城市困难立地风景园林营建的生态技术筛选与应用——以第十三届中国（徐州）国际园林博览会徐州—上合友好园为例

郑思俊 张 浪* 谢 倩 李晓娇 罗玉兰 舒婷婷 路岳玮 黄建荣

（1.上海市园林科学规划研究院，上海城市困难立地绿化工程技术研究中心，国家林业和草原局城市困难立地绿化造林国家创新联盟，城市困难立地生态园林国家林业和草原局重点实验室，上海 200232；2.上海上房园艺有限公司，上海 201114）

城市转型发展时期，风景园林营建不可避免面临多种类型城市困难立地的逆境胁迫，抗逆植物筛选和逆境修复生态技术应用是科学有效的解决途径。以第十三届中国（徐州）国际园林博览会“徐州—上合友好园”为例，在展园设计与建设过程中，通过城市困难立地主要逆境胁迫类型分析，针对上合组织成员国和中国徐州主要城市困难立地逆境胁迫类型，开展城市困难立地逆境胁迫展示、抗逆植物筛选和逆境修复生态技术应用，以推广“生态技术让风景园林无所不能”的理念。针对上合八国和中国徐州城市绿化面临的盐碱地、土层瘠薄岗地、山坡地、城镇搬迁地等典型城市困难立地干旱、缺素、污染物等胁迫类型，“徐州—上合友好园”主要筛选了包括豆科、锦葵科等20种抗逆植物，并应用固体废弃物利用、植物抗性提升等9种逆境修复生态技术，有力支撑“徐州—上合友好园”家园景观建设与生态修复展示。

胁迫；抗逆植物；城市困难立地；上合组织；展览园

所有不利于植物存活和生长的环境因素，统称逆境，又称胁迫（environment stress）。例如干旱胁迫（drought stress）、洪涝胁迫（flood stress）、低温胁迫（low temperature stress）、高温胁迫（high temperature stress）、盐碱胁迫（saline stress）、辐射胁迫（light stress）、病害胁迫（disease stress）、污染物胁迫（pollutant stress）、CO2胁迫（CO2stress）、缺素胁迫（element deficiency stress）等[1-7]，以上胁迫内容以单一出现或者多种胁迫并存出现，植物在逆境中会产生形态和生理方面的特异性反应，逆境中也生长一些特异适应性极强的抗逆植物，而逆境也可以通过生态技术手段加以改造利用[5]。目前，逆境研究主要围绕逆境胁迫对植物的影响效应与机理研究以及抗逆植物筛选与功能提升研究两个方面，而对于逆境修复或改造研究则相对较少[3-9]。其中，抗逆植物研究主要集中于植物在上述胁迫之下在光合作用、养分代谢、蛋白质合成、水分状况、激素代谢以及呼吸作用等方面产生的生理生化变化，同时也有针对植物根系、叶片、气孔等敏感部位和结构的形态变化研究[8-11]。上述研究也形成了提高植物抗逆性方面的技术成果，有力支撑了困难立地生态修复、退化植被恢复以及经济作物与园艺植物培育与生产等领域实践工作[12-13]，同时上述研究和技术成果也已逐步应用于园林绿化领域[14-16]。

城市困难立地（Challenging urban site，CUS）的概念广义是指城市区域环境中，不能满足地带性植被主要物种正常生长所需立地条件的场地空间的总称。狭义而言，是指受人为因素干扰后，城市所在区域地带性植被主要物种适生条件退化的立地总称[17-18]。因此，城市困难立地一定意义上是单种或多种逆境类型在城市区域生态建设场地上的集中和具体表现（表1）。由于所处的地理环境和发展阶段的不同，不同城市在不同阶段均会出现不同类型的典型城市困难立地，如沿海城市的盐碱地、山地城市的土层瘠薄岗地，内陆城市的沙（荒）漠地等自然型城市困难立地，同时也有城市建设发展普遍出现的城镇搬迁地、垃圾填埋场和立体绿化空间等城市困难立地[19]。

表1 城市困难立地的胁迫类型Tab. 1 The environment stress of CUS

在生态文明建设背景下，国土绿化、园林营建、森林营造、生态恢复等生态建设过程面临复杂多样的逆境胁迫问题，这也是生态环境质量进一步提升的主要制约。因此，在快速城市化发展和城市更新发展等阶段城市风景园林营建、城市森林营造等将不可避免面临多种城市困难立地逆境的制约。因而，抗逆植物筛选应用和逆境修复技术开发应用两方面研究愈显重要，一方面是适应逆境，即筛选抗逆植物并提升其抗逆性，另一方面是改造逆境，即应用工程技术使大多数植物可定植生长与发育，而上述两种技术途径均属生态技术范畴，也呈现出相互依赖、相互限制、相互影响的对立统一的有机关系[20]。

本文以第十三届中国（徐州）国际园林博览会（以下简称徐州园博会）“徐州—上合友好园”为例，深入分析上海合作组织（以下简称上合组织）成员国和中国徐州开展生态建设和“家园”建设所面临的城市困难立地逆境，依据本届园博会“新理念、新技术、新成果”建设要求，深刻分析阐述“徐州—上合友好园”（以下简称上合园）展园设计建设中的城市困难立地逆境展示、抗逆植物应用和逆境修复生态技术应用三方面立意与实践，以推广城市更新背景下“生态技术让风景园林无所不能”的理念。

1 “徐州—上合友好园”设计建设背景

1.1 上合组织成员国城市困难立地逆境分析

上合组织是世界上幅员最广、人口最多的综合性区域合作组织，在增强成员国政治互信和凝聚力、深化各领域全方位合作、为各国人民谋利益、维护地区及世界和平稳定、促进发展繁荣等方面发挥着重要作用。目前，主要包括哈萨克斯坦、中国、吉尔吉斯斯坦、俄罗斯、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、巴基斯坦、印度在内共8个成员国。

上合组织8个成员国家多高原山地与荒原沙漠地貌，均存在极端气候问题，逆境胁迫类型多样，但也存在干旱、高温、低温、缺素等共性逆境胁迫问题（表2）。在城市困难立地逆境胁迫背景下开展生态系统恢复、城市生态环境建设以及人居环境质量提升是8个成员国的共同问题，因此上合园逆境展示与生态技术应用应考虑上合组织成员国的城市困难立地逆境类型。

表2 上合组织成员国的主要城市困难立地及其胁迫类型Tab. 2 Major CUS and their environment stress types in SCO members

1.2 “徐州—上合友好园”概述

2020年上合组织（徐州）地方区域合作交流会在江苏省徐州市召开，会上宣布正式启动第十三届中国（徐州）国际园林博览会园博园（以下简称徐州园博园）国际园核心展园上合园建设工作[21]。依据徐州园博园总体规划，上合园位于徐州园博园国际园区游客中心以东，占地面积为2 032 m2，场地标高72～79 m，整体呈东北高西南低的地势特征。现状场地为石灰岩地形，土壤发育程度较低，存在土层薄、结构差、养分缺失、保水保肥能力低等问题。土壤pH8.27，电导率123.45 μS/cm，土壤有机质含量仅为0.81%（图1）。

图1 “徐州—上合友好园”建设场地现状Fig. 1 Construction site of“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

上合园是集中展示上合组织精神及其成员国特色风貌以及国内外“家园”建设中先进生态技术的主题展园。展园以上合组织共商、共享、共建的宗旨精神为核心，以“和合”文化为贵，以东方传统“太极”融合西方“莫比乌斯”为形，以“上合之美、美美与共”为设计源头，构建“一带、一环、八园”的园林景观，在园林景观营建过程中针对上合八国和徐州当地地理风貌和主要逆境类型，创新应用抗逆植物和逆境修复生态技术以支撑逆境中建“家园”的展会主题，并普及上合组织的精神理念，展示现代园林的艺术魅力，彰显生态技术的科技力量。

由于徐州市地理区位、采煤历史以及城市化进程等因素，形成目前以城镇搬迁地（采煤企业搬迁后）（图2）、土层瘠薄岗地和山坡地（采石造成山体植被破坏）（图3）以及垃圾填埋场等主要城市困难立地类型。其中，徐州长达130年的采煤历史，使徐州市70%山体受到严重破坏，遗留下了最多最广的城市困难立地类型——采煤塌陷区城镇搬迁地，如徐州潘安湖国家湿地公园前身为贾汪区最大的采煤塌陷区以及九里湖国家湿地公园等。同时，悠久的采石生产也造成大量山体植被破坏，遗留大量土层瘠薄岗地、山坡地，如金龙湖宕口公园、徐州五山公园等。本次徐州园博园选址的吕梁山景区前身也属于采石宕口遗留的土层瘠薄岗地、山坡地城市困难立地类型。上述徐州两种主要城市困难立地的园林营建或森林营造均面临干旱、缺素、污染物等胁迫类型。因此，本届园博会也提出将以往“园林绿化行业的国际性盛会” 的办会理念转型为“推动形成绿色发展，综合展示国内外城市建设和城市发展新理念、新技术、新成果的国际性展会”。

图2 徐州市典型城市困难立地——城镇搬迁地金龙湖宕口Fig. 2 Typical CUS in Xuzhou: Urban relocation sites Jinlong Lake quarries

图3 徐州市典型城市困难立地——徐州园博园建设场地土层瘠薄岗地、山坡地Fig. 3 Typical CUS in Xuzhou: Damaged mountain in Expo park construction site

1.3 城市困难立地逆境修复生态技术分类

不同逆境的胁迫因素存在较大差异，如单一的温度、光照、水分、气体污染、风、土壤等胁迫因素，也包括多种胁迫复合的综合型因素，如高温干旱、缺素贫瘠等。因此，在选择逆境修复生态技术时应根据逆境胁迫因素进行生态技术分类，主要逆境胁迫分类因素包括温、光、水、气、土和综合型，以利于更有针对性的应用（表3）。

表3 基于胁迫因素的逆境修复生态技术分类Tab. 3 Classification of ecological techniques for environment stress restoration based on stress factors

2 “徐州—上合友好园”抗逆植物筛选与逆境修复生态技术应用实践

2.1 逆境类型展示

基于上合组织成员国和徐州当地地理风貌特色，选择具有普遍性城镇搬迁地（Urban Relocation Sites）、土层瘠薄岗地、山坡地（Damaged Mountain）、盐碱地（Saline and Alkali Land）、垃圾填埋场（Sanitary Land fill Sites）、立体绿化空间（Green Building Planting Space）等五大城市困难立地逆境类型[17]进行展示。

其中，城镇搬迁地指工厂、住区等搬迁后直接用于绿地建设的场地[22]，主要修复植物包括蜈蚣草（Pteris vittata）（超富集）、美丽胡枝子（Lespedeza formosa）、高砂芙蓉（Pavonia hastata）、穗花牡荆（Vitex agnus—castus）、东南景天（Sedum alfredii）、 蓝叶忍冬（Lonicera korolkowii）、木槿（Hibiscus syriacus）等；土层瘠薄岗地、山坡地指土层瘠薄、基本无植被覆盖的岗崩地和陡坡地[23-24]，主要修复植物包括桑（Morus alba）、花木蓝（Indigofera kirilowii）、鹰爪豆（Spartium junceum）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、地被月季（Rosa chinensis）、络石（Trachelospermum jasminoides）等；盐碱地指表层盐碱聚集、仅耐盐植物可以自然生长的场地，主要修复植物包括柽柳（Tamarix chinensis）、海滨木槿（Hibiscus hamabo）、蓝冰柏（Cupressus arizonicavar. glabra‘Blue Ice’）、大果榆（Ulmus macrocarpa）、白花泡桐（Paulownia fortunei）等；垃圾填埋场指垃圾填埋封场后用于绿化的场地[25-26]，主要修复植物包括华北香薷（Elsholtzia ciliata）、醉鱼草（Buddleja lindleyana）、珍珠绣线菊（Spiraea thunbergii）、杭州鳞毛蕨（Dryopteris hangchowensis）、楸树（Catalpa bungei）、旱柳（Salix matsudana）等；立体绿化空间指以建筑体或构筑物的表面为载体，开展非占地空间绿化的场地[27-28]，主要修复植物包括云南黄素馨（Jasminum mesnyi）、红萼苘麻（Abutilon megapotamicum）、宾果梅地兰（Rosa）、金叶女贞（Ligustrum×vicaryi）、火焰南天竹（Nandina domestica）、佛甲草（Sedum lineare）等。

2.2 抗逆植物筛选

基于徐州当地气候和土壤条件，设定抗逆植物筛选原则如下：（1）以植物主要抗逆性为首要条件，针对城市困难立地的胁迫类型筛选植物；（2）以可自然更新的木本植物和多年生草本植物为主要选择对象；（3）以低维护、少管养且适应徐州气候条件的植物为主，最终选择20种抗逆植物应用于展园。其中，以豆科、锦葵科、木犀科、蔷薇科植物为主（表4、图4）。

表4 “徐州—上合友好园”主要抗逆植物应用Tab.4 Main environment stress resistant plants of“Xuzhou-SCO Friendship Garden”

图4 “徐州—上合友好园”城市困难立地类型与抗逆植物应用布局图Fig. 4 Layout of CUS types and application of environment stress resistant plants in“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

2.3 逆境修复生态技术应用

依据所展示主要城市困难立地及其逆境类型分析和生态技术分类，最终针对五大典型城市困难立地逆境，以应对综合型胁迫因子为主选择9种逆境修复生态技术进行应用与布局（表5、图5）。

表5 “徐州—上合友好园”主要生态修复技术介绍Tab. 5 Main ecological techniques for environment stress restoration of“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

图5 “徐州—上合友好园”逆境修复生态技术布局图Fig. 5 Layout of ecological techniques for environment stress restoration in“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

3 结语与展望

徐州园博会提出“推动形成绿色发展，综合展示国内外城市建设和城市发展新理念、新技术、新成果的国际性展会”全新办会理念，深刻体现中国城市发展向生态可持续转变的现实，生态可持续发展也是世界主要城市的发展主流趋势。上合园作为本届园博会国际园区的核心园，在展览园设计和建设过程中秉承上述理念，通过充分应用设计团队和建设团队有关城市困难立地逆境修复方面的新理念、新技术和新成果，深刻体现科学技术对于风景园林营建的支撑作用。城市转型发展时期，风景园林营建不可避免面临多种类型城市困难立地问题，生态技术研发与应用将是应对上述问题的科学有效手段。