專利名稱：一種模擬自然植物群落提高植物多樣性的綠化方法
技術領域：
本發明屬森林、綠化和生態修復領域，具體涉及一種模擬自然植物群落提高植物 多樣性的綠化方法。
背景技術：
城市植物多樣性是改善城市生態環境、豐富城市景觀、凸現地域特色，促進區域社 會、經濟、環境可持續發展的重要基礎，是生物多樣性保護的重要組成部分。近年來，我國城 市生態環境與園林綠化建設取得了快速發展，但普遍存在植物物種單一、群落生態功能差、 景觀單調、忽視鄉土植物等現象，并導致“千綠一面”，其核心問題就是植物多樣性應用嚴重 不足。生物多樣性保護對于城市生態環境建設有著重要的意義。首先，生物多樣性是促 進城市綠地自然化的基礎，也是提高綠地生態系統功能的前提；其次，生物多樣性能充分反 映出城市綠化的地方特色，通過城市綠化中鄉土植物的應用，代表著本區域類型的植物群 落和生態系統的恢復與重建，能夠構筑出具有區域特征和城市個性的綠色景觀，植物多樣 性是豐富城市景觀的基礎。物種多樣性是生態系統的重要特征并維持系統的功能運行，生 物群落為人類提供重要的生態系統服務功能。生態系統抵御逆境和干擾的能力與物種多樣 性緊密相關，多樣性的提高會增加系統的穩定性，與單個種和種類的數量相比，群落內各種 群充分占據已分化的生態位，從而提高了生態系統對資源的利用率。加強城市生物多樣性 保護工作，已引起了國內外的高度關注。國外對城市植物的多樣性研究，主要是從生境、土地利用等方面入手。普遍認為城 市較高的生物多樣性水平是由于下列多種因素共同作用的結果具有大量的本地植物作為 特定地理區域的種源；城市鑲嵌體的結構異質性較大，包含了十分豐富的植物群落和土地 利用格局；城市生境中植物定居的歷史較長；外來種的比例較高。城市植物多樣性的維持 強調自然生境保護的重要性；對傳統土地的經營與空間拓展要防止單一化；人工綠地要盡 可能利用種子材料(實生苗)或鄉土植物；在中心城區，臨時的荒地能為大量物種和群落提 供空間，這些地方在園林規劃中需要重點保護；植物多樣性取決于局部結構、管理、場地使 用、耕作形式和景觀結構及其相互影響；生態園林涉及提高生物多樣性，減少土壤侵蝕與沉 降，減少外來種入侵等；此外，城市植物多樣性的維持需要生態學家、農學家及教育工作者 的緊密合作，需要公眾的廣泛支持與參與；在園林實踐與理論中，生態設計被廣泛運用，注 重使用本土植物、本地材料、場地保護策略等。而在森林的恢復中，著名宮脅造林法，是以植物生態學群落演替和潛在自然植被 理論為基礎，選擇鄉土樹種，通過多種類、多層次、密植、混合，前期人工管理與后期任其自 然的植物自然生長的結合，快速、低造價建造以地帶性植被為目標的“環境保護林”的方法， 在林業與森林恢復中應用廣泛，也被應用于城市森林的建設中。殘存自然植被仍然是區域自然生物多樣性最高的核心地區，構筑了地區物種、群 落、生態系統以及景觀多樣性的基礎。
4
國內外運用近自然林業理論已有理論研究與實踐應用，如應用宮脅法在上海浦 東城市區營建了近自然城市森林。相關的研究與實踐工作主要有1)葉其剛，王，暢，王詩 云.三峽庫區稀有瀕危植物異地保護群落設計的初步研究(武漢植物學研究2000，18(1) 33-41) ；2)林源祥，楊學軍.模擬地帶性植被類型，建設高質量城市植被(中國城市林業， 2003，1(2) 21-24) ；3)黎玉才.“近自然”群落城市綠地建設新理念(湖南林業，2005，1 9) ；4)易軍.城市園林植物群落生態結構研究與景觀優化構建(南京林業大學研究生碩士 學位論文，2005. 6) ；5)歐陽育林.把森林引入城市——構建城市近自然生態植物群落(中 國建設建設信息2007，1 :44-45) ；6)江堃.生態型綠化法在上海“近自然”群落建設中的應 用(園林，2009，2 42-43)等。

發明內容
本發明的目的是一種模擬自然植物群落提高植物多樣性的綠化方法。本發明利用自然鄉土植物群落具有的多層次、多結構、多功能的復層植物群落特 點，建設能充分利用空間資源，能適應本地環境，形成穩定、長期共存的近自然植物群落。本 發明適應用城市綠化建設、城市森林建設、城鄉生態修復領域中植物多樣性提升與保護，使 單位空間內綠量高，生態效益佳，生態功能強，能顯著增加城市綠地的生物多樣性，改善景 觀功能，凸現地域特色，降低養護成本。為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種模擬自然植物群落提高植物多樣性的綠化方法，由自然鄉土植物群落調查與 評價、群落選擇與優化、苗木繁育生產、綠化工程實施與管理等環節構成，包括步驟A、城市(區域)自然鄉土植物群落的現狀與歷史調查通過文獻調研，初步確定本區域地帶性植被(顯域植被)的歷史與現狀分布。地 帶性植被是自然界長期進化的結果，是本地區結構最穩定的群落，最能反映出該地區的植 被與氣候特點，也是地方植被特色的反映，是重要的本底資料，是城市綠化、特別是城市森 林與城市生態恢復重要的本底資料。如沒有文獻記錄，則需要開展對本區域植被的本底調查工作，如通過對現代殘余 林地分析，結合古生態學方法如花粉分析，確認城市(區域)的植物分布狀況，并綠化化工 程實施中優先考慮引進丟失物種。B、鄉土植物群落的評價與遴選在對本城市(區域)歷史與現狀植被本底調查的基礎上，進一步調查確定本地區 的典型植物群落特征，對自然鄉土群落進行植物群落生態學調查，重點調查植物群落的種 類組成、結構、生態位、更新苗、生境等群落與生態學特征。根據調查結果，可按層次法等對鄉土群落進行綜合評價，遴選出適宜于不同生境、 不同功能要求的鄉土植物群落。如觀賞型、環保型、文化教育型、生態修復型、生產型、水生 (濕生、沼生等)型、旱生型、保健型、休閑型、保護型等。特別注意對當地珍稀瀕危植物群落 的保育與遴選。C、遴選植物群落的優化對原生或次生群落中的一些組分進行適當改造，主要是根據綠化類型與目的，去 除一些明宜不宜作為城市綠化植物的物種，如有毒素、外來種、有異味等種類。并根據生態位原理，適當增加物種類型，豐富景觀與物種多樣性，如配置一定數量的蜜源植物和結實植 物，以吸引蜜蜂等昆蟲，結實植物的果實和種子能為綠地中的鳥類等動物提供食物，最終基 本確定可適應不同生境、不同綠化要求的近鄉土植物群落類型。根據生態位理論，要避免引進生態位相同的物種，使各種群在群落中具有各自的 生態位，避免種群之間的直接竟爭，保證群落的穩定，更有效地利用時間、空間和環境資源， 維持生態系統長期的生產力和穩定性。遴選植物群落的適度優化改良不僅要考慮適宜生存 的遺傳類型，還要考慮隨時間進化的遠景問題和引進物種的遺傳多樣性的適應性問題。D、遴選植物群落的種苗繁育將遴選出來的自然或近自然植物群落作為種子庫，通過種子或植物繁殖體進行繁 育與苗木生產。如在果實成熟時期組織采集種子，通過苗床育種和容器育苗等技術進行苗 木培育。在大棚及光量控制的條件下，利用2年左右時間，培育根系發育良好、高度適宜的 幼苗。E、模擬自然鄉土群落的綠化、城市森林、生態恢復工程應用1.地形與土壤改造為了使群落植物能正常生長，需對地形作適當處理按原自 然植被生境狀況指導地形改造，基本情況是將地形整為緩坡地；結合園林藝術要求，應參照 原自然群落的物種與平面結構進行綠化種植。2. 土壤改良，可充分利用有機廢棄物循環利用，如樹枝粉碎、落葉堆腐，有機垃圾 堆肥場，以增加土壤有機腐殖質，改善土壤理化性能。3.種植先鋒樹種先鋒樹種有抗性強、生長迅速的特點，在初期可為其他植物提 供蔽蔭、改良土壤、改良小氣候。刺槐、柳樹、苦楝、具固氮作用的豆科植物如沙棘等在許多 地區都適宜作為先鋒樹種。在建立綠地初期，特別是5-10年后，要有計劃地對這些先鋒樹 種進行間伐。4.模擬自然群落植物配置適當改造地形和改良土壤的情況下，根據前述繪出群 落植物物種平面結構圖進行種植，考慮到種植幼苗與成熟植物群落的巨大反差，對上述群 落植物物種平面按2 1或3 1進行混合密植，喬木苗木種植密度一般定為3-4株/平 方米，高密度種植既有利于環境對苗木的自然選擇，同時也可作為其他植被恢復或綠化工 程的苗木來源。栽植后，用秸稈覆蓋，并用草繩將覆蓋物壓住，防止風吹、干燥以及雜草滋 生，同時，腐爛的秸稈分解后可以增加土壤的養分。種植后2-3年內，要進行除草等一般的 養護，其后群落便進入自然生長過程，不需任何的養護和管理。5年左右可初具規模并達到 相適的景觀效果，10-20年即可形成“近自然”群落。5.生物多樣性保護設計除應保持植物物種多樣性外，還要考慮小型哺乳動物、兩棲類、鳥類、土壤生物、水 生生物等動物的生存和繁衍。為各種生物創造生境與生活條件。如鳥類多選擇大樹或枯樹 筑巢，茂密的灌木叢為鳥類、爬行類、昆蟲提供棲息地。濕地更是生物多樣性的“物種基因庫”。F、后續優化與評估根據植物群落生態學規律，對植物群落的演替過程進行引導和保護對已建成的 近自然群落進行動態跟蹤分析，適度撫育管理，合理密度管理，群落結構與景觀功能優化措 施，實現群落的自我更新，形成結構合理、功能健全、種群穩定的復層群體結構。運用生態評價與規劃技術，對工程定期評估，逐漸完善本城市(區域)近自然植物群落應用的體系與方 法，并建立城市(區域)鄉土植被科學顧問團體，進一步引導公眾參與。本發明利用自然鄉土植物群落所具有的多層次、多結構、多功能的復層植物群落 特點，建設能充分利用空間資源，適應本地環境，形成穩定、長期共存的近自然植物群落，使 單位空間內綠量高，生態效益佳，生態功能強，能顯著增加城市綠地的生物多樣性，改善景 觀功能，凸現地域特色，降低養護成本。本發明與現有技術相比具有以下優點1)在綠化植物材料來源中，運用鄉土植物 材料，并注重植物種群的遺傳多樣性；幻運用恢復生態學方法與技術、在城市綠化中，重視 歷史與珍稀瀕危物種的引入，進一步加強城市生物多樣性保護；3)具有生態功能好，富于 地方特色，建設與養護費用低等優點；4)運用循環經濟方法，充分利用城市生活垃圾堆肥 改善土壤、同時消納有機廢棄物生態與環保特點。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明作進一步的說明。實施例1選擇上海浦東某區域進行模擬自然植物群落提高植物多樣性的綠化實踐操作包 括采用自然鄉土植物群落調查與評價、群落選擇與優化、苗木繁育生產、工程恢復實施也管 理等操作內容。A、該區域自然鄉土植物群落的現狀與歷史調查通過該區域植被的本底調查或文 獻調研，確定該區域地帶性植被(顯域植被)的歷史與現狀分布。調查當前植被，選擇樣地 面積為400m2 QOmX 20m)，包括喬木(100m2)、灌木(25m2)、草叢(4m2)記錄物種組成、物種高 度、喬灌木的胸徑、密度、豐富度、生活型等。B、鄉土植物群落的評價與遴選在歷史與現狀植被本底調查的基礎上，進一步調 查確定本地區的典型植物群落特征。重點對殘存自然植被、本區域的珍稀瀕危植物群落進 行植物群落生態學調查，調查植物群落的種類組成、結構、生態位、更新苗、生境等群落與生 態學特征。對照潛在的城市綠化需求用層次分析法在生態效應(含植物多樣性、群落穩定 性、群落生長勢、保護級別、鄉土特色、環保功能)、景觀質量(群落色彩與季相、群落層次豐 富程度、環境協調性、綠視率)和社會效應(可停留度、生產應用價值、休憩設施指標)三個 層面進行綜合評價。遴選出適宜于不同生境、不同功能要求的鄉土植物群落。如觀賞型、 環保型、文化教育型、生態修復型、生產型、水生(濕生、沼生等)型、旱生型、保健型、休閑 型、保護型等。C、遴選植物群落的優化根據生態位原理，對自然鄉土植物群落中的一些組分進 行適當改造，去除不宜作為城市綠化植物的物種，如有毒素、外來種、有異味的植物種類，同 時增加配置一定數量觀賞植物，蜜源植物和結實植物如薔薇類植物、牡荊等，重新引進與增 加的植物，要符合植物引種馴化的原則與方法。D、遴選植物群落的種苗繁育以自然植物群落作為種子庫，通過生物工程技術與 設施農業技術，種子或營養繁殖相結合進行苗木生產，珍稀瀕危植物的繁育不能破壞自然 植物群落，與該地區的植物園等部門聯系，委托繁育或引進種苗。E、模擬自然鄉土群落的綠化、城市森林、生態恢復工程應用工程應用上首先要滿足所選定植物群落生態學上的最小面積，一般要求500m2以上。工程應用分如下環節(1) 地形與土壤改造基本情況是將地形整為8% -12%的緩坡地，可能的情況下，按原自然植 被生境狀況進行地形改造；( 土壤改良土壤改良的目的是要滿足植物生長發育的需要， 可充分利用城市有機廢棄物循環利用，如有機垃圾堆肥，增加土壤有機腐殖質，改善土壤理 化性能；C3)種植先鋒樹種刺槐、柳樹、苦楝、具固氮作用的豆科植物如沙棘等在許多地區 都適宜作為先鋒樹種。在建立綠地初期，特別是5-10年后，要有計劃地對這些先鋒樹種進 行間伐；(4)模擬自然群落植物配置考慮到種植幼苗與成熟植物群落的反差，對上述群落 植物物種平面按2 1或3 1進行混合密植，喬木苗木種植密度一般定為3-4株/m2。種 植后2-3年內，要進行除草等常規養護，隨著植物生長，要不斷移植先前密植的植株，應用 于其它生態工程；(5)生物多樣性保護設計除應保持植物物種多樣性外，還要考慮小型哺 乳動物、兩棲類、鳥類、土壤生物、水生生物等動物的生存和繁衍。為各種生物創造生境與生 活條件。 F、后續優化與評估對已建成的近自然群落進行動態跟蹤分析，適度撫育管理，合 理密度管理，群落結構與景觀功能優化措施，實現群落的自我更新。運用生態評價與規劃技 術，對工程定期評估，逐漸完善該區域近自然植物群落應用的體系與方法。不斷改善城市綠 化植物配置中植物多樣性的保護與應用。
權利要求
1.一種模擬自然植物群落提高植物多樣性的綠化方法，其特征在于由自然鄉土植物 群落調查與評價、群落選擇與優化、苗木繁育生產、綠化工程實施與管理環節構成，包括步 驟A、城市或區域自然鄉土植物群落的現狀與歷史調查通過文獻調研，初步確定所述城市或區域地帶性植被的歷史與現狀分布；B、自然鄉土植物群落的評價與遴選在步驟1的基礎上，進一步調查確定該地區的典型植物群落特征，并對鄉土群落進行 綜合評價，遴選適宜于不同生境、不同功能要求的鄉土植物群落，繪出群落植物物種平面結 構圖；C、遴選自然植物群落的優化根據綠化與生態工程類型與目的，對所述區域原生或次生群落中的組分進行改造，去 除不宜作為城市綠化植物的物種，增加適宜物種類型；D、鄉士植物種苗繁育將遴選的自然鄉土植物群落作為種子庫，通過種子或植物繁殖體進行繁育與苗木生產；E、模擬自然鄉土植物群落的綠化工程應用所述綠化包括城市綠化工程、城市森林、生態恢復等以植物為主的生態環境應用工程；F、后續優化與評估隨植株的生長逐步完善群落結構和種群格局將，對已建成的近自然群落進行動態跟蹤 分析，適度撫育管理，運用生態評價與規劃技術，對工程定期評估，引導公眾參與，改善城市 綠化植物配置中植物多樣性的保護與應用。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A中，還包括在綠化與生態工程中 重新引進所述區域已經丟失的物種。
3.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述的鄉土群落界取樣面積 為500m2以上，所述的群落植物物種平面結構圖按1 200繪出。
4.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C中，所述的不宜作為城市綠化植 物的物種為有毒素、外來種或有異味物種，所述適宜物種選自在本區域有歷史分布的物種 或蜜源植物或結實植物。
5.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D中，用2-4年時間，培育根系發育 良好、高度適宜的幼苗，同時確定或引進具基因多樣性的物種的苗木生產。
6.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟E中，所述的綠化工程包含以下環節1)地形與土壤改造利用城市有機廢棄物循環利用來改良土壤；2)種植先鋒樹種，形成有利于幼苗生長的小氣候環境；3)模擬自然群落植物配置改造地形和改良土壤的情況下，根據前述繪出群落植物物 種平面結構圖進行密集種植，苗木密度為3-4株/m2 ；4)加強前期管理，形成“近自然”植物群落，5-10年內，有計劃地對先鋒樹種進行間伐管理；5)生物多樣性保護設計保持植物物種多樣性，為各種生物創造生境與生活條件。
全文摘要
本發明屬森林、綠化和生態修復領域，涉及一種模擬自然植物群落提高植物多樣性的綠化方法。本發明方法包括城市或區域自然鄉土植物群落的現狀與歷史調查；自然鄉土植物群落的評價與遴選；遴選自然植物群落的優化；鄉士植物種苗繁育；模擬自然鄉土植物群落的綠化工程應用和模擬自然鄉土植物群落及工程的后續優化與評估。本發明利用自然鄉土植物群落的多層次、多結構、多功能的復層植物群落特點，建設能充分利用空間資源，適應本地環境，形成穩定、長期共存的近自然植物群落，使單位空間內綠量高，生態效益佳，生態功能強，能顯著增加城市綠地的生物多樣性，改善景觀功能，凸現地域特色，降低養護成本。
文檔編號A01G1/00GK102067770SQ20091019923
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者雷一東 申請人:復旦大學