唐倩雯, 李清韻, 劉 濤, 陳 丹

（上海交通大學(xué) 設(shè)計學(xué)院, 上海 200240）

0 引 言

2017 年10 月, 在黨的十九大報告中, 習(xí)近平總書記首次提到了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略. 2018 年, 上海市響應(yīng)國家號召, 公布了第一批鄉(xiāng)村振興示范村, 目前已全部通過驗收, 但各項工作仍在有序推進和探索中. 多年生草本 (perennial herbs)[1]指生長壽命超過兩年的草本植物, 具備環(huán)境適應(yīng)性強、管理成本低、富有野趣的優(yōu)勢, 契合鄉(xiāng)村土壤環(huán)境復(fù)雜、缺乏人力物力的特點, 是廣泛應(yīng)用于鄉(xiāng)村植物景觀營建的材料之一.

各地關(guān)于鄉(xiāng)村草本植物應(yīng)用的調(diào)查正在陸續(xù)展開, 許多學(xué)者注意到應(yīng)用中存在種類集中、景觀單一、生長狀況不佳等方面的問題[2-5]. 在配置鄉(xiāng)村草本植物群落時, 各種植物的生長狀態(tài)是保證景觀效果的前提, 由于多年生草本形態(tài)差異較大, 設(shè)計者需要充分了解不同種類的形態(tài)特征、生長習(xí)性, 才能將其置于合適的位置, 而相似物種之間可以進行替換, 選擇對當(dāng)?shù)丨h(huán)境適應(yīng)性更強的種類以達到更穩(wěn)定的景觀效果.

本研究選擇了共11 個2018 年上海市示范鄉(xiāng)村, 分別在4 個季節(jié)對其植物群落中的多年生草本進行了詳細調(diào)查, 旨在總結(jié)鄉(xiāng)村建設(shè)中多年生草本的應(yīng)用現(xiàn)狀, 挖掘當(dāng)?shù)亻L勢良好的潛力物種及品種,并選擇性替換部分表現(xiàn)較差的品種, 以期為鄉(xiāng)村景觀營建中植物材料的選擇及配置方法提供新思路.

1 研究方法

1.1 調(diào)查對象概況

本次調(diào)查覆蓋上海市寶山區(qū)、嘉定區(qū)、閔行區(qū)、青浦區(qū)、奉賢區(qū)、浦東新區(qū)、金山區(qū)共7 個區(qū)的11 個村莊, 包括7 個首批鄉(xiāng)村振興示范村和8 個美麗鄉(xiāng)村示范村 (圖1 和表1). 調(diào)研時間為2020 年至2021 年, 分別在4 個季度的1 月、3 月、7 月、10 月進行.

表1 11 個鄉(xiāng)村概況Tab. 1 Overview of the eleven villages sampled

圖1 11 個鄉(xiāng)村地理位置分布示意圖Fig. 1 Schematic diagram for the geographical distribution of the eleven sampled rural areas

1.2 樣地選擇及調(diào)查方法

由于鄉(xiāng)村中的大部分群落相似度較高, 在預(yù)調(diào)研的基礎(chǔ)上, 通過主觀取樣法, 選擇具有代表性的地塊作為調(diào)查樣地. 根據(jù)草本花卉群落的空間位置, 將其劃分為濱水、節(jié)點、路緣和庭院共4 類樣地.對于路緣和濱水的植物群落, 以道路、水緣等明顯界限為邊界, 設(shè)立樣方; 對于節(jié)點和庭院的植物群落, 設(shè)立5 m × 5 m 的標(biāo)準(zhǔn)樣方, 每個鄉(xiāng)村每類樣地選取2 ～ 3 個樣方, 11 個鄉(xiāng)村共選擇濱水樣方21 個、節(jié)點樣方19 個、路緣樣方24 個、庭院樣方14 個, 共計78 個樣方 (表1).

主要從形態(tài)、習(xí)性、頻次、長勢及在群落中所處的結(jié)構(gòu)等5 個方面對樣方中出現(xiàn)的多年生草本進行調(diào)研. 其中長勢以數(shù)字1—4 分別賦值差、中、良、優(yōu)4 個等級, 優(yōu)代表無明顯病蟲害、植株健壯、花果期正常, 差代表植株枯萎、無法開花結(jié)果或病蟲害嚴(yán)重. 通過所有調(diào)研人員分?jǐn)?shù)取均值確定最終得分. 同時, 詳細記錄各個樣方的編號、地理位置、植物配置模式等, 并拍攝照片.

1.3 綜合性狀分析

通過收集、查閱草本植物研究與應(yīng)用的相關(guān)文獻[6-9], 結(jié)合專家意見, 確定了多年生草本的5 個無法用優(yōu)劣來直接評價的重要綜合性狀, 分別是株高、株型、觀賞部位、質(zhì)地和生長環(huán)境, 每個指標(biāo)分為5 個等級 (表2). 株高指標(biāo)為實地測量取平均值獲得, 株高越高越適合作為草本植物群落的背景, 越低則越適合用于前景及地被. 株型指的是植株的整體形態(tài), 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研的數(shù)據(jù)用植物的寬高比a來計算 (a= 冠幅/株高),a越大則表明植株更為直立, 越小則更為分散. 觀賞部位主要指葉和花, 葉部需要有明顯特點, 在葉形、葉色、葉脈上與大多數(shù)種類有較大差異, 如紫葉、金邊葉、圓形葉等. 花部觀賞類型分為小而密的花序和大而獨特的單花兩類, 前者更注重整體觀賞價值, 后者更適合近觀, 其中果序也并入花序一同考慮. 質(zhì)地通過照片中的表現(xiàn)進行打分[10], 主要依據(jù)莖的粗細、葉長、葉寬、葉片質(zhì)感及其有無光澤進行評判, 植株各器官偏大且無光澤則為“粗”, 各器官細小且有光澤則為“細”.生長環(huán)境結(jié)合實地考察得到的類型確定.

表2 多年生草本綜合性狀指標(biāo)及賦值等級Tab. 2 Comprehensive character index and assignment grade of perennial herbs observed

聚類分析能夠?qū)⒄{(diào)查對象根據(jù)相似程度進行分類, 常被用于同屬植物之間的性狀分析. 例如, 蔡亞有等[11]、白健君等[12]、姜曉丹[13]用聚類分析分別對向日葵 (Helianthus annuus)、辣椒 (Capsicum annuum) 和海棠 (Malus spectabilis) 的種質(zhì)資源觀賞特性進行分析. 最終結(jié)合所有賦值數(shù)據(jù), 對所有調(diào)查到的多年生草本進行聚類分析[14-15], 得到綜合性狀相似的種類, 并通過長勢得分替換部分生長狀態(tài)不佳的種或品種.

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2018 軟件對原始數(shù)據(jù)進行匯總和計算; 采用SPSS 25.0 軟件對5 個綜合性狀指標(biāo)進行組間聯(lián)接法聚類分析, 得到性狀相似的植物種類; 使用Microsoft Excel 2018 軟件繪制熱圖直觀地展現(xiàn)各季節(jié)生長狀況, 為篩選和替換植物種類提供理論依據(jù).

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 多年生草本種類組成及科屬比例

11 個鄉(xiāng)村的多年生草本種類陳列如表3 所示. 共有62 種植物, 覆蓋30 個科53 個屬, 其中種類較豐富的科為禾本科 (9 屬13 種)、菊科 (7 屬7 種) 和天門冬科 (5 屬6 種). 菊科以觀花類草本為主, 可作為群落的主要觀賞部分或是采用花海的形式大面積種植; 禾本科和天門冬科以觀葉類草本為主, 多作為群落的地被及背景, 豐富群落的層次. 這些科的植物在全國范圍內(nèi)均有廣泛應(yīng)用, 因此, 不能代表上海地區(qū)的鄉(xiāng)村植物特點.

表3 多年生草本現(xiàn)狀信息匯總Tab. 3 Status quo information on the perennial flowers observed

2.2 多年生草本出現(xiàn)頻度

在所有多年生草本中, 出現(xiàn)頻度較高 (≥5 次) 的有17 種, 占27.42%, 說明鄉(xiāng)村植物景觀的相似度和重復(fù)度較高. 最為常見的是美人蕉 (19 次)、再力花 (11 次)、紫嬌花 (11 次)、百子蓮 (11 次)、鳶尾(10 次) , 其中, 美人蕉、鳶尾和再力花均為濱水植物, 可見濱水植物群落的多年生草本種類較少, 濱水景觀較為單調(diào), 需要挖掘更多可用在河道、水塘等地的多年生草本種類; 出現(xiàn)頻度較低 (≤2 次) 的有28 種, 占比45.16%, 可見各個鄉(xiāng)村也在嘗試應(yīng)用新種類來增加豐富度和特色. 植物出現(xiàn)頻度兩極分化嚴(yán)重, 為了增加鄉(xiāng)村中景觀的多樣性及群落的物種多樣性, 需要相對減少常見植物的使用率及占比,挖掘一些具有相似特性的可替換物種.

2.3 多年生草本鄉(xiāng)土種類比例

上海數(shù)字植物志網(wǎng)站 (https://shflora.ibiodiversity.net) 整合了《上海維管植物名錄》《上海維管植物檢索表》及《上海植物圖鑒》系列叢書. 通過在該網(wǎng)站逐一檢索62 種多年生草本可知, 屬于上海鄉(xiāng)土植物種類的共有10 種, 僅占15.63%, 分別是蘆葦、荻、芒、狼尾草、狐尾藻、酸模、石竹、積雪草、菖蒲和白茅, 常見種類為前4 種. 所有鄉(xiāng)土植物的四季平均長勢為2.02, 略高于常見非鄉(xiāng)土植物的平均分1.93. 鄉(xiāng)土植物具有適應(yīng)環(huán)境、凸顯地域特色等優(yōu)勢, 但目前已知的鄉(xiāng)土植物資源過少, 導(dǎo)致其在鄉(xiāng)村中難以得到廣泛應(yīng)用, 需要將開發(fā)利用和推廣結(jié)合進行.

2.4 多年生草本長勢

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果, 62 種多年生草本的四季長勢得分如表3 所示. 為了更直觀地篩選四季長勢優(yōu)良品種, 將四季長勢得分的均值劃分為4 個等級, 分別為Ⅰ (2.5 ～ 3 分)、Ⅱ (2 ～ 2.5 分)、Ⅲ (1.5 ～ 2 分)、Ⅳ (1 ～ 1.5 分). 4 個等級的種類數(shù)量如圖2 所示.獲得I 等級的有6 種多年生草本, 分別是金葉石菖蒲、小兔子狼尾草、棕葉狗尾草、銀邊芒、蘆竹、薄雪萬年草和芒 (圖3) , 全部為觀葉類植物, 適用場景廣泛而大多數(shù)出現(xiàn)頻度不高, 可進一步推廣應(yīng)用并與觀花類植物進行搭配; 大多數(shù)多年生草本處于Ⅱ、Ⅲ等級, 多數(shù)僅在夏季具有良好表現(xiàn), 在特殊低溫天氣下難以越冬, 需要及時進行養(yǎng)護管理, 方能有更好的表現(xiàn); 獲得Ⅳ等級的有5 個種類, 分別是大濱菊、花葉蘆竹、射干、山桃草和藍羊茅, 四季表現(xiàn)都不盡人意, 存在的主要問題是倒伏、雜亂、枯萎等, 在應(yīng)用時可考慮在相似種類中選擇替換.

圖2 多年生草本四季平均長勢得分等級分布圖Fig. 2 Distribution map for average growth scores of perennial flowers across four seasons

圖3 部分長勢優(yōu)良種類生長狀態(tài)Fig. 3 The growth state of some species with high quality

3 應(yīng)用特征及效果評價

3.1 聚類分析及分類結(jié)果

采用組間聯(lián)接聚類分析方法, 對62 種多年生草本進行了綜合性狀上的分類, 結(jié)果如圖4 所示. 以組距20 作為劃分, 可將所有多年生草本大致分為3 類: 第一類以質(zhì)地較細、低矮的觀葉植物為主, 包括野天胡荽、狐尾藻、針茅、金心薹草、藍羊茅等, 第二類以水生和濕生植物為主, 包括鳶尾、梭魚草、荻、蘆葦、再力花等, 第三類以觀花植物為主, 包括秋英、大濱菊、紫嬌花、百子蓮、松果菊等, 菊科植物占比較高. 這3 類植物彼此之間差異較大, 具有不可替代性, 在應(yīng)用時需注意搭配; 而同一類里的植物性狀差異較小, 可以進一步篩選出對當(dāng)?shù)丨h(huán)境適應(yīng)性更強的種類進行替換, 或是將部分常用種類替換為相似品種以提高物種多樣性.

圖4 多年生草本綜合性狀聚類分析圖Fig. 4 Cluster analysis diagram of comprehensive traits of perennial flowers

3.2 可替代優(yōu)良植物的挖掘

3.2.1 單季情況分析

結(jié)合聚類分析得到的順序, 通過熱圖將每種植物在不同季節(jié)的長勢得分直觀展現(xiàn), 結(jié)果如圖5所示.

圖5 多年生草本綜合性狀聚類分析圖Fig. 5 Cluster analysis diagram of comprehensive traits of perennial flowers

通過熱圖可以看出, 絕大多數(shù)植物呈現(xiàn)夏季長勢最好、冬春兩季長勢差的狀態(tài), 從各個樣點的照片 (圖6) 也可以得到印證. 少部分植物則情況相反, 如白茅、針茅和萬年青等, 其夏季長勢可能不如相似物種狗尾草、睡蓮等, 但秋、冬兩季生長情況突出, 在冬季時這類觀葉為主的植物更容易創(chuàng)造出肅殺蕭條的獨特氛圍, 而春季時則需要多一些觀花植物, 營造萬物復(fù)蘇的景象, 符合人們對四季的構(gòu)想. 但目前, 春、冬兩季植物的長勢普遍較差, 且春季少有觀花的多年生草本, 這也與多年生草本本身的特性有關(guān), 大多數(shù)植物的地上部分會枯死, 此時需注意養(yǎng)護管理, 及時進行清理, 再搭配一些一年生草本、開花灌木或小喬木營造景點.

圖6 塘灣村樣點夏、冬兩季整體長勢Fig. 6 Overall growth in summer and winter at the Tangwan village sample site

3.2.2 總體情況分析

圖7 的平均長勢更能反映整體觀賞效果, 部分植物的平均長勢明顯較低, 分別是藍羊茅、千屈菜、花葉蘆竹、大濱菊、射干和山桃草, 通過篩選與其距離相近的優(yōu)良種類或品種可以達到有效替換. 例如, 藍羊茅可替換為金心薹草或是金邊麥冬、千屈菜可替換為荻或蘆葦、花葉蘆竹可替換為蘆竹或風(fēng)車草等. 由于植物種類有限, 部分植物如大濱菊、山桃草則暫時沒有找到較為相似的替代植物, 可進一步擴大范圍, 搜尋在上海適應(yīng)性廣泛的鄉(xiāng)土植物[16-18]. 例如, 虎耳草 (Saxifraga stolonifera)、艾(Artemisia argyi)、馬蘭 (Aster indicus)、蒲公英 (Taraxacum mongolicum) 等觀葉、觀花植物, 燈心草(Juncus effusus)、香附子 (Cyperus rotundus)、水花生 (Alternanthera sessilis) 等水生植物; 雙穗求米草 (Oplismenus undulatifoliusvar.binatus)、薄荷 (Mentha canadensis)、牛至 (Origanum vulgare)、水芹 (Oenanthe javanica) 等鄉(xiāng)土氣息濃郁的植物, 后續(xù)仍可以采用該方法對已有植物進行有效替換.

圖7 按照聚類關(guān)系排列的多年生草本四季平均長勢得分Fig. 7 Average growth score of perennial herbs across four seasons according to the clustering relationship

4 結(jié)論與建議

4.1 多年生草本應(yīng)用現(xiàn)狀

在上海11 個美麗鄉(xiāng)村中應(yīng)用的多年生草本種類共有30 科52 屬62 種, 其中科屬分布情況為: 禾本科 ＞ 菊科 ＞ 天門冬科 ＞ 其他, 鄉(xiāng)土植物僅占比15.63%. 大多數(shù)種類以觀葉、觀花為主, 相比之下觀葉種類對上海當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性普遍更強, 平均生長狀況較好, 例如金葉石菖蒲、小兔子狼尾草、棕葉狗尾草、銀邊芒、蘆竹、薄雪萬年草和芒, 適合進一步推廣應(yīng)用; 大部分植物的長勢得分在中等及以下, 可根據(jù)聚類分析結(jié)果選擇其綜合性狀相似的種類進行替換, 使整體長勢得到提升, 保證最基本的觀賞效果.

4.2 群落配置優(yōu)化方向

4.2.1 種類選擇

鄉(xiāng)村的植物材料選擇較為特殊, 因此, 不能照抄照搬其他地區(qū)甚至國外城市公園等的草花組合,極易造成缺乏鄉(xiāng)村特色、植物適應(yīng)性差的后果. 在建成群落時首先要考慮是否適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,再考慮如何組合, 相似形態(tài)的種類則可以優(yōu)先選擇適應(yīng)性更強的品種, 同時最好采用完全適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的鄉(xiāng)土植物作為優(yōu)勢種, 若能契合當(dāng)?shù)氐拿袼孜幕v史典故等則更好. 但由于現(xiàn)有的多年生草本鄉(xiāng)土植物種類過少, 采用綜合性狀相似的種進行替換會導(dǎo)致草本植物群落組成趨于雷同, 因此, 一方面需要挖掘更多尚未大范圍推廣的草本植物種類[12,19], 如部分中草藥植物也是多年生草本, 例如蕺菜(Houttuynia cordata)、蒲公英 (Taraxacum mongolicum)、車前 (Plantago asiatica)、何首烏 (Fallopia multiflora) 和馬 蘭 (Aster indicus) 等, 還 有 一 米菜 園 中常 見 可食 用 的 青 菜 (Brassica rapavar.chinensis)、紅鳳菜 (Gynura bicolor)、白鳳菜 (Gynura formosana) 和費菜 (Phedimus aizoon) 等, 都極具鄉(xiāng)村特色; 另一方面可以通過調(diào)研多年生草本的生長狀況, 尋找一些經(jīng)過馴化的外來物種彌補空缺.

4.2.2 養(yǎng)護管理

在植物種類選擇得當(dāng)?shù)那闆r下, 后期的養(yǎng)護管理工作主要集中在冬季, 這時大多數(shù)多年生草本的地上部分枯萎, 若仍有保持觀賞效果的需求, 則可以適當(dāng)種植一、二年生花卉或冷季型草坪草覆蓋地面; 或是注意觀賞草的生長狀況, 大多數(shù)觀賞草的葉部枯黃但并不會萎蔫, 與周圍景色合理搭配仍可形成獨特的蕭條景觀, 展現(xiàn)出植物“枯榮皆有時”的自然生長美[20].