袁丽丽,樊 波,邹 佩,邓惠娟,刘卓成,何国强
(1.深圳市国艺园林建设有限公司,广东 深圳 518000; 2.暨南大学深圳旅游学院,广东 深圳 518000;3.北京林业大学草坪研究所,北京 100083; 4.深圳大学有害生物防控中心,广东 深圳 518000)
乡土地被植物具有适应性强、病虫害少及养护成本低等优势[1],还能够体现城市特色[2],促进城市园林绿化建设的可持续发展[3],因此,近年来在城市园林绿化应用中逐渐受到人们的关注。坪用价值是草坪从建植成坪到使用养护过程中作为草坪的综合功能体现,由草坪草及草坪的生理特性和表观性状共同决定[4-6]。
国外学者在草坪评价领域研究较早,Roberts采用九级制评分法来评价草坪质量[7]。Beard和Green提出综合评价草坪质量的十级制评分法,其中新增了盖度和竞争力的指标[8]。在此基础上,有研究人员分别针对草坪抗病性、绿期、耐践踏性、草坪高度和建植速率进行了研究,并在草坪质量评价指标中体现和应用[9-11]。国内相关研究最早为孙吉雄使用目测评估法对草坪草的密度、质地等16个指标进行观测[12]。或以盖度、频度等为指标,评定草坪质量[13-15]。近年的研究中,新技术逐渐运用于草坪质量评价中,如在测定草坪质量指标时采用了数码相机呈像和Sigma Scan Pro软件扫描法分析的方法[16]。针对运动场草坪的具体特点,陈雨峰等[17]提出在足球场草坪质量评价中,通过综合计算草坪高度、盖度、根系深度、均一度等24项指标,对足球场场地质量进行评价并分为4个等级;杨辰等[18]在高尔夫球场果岭质量的研究中选取了果岭速度、果岭硬度、病害面积比例、修剪高度、平滑度和外观质量6个指标因子进行打分。本研究选择 “景观-性能-应用适合度综合评价指标体系”[19]。
链荚豆(Alysicarpusvaginalis)为蝶形花科(Papilionaceae),根系发达,分枝极多;叶色浓绿,单叶互生,叶片质地较细腻呈卵圆形至矩圆,宽约0.45 cm;较耐践踏。丁癸草(Zorniagibbosa)为蝶形花科,单叶对生,叶片质地细腻呈披针形,宽约0.31 cm;极耐践踏。酢浆草(Oxaliscorniculata)为酢浆草科(Oxalidaceae),根茎常平卧;叶色浅绿,3小叶,复叶互生,小叶倒心形,被柔毛;叶片宽约0.8 cm。从形态特征角度看,这3种植物均具有草坪草的应用前景,而前人对其坪用价值的研究较少。
目前园林绿化中地被植物的应用并不普遍,因此乡土地被植物可作为良好的草坪植物材料进行补充。本研究通过评价深圳市草坪中常见的链荚豆、丁癸草、酢浆草3种乡土地被植物,分析3种植物的坪用质量,以期为深圳市乡土地被植物的应用和推广提供依据。
试验于2016年9月至2017年4月在广东省深圳市进行,该市位于22°46′34.20″ N,113°54′44.22″ E,属亚热带海洋性气候,平均气温22 ℃,雨量充沛,年降水量1 926 mm。选取深圳大学、光明宝安中心地铁站和宝安行政中心广场3个草坪试验地,草坪用途分别为休憩草坪、绿化草坪和观赏草坪。每种植物在每个试验地随机设3个试验小区(1 m×1 m),每个试验小区内随机取5个样方(25 cm×25 cm)。建植速率试验、绿期测定和草坪耐践踏性试验在深圳大学草坪试验站进行。
试验材料为链荚豆、丁癸草、酢浆草,试验所使用种子由深圳大学高尔夫学院草坪实验室提供,均为人工采集的深圳市及周边野生种自然繁殖所结种子。供试草坪均于2016年4月建成,正常养护。
1.3.1评价指标在不同草坪类型中权重 本研究所参考草坪质量综合评价体系如图1、表1所示[19-20]。
1.3.2测定指标与测定方法 采用小样方法测定单位面积枝条数表示密度,并用针刺法在样方内测定盖度[21],单位为株·cm-2。采用SY-S02植物叶绿素测定仪(由石家庄世亚科技有限公司购入)测定叶绿素值。用刻度尺测量草坪质地(草坪草叶片宽度)、草层高度,并由此计算均一性[14]。绿期(d)测定在深圳大学草坪试验站样地中进行,测定草坪群落中80%的植物返青之日到80%的植物呈现枯黄之日的持续天数,绿期长者为佳,2016年末至2017年初冬季草坪休眠期天数(ND),供试植物在深圳市自然生长的绿期(N=365-ND)[21]。耐践踏性采用人工践踏的方法测定[22],用踩踏前后叶片损伤的比例即为耐践踏程度表示。建坪初分别测量一次各个品种的盖度,建坪30 d后再次测量各个品种的盖度[20,23],建植速率=(不再发生显著变化时的盖度-建坪初盖度)/生长天数,用增长率表示建植速率。
图1 草坪质量综合评价体系Fig. 1 Comprehensive evaluation index system of lawn quality
草坪类型Lawn type密度Density质地Leaf texture绿度Leaf color均一性Uniformity草层高度Height绿期Greenness duration盖度Coverage耐践踏性Resistance建植速率Growth rate观赏草坪Ornamental turf0.200.150.200.150.050.100.100.000.05游憩草坪Recreational turf0.100.100.100.100.100.100.100.150.05运动草坪Sports turf0.100.050.100.100.100.050.050.200.05保土草坪Soil conservation turf0.100.050.100.100.050.100.100.000.20
1.3.3不同类型草坪性状评分标准 采用五级制评分法,1-5表示由劣至优。本研究中的评分标准主要参考刘建秀[19]提出的评分标准,并根据实际情况作出适当调整,值得注意的是本研究中的建植速率用月(30 d)增长率表示。
根据指标评分标准(表2)得出3种乡土地被植物在10个指标中的评分,分别与表1中对应的权重矩阵相乘,得出植物在不同类型草坪上的综合性能,计算公式:
式中:i1=1,2,3,4;j1=1,2,3,…,10;i2=1,2,3,…,10;j2=1,2,3;i1为4个草坪类型;j1和i2为10个评价指标;j2为试验材料编号;ai1j1为评价指标在某一类型草坪上对应的权重;Xi2j2为试验材料此指标评分;Yi1j2为供试植物的在特定用途草坪中的得分,分值越高,表明其坪用价值越高。
2.1.1密度 一般认为密度越高,则草坪草的质量越好。3种乡土地被植物的调查表明,在试验地点的环境条件下酢浆草的密度最高,丁癸草其次,链荚豆的密度最低。其中,丁癸草、链荚豆的密度差异很小,在评分方面并没有体现出差异,而酢浆草的密度显著高于此二者(表3)。
2.1.2质地 深圳市3种乡土地被植物中,以丁癸草叶片最纤细,质地最细腻;链荚豆叶片较宽,质地次之;酢浆草的叶片最宽,质地最粗糙。三者质地特性差异明显(表4),在评分中体现出较大的差距。
2.1.3绿度 一般认为草坪的绿度越深暗则草坪的质量越好。3种乡土地被植物以链荚豆的叶绿素含量最高,叶色最为浓绿;丁癸草与酢浆草的叶绿素含量差别较小,深浅程度基本一致,与链荚豆相比较为浅绿(表5)。值得一提的是,本研究的3种草坪草非禾本科草坪草,因此颜色深浅并不能完全反映其草坪景观价值,在实际应用中,可依据其颜色深浅进行选择、搭配,以形成最理想的绿地植物配置,发挥其最佳景观功能。
2.1.4均一性 均一性综合反映草坪密度、质地和颜色的一致性[16]。对密度、质地及绿度运用公式求得3种乡土地被植物的均一性。结果表明,酢浆草的均一性最高,在3种乡土地被植物中最为均匀整齐,链荚豆次之,而丁癸草的均一性最低(表6)。
由密度、质地、绿度及均一性4种指标的比较结果可以看出:1)链荚豆从在质地、绿度方面均表现出令人满意的特性,然而由于其自然生长状况下密度过低,使其均一性较差,影响了其表观质量,在实际应用中可以考虑与其他颜色相近的草本植物进行混播,提高其密度,在未来的研究中,亦可尝试提高播种量以提高其密度;2)丁癸草与链荚豆同属蝶形花科,亦存在自然生长条件下均一度一般的特性,然而其密度高、质地细腻、颜色深绿,具有较高的观赏价值;3)酢浆草质地较前二者粗糙,且颜色浅绿,不符合一般意义草坪草的理想特性,然而其生长密度很高,且均一度高,可以根据实际需求进行选择搭配。
表2 各项指标评分标准Table 2 Standard for evaluation
表3 3种乡土地被植物密度评价Table 3 Evaluation of leaf density of the three native ground cover species plant·cm-2
表4 3种乡土地被植物质地评价Table 4 Evaluation of leaf texture of the three native ground cover species cm
表5 3种乡土地被植物绿度评价Table 5 Evaluation of leaf color of the three native ground cover species
表6 3种乡土地被植物均一性评价Table 6 Evaluation of uniformity of the three native ground cover species
2.1.5草层高度 一般认为草层高度越低,草坪质量越好,养护管理费用越低。作为地被植物,要求草层高度越低越好。实地测量可知,链荚豆、丁癸草和酢浆草的草层高度差距较小,评分均达到了最高标准(表7)。
2.1.6盖度 一般认为草坪的盖度越高,则质量越好。结果表明,链荚豆的盖度最高,丁癸草其次,其中链荚豆和丁癸草的盖度差别很小。酢浆草的盖度较低,与其他两种植物差别较大(表8)。一般地,植物盖度与密度呈正相关关系,丁癸草和链荚豆虽密度远低于酢浆草,但盖度方面超过了酢浆草,达到了令人满意的评分,可见其较酢浆草枝叶茂密,具有较大的单株盖度。究其原因可能是蝶形花科植物多为单叶互生或对生,叶片小而密集,具有很高的郁闭度。总的来说,3种植物盖度与禾本科草坪草相比具有一定的差距。
2.1.7绿期 绿期长的草坪能较长时间保持草坪的景观效果,一般认为绿期越长,草坪的质量越好。链荚豆与丁癸草全年常绿,酢浆草的绿期较短(表9)。总的来说,3种植物在深圳市水热条件充足的气候条件下绿期都很长。
表7 3种乡土地被植物草层高度评价Table 7 Evaluation of height of the three native ground cover species cm
表8 3种乡土地被植物盖度评价Table 8 Evaluation of coverage of the three native ground cover species %
表9 3种乡土地被植物绿期、耐践踏性、建植速率评价Table 9 Evaluation of greenness duration period, resistance, and growth rate of the three native ground cover species
2.1.8耐践踏性 在观赏草坪、运动草坪、休憩草坪和保土草坪4种类型的草坪中,运动草坪与游憩草坪对草坪草的耐践踏性要求较高。通过对3种乡土地被植物的耐践踏性试验发现,经过人工践踏150次后,丁癸草的叶片损伤程度最低,因此丁癸草的耐践踏性最好;链荚豆的叶片损伤程度较丁癸草高,耐践踏性低于丁癸草;酢浆草的叶片损伤程度高于丁癸草与链荚豆,耐践踏性最差(表9)。丁癸草和链荚豆同为蝶形花科,密度、株高等生长形态相似,而前者叶片呈披针形,在践踏摩擦过程中较后者的卵圆至矩圆形叶片更能够分散受力,减少单个叶片的受损面积。而酢浆草根茎柔弱且单株分蘖数量少,无法保护根茎部位,难以耐受高强度的践踏。
2.1.9建植速率 建植速率快的草坪,能够在更短的时间内完成草坪的建植,更好更快地发挥其绿化作用和生态效益。草坪建植速率越快,则质量越好。在3种植物中,以丁癸草的月增长率最高,建植速率最快;链荚豆次之,与丁癸草的建植速率差别较小;酢浆草的月增长率最低,建植速率最慢(表9)。总的来说,3种乡土地被植物的建植速率都较慢。
依据本研究所确定的评分标准,对3种乡土地被植物实际测定的指标数据进行统计分析,坪用性状得分如表10所列。
将评分数据与权重(表1)矩阵相乘,得到3种乡土地被植物作为4个不同功能草坪的性能(表11)。
3种乡土地被植物作为4种不同用途草坪的10个指标得分综合分析反映为综合评分,代表植物的整体坪用价值。综合评分高的乡土地被植物的坪用价值更高。3种乡土地被植物中以链荚豆的坪用价值综合评分最高,丁癸草次之,酢浆草的坪用价值最低。
表10 3种乡土地被植物坪用性状评分Table 10 Results of turf characteristics of the three native ground cover species
表11 3种乡土地被坪用价值评价Table 11 Evaluation of turf value of the three native ground cover species
较高的密度、细腻的质地、浓绿的叶色、良好的均一性是优秀的观赏草坪所需要具备的特征[23],而酢浆草在密度与均一性两个指标中表现突出,所以在观赏草坪评价得分项中可以看出,作为观赏草坪应用来说,酢浆草最优,链荚豆次之,丁癸草最差。
游憩草坪一般要求地被植物有较好的耐践踏性、质地较细腻、草层高度较低等[24],而丁癸草在耐践踏性、质地及草层高度这3个质量指标中表现都很突出,所以从游憩草坪得分项中可以看出,链荚豆最适合作游憩草坪,丁癸草次之,酢浆草最差。
运动草坪需要较好的耐践踏能力、较好的回弹性与再生能力[25],而链荚豆在耐践踏性及建植速率这两项质量指标中表现较好,所以从运动草坪得分项中可以看出,链荚豆的得分最高,丁癸草次之,酢浆草最差。然而,一般来说运动场对于草坪质地、密度、高度的要求较高,从此3种地被植物表现来看,其作为运动草坪的前景均不大。
作为保土草坪,地被植物需要强大的根系与较好的抗逆性[26],而链荚豆在草坪强度这个指标中表现较好,所以从评分中可以看出,链荚豆固土能力最好,丁癸草次之,酢浆草的固土能力最差。
链荚豆是一种广泛分布于华南地区的豆科植物。本研究发现链荚豆草层平展,质地细腻,建植迅速,绿期长,较耐践踏,适合用于游憩以及保土草坪,此结果与字学娟等[27]、钱瑭璜等[28]的研究结果一致。而其密度低、均一性低的特性决定其不适合用作观赏草坪[29]。丁葵草为豆科丁葵草属植物,其化学成分含黄酮苷、酚类、氨基酸,常作为中药植物被研究[30],而其作为绿化植物方面的研究较为少见。本研究结果表明,丁葵草草层平展,绿期长,极耐践踏,适合用作运动草坪与游憩草坪进行应用推广。但由于其密度低、叶色浅绿、均一性低、建植速率较慢,不适宜用作观赏草坪及保土草坪。酢浆草属植物喜向阳、温暖、湿润的环境,花色和叶形具有较高的观赏价值。有研究[31]表明,酢浆草草坪对初期降雨径流显著削弱作用,能够起到保持水土的作用,然而其根系主要由>1 mm的粗根组成,因此疏导和吸收雨水、固持土壤作用相对不强。本研究中酢浆草表现出密度高、叶形美、生长均匀、整齐,但质地粗糙、不耐践踏的特点,不适合用作运动草坪及游憩草坪,可以作为良好的观赏草坪和保土草坪材料。
综上所述,1)链荚豆的坪用价值综合评分在3种植物中最高,为14.550分,丁癸草次之(13.850),酢浆草最低(12.650),三者均具有较好的园林应用前景。2)就具体草坪用途而言,酢浆草最适合作为观赏草坪,而蝶形花科的链荚豆和丁癸草更适合作休憩草坪和保土草坪。
深圳市具有丰富的乡土地被植物资源,且这些乡土地被植物生态习性各不相同各有特色,园林设计者在设计中常大胆选择有地方特色的乡土地被植物资源,这样不仅丰富了园林景观,而且也有利于体现乡土气息。在未来的研究中,可以从乡土地被植物的引种和驯化出发,为其在园林绿化中合理的应用提供理论和及技术支持。