野花组合在海绵植物景观营造中的应用潜力

2020-10-13 05:26陈素波
天津农业科学 2020年7期

陈素波

摘    要:本研究介绍了野花组合在海绵植物景观中的含义及优势,并详细阐述了野花组合在海绵城市建设中的生态效益和经济效益。其中生态效益包括增加生物多样性、适应多种不利生境、改良土壤等方面:通过蜜源类及鸟饲类野花组合的运用,为多种动物提供食物来源;根据不同生境的条件限制,选择耐旱型野花组合、耐阴型野花组合、耐寒型野花组合、耐湿型野花组合等应对不利生境;利用植物对土壤中的物质的附着、吸收、积累和分解等作用,实现土壤成分的改良。野花组合的经济效益主要从植物的香料提取及干花制作两方面进行了讨论。

关键词:野花组合;海绵植物景观;应用潜力

中图分类号:S718.4           文献标识码:A         DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2020.07.018

Abstract: Introduces the meaning and advantages of Wildflower meadow and sponge plant landscape, and elaborates the ecological and economic benefits of wild flower combination in sponge city construction. The ecological benefits include increasing biodiversity, adapting to a variety of unfavorable habitats, improving soil and so on. According to the conditions of different habitats, drought tolerant wild flower combinations, shade tolerant wild flower combinations, cold tolerant wild flower combinations and wet-tolerant wild flower combinations were selected to deal with adverse habitats. The improvement of soil composition can be realized by means of the attachment, absorption, accumulation and decomposition of soil substances by plants. The economic benefits of the combination of wild flowers were discussed from two aspects: the extraction of spices and the production of dried flowers.

Key words: wildflower meadow; sponge plant landscape; application potential

海绵城市本质上讲是对工业化城市建设方法及灰色基础设施建設技术的反思和修正,是一种人与土地、人与水的生态关系的回归,当然是一种螺旋式上升的回归[1]。在海绵城市的修复过程中,需要营造良好的植被生态基底,使自然的阳光、水、土地和植被都可以叠垒共生,提升植物景观美感,野花地被是海绵城市建设的承担者之一,具有集约高效的特点,是低影响开发(LID,Low Impact Development)的载体之一,因此,野花组合在海绵植物景观营造中应用前景广阔。

1 野花组合在海绵植物景观中的含义及优势

野花组合是20世纪70年代兴起于欧美国家的一种新型花卉应用形式,设计师在掌握了草本花卉观赏特性和生物学特性的基础上,将其种子混配、播种后创造出的自然界草甸的人工群落[2]。广义的野花组合不仅仅指各种草本花卉的组合种植形式,还包括缀花草坪。缀花草坪是以禾本科植物为主体,混播一定比例的草花从而达到花草互补,这种形式的锥花草坪在疏林草地的建植中比较常见。与传统草坪相比,缀花草坪可对植物品种进行相应的人工干预,形成色彩丰富、季相变化丰富、观赏期长的景观效果,前期建植和后期养护成本较低。

2 野花组合的生态效益

梁雯和侯兰功[3]在应用AHP对海绵城市植物景观美感评价时表明,植物的生态美权重大于植物的意境美权重,这里的生态美倾向于人类感官的自然美感,除此之外,植物的生态美更应体现在植物所创造的潜在价值及其对环境的影响力,2种不同层次的美相结合才是真正意义上的生态美。因此,在针对不同生境的植物群落的构建过程中,设计师在展现野花组合的个体风貌的同时,更应注重野花组合带来的生态效益,如适应不同类型的生境、丰富动植物多样性、生长基质(如土壤)的改良等。

2.1 增加生物多样性

野花组合大多花色鲜艳、花粉丰富、结实率高,是最佳的蜜源植物、鸟饲植物,能够吸引大量昆虫及鸟类,如蝴蝶、山雀等,直接或间接为动植物提供栖息地及食物来源,也是生物多样性的前提条件。常用的蜜源植物有紫云英(Astragalus sinicus L.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、小冠花(Coronilla varia L.)、草木犀(Melilotus officinalis (Linn.))、百日草(Zinnia elegans Jacq.)、雏菊(Bellis perennis L.)、万寿菊(Tagetes erecta L.)、马樱丹(Lantana camara L.)、蓍草(Achillea wilsoniana Heimerl ex Hand.Mazz.)、紫菀(Aster tataricus L. f.)、宿根天人菊(Gaillardia aristata Pursh.)、宿根福禄考(Phlox paniculata)、麦秆菊(Helichrysum bracteatum Andr.)、藿香蓟(Ageratum conyzoides L.)、金鸡菊(Coreopsis drummondii Torr. et Gray)、南庭芥(Aubrieta cultorum)、香蜂草(Melissa officinalis L.)、山桃草(Gaura lindheimeri Engelm. et Gray)等。常见的鸟饲植物有观赏谷子类、蓝亚麻(Linum perenne L.)等,可以成为不同鸟类的食物来源。不同类型的植物形成的野花组合在生态修复过程中拥有巨大潜力。

2.2 适应多种不利生境

无论是在自然界还是设计施工中,不利的植物生长环境经常出现,而野花组合能够在短时间内迅速达到预期的景观效果,观赏期长,后期维护成本相对较低,符合海绵植被景观营造的要求。对不利生境的高度适应性是野花组合在生态效益方面的重要表现之一。在实际应用中,主要有耐旱型、耐阴型、耐湿型、耐寒型野花组合等,设计应用时尽量减少盲目性,适地适花,彰显本土植物特色,保持植物景观的生态稳定性。

2.2.1 耐旱型野花组合 我国具有丰富的地理环境,水资源在部分区域弥足珍贵,植物的选择与种植也应因地制宜。耐旱型野花组合在干旱少雨的地区应用前景广,如宁夏、甘肃、内蒙古西部地区,当地驯化成功的野生花卉更值得推广,如内蒙古的兴安石竹(Dianthus versicolor Franch. et Sav.)、菊叶委陵菜(P.tanacetiflolia Willd)[4],形成的植被景观地域特色强,还有利于当地植物资源的保护与开发利用,为驯化、改良新品种提供种质资源。

在海绵植物景观的营造中,抗旱耐瘠薄的野花组合通常运用于路边、岩石园、坡地等区域,常见的耐旱型野花品种如波斯菊(Cosmos bipinnata Cav.)、柳兰(Chamaenerion angustifolium)、百日草(Zinnia elegans Jacq.)、高山紫菀(Asteralpinus L.)、月见草(Oenothera erythrosepala Borb.)、蛇目菊(Sanvitalia procumbens Lam.)、旋覆花(Inula japonica Thunb.)、紫田根(Saccharum arundinaceum)、细叶芒(Miscanthus sinensis cv.)、斑叶芒(Miscanthus sinensis Andress 'Zebrinus)等。缀花草坪可选用野牛草(Buchloe dactyloides)、早熟禾(Poa- annua L.)作为依托,草花可选用猫爪草(Ranunculus ternatus Thunb.)、蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.Mazz.)、点地梅(Androsace umbellata)、宝盖草(Lamium amplexicaule L.)等。景天科的植物抗旱性强于金鸡菊、大滨菊(Leucanthemum maximum (Ramood) DC.)等菊科植物[5],如胭脂红景天(Sedum spurium cv. Coccineum)、德景天(Sedum hybridum L.)、八宝景天(Sedum spectabile)、费菜(Sedum aizoon L.)。

2.2.2 耐阴型野花组合 不同植物对光的强弱要求不同,有些植物在生长过程中能耐一定程度的荫蔽,即耐阴植物。耐阴植物常运用于林下光线较弱的环境,多以花卉或者缀花草坪的形式栽植,丰富地被层景观。常见的耐阴花卉有二月兰(Orychophragmus violaceus (L.) O. E. Schulz)、紫花地丁(Viola philippica)、麥冬(Ophiopogon japonicus(Linn. f.) KerGawl.)、兰花三七(Liriope cymbidiomorpha (ined))、玉簪(Hosta plantaginea (Lam.) Aschers.)、紫萼(Hosta ventricosa(Salisb.)Stearn)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)、葱兰(Zephyranthes candida(Lindl.)Herb.)、韭兰(Zephyranthes grandiflora)、蹄叶橐吾(Ligularia fischeri(Ledeb.) Turcz.)等,是林下地被的常用品种。

林下缀花草坪主要由禾本科植物与株型矮小且观赏性强的草花构成。常见的禾本科植物主要有狗牙根(Cynodon dactylon (Linn.)Pers)、早熟禾、剪股颖(Agrostis matsumurae Hack. ex Honda)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E. Alexeev)等,混播的草花有临时救(Lysimachia congestiflora Hemsl.)、短须毛七星莲(Viola diffusa Ging. ex DC. var. brevibarbata)、剪刀股(Ixeris japonica)、酢酱草(Oxalis corniculata Linn.)、绵枣儿(Scilla scilloides(Lindl.)Druce)、愉悦蓼(Polygonum jucundu-m Meisn)、雀舌草(Stellaria uliginosa Murr. var. uliginosa)、绶草(Spiranthes sinensis)、繁缕(Stellaria media(L.) Cyr.)、水金凤(Impetiens uliginosa Franch.)等。地域不同,缀花草坪的品种选择也不同,丁华娇等[6]采用层次分析法发现:杭州蒲公英(Taraxacum mongoli-cum Hand.Mazz.)、聚花过路黄(Lysimachia congestiflora Hemsl.)、活血丹(Glechoma longituba (Nakai) Kupr)、皱果蛇莓(Duchesnea chrysantha(Zoll. et Mor.) Miq.)、紫云英(Astragalus sinicus L.)、蛇含委陵菜(Potentilla kleiniana Wight et Arn.)、匍茎通泉草(Mazusmiguelii Makino)、酢浆草8种植物是适合杭州市缀花草坪的优良植物,“蒲公英+早熟禾”,“活血丹+小毛茛(Ranunculus ternatus Thunb.)”,“皱果蛇莓+紫花地丁”等组合表现优良,作为杭州缀花草坪建植的参考,为杭州缀花草坪建植提供依据。

2.2.3 耐湿型野花组合 耐湿型野花组合主要含正常的湿生植物及缀花草坪两大类。人工湿地主要是以湿生水生植物为载体,运用生态工程的方法,恢复自然湿地的生态结构和功能,而湿生植物通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物微生物分解等方式来实现对污水的高效净化,从而降低城市绿地的日常维护成本[7]。

耐湿型的缀花草坪主要应用于滩涂、驳岸区域,营造简洁而富有野趣的空间体验感。缀花草坪的品种可选用“李氏禾(Leersiahexandra Swartz)+毛茛(Ranunculus japonicus Thunb.)”、“野牛草(Buchloe dactyloides)+阿拉伯婆婆纳(Veronica persica Poir.)”等组合;常见的草花如松果菊(coneflower)、草芙蓉(Hibiscus grandiflorusHibiscus moscheutos)、美国薄荷(Monarda didyma L.)、皇帝菊(Melampodium paludosum)、落新妇(Astilbe chinensis(Maxim.) Franch. et Savat.)、翠芦莉(Aphelandra Ruellia)等。耐湿型野花组合的具体品种可在应用的过程中根据场区域气候/场地需要等因素进行综合搭配。

2.2.4 耐寒型野花组合 我国多类型的气候是建立丰富而观赏期长的地被观赏群落面临的挑战之一,如东北地区冬季气候寒冷,持续时间常,在建立植物群落时更注重其耐寒性,不断筛选耐寒性强、早春开花早的植物。相关调查显示,长白山野生花卉有127科,400多属,800多种,如蒲公英、侧金盏(Adonis amurensis Regel et Radde)、四季报春(Primula Obconica)、延胡索(Corydalis yanhusuo W. T. Wang ex Z. Y. Su et C. Y. Wu)、驴蹄草(Caltha palustris L.)、铃兰(Convallaria majalis Linn.)[8]等,资源开发潜力巨大。

2.3 改良土壤

植物对土壤改良作用的主要途径有附着、吸收、累积和分解等方式,不同植物通过不同方式最终实现土壤改良,如增加土壤中的有机质、吸收土壤重金属等有毒物质、改良土壤盐碱度等。理论与实践相结合,实现植物生态层面上的土壤改良。

科学合理的种植模式有利于增加土壤中的养分,如禾本科—豆科作物复合种植模式是世界公认的可持续发展的种植模式,通过种间促进、生态位互补作用,该复合模式能够增加作物产量、增强作物抗逆性和改善农田生存环境[9],控制农田病虫草害[10]。在农业生产中,以玉米—大豆间(套)种植模式为代表。赵海欣等[11]在研究禾本科草坪草混播天蓝苜蓿、小苜蓿的效果研究中发现:天蓝苜蓿(Medicago lupulina L.)、小苜蓿(Medicago minima(L.) Grufb.)与草坪草混播能有效促进草坪草生长,在叶色上,天蓝苜蓿适合与叶片颜色较深的禾本科草坪草混播,而小苜蓿则适合与叶片颜色较浅的禾本科草坪草混播。在景观设计应用中,豆科植物的推广应该兼顾生产、生态功能,如小冠花、紫花苜蓿等。其中紫花苜蓿—水稻—水杉模式在生产性湿地景观设计中得以运用,尤其是南方地区景观营造中更有优势,可充分利用田埂空间种植紫花苜蓿,宏观上一方面优化群落构成,另一方面相比北方,南方气候较为温和,而紫花苜蓿(Medicago sativa L.)由于有较好的抗寒性,秋季水杉变黄,紫花苜蓿仍然为绿色,形成独特的季相景观;微观上,豆科植物的固氮功能能有效改良土壤微生物结构、提高土壤磷有效性、改善作物磷素吸收[12],有的豆科植物还可以修复镉污染土壤,如白三叶(Trifolium repens L.)[13]。绿肥植物如紫云英(Astragalus sinicus L.)、香豆子(Trigonella foenumgraecum)、野豌豆(Vicia sepium L.)、蚕豆(Vicia faba L.)、 田菁(Sesbania cannabina (Retz.) Poir.)、白花草木樨(Melilotus albus Medic. ex Desr.)、黄花草木樨(Melilotus officinalis (L.) Pall.)、沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)、红车轴草(Trifolium pratense L.)、百脉根(Lotus corniculatus Linn.)、油菜(Brassica napus L.)、黑麦草(Lolium perenne L.)等,通过固氮作用等增加土壤有机质,促进其他植物生长,与其他植物形成互利共生的关系。林华[14]通过研究在不同立竹密度毛竹纯林中引入耐荫、固氮能力强植物圆菱叶山蚂蝗(Desmodium podocarphum),结果表明:引入3年后土壤含氮量高出69.23%,竹林笋产量比对照升高45.8%,明显提高了竹林的自肥能力和立地生产力的长期稳定。

植物的根系对土壤中的重金属离子及有毒物质具有吸收、吸附作用,主要应用在宗地等工业污染区。有研究表明,籽粒苋对土壤中的镉具有富集作用,种植超富集植物并配活化剂既可以提高土壤修复效率,又可以节约修复成本[15];油菜(Brassica napus L.)、大花萱草(Hemerocallis hybrida Bergmans)和石榴对镉、铅、锌的吸收、富集、运转能力较好,可作为镉、铅和锌复合污染重金属土壤的修复植物[16-18],为今后的污染区域植被修复提供理论指导。

盐碱地植被生态脆弱,而耐盐碱植物群落是盐碱地盐碱度改良、植被恢复的重要手段。我国具有丰富的野生盐生植物资源,如喜盐植物乌苏里碱蓬、盐蓬(Suaeda glauca (Bunge) Bunge)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius L.)、海篷子(Salicornia europaea L.)等,抗盐植物田菁、盐地风毛菊(Saussurea salsa (Pall.) Spreng.)等,耐盐植物大米草(Spartina anglica Hubb.)、二色补血草(Limonium bicolor (Bag.) Kuntze)等,碱土植物滨藜(Atriplex patens)、灰绿藜(Chenopodium glaucum L.)等。海绵植物景观中常用的盐碱类野花组合品种有野苜蓿(Medicago falcata L.)、西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum Laxm.)、沙灘黄芩(Scutellaria strigillosa Hemsl.)、二色补血草、肾叶打碗花(Calystegia soldanella (Linn.) R. Br.)、香豌豆(Lathyrus odoratus L.)、罗布麻(A. venetum L.)、碱地肤(Kochia scoparia (Linn.) Schrad. var. sieversiana (Pall.) Ulbr.ex Aschers. et Graebn.)等。昌黎黄金海岸国家级自然保护区内野生盐生植物共计45种,隶属20科36属,优势群落为“盐地碱蓬+獐毛”群落、“盐地碱蓬+芦苇”群落、獐毛(Aeluropus sinensis (Debeaux) Tzvel.)群落,伴生碱菀(Tripolium vulgare)、海韭菜(Triglochin maritimum),猪毛菜(Salsolacollina Pall.)、盐角草(Salicornia europaea L.)等[19]。

3 野花组合的经济效益

当前出现的“花田”、“花海”景观,更多的是利用花卉的观赏属性,满足人们的视觉审美,野花组合中的一些品种还具有一定的经济效益,如干花制作、香料制作、食用、药用等,尤其是在具有一定规模的景区中,大面积的野花资源应得到有效开发与利用,实现生态游憩与创收并举。

植物干花是指利用叶片、花朵和果实等自然材料经物理或化学等特殊工艺干燥制作而成,既具有鲜花的自然形状和风韵,又具有人造花的使用随意、保存持久的观赏花材,易耐久保存[19]。植物的种子、果核、花、叶、枝干都可以作为干花的原材料。常见的干花植物有千日红(Gomphrena globosa L.)、麦秆菊(Helichrysum bracteatum)、霞草(Gypsophila paniculat-a)、蓝刺头(Echinops sphaerocephalus L.)、米蒿(Artemisiadalailamae Krasch)、二色补血草、尤加利(Eucalyptus globules Labill)、酸浆(Physalis alkekengi)、金槌花(Craspedia globosa Be-nth)等,可作为景区的休闲、艺术活动的原材料,也是文化层面的一种体现方式。

香料植物即芳香植物,芳香植物不仅具有净化空气、美化城市的生态作用,还可以通过精油提取、花叶晒干加工创造经济价值,如玫瑰(Rosa rugosa)、薰衣草(Lavandula angustifolia Mill.)、香葉天竺葵(Pelargonium graveolensL'Herit.)、柳叶马鞭草(Verbena bonariensis)、洋甘菊(Matricaria recutita)、桂竹香(Cheiranthus cheiri L.)、藿香(Agastacherugosus (Fisch.et Mey)O.Ktze.)、薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)、柠檬香茅(Cymbopogon citratus(DC.) Stapf)、罗勒(Ocimum basilicum)、葫芦巴(Trigonella foenumgraecum)、水果蓝(Teucriumfruitcans)、香雪球(Lobularia maritima(Linn.) Desv.)等。

食用植物如黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)、桔梗(Platycodon grandiflorus)、百合(Lilium brownii var. viridulum Baker)、紫苏(Perilla frutescens (L.) Britt.)、马齿苋(Portulaca oleracea L.)等;药用植物如夏枯草(Prunella vulgaris L.)、白芨(Bletilla striata)、卷丹百合(Lilium lancifolium Thunb.)、益母草(Leonurus artemisia(Laur.)S. Y. Hu F)。多种功能植物的应用与推广不仅有利于种质资源的延续与利用,也是生态植被景观人性化的体现。

4 结论与讨论

野花组合的综合效益很大,但也存在多方面的问题:如种植资源匮乏,野生资源开发滞后,导致种类过于单一,形成的景观同质性强;景观功能集中在观赏性,对野花的其他功能未深入开发;在实际应用中,野花组合的前期投入成本低,但如果保持其景观效果,后期维护成本并不低,这就需要今后在应用野花组合时需考虑其管理问题。

因此,面对野花组合在生态景观应用中存在的优势与挑战,应客观理性地看待野花组合的应用前景。目前来看,在强有力的生态政策引导与支持下,野花组合的应用主要朝两大方向发展:一是后期人为管理力度加大且在成本方面能够负担得起的项目,如美丽乡村建设、旅游景点的花海营造等;另一方向是通过人为干预的方式,以修复绿地、丰富植被多样性为目的的项目,如山体修复、造林等。

今后在将野花组合应用于海绵植物景观的过程中,在注重其实际需求、观赏价值的同时,更应充分挖掘其潜在的生态效益和经济效益,实现其价值最大化。

参考文献:

[1]俞孔坚. 海绵城市的三大关键策略—消纳、减速与适应[J]. 南方建筑, 2015(3): 4-7.

[2]于斌. 两种优良的野生缀花草坪观赏花卉的引种栽培及园林应用的研究[J].内蒙古科技与经济,2014(1):93-93.

[3]梁雯,侯兰功.海绵城市植物景观美感评价—以遂宁市为例[J].安徽农业科学,2019,47(6):117-119,126.

[4]房味味,袁涛,国有清,等. 野花组合概念剖析[J].中国城市林业,2015,13(3):24.

[5]许宏刚,吴永华,张建旗,等.8种缀花地被植物水分状况与抗旱性的关系[J].甘肃林业技,2013(6):14-16,46.

[6]丁华娇,高亚红,魏婷. 杭州市乡土缀花草坪植物种类及配置组合的优选[J]. 黑龙江农业科学,2017(10):71-77.

[7]蒋敏. 城市湿地公园功能区划分和景观区设计研究[D].广州:广州大学,2010.

[8]袁晓红.长白山区早春野生花卉资源调查[J].现代农业科技,2009 (8):53,56.

[9]曾昭海.豆科作物与禾本科作物轮作研究进展及前景[J].中国生态农业学报,2018,26(1):57-67.

[10]金福,陈元凯,周文冠,等.禾本科-豆科作物复合种植模式下化学除草的研究现状及展望[J].分子植物育种,2019,

17:5880-5890.

[11]赵海欣,朱晓艳,崔亚垒,等. 禾本科草坪草混播天蓝苜蓿、小苜蓿的效果研究[J].草地学报,2018,26(5):1229-1234.

[12]柏文恋,郑毅,肖靖秀. 豆科禾本科间作促进磷高效吸收利用的地下部生物学机制研究进展[J].作物杂志,2018(4):20-27.

[13]金山.白三叶对镉污染土壤的修复潜力研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2013.

[14]林华. 固氮植物对竹林土壤条件的改善作用[J].林业工程学报,2002,16 (6):17-19.

[15]宋波,张云霞,田美玲,等.应用籽粒苋修复镉污染农田土壤的潜力[J].环境工程学报,2019(3):1711-1719.

[16]王硕,李德生,朱秀,等. 石榴对镉、铅、锌复合污染土壤的修复效果[J].江苏农业科学,2019(2):250-254.

[17]王硕.萱草和石榴对镉、铅、锌污染土壤的修复潜力研究[D].天津:天津理工大学,2018.

[18]林昕,高建培.油菜对镉、铅复合污染土壤修复潜力的研究[J].大连学院学报,2010(4):76-79.

[19]王丽花,吴学尉,李冬冬,等.植物干花制作工艺、现状及发展前景[J].中国标准化,2013 (9):75-78.