鄭思俊 張 浪* 謝 倩 李曉嬌 羅玉蘭 舒婷婷 路岳瑋 黃建榮

（1.上海市園林科學規(guī)劃研究院，上海城市困難立地綠化工程技術研究中心，國家林業(yè)和草原局城市困難立地綠化造林國家創(chuàng)新聯(lián)盟，城市困難立地生態(tài)園林國家林業(yè)和草原局重點實驗室，上海 200232；2.上海上房園藝有限公司，上海 201114）

城市轉型發(fā)展時期，風景園林營建不可避免面臨多種類型城市困難立地的逆境脅迫，抗逆植物篩選和逆境修復生態(tài)技術應用是科學有效的解決途徑。以第十三屆中國（徐州）國際園林博覽會“徐州—上合友好園”為例，在展園設計與建設過程中，通過城市困難立地主要逆境脅迫類型分析，針對上合組織成員國和中國徐州主要城市困難立地逆境脅迫類型，開展城市困難立地逆境脅迫展示、抗逆植物篩選和逆境修復生態(tài)技術應用，以推廣“生態(tài)技術讓風景園林無所不能”的理念。針對上合八國和中國徐州城市綠化面臨的鹽堿地、土層瘠薄崗地、山坡地、城鎮(zhèn)搬遷地等典型城市困難立地干旱、缺素、污染物等脅迫類型，“徐州—上合友好園”主要篩選了包括豆科、錦葵科等20種抗逆植物，并應用固體廢棄物利用、植物抗性提升等9種逆境修復生態(tài)技術，有力支撐“徐州—上合友好園”家園景觀建設與生態(tài)修復展示。

脅迫；抗逆植物；城市困難立地；上合組織；展覽園

所有不利于植物存活和生長的環(huán)境因素，統(tǒng)稱逆境，又稱脅迫（environment stress）。例如干旱脅迫（drought stress）、洪澇脅迫（flood stress）、低溫脅迫（low temperature stress）、高溫脅迫（high temperature stress）、鹽堿脅迫（saline stress）、輻射脅迫（light stress）、病害脅迫（disease stress）、污染物脅迫（pollutant stress）、CO2脅迫（CO2stress）、缺素脅迫（element deficiency stress）等[1-7]，以上脅迫內容以單一出現(xiàn)或者多種脅迫并存出現(xiàn)，植物在逆境中會產(chǎn)生形態(tài)和生理方面的特異性反應，逆境中也生長一些特異適應性極強的抗逆植物，而逆境也可以通過生態(tài)技術手段加以改造利用[5]。目前，逆境研究主要圍繞逆境脅迫對植物的影響效應與機理研究以及抗逆植物篩選與功能提升研究兩個方面，而對于逆境修復或改造研究則相對較少[3-9]。其中，抗逆植物研究主要集中于植物在上述脅迫之下在光合作用、養(yǎng)分代謝、蛋白質合成、水分狀況、激素代謝以及呼吸作用等方面產(chǎn)生的生理生化變化，同時也有針對植物根系、葉片、氣孔等敏感部位和結構的形態(tài)變化研究[8-11]。上述研究也形成了提高植物抗逆性方面的技術成果，有力支撐了困難立地生態(tài)修復、退化植被恢復以及經(jīng)濟作物與園藝植物培育與生產(chǎn)等領域實踐工作[12-13]，同時上述研究和技術成果也已逐步應用于園林綠化領域[14-16]。

城市困難立地（Challenging urban site，CUS）的概念廣義是指城市區(qū)域環(huán)境中，不能滿足地帶性植被主要物種正常生長所需立地條件的場地空間的總稱。狹義而言，是指受人為因素干擾后，城市所在區(qū)域地帶性植被主要物種適生條件退化的立地總稱[17-18]。因此，城市困難立地一定意義上是單種或多種逆境類型在城市區(qū)域生態(tài)建設場地上的集中和具體表現(xiàn)（表1）。由于所處的地理環(huán)境和發(fā)展階段的不同，不同城市在不同階段均會出現(xiàn)不同類型的典型城市困難立地，如沿海城市的鹽堿地、山地城市的土層瘠薄崗地，內陸城市的沙（荒）漠地等自然型城市困難立地，同時也有城市建設發(fā)展普遍出現(xiàn)的城鎮(zhèn)搬遷地、垃圾填埋場和立體綠化空間等城市困難立地[19]。

表1 城市困難立地的脅迫類型Tab. 1 The environment stress of CUS

在生態(tài)文明建設背景下，國土綠化、園林營建、森林營造、生態(tài)恢復等生態(tài)建設過程面臨復雜多樣的逆境脅迫問題，這也是生態(tài)環(huán)境質量進一步提升的主要制約。因此，在快速城市化發(fā)展和城市更新發(fā)展等階段城市風景園林營建、城市森林營造等將不可避免面臨多種城市困難立地逆境的制約。因而，抗逆植物篩選應用和逆境修復技術開發(fā)應用兩方面研究愈顯重要，一方面是適應逆境，即篩選抗逆植物并提升其抗逆性，另一方面是改造逆境，即應用工程技術使大多數(shù)植物可定植生長與發(fā)育，而上述兩種技術途徑均屬生態(tài)技術范疇，也呈現(xiàn)出相互依賴、相互限制、相互影響的對立統(tǒng)一的有機關系[20]。

本文以第十三屆中國（徐州）國際園林博覽會（以下簡稱徐州園博會）“徐州—上合友好園”為例，深入分析上海合作組織（以下簡稱上合組織）成員國和中國徐州開展生態(tài)建設和“家園”建設所面臨的城市困難立地逆境，依據(jù)本屆園博會“新理念、新技術、新成果”建設要求，深刻分析闡述“徐州—上合友好園”（以下簡稱上合園）展園設計建設中的城市困難立地逆境展示、抗逆植物應用和逆境修復生態(tài)技術應用三方面立意與實踐，以推廣城市更新背景下“生態(tài)技術讓風景園林無所不能”的理念。

1 “徐州—上合友好園”設計建設背景

1.1 上合組織成員國城市困難立地逆境分析

上合組織是世界上幅員最廣、人口最多的綜合性區(qū)域合作組織，在增強成員國政治互信和凝聚力、深化各領域全方位合作、為各國人民謀利益、維護地區(qū)及世界和平穩(wěn)定、促進發(fā)展繁榮等方面發(fā)揮著重要作用。目前，主要包括哈薩克斯坦、中國、吉爾吉斯斯坦、俄羅斯、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦、巴基斯坦、印度在內共8個成員國。

上合組織8個成員國家多高原山地與荒原沙漠地貌，均存在極端氣候問題，逆境脅迫類型多樣，但也存在干旱、高溫、低溫、缺素等共性逆境脅迫問題（表2）。在城市困難立地逆境脅迫背景下開展生態(tài)系統(tǒng)恢復、城市生態(tài)環(huán)境建設以及人居環(huán)境質量提升是8個成員國的共同問題，因此上合園逆境展示與生態(tài)技術應用應考慮上合組織成員國的城市困難立地逆境類型。

表2 上合組織成員國的主要城市困難立地及其脅迫類型Tab. 2 Major CUS and their environment stress types in SCO members

1.2 “徐州—上合友好園”概述

2020年上合組織（徐州）地方區(qū)域合作交流會在江蘇省徐州市召開，會上宣布正式啟動第十三屆中國（徐州）國際園林博覽會園博園（以下簡稱徐州園博園）國際園核心展園上合園建設工作[21]。依據(jù)徐州園博園總體規(guī)劃，上合園位于徐州園博園國際園區(qū)游客中心以東，占地面積為2 032 m2，場地標高72～79 m，整體呈東北高西南低的地勢特征?，F(xiàn)狀場地為石灰?guī)r地形，土壤發(fā)育程度較低，存在土層薄、結構差、養(yǎng)分缺失、保水保肥能力低等問題。土壤pH8.27，電導率123.45 μS/cm，土壤有機質含量僅為0.81%（圖1）。

圖1 “徐州—上合友好園”建設場地現(xiàn)狀Fig. 1 Construction site of“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

上合園是集中展示上合組織精神及其成員國特色風貌以及國內外“家園”建設中先進生態(tài)技術的主題展園。展園以上合組織共商、共享、共建的宗旨精神為核心，以“和合”文化為貴，以東方傳統(tǒng)“太極”融合西方“莫比烏斯”為形，以“上合之美、美美與共”為設計源頭，構建“一帶、一環(huán)、八園”的園林景觀，在園林景觀營建過程中針對上合八國和徐州當?shù)氐乩盹L貌和主要逆境類型，創(chuàng)新應用抗逆植物和逆境修復生態(tài)技術以支撐逆境中建“家園”的展會主題，并普及上合組織的精神理念，展示現(xiàn)代園林的藝術魅力，彰顯生態(tài)技術的科技力量。

由于徐州市地理區(qū)位、采煤歷史以及城市化進程等因素，形成目前以城鎮(zhèn)搬遷地（采煤企業(yè)搬遷后）（圖2）、土層瘠薄崗地和山坡地（采石造成山體植被破壞）（圖3）以及垃圾填埋場等主要城市困難立地類型。其中，徐州長達130年的采煤歷史，使徐州市70%山體受到嚴重破壞，遺留下了最多最廣的城市困難立地類型——采煤塌陷區(qū)城鎮(zhèn)搬遷地，如徐州潘安湖國家濕地公園前身為賈汪區(qū)最大的采煤塌陷區(qū)以及九里湖國家濕地公園等。同時，悠久的采石生產(chǎn)也造成大量山體植被破壞，遺留大量土層瘠薄崗地、山坡地，如金龍湖宕口公園、徐州五山公園等。本次徐州園博園選址的呂梁山景區(qū)前身也屬于采石宕口遺留的土層瘠薄崗地、山坡地城市困難立地類型。上述徐州兩種主要城市困難立地的園林營建或森林營造均面臨干旱、缺素、污染物等脅迫類型。因此，本屆園博會也提出將以往“園林綠化行業(yè)的國際性盛會” 的辦會理念轉型為“推動形成綠色發(fā)展，綜合展示國內外城市建設和城市發(fā)展新理念、新技術、新成果的國際性展會”。

圖2 徐州市典型城市困難立地——城鎮(zhèn)搬遷地金龍湖宕口Fig. 2 Typical CUS in Xuzhou: Urban relocation sites Jinlong Lake quarries

圖3 徐州市典型城市困難立地——徐州園博園建設場地土層瘠薄崗地、山坡地Fig. 3 Typical CUS in Xuzhou: Damaged mountain in Expo park construction site

1.3 城市困難立地逆境修復生態(tài)技術分類

不同逆境的脅迫因素存在較大差異，如單一的溫度、光照、水分、氣體污染、風、土壤等脅迫因素，也包括多種脅迫復合的綜合型因素，如高溫干旱、缺素貧瘠等。因此，在選擇逆境修復生態(tài)技術時應根據(jù)逆境脅迫因素進行生態(tài)技術分類，主要逆境脅迫分類因素包括溫、光、水、氣、土和綜合型，以利于更有針對性的應用（表3）。

表3 基于脅迫因素的逆境修復生態(tài)技術分類Tab. 3 Classification of ecological techniques for environment stress restoration based on stress factors

2 “徐州—上合友好園”抗逆植物篩選與逆境修復生態(tài)技術應用實踐

2.1 逆境類型展示

基于上合組織成員國和徐州當?shù)氐乩盹L貌特色，選擇具有普遍性城鎮(zhèn)搬遷地（Urban Relocation Sites）、土層瘠薄崗地、山坡地（Damaged Mountain）、鹽堿地（Saline and Alkali Land）、垃圾填埋場（Sanitary Land fill Sites）、立體綠化空間（Green Building Planting Space）等五大城市困難立地逆境類型[17]進行展示。

其中，城鎮(zhèn)搬遷地指工廠、住區(qū)等搬遷后直接用于綠地建設的場地[22]，主要修復植物包括蜈蚣草（Pteris vittata）（超富集）、美麗胡枝子（Lespedeza formosa）、高砂芙蓉（Pavonia hastata）、穗花牡荊（Vitex agnus—castus）、東南景天（Sedum alfredii）、 藍葉忍冬（Lonicera korolkowii）、木槿（Hibiscus syriacus）等；土層瘠薄崗地、山坡地指土層瘠薄、基本無植被覆蓋的崗崩地和陡坡地[23-24]，主要修復植物包括桑（Morus alba）、花木藍（Indigofera kirilowii）、鷹爪豆（Spartium junceum）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、紫花苜蓿（Medicago sativa）、地被月季（Rosa chinensis）、絡石（Trachelospermum jasminoides）等；鹽堿地指表層鹽堿聚集、僅耐鹽植物可以自然生長的場地，主要修復植物包括檉柳（Tamarix chinensis）、海濱木槿（Hibiscus hamabo）、藍冰柏（Cupressus arizonicavar. glabra‘Blue Ice’）、大果榆（Ulmus macrocarpa）、白花泡桐（Paulownia fortunei）等；垃圾填埋場指垃圾填埋封場后用于綠化的場地[25-26]，主要修復植物包括華北香薷（Elsholtzia ciliata）、醉魚草（Buddleja lindleyana）、珍珠繡線菊（Spiraea thunbergii）、杭州鱗毛蕨（Dryopteris hangchowensis）、楸樹（Catalpa bungei）、旱柳（Salix matsudana）等；立體綠化空間指以建筑體或構筑物的表面為載體，開展非占地空間綠化的場地[27-28]，主要修復植物包括云南黃素馨（Jasminum mesnyi）、紅萼苘麻（Abutilon megapotamicum）、賓果梅地蘭（Rosa）、金葉女貞（Ligustrum×vicaryi）、火焰南天竹（Nandina domestica）、佛甲草（Sedum lineare）等。

2.2 抗逆植物篩選

基于徐州當?shù)貧夂蚝屯寥罈l件，設定抗逆植物篩選原則如下：（1）以植物主要抗逆性為首要條件，針對城市困難立地的脅迫類型篩選植物；（2）以可自然更新的木本植物和多年生草本植物為主要選擇對象；（3）以低維護、少管養(yǎng)且適應徐州氣候條件的植物為主，最終選擇20種抗逆植物應用于展園。其中，以豆科、錦葵科、木犀科、薔薇科植物為主（表4、圖4）。

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

圖4 “徐州—上合友好園”城市困難立地類型與抗逆植物應用布局圖Fig. 4 Layout of CUS types and application of environment stress resistant plants in“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

2.3 逆境修復生態(tài)技術應用

依據(jù)所展示主要城市困難立地及其逆境類型分析和生態(tài)技術分類，最終針對五大典型城市困難立地逆境，以應對綜合型脅迫因子為主選擇9種逆境修復生態(tài)技術進行應用與布局（表5、圖5）。

表5 “徐州—上合友好園”主要生態(tài)修復技術介紹Tab. 5 Main ecological techniques for environment stress restoration of“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

圖5 “徐州—上合友好園”逆境修復生態(tài)技術布局圖Fig. 5 Layout of ecological techniques for environment stress restoration in“Xuzhou - SCO Friendship Garden”

3 結語與展望

徐州園博會提出“推動形成綠色發(fā)展，綜合展示國內外城市建設和城市發(fā)展新理念、新技術、新成果的國際性展會”全新辦會理念，深刻體現(xiàn)中國城市發(fā)展向生態(tài)可持續(xù)轉變的現(xiàn)實，生態(tài)可持續(xù)發(fā)展也是世界主要城市的發(fā)展主流趨勢。上合園作為本屆園博會國際園區(qū)的核心園，在展覽園設計和建設過程中秉承上述理念，通過充分應用設計團隊和建設團隊有關城市困難立地逆境修復方面的新理念、新技術和新成果，深刻體現(xiàn)科學技術對于風景園林營建的支撐作用。城市轉型發(fā)展時期，風景園林營建不可避免面臨多種類型城市困難立地問題，生態(tài)技術研發(fā)與應用將是應對上述問題的科學有效手段。