透析生態學的科學內涵

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摘要：本文闡述了生態園林的概念、科學內涵、生態園林主要功能及生態學原理在生態園林中的應用。

關鍵詞：生態園林環境保護生態平衡物種多樣性

一生態園林的概念與科學內涵

生態園林主要是指以生態學原理為指導(如互惠共生、生態位、物種多樣性、競爭，化學互感作用等)所建設的園林綠地系統，在這個系統中，喬木、灌木、草本和藤本植物被因地制宜地配置在一個群落中，種群間相互協調，有復合的層次和相宜的季相色彩，具有不同生態特性的植物能各得其所，能夠充分利用陽光、空氣，土地空間、養分、水分等，構成一個和諧有序、穩定的群落，它是城市園林綠化工作最高層次的體現，是人類物質和精神文明發展的必然結果。隨著工業化的高度發展和城市化進程加劇，給人類帶來了生存環境的危機，這一嚴峻的現實，迫使人們保護自然生態環境、仿造自然環境，以謀求優良的生存環境，把園林綠化作為主要手段，因勢利導地利用對城市生態環境有重大影響的有利因素和改造不利的因素，從整治國土，促進生態平衡的高度全面綠化人類的生存環境，將園林綠化事業推向生態園林的新階段。〔1〕

生態園林的科學內涵在于:①依靠科學的配置，建立具備合理的時間結構、空間結構和營養結構的人工植物群落，為人們提供一個賴以生存的生態良性循環的生活環境；②充分利用綠色植物，將太陽能轉化為化學能，提高太陽能的利用率和生物能的轉化率，調節小氣候，吸收環境中的有毒有害氣體，衰減噪聲，調節生態平衡；③美化景觀、在綠色環境中提高藝術水平，提高游覽觀賞價值，提高社會公益效益，提高保健休養功能，為人們提供更高層次的文化、游憩、娛樂需要和人們生存發展的綠色生態環境。

二生態園林的主要功能

生態園林的功能是多方面的，概括起來講，主要體現在調節小氣候，改善環境質量和美化景觀方面。

(一)調節小氣候

L.J.Batten認為:小氣候主要是指從地面到10余m至10Om高度空間內的氣候，這一層正是人類生活和植物生長的區域和空間。人類的生產和生活活動、植物的生長和發育都深刻影響著小氣候。

植物葉面的蒸騰作用能調節氣溫、調節濕度、吸收太陽輻射熱，對改善城市小氣候具有積極的作用。研究資料表明，當夏季城市氣溫為27.5℃時，草坪表面溫度為20℃～24.5℃，比裸露地面低6℃～7℃，比柏油路面低8℃～20.5℃，而在冬季，鋪有草坪的足球場表面溫度則比裸露的球場表面溫度提高4℃左右。

由于綠色植物具有強大的蒸騰作用，不斷向空氣中輸送水蒸氣，故可提高空氣濕度。據觀測，綠地的相對濕度比非綠化區高10%～20%，行道樹也能提高相對濕度10%～20%。

城市的帶狀綠地，如道路綠化與濱江濱湖綠地是城市的綠色通風走廊，可以將城市郊區的自然氣流引入城市內部，為炎夏城市的通風創造良好條件；而在冬季，則可減低風速，發揮防風作用。

(二)改善環境質量

1吸收二氧化碳，放出氧氣，維持碳氧平衡有關資料表明，每ha綠地每天能吸收900kgCO2，生產600kgO2，每ha闊葉林在生長季節每天可吸收1000kgCO2，生產750kgO2，供1000人呼吸所需要；生長良好的草坪，每ha每小時可吸收CO215kg，而每人每小時呼出的CO2約為38g，所以在白天如有25m2的草坪或lOm2的樹林就基本可以把一個人呼出的CO2吸收?？梢?，一般城市中每人至少應有25m2的草坪或10m2的樹林，才能調節空氣中CO2和O2的比例平衡，使空氣保持清新。如考慮到城市中工業生產對CO2和O2比例平衡的影響，則綠地的指標應大于以上要求。

2吸收有毒有害氣體污染空氣和危害人體健康的有毒有害氣體種類很多，主要有SO2、N0x、Cl2、HF、NH3、Hg、Pb等，在一定濃度下，有許多種類的植物對它們具有吸收和凈化能力。有研究表明:當SO2通過樹林時，濃度有明顯降低，每公頃柳杉林每年吸收720kgSO2。臭椿、夾竹桃、羅漢松、銀杏、女貞、廣玉蘭、龍柏等都有較強的吸收能力。

3吸滯粉塵植物，特別是樹木，對粉塵有明顯的阻擋、過濾和吸附作用。由于樹木有強大的樹冠，葉片被毛和分泌粘性的油脂使得樹木具有滯塵作用。

4殺菌作用由于綠地上空粉塵少，從而減少了粘附其上的細菌；另外，還由于許多植物本身能分泌一種殺菌素，而具有殺菌能力。據法國測定，在百貨商店每m3空氣中含菌量高達400萬個，林蔭道為58萬個，公園內為1000個，而林區只有55個，林區與百貨商店的空氣含菌量差7萬倍。

5衰減噪聲植物，特別是林帶對防治噪聲有一定的作用。據測定，40m寬的林帶可以減低噪聲10～15分貝，30m寬的林帶可以減低噪聲6～8分貝，4.4m寬的綠籬可減低噪聲6分貝。樹木能減低噪聲，是因為聲能投射到枝葉上被反射到各個方向，造成樹葉微振而使聲能消耗而減弱。

(三)美化景觀、豐富建筑群體輪廓線

生態園林是美化市容，增加城市建筑藝術效果，豐富城市景觀的有效獵施，使建筑“錦上添花”，把城市和大自然緊密聯系。

三生態學原理在生態園林中的應用

(一)堅持以“生態平衡”為主導，合理布局園林綠地系統

生態平衡是生態學的一個重要原則，其含意是指處于頂極穩定狀態的生態系統，此時系統內的結構與功能相互適應與協調，能量的輸入和輸出之間達到相對平衡，系統的整體效益最佳。在生態園林的建設中，強調綠地系統的結構與布局形式與自然地形地貌和河湖水系的協調以及與城市功能分區的關系，著眼于整個城市生態環境，合理布局，使城市綠地不僅圍繞在城市四周，而且把自然引入城市之中，以維護城市的生態平衡。近年來，我國不少城市開始了城郊結合、森林園林結合、擴大城市綠地面積、走生態大園林道路的探索，如北京、天津、合肥、南京、深圳等?！?〕

(二)遵從“生態位”原則，搞好植物配置

城市園林綠化植物的選配，實際上取決于生態位的配置，直接關系到園林綠地系統景觀審美價值的高低和綜合功能的發揮。生態位概念是指一個物種在生態系統中的功能作用以及它在時間和空間中的地位，反映了物種與物種之間、物種與環境之間的關系。

在城市園林綠地建設中，應充分考慮物種的生態位特征、合理選配植物種類、避免種間直接競爭，形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群落結構，以利種間互相補充，既充分利用環境資源，又能形成優美的景觀。在特定的城市生態環境條件下，應將抗污吸污、抗旱耐寒，耐貧瘠、抗病蟲害、耐粗放管理等作為植物選擇的標準。如在上海地區的園林綠化植物中，槭樹、馬尾松等生長狀況不良，不宜大面積種植；而水杉、池杉、落羽杉、女貞、廣玉蘭、棕櫚等適應性好、長勢優良，可以作為綠化的主要種類。

在綠化建設中，可以利用不同物種在空間、時間和營養生態位上的分異來配置植物。如杭州植物園的槭樹、杜鵑園就是這樣配置的。槭樹樹干直立高大、根深葉茂，可吸收群落上層較強的直射光和較深層土壤中的礦質養分；杜鵑是林下灌木，只吸收林下較弱的散射光和較淺層土中的礦質養分，較好地利用槭樹林下的蔭生環境；兩類植物在個體大小、根系深淺、養分需求和物候期方面有效差異較大，按空間、時間和營養生態位分異進行配置，既可避免種間競爭，又可充分利用光和養分等環境資源，保證了群落和景觀的穩定性。春天杜鵑花爭妍斗艷，夏天槭樹與杜鵑喬灌錯落有致、綠色濃郁，組成了一個清涼世界；秋天槭樹葉片轉紅，在不同的季節里給人以美的享受。

(三)遵從“互惠共生”原理，協調植物之間的關系

指兩個物種長期共同生活在一起，彼此相互依存，雙方獲利。如地衣即是藻與菌的結合體，豆科、蘭科、杜鵑花科、龍膽科中的不少植物都有與真菌共生的例子；一些植物種的分泌物對另一些植物的生長發育是有利的，如黑接骨木對云杉根的分布有利，皂莢、白蠟與七里香等在一起生長時，互相都有顯著的促進作用；〔3〕但另一些植物的分泌物則對其他植物的生長不利，如胡桃和蘋果、松樹與云杉、白樺與松樹等都不宜種在一起，森林群落林下蕨類植物狗脊和里白則對大多數其他植物幼苗的生長發育不利，這些都是園林綠化工作中必須注意的。

(四)保持“物種多樣性”，模擬自然群落結構

物種多樣性理論不僅反映了群落或環境中物種的豐富度、變化程度或均勻度，也反映了群落的動態與穩定性，以及不同的自然環境條件與群落的相互關系。生態學家們認為，在一個穩定的群落中，各種群對群落的時空條件、資源利用等方面都趨向于互相補充而不是直接競爭，系統愈復雜也就愈穩定。因此，在城市綠化中應盡量多造針闊混交林，少造或不造純林。

四生態園林建設的類型

不同的城市其地形地貌和河湖水系等自然條件布局形式和環境狀況都有不同的特點，也就對生態園林的群落類型及其功能提出了不同的要求，近年來，國內外都出現了對以下幾種生態園林建設類型的探索:

(一)觀賞型人工植物群落

觀賞型人工植物群落是生態園林中植物利用和配置的一個重要類型，它將景觀、生態和人的心理、生理感受進行綜合研究。

1美學原則的應用運用節奏與韻律，統一與微差，對比與協調等美學原則，采用有障有敞、有透有漏，有疏有密、有張有弛等手法造景，富有季相色彩，給人以美的享受。如上海外灘南京路-九江路以市花白玉蘭花為主調，林下種紅杜鵑，紅裝素裹，相映成趣；北京東路-南京路，用草花、綠籬、草皮組成形似“浪花”和“如意”的大圖案，色彩醒目；四平路兩側由廣玉蘭、銀杏、美人蕉組成有節奏變化的綠帶，上海九亭綠化示范園中，規劃了由廣玉蘭、紅葉李、銀杏、紅運玉蘭和茅白杜鵑，八角金盤組成的綠帶，形成“步移景換”的流動畫面。

2意與形的統一強調意與形的統一，情與景的交融，利用植物寓意聯想來創造美的意境，寄托感情。如利用優美的樹枝，蒼勁的古松，象征堅韌不拔；青翠的竹叢，象征挺拔、虛心勁節；傲霜的梅花，象征不怕困難、無所畏懼；利用植物的芳名:金桂、玉蘭、牡丹、海棠組合，象征“金玉滿堂”；桃花、李花象征“，桃李滿天下”；桂花，杏花象征富貴，幸福；合歡象征合家歡樂；利用豐富的色彩:色葉木引起秋的聯想，白花象征寧靜柔和，黃花樸素，紅花歡快熱烈等。〔4〕

(二)環保型人工植物群落

環保型人工植物群落是以保護城鄉環境，減災防災、促進生態平衡為目的的植物群落。

例如寶鋼:我國大型鋼鐵企業環保型生態園林建設的典范，他們以生態園林理論為指導，以提高綠化生態目標和綠化效益質量為目的，根據寶鋼的生產情況和環境的污染情況選擇配置了360多個具有吸收有害氣體或吸附粉塵能力較大的植物，綠地總面積達414.55萬m2，其中草坪130萬m2，綠地覆蓋率28.52%，人均綠地面積達129.54m2，〔5〕取得了巨大的生態效益和社會效益。

金山石化:在衛生防護林帶建設中，選擇抗污染能力強的植物按生態學原理進行配置，其結構合理，效益明顯。如SO2、NO2通過林帶，在生活區的濃度遞減60%，乙烯、飄塵及鉛遞減100%，風速平均遞減43%～62%；增加空氣負離子；含菌量降低；改良了土壤，創造了良好的環境，招引來鳥類達94種之多。

(三)保健型人工植物群落

保健型人工植物群落是利用植物的配置，形成一定的植物生態結構，從而利用植物的有益分泌物質和揮發物質，達到增強人體健康、防病治病的目的。

例如:枇杷樹、丁香+桃樹+八仙花-八角金盤，林沿種枸骨-蔥蘭；

銀杏、廣玉蘭+香樟、桂花、胡頹子-薰衣草；含笑+蠟梅+丁香+桂花-結香+梔子-玫瑰、月季；

其中，枇杷安神明目，丁香止咳平喘，廣玉蘭散濕風寒，許多香花樹種如含笑、桂花、廣玉花、梔子等，均能揮發出具有強殺菌能力的芳香油類，銀杏葉含有氫氰酸，故保健和凈化空氣能力較強。

(四)科普知識型人工植物群落

指運用植物典型的特征建立起各種不同的科普知識型人工植物群落，在良好的綠化環境中獲得知識，激發人們熱愛自然、探索自然奧秘的興趣和愛護環境、保護環境的自覺性。

如:上海植物園的進化區，閘北公園內的生態園，規劃為市花區、海棠區、進化區、名花區、珍瀕區、藤蔓區、水生區等，可使游人在觀賞植物的同時學習到有關植物學的不少知識；建議在有條件的中、小學校園內普遍建立科普知識型生態園。

(五)生產型人工植物群落

在不同的立地條件下，建設生產型人工植物群落，發展具有經濟價值的喬、灌、花、果、草、藥和苗圃基地，并與環境協調，既滿足市場的需要，又增加社會效益。

(六)文化環境型人工植物群落

特定的文化環境如歷史遺跡、紀念性園林、風景名勝、宗教寺廟、古典園林等，要求通過各種植物的配置使其具有相應的文化環境氛圍，形成不同種類的文化環境型人工植物群落，從而使人們產生各種主觀感情與宏觀環境之間的景觀意識，引起共鳴和聯想。

不同的植物材料，運用其不同的特征、不同的組合、不同的布局則會產生不同的景觀效果和環境氣氛，如常綠的松科和塔型的柏科植物成群種植在一起，給人以莊嚴、肅穆的氣氛，高低不同的棕櫚與鳳尾絲蘭組合在一起，則給人以熱帶風光的感受，開闊的疏林草地，給人以開朗舒適、自由的感覺，高大的水杉、廣玉蘭則給人以蓬勃向上的感覺，銀杏則往往把人們帶回對歷史的回憶之中。因此，了解和掌握植物的不同特性，是搞好文化環境型人工植物群落設計的一個重要方面。

上海魯迅公園(虹口公園)較好地應用了植物進行意境創造〔6〕，如圍繞魯迅先生陵墓、雕像廣種常綠花木，借喻先生精神永存；在紀念館四周廣植桃、李、梅，象征先生“桃李滿天下”和平易近人的品格；地被植物大量種植既能觀賞又有藥用價值的中草藥，暗示先生早年學醫，以醫學救國的愛國思想。

黃道婆紀念館的綠化環境設計上，則利用與紡織有關的桑、竹、棉、麻等有江南農家特色的植物進行配置，以突出這位中國古代科技名人和杰出的中華民族婦女的貢獻。