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當時，辰山植物園基址的土壤現(xiàn)狀是質地黏重的水稻土很難滿足來自不同國家、地區(qū)、生境來源植物的生長需求，各專類園(以分類單位、場地特征、服務對象和研究類群為聚類特征)建設對土壤要求各異，項目建設過程中原有土壤翻騰擾動嚴重。為了創(chuàng)造多樣的地貌結構，更為難解的是200萬m3全部客土構成綠環(huán)的實施，大量來源不明的土方運到園區(qū)，土質理化性質復雜且指標低下。因此，為滿足植物園景觀營造和植物種植的需求，建設過程及開園以后需持續(xù)檢測土壤質量，并結合種植物的立地要求加以改良。植物是植物園的主角，如何科學配置各類植物，營建優(yōu)美的景觀，展現(xiàn)各專類園的植物種植特色，體現(xiàn)其豐富的文化與科技內涵，一直是風景園林不斷探索的問題。辰山植物園設置的30多個植物專類園，可分為4種類型，第一類是世界各地普遍設置的植物園，按照植物的季節(jié)特性和觀賞類別集中布置展示的園區(qū)，如月季園、鳶尾園、銀蓮花園、百合園、金縷梅園、纖維植物園、能源植物園等；第二類是為增加植物園趣味性，吸引某類特殊人群或為游客進行科普活動設置的園區(qū)，如兒童植物園、盲人園、綠色劇場等；第三類是結合植物園的研究方向和生物多樣性保護，以專類植物收集和植物新品種引進展示為主的園區(qū)，如配合桂花品種國際登錄而建設的桂花種質資源展示區(qū)；收集華東地區(qū)3000種原生植物建設的華東植物收集展示區(qū)等；第四類是根據(jù)辰山植物園的場地特征營建的特色園，如沉床花園、水生植物展示園、巖石藥用植物園等。這樣，如何滿足特色植物專類園區(qū)景觀的營建與維護需求，既構建出結構穩(wěn)定的植物群落，又能與園區(qū)周圍的環(huán)境相融合而形成安全健康的生態(tài)系統(tǒng)，需要從選擇植物種類開始進行科學配置，并從實施適宜的保育措施入手。園區(qū)景觀的主體結構——綠環(huán)，規(guī)劃打造成植物的“聯(lián)合國”，種植與上海氣候帶相近，匯集世界5大洲的植物類群而形成別具風格的國際樹木園，與綠環(huán)內“華東地區(qū)鄉(xiāng)土樹種收集區(qū)”的植物形成對比。同時，也可利用溫室等收集并展示國內外的代表性植物，為游客展現(xiàn)一個豐富多彩的植物世界。而外來物種，尤其是洲際代表植物，由于生境變化因種而異，如何在辰山生存需要對其生態(tài)適應性進行研究，并根據(jù)其科學文化內涵進行合理的配置與景觀營建。華東區(qū)系擁有珍稀瀕危植物400余種，辰山植物園作為華東地區(qū)的一個綜合型植物園，對區(qū)域珍稀植物資源保護負有不可推卸的責任。規(guī)劃中設立的珍稀植物收集與展示區(qū)，可在建設初期從對少數(shù)旗艦瀕危物種開展保育生物學研究入手，制定出相應的遷地保護策略，從而為園區(qū)收集保護其他眾多珍稀植物資源提供技術參考。

主要技術對策

在對區(qū)域內的水質狀況進行調查和評估的基礎上，以園內封閉景觀水體的水質維護利用為核心，研究與景觀相結合的人工濕地生態(tài)處理措施和輔助性的人工強化處理措施，以保障景觀水體的水質，并在此基礎上形成了技術集成和工程示范，保證了園區(qū)內景觀水體的水質安全、構建了穩(wěn)定且健康的水生生態(tài)系統(tǒng)。通過資料收集和現(xiàn)場取樣，對辰山植物園周邊水系的水體狀況進行了監(jiān)測和分析，探索周邊河道水文、水質及水量的變化規(guī)律，為景觀水體的生態(tài)修復與建設提供了基礎資料；對植物園水體的功能定位和水質進行科學評估，為水體凈化和生態(tài)處理提供了應對策略。對景觀水體的補充水量、蒸發(fā)量、滲透量和循環(huán)量等關鍵參數(shù)進行了研究，選擇合適的水體復氧技術[1]；研究了人工濕地處理系統(tǒng)、植物—水土界面契合體系、水生植物處理系統(tǒng)等不同生態(tài)修復技術的作用機理、適用條件、處理效果和成本，篩選出了合適的水體生態(tài)修復技術(具體措施另文介紹)[2-3]。建立起了以生態(tài)修復技術為主，人工強化處理措施為輔的水質整體維護方案、運行機制和管理措施，并進行工程示范。針對辰山植物園中瘠薄土壤和不明性質客土對未來植物種植的壓力，進行了土壤質量的動態(tài)監(jiān)測和重點區(qū)域的土壤改良措施對比研究，確定“適地適樹”植物的合理種植方案以及“改土適樹”土壤改良的技術措施。針對工程建設需要，選取不同利用方式下的土壤類型，進行了0~20cm、20~40cm、40~60cm、60~90cm、90~120cm5個層次的采樣，分析土壤的pH、EC值、有機質含量、容重、通氣孔隙度、質地、水解性氮、有效磷、速效鉀等理化指標，摸透了辰山植物園雜合土壤存在的生態(tài)本底值。針對土壤的實際狀況，根據(jù)典型植物生長需要的條件，制定適合辰山植物園綠化工程的土方質量標準，指導了各個地段和環(huán)節(jié)的具體施工，形成了辰山植物園土壤改良的詳細施工方案。當時選擇了植物園具有代表性的10個典型植物群落，如牡丹園、木蘭園、杜鵑園、玫瑰園等，在進行pH、有機質、氮、磷、鉀等常規(guī)指標測定的基礎上，重點針對能敏感反映各植物群落土壤質量或生境系統(tǒng)土壤生物學變化的指標，進行定期和長期的監(jiān)測，重點監(jiān)測土壤酶(脫氫酶、磷酸酶、尿酶和轉化酶等)、微生物量碳、微生物量氮、微生物總量、水溶性碳和土壤呼吸等的變化，分析預測不同群落土壤生境生態(tài)的發(fā)展動態(tài)，預測了不同群落土壤質量演變的趨勢。針對典型土壤改良措施下不同群落土壤生態(tài)的演變趨勢，系統(tǒng)分析植物的長勢和潛在的問題，對不同改良方案下植物的生長狀況、植物本身對土壤改良的適宜性進行分析，確立了合適的植物種植技術和土壤改良對策。通過世界5大洲各植物地理區(qū)的植物配置技術研究，為植物園內不同植物專類園區(qū)的營建提供技術參考。另外通過開展代表性的瀕危植物或旗艦物種的保育技術、植物養(yǎng)護與病蟲害防治等的研究，為園區(qū)的植物配置、生態(tài)管控提出了切實可行的決策參數(shù)。通過抗性生理和生態(tài)習性的實驗，開展洲際代表植物的引種馴化、選育、安全性預測及應用配套技術研究。根據(jù)各種洲際植物的科屬特征、原生群落特點和當?shù)孛褡屣L情，確立各大洲代表植物的配置方案，塑造出別具5大洲植物區(qū)系風格的國際樹木園。1)園區(qū)洲際代表植物的選擇與栽培。選擇景觀效果好、具有一定文化或科學研究價值的美洲、歐洲、澳洲和非洲主要的代表性植物在辰山引種栽培。在為這些植物創(chuàng)造適宜生長條件的基礎上，進行馴化試驗。通過觀察洲際代表植物的生長發(fā)育節(jié)律，檢測其生態(tài)適應性的強弱以及是否存在生態(tài)安全隱患。2)洲際代表植物的生態(tài)適應性研究。對引種的洲際代表植物進行抗性生理和生態(tài)習性實驗，找出限制植物生長的不利環(huán)境因子，提高植物的生態(tài)適宜能力。通過相似優(yōu)先比的方法尋找到了世界各地植物引種到上海適應度的優(yōu)化鏈[4-6]。3)五大洲植物配置技術研究。以洲際代表植物的文化和科學內涵為基礎，根據(jù)不同地形條件下植物景觀特色營建的需求，確定了基調植物和園林搭配種類。根據(jù)植物的生態(tài)習性，確定了植株體量參數(shù)與植物種植密度的關系，進行合理配置。運用種群生態(tài)學、生殖生物學和保育遺傳學等研究手段，以我國特有的珍稀瀕危植物為研究對象，多角度、多層面分析研究目標種天然群體的時空分布格局、遺傳變異水平與系統(tǒng)進化路線、以及它們在不同生境中的生態(tài)適應性與分子進化機制，找出了其瀕危原因，并提出相應的遷地保護與復壯措施，以此提高植物園的科研水平與國際影響力。以大果青杄(Piceaneoveitchii)和天目木姜子(Listeaauriculata)為例，二者均為我國特有的珍稀瀕危植物，雖原產地與上海氣候條件各有差異，辰山植物園作為這些物種的遷地保護場所，具體實施策略如下：首先，采用“相鄰格子樣方”法進行野外定點調查，深入了解大果青杄和天目木姜子現(xiàn)有的種群數(shù)量、種群規(guī)模、種群結構、地理分布式樣、瀕危現(xiàn)狀及保護狀況，查明其瀕危過程中的種群生態(tài)學表現(xiàn)特征，建立了反映種群全部生活史的生命表(包括各年齡組或生活態(tài)、出生率、死亡率等)，預測自然種群的發(fā)展趨勢。其次，在全面收集大果青杄和天目木姜子多個居群及個體的基礎上，運用分子標記手段，系統(tǒng)分析其遺傳多樣性，揭示不同居群間的系統(tǒng)進化關系和種群瀕危的遺傳機理。條件具備時，利用播種、扦插、組織培養(yǎng)等多種繁殖手段對大果青杄和天目木姜子進行繁殖實驗，借此擴大種群數(shù)量，避免種群滅絕。經過該研究，推動了大果青杄在最近的國際裸子植物瀕危等級評估中，成為東亞最為瀕危的物種，引起了國際自然保護聯(lián)盟物種保存委員會的高度重視。從植物個體、小景觀到整體景觀等不同尺度、不同視角，研究維護園區(qū)標志性景色需要的病蟲害防治技術，對新引進的植物病蟲害開展監(jiān)測，制定園區(qū)病蟲害防治月歷以及維持園區(qū)景觀效果的植物季節(jié)性調控計劃。構建有害生物入侵的預警機制，將有害生物控制在園區(qū)以外[7-8]。

回顧與展望

本項目運用多學科手段，對園林設計和工程實施中的要點和難點進行了研究，解決了辰山植物園建園過程中出現(xiàn)的難題，推動了項目建設進程，為植物園按時開放打下了堅實的基礎，贏得了業(yè)內的贊許。針對園區(qū)封閉景觀水體修復和水質保障技術的研究，直接應用于辰山植物園景觀水體的建設中，對提升了園區(qū)的水環(huán)境質量，減少徑流水量和面源污染，其水位調控水平和水質園林凈化技術融合了市政水環(huán)境和河道水環(huán)境處理的優(yōu)勢，摸索出一種工程措施和生態(tài)技術整合的優(yōu)化模式。針對植物園綠環(huán)200萬m3客土來源不明的難題，選取不同利用方式下的土壤類型，進行不同立地剖面5個層次的采樣，通過分析土壤的pH、EC等10余項理化和生理指標，找出在土壤中種植不同植物存在的實際問題。確立了因地制宜的土壤改良對策，采取普遍改良、局部換土和群落土壤生境自然演變的方式，提出“改土適樹”和“選樹適地”的綜合處理措施。根據(jù)“歷史引種調查”和“模糊相似有限比”的模型分析法，對北美洲、歐洲、地中海地區(qū)、澳洲、南美洲、非洲地區(qū)和亞洲各地與上海地區(qū)引種的相關性進行研究，基本確立了五大洲植物引種的范圍，明確園區(qū)擴大引種的種源地和引種對象。大果青杄是東亞地區(qū)瀕危級別最高的裸子植物，通過立地調查和對瀕危機制的探討，找出了瀕危的原因，提出了針對該物種的保護措施和行動計劃。天目木姜子是長三角地區(qū)有影響力的特有物種，通過自然生境的研究和分析，提出了就地保護和遷地保護的綜合保育策略?，F(xiàn)在，辰山植物園已對公眾開放，為缺乏地形變化的上海地區(qū)增加了一個集自然山體、觀光河流和人工湖泊于一體的園林作品，也逐步成為了園林科研的基地、科學普及的課堂、老少皆宜的游憩場所和中外科技交流的橋梁。

本文作者：張德順工作單位：同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院