广东省生态景观林带建设群落生态设计方法与途径*

杨沅志邓鉴锋陈传国邓洪涛姜杰王武敏陈倩倩

(1.广东省林业调查规划院， 广东 广州，510520；2.广东省岭南综合勘察设计院，广东 广州，510520）

广东省生态景观林带建设群落生态设计方法与途径*

杨沅志1邓鉴锋1陈传国1邓洪涛2姜杰1王武敏1陈倩倩1

(1.广东省林业调查规划院， 广东 广州，510520；2.广东省岭南综合勘察设计院，广东 广州，510520）

针对生态景观林带建设的特点及目前建设过程中出现的各种问题，遵循“种群空间分布格局、物种种间关系、生态位、群落演替、生物多样性及景观生态学”等设计原理，提出“小群落混交”的群落生态设计方法，以及包含营林工程体系、辅助工程体系、保护工程体系、环保节能体系和组织管理体系的“5S模块化”设计途径，并对广深高速公路生态景观林带深圳段进行典型设计案例分析。

生态景观林带；群落生态设计；小群落混交设计法；模块化设计

生态景观林带是在广东省北部连绵山体、主要江河沿江两岸、沿海海岸及交通主干线两侧一定范围内，营建具有多层次、多树种、多色彩、多功能、多效益的森林绿化带，由绿化景观带（线）、景观节点（点）和生态景观带（面）组成[1-2]。生态景观林带建设是广东省委省政府新一轮绿化广东大行动的重点建设内容之一，对区域生态环境改善和社会经济发展具有重大意义[3]。生态景观林带建设是一项以营建线型森林景观为主、兼顾点和面的国土绿化工程，但由于个别地方对生态景观林带的内涵理解不足，出现人工植被群落痕迹明显、过度追求景观效果、大量引进外来树种和名贵树种、超大规格苗木上山上路、景观不协调、特色不明显等问题。本文结合基础理论和工程实践，以群落生态设计的视角，提出具体的设计方法与途径，以期为今后生态景观林带建设及优化提升提供科学参考。

1 设计原理

1.1 种群空间分布格局

群落的水平结构主要表现特征是镶嵌性[4]。在镶嵌群落中，每一个斑块就是一个由一定的种类成分和生活型组成小群落，是整个群落的一小部分。例如，在森林中，光照弱的区域有一些植物种类形成小型组合，而在光照强的地点是另外一些植物种类形成的组合，上述小型的植物组合就是小群落。空间分布格局是植物种群生物学特性对环境生长适应和选择的结果，大致可分为3类：均匀型、随机型和成群型。种群集群现象普遍存在于自然种群当中，是生态景观林带群落生态设计的基础，同一种生物的不同个体或多或少都会在一定的时期内生活在一起，从而保证种群的生存和正常繁殖。模拟天然林中种群垂直、水平空间分布格局，构建生态稳定的人工森林群落。

1.2 物种种间关系

种间关系是指不同物种种群之间的相互作用所形成的关系[4]。两个种群的相互关系可能是有害的或是有利的。例如，在植被恢复困难地段混栽豆科固氮树种与其他乡土树种，利用豆科植物固氮能力强的特点，改善土壤环境，能够在一定程度上促进其他乡土树种的生长。研究物种种间关系有助于了解物种间的相互关系、种群动态，正确认识群落的结构特征，可为生态景观林带树种选择与组合提供依据。

1.3 生态位理论

生态位主要指的是自然生态系统中一个种群在时间、空间的位置及其与相关种群之间的功能关系[5]。美国学者Grinell在1917年首次提出生态位的概念，英国学者Elton和Hutchings发展了生态位概念，提出n维生态位被广泛接受[6]。在恢复和重建生态系统时，要避免引进生态位相同的物种，尽可能使各物种的生态位错开，使各种群在群落中具有各自的生态位，避免种群之间的直接竞争，保证群落的稳定。

1.4 群落演替

任何一个植物群落都处于不断变化和发展中，植物群落发展变化过程中，一个群落代替另一个群落的现象称为演替[4]。通过人为手段加以调控，可改变演替方向或演替速度。例如在退化生态系统修复方面，采取工程措施和生物措施相结合的综合治理方法，选用速生、耐旱、耐贫瘠的桉树、松树和相思树重建先锋群落，随后模拟自然林的种类成分和群落结构特点，在先锋群落中配置多层、多种阔叶树混交林。

1.5 生物多样性

生物多样性是指生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性，各种生命形式之间及其与环境之间的多种相互作用，以及各种生物群落、生态系统及其生境与生态过程的复杂性[7]。多样性会导致群落的复杂性，复杂的群落意味着更多的垂直分层和更多的水平斑块格局，生物多样性是生态系统稳定的基础，也会优化生态系统功能。生态景观林带建设应避免造林物种单一化，营造多树种混交林，不同的树种能相互影响、相互制约。

1.6 景观生态学

景观生态学主要研究宏观尺度上景观类型的空间格局和生态过程的相互作用及其动态变化特征，中国景观生态学研究的热点包括：城市生态用地与景观安全格局构建、景观生态规划与自然保护区网络优化、森林景观动态模拟与生态系统管理[8]。遵循景观生态学原理可总体指导生态景观林带的规划设计、施工管理和后期维护。

2 设计方法

根据上述原理，提出小群落混交设计法（Micro-community Combination Design），以种群空间分布格局、物种种间关系、生态位、群落演替、生物多样性和景观生态学等理论为基础，以地带性森林群落为参照系，根据维护城市生态安全和提升城市森林景观需求，在立地调查和评价的基础上，采取树种筛选、群落组合、混交设计、主题策划等手段，结合以提高成活率和确保景观效果为目的所采取的相关辅助工程，营建“近自然、大尺度、大色调”的森林景观。

小群落受环境因子不均匀性的影响，如小地形和微地形的变化，土壤湿度和盐渍化程度的差异，群落内部环境的不一致，动物活动以及人类的影响，植物种的生物学特性、种间的相互关系以及群落环境的差异等，导致植物群落的配置状况或水平格局分布不均匀，从而形成具有镶嵌性结构的群落。在镶嵌群落中，每一个斑块就是一个小群落，即“小群落1”+“小群落2”+ … +“小群落n”（图1）。

图1 小群落混交设计剖面示意图

在生态景观林带营建中，首先要对区域地带性森林群落的垂直结构、水平结构和时间结构要有充分的了解，确保选择的树种及组合能够适应当地的自然地理条件，做到“适地适树”。同时，了解该段生态景观林带的森林功能需求，如生态需求（水土保持、水源涵养、沿海防护）和景观需求（赏花、观叶、观果、观形等）。在上述基础上，结合具体的立地条件，人为的进行树种的组合配置、色彩设计，策划相应的景观主题[9]。最后，选择自然式块状混交、自然式株间混交、规则式行间混交、规则式带状混交和混合式混交等具体的混交方式，配套具体的造林技术，培育主题突出、生态稳定的森林景观小群落（图2）。

3 设计途径

为确保生态景观林带建设群落设计的实施效果，必须提高营造林工程的质量和必要的配套工程措施。因此，将模块化思维引入生态景观林带建设，设计一系列的工程模块（包括通用模块和专用模块），针对生态景观林带建设项目具体情况，对工程模块进行选择与组合，以满足具体工程的要求（表1）。本文提出模块化设计体系，包括营林工程体系、辅助工程体系、保护工程体系、环保节能体系和组织管理体系，即“5S”模块化设计途径。每个体系都包含若干通用模块和专用模块。通用模块可以满足一般生态景观林带建设工程的基本要求。各类型工程可以根据需要选择必要的专用模块。模块之间具有相对的独立性，但是模块之间又具有一定的互换性和通用性。对具体的项目，先进行工程需求分析及模块功能分析，随后选择、确定模块，再进行模块组合，在反馈评价之后进行设计和施工。构建生态安全的营林工程模块、配套良好的辅助工程模块、持续承载的保护工程模块、集约利用的环保节能模块和高效运行的组织管理模块，对经济发达地区营建高标准的生态景观具有重要的参考作用。

图2 小群落混交设计流程

表1 生态景观林带建设模块化设计体系

4 设计案例

广深高速公路生态景观林带（1号生态景观林带）深圳段，色彩设计主色调为红色[9]。以火焰木（Spathodea campanulata）、凤凰木（Delonix regia）、假苹婆（Sterculia lanceolata）为主题树种，盆架子（Alstonia scholaris）、阴香（Cinnamomum burmanni）、樟树（Cinnamomum camphora）、红锥（Castanopsis hystrix）为基调树种，搭配红花杜鹃（Rhododendronspanotrichum）、龙船花（Lxora chinensis）等灌木。采用规则式混交。前排种植开红花的红花杜鹃和龙船花，中间种植腊肠树（Cassia fi stula）和假苹婆等中大乔木，点缀红花的凤凰木和火焰木，后排种植樟树、阴香等高大乔木，形成规则整齐，大气，色彩丰富的高速公路景观（图3、表2）。

图3 广深高速生态景观林带绿化景观带种植设计图

4.1 营林工程体系

选择所有通用模块。乔木树种株行距为3 m×3 m，选择Ⅲ类苗60 cm×60 cm×50 cm（土球直径＞40 cm），基肥为复合肥0.5 kg，磷肥1.0 kg。抚育3 a共5次，第1年秋初抚育1次，第2、3年春末、秋初各抚育1次[1,10]。抚育期间，乔木清除植穴1～1.5 m2范围的杂草、灌丛；松土把以植株为中心，半径50 cm内的土壤挖松、深5～10 cm；培土，松土后把土培回树头成“馒头状”。同时加固支撑。灌木或草本清除0.5 m2范围内的杂草，同时松土、培土。设计追肥3 a共5次，栽植2个月第1次追肥，乔木每株追尿素100 g，灌木追肥50 g。第2、3年春末、秋初各追肥1次，乔木每株次追复合肥300 g，灌木追复合肥每株100 g。

4.2 辅助工程体系

选用苗木支撑、排水工程设计共2个专用模块。乔木树种每株苗木用长度1.5～2.2 m、尾径大于4 cm的2～3根毛竹扶固，确保苗木不倾斜、不扶倒，在距离地面120 cm处将3根毛竹用麻绳捆扎。排水沟应在挖穴施工前完毕，浆砌片石护缘带设置于隧道口上方或石质护坡第一、二级间平台等土层较薄或土质贫瘠需培客土且需护缘的地段。要求护缘带襟边大于1 m，基底应夯实。护缘带顶面用M10水泥砂浆抹面，外露面用M10水泥砂浆勾凹缝，每8 m设伸缩缝一道，缝宽1 cm，内填沥青麻絮。

4.3 保护工程体系

选用森林防火、森林病虫害防治、生物多样性保护等通用模块。布置一定规模的消防栓，一方面可给苗木浇灌，另一方面可用于森林防火扑救。为加强宣传教育，提高市民和施工队的防火意识，可在主要路口设置森林消防警示牌。种植阶段，采用物理方法清除营林小班内薇甘菊（Mikania micrantha），防止其对幼树造成破坏。抚育阶段采用定向喷雾法清除薇甘菊，取70%嘧磺隆粉剂50～100 g和25 g洗衣粉，用10 kg水在容器中搅拌至白色固体全部溶解，然后装入带盖的容器中备用，用时取1 kg药液，通过滤网倒入喷雾器中，加入15 kg水稀释并混匀后，在攀援树干离地面50 cm以上约为30 m宽的薇甘菊茎部内均匀喷洒药液至开始流淌为止，喷洒面积100 m2。

4.4 环保节能体系

选用环保技术、节能技术等专用模块。保水剂已成熟运用于山地造林、园林绿化、基质喷播、草坪建植、苗木繁育、苗木移栽、苗木储运、种子包衣、旱地作物、无土栽培等领域。每穴施保水剂0.2 kg。肥料使用做到量化，避免出现施肥过量、肥料流失、污染土壤现象，施肥强调基肥施至穴的中下部，并与底土充分混匀。追肥要开浅沟，均匀施至沟内，然后用土覆盖，目的是防止肥料被雨水溶解后流失、污染水源。

4.5 组织管理体系

选用质量管理、资金管理、施工组织、工序、工期管理等通用模块。施工组织应按照施工准备、工程招投标、设计技术交底、岗前培训与示范、施工监理、阶段性验收与竣工验收、信息档案管理等步骤和程序进行。对施工技术、苗木质量和肥料质量进行严格管理。

5 讨论

通过上述方法，可以看出该人工森林景观群落大、小乔木、灌木层次分明，充分利用乔木冠下空间进行立体配置。从观赏价值角度分析，该群落全年均有花可观，集中在春夏季节，能突出红色调、大色块的景观效果。从群落学的角度分析，该群落以樟树、阴香等樟科树种为建群种，与地带性植被顶级群落组成相符，具有较强的生态功能，与相关研究对生态景观林带树种定量筛选的结果相符[11]。群落生态设计的核心包含群落生态关系设计、植物序列选择、种植设计、栖息地设计与保护、人工群落生态功能设计[12]。已有研究提供了防蚊虫性、抗污染性、保健治疗性等人工群落生态功能设计的范例[13]。但是，侧重于小范围、小尺度的园林景观营造。本文在“近自然”、“仿自然”和“模拟自然”等理念的启发下，在大尺度森林景观规划设计方面提供一个新的视角，将群落设计思维提升为具体的“小群落混交设计法”，并结合具体的工程技术手段，整合归纳为一套方法技术体系，在深圳市、广州市等珠江三角洲地区的生态景观林带建设实践中得到广泛应用并取得较好的效果。在群落生态设计的基础上，下一步研究可根据林带类型、地域差异、建设目标等不同，总结提炼各种典型的营建模式，为生态景观林带建设优化提升提供科学参考。

表2 群落季相分析

[1]薛春泉.广东省生态景观林带建设技术探讨[J].广东林业科技, 2012, 28(1)∶ 96-99.

[2]战国强, 陆康英.生态景观林带概念设计及体系构成[J].广东园林, 2014(5)∶ 4-8.

[3]彭少麟.生态景观林带建设的主要生态学理论与应用[J].广东林业科技, 2012, 28(3)∶ 82-87.

[4]牛翠娟. 基础生态学[M].3版.北京∶ 高等教育出版社, 2015.

[5]彭文俊, 王晓鸣.生态位概念和内涵的发展及其在生态学中的定位[J].应用生态学报, 2016, 27(1)∶ 327-334.

[6]MA Leibold.The niche concept revisited∶ mechanistic models and community context[J].Ecology, 1995, 76(5)∶1371-1382.

[7]任海, 李志安, 申卫军, 等.中国南方热带森林恢复过程中生物多样性与生态系统功能的变[J].中国科学C辑∶ 生命科学, 2006,49(6)∶ 563-569.

[8]陈利顶, 李秀珍, 傅伯杰, 等.中国景观生态学发展历程与未来研究重点[J].生态学报, 2014,5(12)∶ 3129-3141.

[9]杨沅志, 陈传国, 姜杰.高速公路生态景观林带色彩设计的探讨[J].广东园林, 2014(5)∶ 9-12.

[10]陈传国, 刘碧云.广东省生态景观林带绿化景观带造林技术[J].广东林业科技, 2012, 28(5)∶ 82-85.

[11]陈传国, 杨沅志, 姜杰, 等.逼近理想解排序法在广东省景观林带树种选择中的运用[J].林业与环境科学, 2016, 32(2)∶ 52-56.

[12]韩丽莹, 王云才.群落生态设计研究进展与展望[J].产业与科技论坛, 2010, 10(6)∶ 86-87.

[13]王云才, 韩丽莹, 王春平.群落生态设计[M].北京∶ 中国建筑工业出版社, 2009.

Community Ecological Design Methods and Approaches of Eco-landscape Belt Forest Construction in Guangdong Province

YANG Yuanzhi1DENG Jianfeng1CHEN Chuanguo1DENG Hongtao2JIANG Jie1WANG Wuming1CHEN Qianqian1

( 1.Guangdong Forestry Survey and Planning Institute, Guangzhou,Guangdong 510520,China；2.Lingnan Comprehensive Surveying and Designing Institute of Guangdong Province，Guangzhou , Guangdong 510520, China）

In order to solve the problems in the eco-landscape belt forest construction，the community ecology design methods and approaches were put forward in the paper by following the principles and design theories such as population spatial distribution pattern, interspecific relationship, ecological niche, community succession, bio-diversity and landscape ecology. The“5S” modular design including trees planting project system, appurtenant project system, conservation project system, environmental protection project system and organizational management system,as well as the micro-community combination design were fully illustrated with case study of eco-landscape belt forest construction in Shenzhen section of Guangzhou-Shenzhen highway.

eco-landscape belt forest；community ecology design；micro-community combination design；modular design

S687.9

A

2096-2053（2017）03-0074-06

广东省林业科技计划项目“生态景观林带营建模式与技术研究”（2012-01）。

杨沅志（1981— ），男，高级工程师，主要从事林业规划设计、森林生态学研究，E-mail∶89985200@qq.com。

邓鉴锋（1969— ），男，教授级高级工程师，主要从事林业调查监测、规划设计研究，E-mail∶872241142@qq.com。