园林景观生态设计的科学原则

园林景观生态设计的科学原则城市生态园林是应用生态学原理及现代的科学技术。

从构成园林绿地的山石、水体、建筑、植物四要素出发，结合园林设计理念对城市的各类园林绿地进行生态建设．建成能够最大限度地发挥其生态效益、经济效益和社会效益的生态园林绿地。

生态园林绿地作为城市的有机组成部分，与城市生态系统通过能量与物质交换，具有实现物质循环再生、能量高效利用、生态效益最高，与城市生态系统高度和谐的高级人工系统。

其对改善城市日益恶化的环境，为城市中的人类提供一个安全、舒适、健康的生活、工作的环境．实现城市生态系统良性循环发展。

推进城市的可持续发展具有十分重要的作用。

1 遵循环境对植物景观具有客观影响的原则植物生长环境中的温度、水分、光照、土壤、空气等因子都对植物的生长发育产生重要的生态作用，而这种作用是客观的，是以科学的研究数据为支持的，因此他是科学的。

某种植物长期生长在某种环境里，受到该环境条件的特定影响，通过新陈代谢，于是在植物的生活过程中就形成了对某些生态因子的特定需要，这就是其生态习性，因此，在进行植物设计时一定要遵循植物的生态习性。

（1）温度对植物的影响低温会使植物遭受寒害和冻害。

在低纬度地方，某些植物即使在温度不低于0℃，也能受害，称之寒害。

高纬度地区的冬季或早春，当气温降到零度以下，导致一些植物受害，叫冻害。

冻害的严重程度视极端低温的度数、低温持续的天数、降温及升温的速度而异，也与植物抗性大小而异。

高温会影响植物的质量。

如一些果实的果形变小，成熟不一，着色不艳。

在园林实践中，常通过调节温度而控制花期，满足造景需要。

（2）水分对植物的生态作用水分是植物体的重要组成部分。

一般植物体都含有60%-80%，甚至90%以上的水分。

植物对营养物质的吸收和运输，以及光合、呼吸、蒸腾等生理作用，都必须在有水分的参与下才能进行。

水是植物生存的物质条件，也是影响植物形态结构、生长发育，繁殖及种子传播等重要的生态因子。

因此，水可直接影响植物是否能健康生长，也具有多种特殊的植物景观。

自然界水的状态有固体状态（雪、霜、雹）、液体状态（雨水、露水）、气体状态（云、雾等）。

雨水是主要来源，因此年降雨量、降雨次数、强度及其分配情况均直接影响植物的生长与景观。

（3）光照对植物的影响植物是依靠叶绿素吸收太阳光能，并利用光能进行物质生产，把二氧化碳和水加工成糖和淀粉，放出氧气供植物生长发育，这就是光合作用，亦是植物与光最本质的联系。

光的强度、光质以及日照时间的长短都是影响着植物的生长和发育。

根据植物对光强的要求，传统上把植物分为阳性植物、阴性植物和居于这二者之间的耐荫植物。

在自然界的植物群落组成中，可以看到乔木层、灌木层、地被层。

各层植物所处的光照条件都不相同，这是长期适应的结果，从而形成了植物对光的不同生态习性。

阳性植物，要求较强的光照，不耐隐蔽，一般需光度为全日照70%以上的光强，在自然植物群落中，常为上层乔木。

阴性植物，在较弱的光照条件下，比在强光下生长良好。

一般需光度为全日照的5%-20%，不能忍受过强的光照，在自然群落中常处于中、下层，或生长在潮湿背阴处。

耐荫植物，一般需光度在阳性和阴性植物之间，对光的适应幅度较大。

在全日照下生长良好，也能忍受适当的蔽荫。

（4）空气对植物的生态作用空气中二氧化碳和氧都是植物光合作用的主要原料和物质条件。

这两种气体的浓度直接影响植物的健康生长与开花状况。

树木有机体主要是由碳、氢、氧、氮等组成，在树木干重中，碳占45%、氧42%、氢6.5%、氮1.5%、其他5%.其中碳、氧都来自二氧化碳。

如空气中的二氧化碳含量由0.03%提高到0.1%，则大大提高植物光合作用的效率。

随着工业的发展，工厂排放的有毒气体在种类和数量上都越来越多，对人们健康和植物都带来了严重的影响。

如二氧化硫，植物受害严重时，叶片萎蔫下垂或卷缩，经日晒失水干枯或脱落。

氟化氢可引起植物叶子的伤斑，多集中在叶片先端和边缘，成环带状分布，然后逐渐向内发展，严重时叶片枯焦脱落。

氯气对叶肉细胞有很强的杀伤力，很快破坏叶绿素，产生褪色伤斑，严重时全叶漂白脱落。

诸如此类，许多有害气体都可以不同程度的对植物造成伤害。

（5）土壤对植物的生态作用植物生长离不开土壤，土壤是植物生长的基质。

土壤对植物最明显的作用之一就是提供植物根系生长的场所。

没有土壤，植物就不能站立，更谈不上生长发育。

根系在土壤中生长，土壤提供植物需要的水分、养分。

除了氮、磷、钾外，还有13种主要的微量元素。

植物每产生一份干物质约需500份水，均由土壤提供。

土壤还为根系呼吸供应丰富的氧气。

为使植物生长良好，土壤环境不应过酸、过碱、含过量盐分或被污染了的基质。

一种理想的土壤是保水性强，有机质含量丰富，中性至微酸性。

2 遵循地域自然条件原则（1）气候因素气候的差异是形成存地地域差别的重要原因。

它影响到地域的水文条件、生物条件以及地形地貌，也造成人们生活方式的差异，从而极大影响到地域困林风格的形成。

在园林景观生态设计过程当中需要考虑各种气象要素，进行理性的分析与设计。

如设计师在设计初期可以考虑当地的气温、日照变化规律选择不同的植物进行不同方式种植，使之在夏季温度较高时段能够遮阳，降低环境温度，而在冬季要避免影响采光。

也可根据温度、降雨、湿度的年内变化选择不同开花结果期植物种植，使景观具有季相变化，具有较好的观赏价值。

还可根据场址的风向特点合理安排景观廊道位置，使其可以引导自然气流增强基地内的自然通风，有效增加气流运动并缓解热岛效应。

（2）尊重地形，维护场地完整性在园林设计当中，应当尊重基地原有的地形地貌以及各种设施，甚至利用原有的自然地形特点和废弃设施重塑新的园林景观，既保留了原有基地的历史文化，又满足人们需求。

如对于原有的植被、地形、水系应加以保护利用，而不是一味推平重建。

保持场地的自然风情与原始面貌成为建设园林城市的前提与基础。

3 植物造景过程中遵循植物生态学原则（1）维持园林中植物群落丰富的多样性首先，植物多样性是丰富城市生态园林景观的基础。

生态园林具有三个方面的内涵：一是具有园林的观赏性，能创造景观，美化环境，为人们提供休憩、游览和文体生活的环境；二是具有改善环境的生态效应性，调节小气候，吸收固定有害物质，衰减噪音，防风降尘，维护生态平衡，改善城市生态环境；三是具有生态结构的合理性，具有合理的时间结构、空间结构和营养结构，与周围环境一起组成和谐的统一体。

植物群落是生态园林的主体结构，也是生态园林发挥其生态作用的基础。

景观的多样性有赖于生物的多样性，才不致简单乏味。

生态园林通过季相的丰富多彩，产生春华、秋实、夏荫、冬、雪的情调，造成自然特有的气息。

其次，植物多样性是城市生态园林的主体结构和基础。

观赏型生态园林植物群落的物种比较丰富，且以观赏价值较高的植物种类为主，群落的垂直结构较简单，高大乔木种类和数量不多，往往通过灌木层和草本层的物种搭配和人工造景艺术展示出美的韵味，再加上复杂的水平分布格局，使整个园林在一年四季都能给人以美的感受。

环境型生态园林的类型较多，例如有防化学污染的，防风降尘的等等，其植物群落组成具有较强的抗逆性和对污染物质具吸收和吸附能力，如女贞、夹竹桃、珊瑚树等，群落的规模大，分布面积广。

保健型生态园林物种不是很丰富，以一些具有有益分泌物和挥发物质的物种为主，如丁香、桃花、蜡梅、玫瑰等，群落的结构也较简单，但其通常结合观赏型园林的特点进行建设。

科普知识型、生产型和文化环境型生态园林的定位性较强，其植物群落的物种组成与结构的局限性较强。

但是任何一种生态园林往往具备多种功能，只是侧重面不一样，因此群落的组成与结构也就比较复杂化，在空间结构上倾向于复层结构，以增强群落的稳定性和环境效应。

应根据当地植物群落的演替规律，充分考虑群落中物种的相互作用和影响，选择生态位重叠较少的物种进行构建，特别是在建群种和优势种的选择上更要如此。

同时还要确定合理的密度，避免同种间的恶性竞争。

最后，植物多样性是生态园林植物保护的基础。

据资料表明，我国约有4000多种植物可用作园林绿化，但目前常用的只有400多种，大多数城市常用的只有100多种。

因而导致新建绿地种类单调，结构简单，自然界中物种之间相互制约的能力大大减弱。

如果没有农药保护，恐怕要彻底毁于病虫害。

生态园林需要植物的多样性，还需要动物和微生物的多样性及害虫天敌等，否则会导致病虫害的猖獗，给园林植物以毁灭性的危害。

如松毛虫对油松纯林的危害，光肩星天牛对毛白杨纯林的危害。

只有丰富的物种多样性才能形成缤纷多彩的群落景观，减少因城市的拥挤及建筑物的高大、单调所带来的压抑感，也才能构筑具有不同生态功能的植物群落，改善城市生态环境。

（2）群落的垂直结构群落的垂直结构主要指群落在垂直方向上的分层现象。

依据生物的不同高度将植物划入实际所逗留的层中。

成层结构显著提高了植物利用环境资源的能力。

一般来说，植物群落的地上部分可划分出乔木层、灌木层、草本层和苔藓、地衣构成的地被层等四个基本层次。

在园林植物的配置过程当中利用植物群落的成层性以及层片特点，在物种选择过程中依据“近自然群落”理论，效仿地带性顶级植物群落的种类组成和群落结构特点来选择物种，构造一个合理的、多层次的群落结构。

在设计过程中注意乔－灌－草混合搭配，取缔稀疏乔木配置大面积草坪地配置方式。

植物垂直结构的设计遵循以下两个原则：进化稳定性原则。

只有那些能增加物种进化适合度的攀援植物行为才是进化稳定的。

攀援植物借助他物攀附向上, 是为了拓展空间以获取阳光雨露促进生长并便于开花结实传播繁殖体。

很多习见的攀援植物行为实际上是植物长期适应周围环境的影响而产生的进化稳定性。

绝大多数缠绕类植物的旋转方向都是固定的, 这显然是由于曾经长期经受了某种自然力的影响所致。

一种可能解释这种进化稳定性的假说: 缠绕类植物的旋转方向可能与它们的起源地有关, 地球自转使起源于北半球的缠绕植物向顺时针方向旋转, 使起源于南半球的缠绕植物向逆时针方向旋转, 而起源于赤道附近的缠绕植物则既可向逆时针方向也可向顺时针方向旋转。

形态可塑性原则。

植物之间地上部分的竞争主要表现在它们对光的捕获方面。

竞争是否成功取决于植物是否能够快速地把它们的叶子伸展到植冠中光照较好的位置, 如果植物能对空间的光环境差异作出可塑性较强的反应, 那么其成功的机会就较多。

由于攀援植物在自然植物群落中大多属于层间植物, 群落中的光照强度自上而下越接近地面越弱, 要获取足够的光照, 攀援植物就必须能尽快地上升到较高的光照位置, 否则就会在竞争中处于劣势。

一些学者的研究表明: 在不同的光照条件下, 攀援植物的高度生长是有显著差异的。

它们在低光强环境中要比在高光强环境中显著地长得高, 这是通过较多的节间数和较长的节间长以及比茎长(即单位重量的茎长, 常用cm ·g- 1表示) 来实现的。