自然化的有地方特色的植物群落,才能使新建的群落能有效地契合原有的自然生态系统,共同实现生态服务的功能。

4 新自然主义生态种植草本植物景观的研究方法及设计思路

新自然主义生态种植草本植物景观的设计灵感来源于对自然群落的感悟,尤其是群落中的各物种在原生境的表现特征。设计师需要向自然界学习,了解自然植被(图8),特别是对在特定气候条件下,各植物的自然繁衍能力,与群落中其他物种的竞争关系及其地理分布进行充分理解。根据观赏形状及抗性特征,筛选有价值的物种并探索其景观应用的潜力。根据地域区块的不同,可参考地方植物志或相关网站,如Flora of China,来获取基础信息,尤其需要关注植物的原生环境(土壤条件、光照条件及海拔高度等)。有观赏价值的多年生草本植物是最值得研究和推广应用的类型,因为这些物种具有较长的生命周期,其构成的群落可以长期稳定发展,也能更好地实现生态服务功能。虽然我国的原生野花草甸正在大面积的退化,但在长白山、川西、甘南、内蒙古、云南、河北等地还有不少值得研究的野花草甸。在合适的时间安排野外考察,收集图片资料,并实地观察不同环境条件下植物的表现形状。例如,一些植物来源于极为贫瘠且缺少自然降雨的环境,它们所营建的生态草本植物群落往往能成功建立在城市废弃地上。即使在某些曾经被污染的土地上,污染物可能会在某种程度上减缓植物的增长速率,但这同时也有利于在群落中保持那些增长缓慢的植物物种的稳定性。原生境经历阶段性湿润环境的植物,可以成为海绵城市的测试品种。随后,需要将有应用潜力的物种按照可适应的环境条件归类,收集种子或植株,进行小面积的群落测试,并根据测试情况调整各物种在群落中的比例以有效控制优势种,使群落中各品种间形成一种相互制约的关系,从而实现群落的长期稳定性。

8 本土植被是新自然主义生态草本植物种植设计本土化的关键

设计的目的是再现一个群落的特征而不是直接或完全的复制。各个物种在新自然主义生态种植草本植物群落设计中是以多空间层次、随机且有韵律的形式重复出现。在自然界中,单一的草本植物花期往往仅有短短数周。而这种将多种不同花期的草本植物有机组合成群落的设计形式可以依时间序列展示各物种的开花效果。基于生态学原理的群落设计,在没有人为介入的情况下,各物种的花开花谢可自然更替,从而有效地将群落花期延长至数月或数个季度,并同时呈现出没有设计痕迹的自然形态。设计需要在重点突出视觉效果的同时,结合生态学原理,实现景观的多功能服务。在发展和演替中,经过设计的群落可最大化地实现群落的自我更新和调整,减少灌溉及能源消耗,从而实现中长期管理维护的低成本目标。而实际施工过程中的关键是在群落建立初期,能否有效地控制杂草。

5 小结

新自然主义生态种植草本植物群落景观虽然没有传统景观种植的整齐有序,但却有其可持续性、低维护性的重要特征。这是一种值得探索且可以广泛应用于中国城市绿色基础设施中的新型景观种植形式。基于生态学原理,拟自然化的群落设计可以有效实现生态功能,具有真正的生态意义,因此也是中国生态城市建设不可或缺的重要元素。“城市双修”工程、“海绵城市”工程,以及“国家公园”建设需要生态草本植物群落的营造来实现景观种植的多功能性。为了美化城市环境,我们需要辩证看待本土物种和非本土物种的问题,理解并解决植物的环境适应性问题。同时,为了将此种设计理念大量地应用于绿色基础设施中,国内的苗圃和种子公司应大力发掘并培育具有景观价值的本土/非本土草本植物品种,提供足够的种子和种苗来满足商业供应的需求。随着城市的扩张和全球气候变化的影响,我国的原生草花群落正在退化,这些植被处于可能会消失的困境中。对原生草甸和有景观价值物种最好的保护是应用,将它们挖掘、培育、推广、应用,既能丰富城市景观多样性,又可以保护物种,修复郊野草原环境。

最后,我们都需要思考的一个问题是:如何把新自然主义草本植物种植设计中国化?是机遇,也是挑战!

图片来源 (Sources of Figures):

图1为Hans van Horssen 2016年11月拍摄于彼得·奥道夫(Piet Oudolf)设计的荷兰De Vlinderhof花园;图2为Hans van Horssen 2016年12月底拍摄于彼得·奥道夫设计的荷兰De Vlinderhof花园;图3为为彼得·奥道夫拍摄;图4为作者拍摄于2015年7月;图5由詹姆斯·希契莫夫拍摄于2014年7月底;图6为曹经宇拍摄;图7为詹姆斯·希契莫夫拍摄于2014年10月底;图8为作者2012年7月拍摄于内蒙古。

为了微信阅读体验,文中参考文献标注进行了删减,详见杂志。

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