陳宇峰，李少晨，酈 春，張凌之，董 旭，馮小強

（1.北京林業(yè)大學(xué) 園林學(xué)院，北京 100083；2.北京林業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100083）

1 引言

氣候是決定植物分布的主要因素之一，隨著人類活動對氣候影響的加劇，全球變暖、降水格局改變、極端氣候事件頻率增加以及“厄爾尼諾”、“拉尼娜”等氣候事件的不斷發(fā)生發(fā)展正在重新安排著全球植物分布規(guī)律，而一個地區(qū)新的植物分布特征將左右當(dāng)?shù)鼐G化樹種的選擇與配植。

北京城市歷史悠久，人口的總數(shù)已經(jīng)超過2200萬人。與不斷涌入的人口相伴隨的是資源總量的持續(xù)減少，特別是水資源，在連續(xù)12年干旱的大背景下，已經(jīng)逼近了供應(yīng)極限，人均水資源量只有120m3，不足世界缺水標(biāo)準(zhǔn)線的1／10，屬于極度缺水地區(qū)。氣候變暖，蒸發(fā)量增大；降水減少，補給量不足；人口驟增，消耗量增大。園林綠化用水趨于緊張，因此從選種開始就要限制植物的需水量，主選耐旱樹種。

2 全球氣候變化對北京地區(qū)風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計的影響

2.1 氣候變暖

自工業(yè)革命以來，人類加速改變生活方式的同時，也加速了大氣成分的改變。溫室氣體的大量排放，使100年來全球平均氣溫明顯上升。IPCC第4次評估報告提出，過去100年，全球平均氣溫升高約0.74℃。而氣溫上升的幅度在不同地區(qū)是有顯著差異的，中高緯地區(qū)氣溫上升相對較快，而低緯地區(qū)氣溫上升相對較慢。過去幾十年，中國增暖趨勢尤為顯著，預(yù)計2050年中國平均氣溫升高約2.3～3.3℃［1］。氣候變暖會導(dǎo)致諸多樹種分布帶向北位移，特別是由于中高緯地區(qū)氣溫上升相對較快，樹種分布帶北沿向北位移的幅度會更加明顯。

近40多年來，我國北方極端最低氣溫普遍上升了5～10℃，冬季寒潮強度明顯減弱，次數(shù)也有所減少。北京位于北緯40°線上，年平均氣溫、年平均最高氣溫和年平均最低氣溫均有升高的趨勢，但升溫幅度并不對稱，年平均最低氣溫的增溫幅度最大，為0.48℃／10年，年平均最高氣溫的增溫幅度僅為0.12℃／10年。從各季節(jié)的變化趨勢來看，升溫幅度又以冬季為最大，達0.54℃／10年，其次是春季，為0.43℃／10年，夏、秋季相對較弱。表明北京區(qū)域氣候增暖主要是由于冬、春季最低氣溫的增加造成的［2］。

溫度是決定植物分布區(qū)域的主要氣候因子之一，積溫的高低影響著植物的長勢，而極端最低氣溫的高低和出現(xiàn)低溫天數(shù)的多少往往決定著某一樹種在某一地區(qū)是否能夠露地越冬。近年來北京極端最低氣溫的顯著升高，出現(xiàn)低溫天數(shù)的有所減少，使一大批邊緣樹種在這里種植成活并維持良好長勢成為可能。梅花、蠟梅、火棘、女貞、蚊母、楓楊、珙桐等在北京均屬于邊緣樹種，如今低溫的限制逐漸減弱，實際上是通過自然的“改地適樹”來保證邊緣樹種的成活。楊、柳、榆、槐、椿等鄉(xiāng)土樹種之所以能夠在北京的氣候條件下保持良好長勢是遵循了“適地適樹”的種植原則。在氣候變暖的背景下，充分利用原本就適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、生態(tài)效益好的鄉(xiāng)土樹種，并引種馴化能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、景觀效果好的邊緣樹種是營造美好園林氛圍的一條新路子。

2.2 極端氣候事件頻率增加

在氣候變暖的背景下，暖冬發(fā)生頻次顯著增多，冬季平均氣溫接近常年或出現(xiàn)冷冬的頻次有所減少。但一旦出現(xiàn)冷冬，其偏冷的幅度卻又較為明顯。就近10年來說，冬季平均氣溫明顯升高，必然會反映到常年冬季平均氣溫升高這一結(jié)果上來，這就使出現(xiàn)原本正常的冬季平均氣溫表現(xiàn)為偏冷，而出現(xiàn)原有標(biāo)準(zhǔn)下的冷冬表現(xiàn)為更冷。到特別是對邊緣樹種來說，在適應(yīng)了長年暖冬的氣候以后，偶然某年出現(xiàn)冷冬，其造成的凍害又往往更為嚴(yán)重。

北京地區(qū)為例自2000年以來，經(jīng)歷了8個暖冬后，在“厄爾尼諾”與“拉尼娜”事件的分別作用下，2009～2011年的2個冬季各自呈現(xiàn)“濕冷”和“干冷”的特點［3］?！袄涠背霈F(xiàn)的年份，寒潮次數(shù)多、強度強，而一般年份偶爾出現(xiàn)一次強寒潮天氣也可能導(dǎo)致植物大面積受凍，這就要求風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計在選用邊緣樹種時要充分利用小氣候作為天然屏障，對風(fēng)口處的植物要設(shè)立風(fēng)障，干皮薄、易受凍的樹種要采取樹干涂白等越冬防寒措施，確保樹木在嚴(yán)寒天氣下不致遭受凍害。

以北京林業(yè)大學(xué)校園植物配植為例，在西北家屬樓南側(cè)植有一排石榴樹（圖1）。石榴為邊緣樹種，原產(chǎn)中亞，廣泛栽培與我國黃河流域以南大部地區(qū)，喜光，喜溫暖氣候，能耐-16℃以上低溫［4］。在經(jīng)歷了上述-17.6℃的最低氣溫后，位于家屬樓南側(cè)靠西一側(cè)的石榴樹被凍死，而靠東一側(cè)的石榴樹得以越冬。實地觀測發(fā)現(xiàn)，每遇西北大風(fēng)時，樓南靠西一側(cè)為一風(fēng)口，其風(fēng)力明顯大于靠東一層，風(fēng)寒效應(yīng)明顯，導(dǎo)致植株受凍致死。另外，學(xué)?；A(chǔ)樓及生物樓為“倒U”型平面布局（圖2），其南側(cè)為一避風(fēng)向陽、小氣候良好的區(qū)域，栽植有臘梅、玉蘭等名貴樹種，春花爛漫，長勢喜人。

圖1 家屬樓南側(cè)石榴樹的定植位置

圖2 生物樓南側(cè)的小氣候

另外，不同地形地貌條件下受災(zāi)程度不盡相同。北京位于華北平原北端，北靠燕山，西抵太行山，并分布有一定水系。由于水的比熱容較大氣大的多，在寒潮來襲時，河湖水體遇冷結(jié)冰時會放出大量潛熱，所以靠近河湖的植物受凍較輕；由于山谷地形在山谷處冷空氣下沉堆積，發(fā)生“冷湖”效應(yīng)，而山頂輻射降溫相對明顯，所以植物受凍程度表現(xiàn)為山谷最重，山頂次之，山坡最輕（圖3）。在風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)避免將名貴樹種或邊緣樹種定植與山谷洼地或山脊臨風(fēng)處，避免遭受凍害損失，影響樹木長勢和景觀效果。

圖3 霜凍程度與地形的關(guān)系

2.3 降水有所減少

伴隨著氣候變暖，近50年來，華北和東北大部分地區(qū)年平均降水量約減少10%～30%，華北地區(qū)最近20多年中有8年發(fā)生干旱，干旱發(fā)生之頻繁、干旱范圍之廣、損失之大，是1886年來最嚴(yán)重的。在水資源奇缺的北京，園林綠化樹種選擇必須以耐旱、耗水量少的植物為主。

在20世紀(jì)90年代，錢學(xué)森先生提出了“山水城市”構(gòu)想，一時間“挖湖堆山”在風(fēng)景園林行業(yè)蔚然成風(fēng)。實際上，“做園林就是做山水”的思潮完全是對“山水城市”的片面理解，“山水城市”的真正含義是充分因借當(dāng)?shù)氐匦?、地貌、氣候和土壤條件，形成獨特的風(fēng)景園林景觀特征和適合的植物配植［5］。例如在江西九江，山水城市就是自然山水與現(xiàn)代城市的完美結(jié)合，因為當(dāng)?shù)乇旧砭褪巧綆n疊翠，河汊縱橫。而在北京，山水城市就是以西山、軍都山作為綠色背景，結(jié)合當(dāng)?shù)氐孛玻菨竦鼐妥鰸竦?，是平原就?yīng)對平原上的風(fēng)景園林和相應(yīng)的植物景觀規(guī)劃設(shè)計。

挖湖堆山不僅僅是土方量大、工程花費高的問題，其弊端更在于對原生態(tài)的破壞。挖湖堆山使凸起區(qū)與凹陷區(qū)的表土都變成了無法種植樹木的“生土”，風(fēng)和流水的侵蝕、搬運和堆積作用會對其進行不斷地削高補低，為保證山丘有一定的穩(wěn)定性，必須對堆土進行砸實，而過于密實的土層又會使定植其上的樹木根系難以下扎，通氣不良。最重要的是由于北京地區(qū)年降水量有所減少，其與年蒸發(fā)量的差距逐步加大，封閉湖或內(nèi)流湖的水鹽因不能外泄而不斷積累，當(dāng)水分蒸干后，湖床會留下鹽漬，并使周邊土壤沙漠化、鹽堿化，對植物造成嚴(yán)重影響。由于北京地區(qū)的地下水位在人為破壞中逐年降低，甚至可以說是深不可測，自然湖底水分的下滲使河湖干枯的過程進一步加速。為了填補水分損耗，園林工程需要向水體補充中水，而中水的含鹽量遠(yuǎn)比大氣降水和地下水要高的多，這就使湖區(qū)鹽堿化成為了惡性循環(huán)（圖4）。所以在北京地區(qū)的風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)盡量避免盲目挖湖堆山，如確實遇到本身就是低洼鹽堿地的地塊，則可集中進行水域規(guī)劃，并考慮引用鹽湖植物。

土地鹽堿化對于多數(shù)植物來講是致命性的，其危害在于因其植物生理干旱，導(dǎo)致水分從根細(xì)胞外滲，植物枯萎死亡。其改良方法最簡單的就是客土，而客土工程量大，且必將導(dǎo)致另一地區(qū)原生態(tài)的破壞，故如能引用能適應(yīng)鹽堿地的植物覆蓋地表才是應(yīng)對本題的良解。鹽土植物分為聚鹽類（真鹽生）植物：巖角草、堿蓬、濱藜、鹽節(jié)木、鹽穗木、黑果枸杞、西伯利亞白刺；泌鹽（耐鹽）植物：通過鹽腺，將多余鹽分排出，如檉柳、大米草、補血草、紅樹；不透鹽（抗鹽）植物：鹽地紫菀、蒿屬、鹽地風(fēng)毛菊。北京地區(qū)風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計中常用的耐鹽堿植物包括紫穗槐、合歡、皂莢、紫藤、刺槐、白蠟、錦雞兒、鉛筆柏、大齒楊等［6］。

圖4 鹽湖形成的機理

另外，導(dǎo)致土地沙漠化、鹽堿化，最顯而易見的機制就是由于氣候變暖，蒸發(fā)量增大，降水量減少，土壤變得松散而容易使粒徑較小的粉塵被風(fēng)吹起并最終沉積，沉積形成的土層遇水后就地板結(jié)，毛細(xì)作用強烈，使土壤迅速失水，而在這樣的土地上，除了水體蒸干形成的鹽分累計以外，毛細(xì)作用導(dǎo)致的鹽分上泛更加快樂土壤的沙漠化和鹽堿化［7］。為應(yīng)對這些不利局面，在風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計中可考慮借鑒內(nèi)蒙古渾善達克沙地“草方格”治沙法的成功經(jīng)驗。

筆者在任北京市海淀區(qū)中小學(xué)生氣象協(xié)會副主席和北京市第20中學(xué)氣象小組組長期間，2004年7月曾隨隊赴內(nèi)蒙古錫林郭勒盟考察防沙治沙情況。考察發(fā)現(xiàn)：草方格沙障的固沙措施能增大地表的粗糙度，有效降低地表的風(fēng)速，而無草方格固定的地面則處于風(fēng)蝕狀態(tài)；在草方格形成的風(fēng)積環(huán)境條件下，細(xì)粒沙物質(zhì)能夠?qū)⒙湓谏潮砻娴闹参锓N子埋積起來，便于植物種子的萌發(fā)生長［8］。

草方格的主要作用是防沙治沙（圖5），其本身并沒有什么景觀效果，但在受到沙漠威脅趨勢逐漸顯露的北京地區(qū)，其應(yīng)用前景十分廣闊，目前可以在荒裸沙地，干涸河床等區(qū)域的風(fēng)景園林改造中進行試點，在鋪設(shè)草方格的同時在方格中央進行種植設(shè)計，如耐干旱瘠薄、冠大蔭濃的懸鈴木和洋白蠟可做樹陣，耐鹽堿、白花滿樹的文冠果可做園景樹，還可把草方格當(dāng)作種植堰，設(shè)計月季專類園，方格中種植樹樁月季、壯花月季或豐華月季，草帶上種植藤本月季。

圖5 草方格治沙的原理

北京地區(qū)年降水量的減少，集中表現(xiàn)在微量降水的頻次明顯減少，而初夏東北冷渦不斷分裂南下造成的短視強降水及盛夏受副熱帶高壓及其西北側(cè)雨帶的影響產(chǎn)生的持續(xù)降水占全年降水量的比例進一步升高，夏季集中的降水仍可導(dǎo)致低洼地區(qū)一定程度的積澇，所以我們不能因為表面上年降水量的減少就減少對忌澇樹種如牡丹、月季、碧桃、玉蘭等定植環(huán)境的考慮。以肉質(zhì)根樹種為代表的忌澇植物在種植選址上應(yīng)當(dāng)選擇地勢高燥、通氣性強、排水良好的土壤。

值得一提的是，近13年來，酸雨區(qū)范圍總體擴大，北方酸雨區(qū)擴大更明顯，傳統(tǒng)上為非酸雨區(qū)的北京地區(qū)出現(xiàn)強酸雨。這不折不扣的是由人類一手造成的災(zāi)難，工業(yè)廢氣如碳氧化物、硫氧化物、氮氧化物溶于雨水之中，其對植物的危害不言而喻。

3 北京地區(qū)風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計對全球氣候變化的反饋

3.1 低碳、節(jié)約型景觀植物配植

隨著I P C C對氣候變化歸因的認(rèn)識不斷深化，人類活動是造成過去50年全球氣候變暖的結(jié)論更具說服力［9］。既然人類活動才是氣候變化的罪魁禍?zhǔn)?，那么從我們身邊的點滴小事做起，節(jié)約能源，綠色生活，必將積極反饋全球氣候變化，使其速率逐漸放緩。對風(fēng)景園林行業(yè)來說，大力發(fā)展低碳、節(jié)約型景觀植物配植就是綠色理念在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計中的實踐。

以北京林業(yè)大學(xué)為例，2號宿舍樓被同學(xué)們習(xí)慣地稱為“綠樓”，不是因為它的飾面材料綠，而是因為它被我們常見的爬山虎所包裹。由于“綠墻”對太陽輻射的吸收和反射，使樓體溫度的上升速率明顯放緩，身處室內(nèi)根本無需開空調(diào)。樓房穿上了綠衣裳，對攀緣植物來說增大了受光面積，增強了植物長勢；對建筑來說，減輕了溫差對于樓體結(jié)構(gòu)及飾面的破壞；對人來說則降低了室內(nèi)溫度，增加了舒適度；對生態(tài)環(huán)境來說，則是減少了碳排放，從而為緩和全球氣候變化出了一份力。實際上“綠墻”行動的進行尚存在很大的阻力，很多人認(rèn)為爬山虎上墻會使蚊蟲大量滋生。這確實應(yīng)當(dāng)重視，應(yīng)解決的問題，但在這里必須強調(diào)的是，事物皆有兩面性，人類只是大自然中的一分子，如果只是為了自身表面上的舒適而不尊重自然規(guī)律，放棄綠色的生活方式，大肆破壞生態(tài)環(huán)境，則是真正的要把自己推向萬丈深淵。

低碳、節(jié)約型景觀植物配植乍一聽很玄妙，實際上只要風(fēng)景園林工作者了解植物的生態(tài)習(xí)性，秉承“適地適樹”的種植原則［10］，喬、灌、草結(jié)合，并充分利用地形與建筑營造的小氣侯及樹種之間互利共生的關(guān)系，減少起苗、運輸、種植以及后期養(yǎng)護管理環(huán)節(jié)中所需耗費的資源及產(chǎn)生的碳排放，中小型植物園不要盲目興建溫室，就基本上完成了一個“生態(tài)”的種植設(shè)計［11］。

3.2 園林綠色教育與園藝療法

社會生產(chǎn)及人口生活方式高污染、高能耗、高浪費，“三高”問題在全國政經(jīng)文教中心首都北京尤為突出。隨著與全球氣候變化互為因果的生態(tài)環(huán)境惡化，人民生活環(huán)境綜合質(zhì)量大不如前，直接導(dǎo)致幸福指數(shù)降低。越來越多的人開始意識到金錢不是萬能的，他們開始有意減慢生活節(jié)奏，放棄過重的工作，開始走進公園，走近自然。這就為風(fēng)景園林行業(yè)用植物景觀規(guī)劃設(shè)計的方法開展綠色教育與園藝療法提供了便利條件。

這里所說的園林綠色教育不同于一般意義上的綠色宣傳，而是通過景觀植物種植設(shè)計在公園游線上的變化，讓游人看到在全球氣候變化作用下植物群落特征的變化以及生態(tài)環(huán)境退化與其改良方法，讓游人看到我們付出的努力，也看到自己都對人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境做了什么，以一種體驗的方式來反省自己，從而從根本上使群眾改變“三高”的生產(chǎn)生活方式，減少溫室氣體排放，減緩全球氣候變化。

如今的京城，人民群眾對健康的重視程度已經(jīng)達到了空前的水平，園藝療法也在悄然興起。工作壓力大、缺乏鍛煉、不接觸自然，是導(dǎo)致現(xiàn)代城里人身心疾病或亞健康的普遍誘因。園林療法旨在通過人們親身參與園藝勞動，體會植物的生命力和勞動的樂趣，并獲得成就感和滿足感，從而改善自己的身心狀態(tài)［12］。園藝療法有益于人類身心健康，更有助于使人的思想爆發(fā)綠色革命，開始綠色生活，點亮綠色人生。

4 結(jié)語

全球氣候變化對北京地區(qū)風(fēng)景園林植物景觀規(guī)劃設(shè)計的影響主要包括兩個方面：第一，全球氣候變化改變了北京地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，更加干暖的氣候使種植設(shè)計必須緊跟變化，把握趨勢，從選擇樹種和改造環(huán)境兩方面采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而營造出季相豐富、意境優(yōu)美的風(fēng)景園林植物景觀；第二，全球氣候變化改變了北京人的生存理念，使種植設(shè)計走上了綠色道路，與建筑、道路、河湖等園林要素結(jié)合起來，進行低碳、節(jié)約型設(shè)計，越來越重視植物景觀的生態(tài)效益，也逐漸發(fā)現(xiàn)了背后隱藏的經(jīng)濟、社會效益，用園林的方法積極反饋全球氣候變化，并為減緩京城的熱島效應(yīng)、溫室效應(yīng)乃至全球氣候變化做出自己的一份貢獻。

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