CN102067770A - 一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法 - Google Patents

Abstract

本发明属森林、绿化和生态修复领域，涉及一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法。本发明方法包括：城市或区域自然乡土植物群落的现状与历史调查；自然乡土植物群落的评价与遴选；遴选自然植物群落的优化；乡士植物种苗繁育；模拟自然乡土植物群落的绿化工程应用和模拟自然乡土植物群落及工程的后续优化与评估。本发明利用自然乡土植物群落的多层次、多结构、多功能的复层植物群落特点，建设能充分利用空间资源，适应本地环境，形成稳定、长期共存的近自然植物群落，使单位空间内绿量高，生态效益佳，生态功能强，能显著增加城市绿地的生物多样性，改善景观功能，凸现地域特色，降低养护成本。

Description

一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法

技术领域

本发明属森林、绿化和生态修复领域，具体涉及一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法。

背景技术

城市植物多样性是改善城市生态环境、丰富城市景观、凸现地域特色，促进区域社会、经济、环境可持续发展的重要基础，是生物多样性保护的重要组成部分。近年来，我国城市生态环境与园林绿化建设取得了快速发展，但普遍存在植物物种单一、群落生态功能差、景观单调、忽视乡土植物等现象，并导致“千绿一面”，其核心问题就是植物多样性应用严重不足。

生物多样性保护对于城市生态环境建设有着重要的意义。首先，生物多样性是促进城市绿地自然化的基础，也是提高绿地生态系统功能的前提；其次，生物多样性能充分反映出城市绿化的地方特色，通过城市绿化中乡土植物的应用，代表着本区域类型的植物群落和生态系统的恢复与重建，能够构筑出具有区域特征和城市个性的绿色景观，植物多样性是丰富城市景观的基础。物种多样性是生态系统的重要特征并维持系统的功能运行，生物群落为人类提供重要的生态系统服务功能。生态系统抵御逆境和干扰的能力与物种多样性紧密相关，多样性的提高会增加系统的稳定性，与单个种和种类的数量相比，群落内各种群充分占据已分化的生态位，从而提高了生态系统对资源的利用率。加强城市生物多样性保护工作，已引起了国内外的高度关注。

国外对城市植物的多样性研究，主要是从生境、土地利用等方面入手。普遍认为城市较高的生物多样性水平是由于下列多种因素共同作用的结果：具有大量的本地植物作为特定地理区域的种源；城市镶嵌体的结构异质性较大，包含了十分丰富的植物群落和土地利用格局；城市生境中植物定居的历史较长；外来种的比例较高。城市植物多样性的维持强调自然生境保护的重要性；对传统土地的经营与空间拓展要防止单一化；人工绿地要尽可能利用种子材料(实生苗)或乡土植物；在中心城区，临时的荒地能为大量物种和群落提供空间，这些地方在园林规划中需要重点保护；植物多样性取决于局部结构、管理、场地使用、耕作形式和景观结构及其相互影响；生态园林涉及提高生物多样性，减少土壤侵蚀与沉降，减少外来种入侵等；此外，城市植物多样性的维持需要生态学家、农学家及教育工作者的紧密合作，需要公众的广泛支持与参与；在园林实践与理论中，生态设计被广泛运用，注重使用本土植物、本地材料、场地保护策略等。

而在森林的恢复中，著名宫胁造林法，是以植物生态学群落演替和潜在自然植被理论为基础，选择乡土树种，通过多种类、多层次、密植、混合，前期人工管理与后期任其自然的植物自然生长的结合，快速、低造价建造以地带性植被为目标的“环境保护林”的方法，在林业与森林恢复中应用广泛，也被应用于城市森林的建设中。

残存自然植被仍然是区域自然生物多样性最高的核心地区，构筑了地区物种、群落、生态系统以及景观多样性的基础。

国内外运用近自然林业理论已有理论研究与实践应用，如应用宫胁法在上海浦东城市区营建了近自然城市森林。相关的研究与实践工作主要有：1)叶其刚，王，畅，王诗云.三峡库区稀有濒危植物异地保护群落设计的初步研究(武汉植物学研究2000，18(1)：33-41)；2)林源祥，杨学军.模拟地带性植被类型，建设高质量城市植被(中国城市林业，2003，1(2)：21-24)；3)黎玉才.“近自然”群落城市绿地建设新理念(湖南林业，2005，1：9)；4)易军.城市园林植物群落生态结构研究与景观优化构建(南京林业大学研究生硕士学位论文，2005.6)；5)欧阳育林.把森林引入城市——构建城市近自然生态植物群落(中国建设建设信息2007，1：44-45)；6)江堃.生态型绿化法在上海“近自然”群落建设中的应用(园林，2009，2：42-43)等。

发明内容：

本发明的目的是一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法。

本发明利用自然乡土植物群落具有的多层次、多结构、多功能的复层植物群落特点，建设能充分利用空间资源，能适应本地环境，形成稳定、长期共存的近自然植物群落。本发明适应用城市绿化建设、城市森林建设、城乡生态修复领域中植物多样性提升与保护，使单位空间内绿量高，生态效益佳，生态功能强，能显著增加城市绿地的生物多样性，改善景观功能，凸现地域特色，降低养护成本。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法，由自然乡土植物群落调查与评价、群落选择与优化、苗木繁育生产、绿化工程实施与管理等环节构成，包括步骤：

A、城市(区域)自然乡土植物群落的现状与历史调查

通过文献调研，初步确定本区域地带性植被(显域植被)的历史与现状分布。地带性植被是自然界长期进化的结果，是本地区结构最稳定的群落，最能反映出该地区的植被与气候特点，也是地方植被特色的反映，是重要的本底资料，是城市绿化、特别是城市森林与城市生态恢复重要的本底资料。

如没有文献记录，则需要开展对本区域植被的本底调查工作，如通过对现代残余林地分析，结合古生态学方法如花粉分析，确认城市(区域)的植物分布状况，并绿化化工程实施中优先考虑引进丢失物种。

B、乡土植物群落的评价与遴选

在对本城市(区域)历史与现状植被本底调查的基础上，进一步调查确定本地区的典型植物群落特征，对自然乡土群落进行植物群落生态学调查，重点调查植物群落的种类组成、结构、生态位、更新苗、生境等群落与生态学特征。

根据调查结果，可按层次法等对乡土群落进行综合评价，遴选出适宜于不同生境、不同功能要求的乡土植物群落。如：观赏型、环保型、文化教育型、生态修复型、生产型、水生(湿生、沼生等)型、旱生型、保健型、休闲型、保护型等。特别注意对当地珍稀濒危植物群落的保育与遴选。

C、遴选植物群落的优化

对原生或次生群落中的一些组分进行适当改造，主要是根据绿化类型与目的，去除一些明宜不宜作为城市绿化植物的物种，如有毒素、外来种、有异味等种类。并根据生态位原理，适当增加物种类型，丰富景观与物种多样性，如配置一定数量的蜜源植物和结实植物，以吸引蜜蜂等昆虫，结实植物的果实和种子能为绿地中的鸟类等动物提供食物，最终基本确定可适应不同生境、不同绿化要求的近乡土植物群落类型。

根据生态位理论，要避免引进生态位相同的物种，使各种群在群落中具有各自的生态位，避免种群之间的直接竟争，保证群落的稳定，更有效地利用时间、空间和环境资源，维持生态系统长期的生产力和稳定性。遴选植物群落的适度优化改良不仅要考虑适宜生存的遗传类型，还要考虑随时间进化的远景问题和引进物种的遗传多样性的适应性问题。

D、遴选植物群落的种苗繁育

将遴选出来的自然或近自然植物群落作为种子库，通过种子或植物繁殖体进行繁育与苗木生产。如在果实成熟时期组织采集种子，通过苗床育种和容器育苗等技术进行苗木培育。在大棚及光量控制的条件下，利用2年左右时间，培育根系发育良好、高度适宜的幼苗。

E、模拟自然乡土群落的绿化、城市森林、生态恢复工程应用

1.地形与土壤改造：为了使群落植物能正常生长，需对地形作适当处理：按原自然植被生境状况指导地形改造，基本情况是将地形整为缓坡地；结合园林艺术要求，应参照原自然群落的物种与平面结构进行绿化种植。

2.土壤改良，可充分利用有机废弃物循环利用，如树枝粉碎、落叶堆腐，有机垃圾堆肥场，以增加土壤有机腐殖质，改善土壤理化性能。

3.种植先锋树种：先锋树种有抗性强、生长迅速的特点，在初期可为其他植物提供蔽荫、改良土壤、改良小气候。刺槐、柳树、苦楝、具固氮作用的豆科植物如沙棘等在许多地区都适宜作为先锋树种。在建立绿地初期，特别是5-10年后，要有计划地对这些先锋树种进行间伐。

4.模拟自然群落植物配置：适当改造地形和改良土壤的情况下，根据前述绘出群落植物物种平面结构图进行种植，考虑到种植幼苗与成熟植物群落的巨大反差，对上述群落植物物种平面按2∶1或3∶1进行混合密植，乔木苗木种植密度一般定为3-4株/平方米，高密度种植既有利于环境对苗木的自然选择，同时也可作为其他植被恢复或绿化工程的苗木来源。栽植后，用秸秆覆盖，并用草绳将覆盖物压住，防止风吹、干燥以及杂草滋生，同时，腐烂的秸秆分解后可以增加土壤的养分。种植后2-3年内，要进行除草等一般的养护，其后群落便进入自然生长过程，不需任何的养护和管理。5年左右可初具规模并达到相适的景观效果，10-20年即可形成“近自然”群落。

5.生物多样性保护设计

除应保持植物物种多样性外，还要考虑小型哺乳动物、两栖类、鸟类、土壤生物、水生生物等动物的生存和繁衍。为各种生物创造生境与生活条件。如鸟类多选择大树或枯树筑巢，茂密的灌木丛为鸟类、爬行类、昆虫提供栖息地。湿地更是生物多样性的“物种基因库”。

F、后续优化与评估

根据植物群落生态学规律，对植物群落的演替过程进行引导和保护：对已建成的近自然群落进行动态跟踪分析，适度抚育管理，合理密度管理，群落结构与景观功能优化措施，实现群落的自我更新，形成结构合理、功能健全、种群稳定的复层群体结构。运用生态评价与规划技术，对工程定期评估，逐渐完善本城市(区域)近自然植物群落应用的体系与方法，并建立城市(区域)乡土植被科学顾问团体，进一步引导公众参与。

本发明利用自然乡土植物群落所具有的多层次、多结构、多功能的复层植物群落特点，建设能充分利用空间资源，适应本地环境，形成稳定、长期共存的近自然植物群落，使单位空间内绿量高，生态效益佳，生态功能强，能显著增加城市绿地的生物多样性，改善景观功能，凸现地域特色，降低养护成本。

本发明与现有技术相比具有以下优点：1)在绿化植物材料来源中，运用乡土植物材料，并注重植物种群的遗传多样性；2)运用恢复生态学方法与技术、在城市绿化中，重视历史与珍稀濒危物种的引入，进一步加强城市生物多样性保护；3)具有生态功能好，富于地方特色，建设与养护费用低等优点；4)运用循环经济方法，充分利用城市生活垃圾堆肥改善土壤、同时消纳有机废弃物生态与环保特点。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

选择上海浦东某区域进行模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化实践操作：包括采用自然乡土植物群落调查与评价、群落选择与优化、苗木繁育生产、工程恢复实施也管理等操作内容。

A、该区域自然乡土植物群落的现状与历史调查：通过该区域植被的本底调查或文献调研，确定该区域地带性植被(显域植被)的历史与现状分布。调查当前植被，选择样地面积为400m²(20m×20m)，包括乔木(100m²)、灌木(25m²)、草丛(4m²)记录物种组成、物种高度、乔灌木的胸径、密度、丰富度、生活型等。

B、乡土植物群落的评价与遴选：在历史与现状植被本底调查的基础上，进一步调查确定本地区的典型植物群落特征。重点对残存自然植被、本区域的珍稀濒危植物群落进行植物群落生态学调查，调查植物群落的种类组成、结构、生态位、更新苗、生境等群落与生态学特征。对照潜在的城市绿化需求用层次分析法在生态效应(含植物多样性、群落稳定性、群落生长势、保护级别、乡土特色、环保功能)、景观质量(群落色彩与季相、群落层次丰富程度、环境协调性、绿视率)和社会效应(可停留度、生产应用价值、休憩设施指标)三个层面进行综合评价。遴选出适宜于不同生境、不同功能要求的乡土植物群落。如：观赏型、环保型、文化教育型、生态修复型、生产型、水生(湿生、沼生等)型、旱生型、保健型、休闲型、保护型等。

C、遴选植物群落的优化：根据生态位原理，对自然乡土植物群落中的一些组分进行适当改造，去除不宜作为城市绿化植物的物种，如有毒素、外来种、有异味的植物种类，同时增加配置一定数量观赏植物，蜜源植物和结实植物如蔷薇类植物、牡荆等，重新引进与增加的植物，要符合植物引种驯化的原则与方法。

D、遴选植物群落的种苗繁育：以自然植物群落作为种子库，通过生物工程技术与设施农业技术，种子或营养繁殖相结合进行苗木生产，珍稀濒危植物的繁育不能破坏自然植物群落，与该地区的植物园等部门联系，委托繁育或引进种苗。

E、模拟自然乡土群落的绿化、城市森林、生态恢复工程应用：工程应用上首先要满足所选定植物群落生态学上的最小面积，一般要求500m²以上。工程应用分如下环节：(1)地形与土壤改造：基本情况是将地形整为8％-12％的缓坡地，可能的情况下，按原自然植被生境状况进行地形改造；(2)土壤改良：土壤改良的目的是要满足植物生长发育的需要，可充分利用城市有机废弃物循环利用，如有机垃圾堆肥，增加土壤有机腐殖质，改善土壤理化性能；(3)种植先锋树种：刺槐、柳树、苦楝、具固氮作用的豆科植物如沙棘等在许多地区都适宜作为先锋树种。在建立绿地初期，特别是5-10年后，要有计划地对这些先锋树种进行间伐；(4)模拟自然群落植物配置：考虑到种植幼苗与成熟植物群落的反差，对上述群落植物物种平面按2∶1或3∶1进行混合密植，乔木苗木种植密度一般定为3-4株/m2。种植后2-3年内，要进行除草等常规养护，随着植物生长，要不断移植先前密植的植株，应用于其它生态工程；(5)生物多样性保护设计：除应保持植物物种多样性外，还要考虑小型哺乳动物、两栖类、鸟类、土壤生物、水生生物等动物的生存和繁衍。为各种生物创造生境与生活条件。

F、后续优化与评估：对已建成的近自然群落进行动态跟踪分析，适度抚育管理，合理密度管理，群落结构与景观功能优化措施，实现群落的自我更新。运用生态评价与规划技术，对工程定期评估，逐渐完善该区域近自然植物群落应用的体系与方法。不断改善城市绿化植物配置中植物多样性的保护与应用。

Claims (6)

1.一种模拟自然植物群落提高植物多样性的绿化方法，其特征在于由自然乡土植物群落调查与评价、群落选择与优化、苗木繁育生产、绿化工程实施与管理环节构成，包括步骤：

A、城市或区域自然乡土植物群落的现状与历史调查

通过文献调研，初步确定所述城市或区域地带性植被的历史与现状分布；

B、自然乡土植物群落的评价与遴选

在步骤1的基础上，进一步调查确定该地区的典型植物群落特征，并对乡土群落进行综合评价，遴选适宜于不同生境、不同功能要求的乡土植物群落，绘出群落植物物种平面结构图；

C、遴选自然植物群落的优化

根据绿化与生态工程类型与目的，对所述区域原生或次生群落中的组分进行改造，去除不宜作为城市绿化植物的物种，增加适宜物种类型；

D、乡士植物种苗繁育

将遴选的自然乡土植物群落作为种子库，通过种子或植物繁殖体进行繁育与苗木生产；

E、模拟自然乡土植物群落的绿化工程应用

所述绿化包括城市绿化工程、城市森林、生态恢复等以植物为主的生态环境应用工程；

F、后续优化与评估

随植株的生长逐步完善群落结构和种群格局将，对已建成的近自然群落进行动态跟踪分析，适度抚育管理，运用生态评价与规划技术，对工程定期评估，引导公众参与，改善城市绿化植物配置中植物多样性的保护与应用。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，还包括在绿化与生态工程中重新引进所述区域已经丢失的物种。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述的乡土群落界取样面积为500m²以上，所述的群落植物物种平面结构图按1∶200绘出。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述的不宜作为城市绿化植物的物种为有毒素、外来种或有异味物种，所述适宜物种选自在本区域有历史分布的物种或蜜源植物或结实植物。

5.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，用2-4年时间，培育根系发育良好、高度适宜的幼苗，同时确定或引进具基因多样性的物种的苗木生产。

6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，所述的绿化工程包含以下环节：

1)地形与土壤改造：利用城市有机废弃物循环利用来改良土壤；

2)种植先锋树种，形成有利于幼苗生长的小气候环境；

3)模拟自然群落植物配置：改造地形和改良土壤的情况下，根据前述绘出群落植物物种平面结构图进行密集种植，苗木密度为3-4株/m²；

4)加强前期管理，形成“近自然”植物群落，5-10年内，有计划地对先锋树种进行间伐管理；

5)生物多样性保护设计：保持植物物种多样性，为各种生物创造生境与生活条件。