多年生草本植物在沈阳地区的适应性及应用研究

摘要：在中国城市景观可持续和生物多样性的目标需求下，多年生草本植物已然受到风景园林领域的广泛关注。立足于沈阳地区，在沈阳及周边地区进行大量野外调查的基础上，运用单播方式对收集的45种多年生草本植物进行适应性试验，记录分析其生态适应性、物候期和生物特性等相关指标参数。

筛选出37种在沈阳地区适应性较高的多年生草本植物，如白头翁(Pulsatillachinensis)、溪荪鸢尾(Irissanguinea)、玉蝉花(I.ensata)、黄花败酱(Patriniascabiosifolia)、芒(Miscanthussinensis)、埃丽蓝羊茅(Festucaglauca‘ElijahBlue’)、荆芥(Nepetacataria)、狼尾草(Pennisetumalopecuroides)等，从空间结构和时间动态2个维度阐述景观应用策略。

旨在挖掘更多具有生态价值和景观价值的多年生草本植物，拓展沈阳地区适生草本植物名录，为建立可持续的近自然草本植物群落提供基础数据和理论参考。

 

多年生草本植物是城市风景园林的重要组成部分，对实现城市景观可持续和生物多样性提升起着重要作用，相比一二年生草本植物具有更大的景观应用优势[1-2]。沈阳地区地处我国三大植物区系交汇处，历史上动植物资源丰富，仅草本植物种类多达2300多种[3-4]。近年来，随着城市建设的迅速开发，沈阳地区城市绿化应用树种一贯局限在苗圃能够提供的植物清单里[5]，绿化常用的植物种类约有200种，其中草本植物约50种，多年生草本植物种类仅占所有植物种类的10%[6]。

现阶段，城市林缘和草地区域多以一二年生地被和草坪为主，不仅缺乏景观可持续性而且生物多样性较低[7]。城市及周边地区残存自然生境中的多种草本植物花相优美、生长表现良好，是生态群落设计的优质材料，在未来城市生态景观营造中颇具潜力[8]。因此，挖掘和筛选具有较高生态价值和景观价值的多年生草本植物(以下简称“草本植物”)，对拓展沈阳地区草本植物应用名录，建立可持续的近自然草本植物群落具有重要意义。

 

近年来，刘兴跃[9]、唐小清[10]、薛晟岩[11]等对不同地区的宿根花卉进行了适应性综合评价，缺少以生态群落设计为目标的观赏性指标，且研究多是对植物种类的开发潜力评估。生态群落可以完全由本土物种组成，也可以是本土和非本土物种的组合，这取决于各物种为环境贡献的生态功能[12]。研究发现生长在与城市生境条件相似自然生境中的野生植物，经过种子收集、发芽率测试、田间撒播的试验方法，在城市仍会呈现较好的生态适应性和生态观赏性[13]。

 

植物的生态适应性影响植物群落的建立和管理养护水平[14]，是决定能否在城市应用的前提，而生态观赏性为植物群落的空间结构分层和时间动态变化提供依据[15]。以生态群落设计与构建为目标，探究多种草本植物景观应用的适应性，有助于提高草本植物群落进化的可预测性和可控性，使其长期具有生态功能和美学吸引力。

 

1试验场地与试验材料

 

1.1试验场地概况

 

试验场地在沈阳市浑南区沈阳建筑大学中英生态种植实验基地内，土壤为棕壤土潮土，

光照时长4~8h，pH值6.5~7.0。全年平均气温6.2~9.7℃，极端最高气温38.3℃，极端最低气温-32.9℃。试验地属于温带季风型大陆性气候，夏冬时间较长，冬季寒冷少雪，夏季炎热多雨，降水集中在6—9月，占全年降水量的70%~80%。全年无霜期155~180d，年日照时数2372.5h，全年降水量600~800mm。

 

1.2试验材料

 

试验的草本植物包括30种野生种类和15种园艺品种，除了溪荪鸢尾、大花卷丹和玉蝉花以外，均为地面芽植物。根据前期对同一气候区海拔范围在40~500m的沈阳及周边地区辽宁省内实地野外调查，野生种类的筛选以沈阳棋盘山风景区、铁岭调兵山、清原浑河源森林公园等保存较为完好的自然草本植物群落为样方，调查生长较好、观赏性较强的优势种类，收集种子在实验室进行发芽率测试(图1)。

园艺品种种子在沈阳富友种子有限公司购买，均为理论上较为适宜城市生境却很少被开发应用的种类。结合种子萌发条件及发芽率测试研究[16]，选择种子发芽率较高(≥60%)的植物种类进行适应性试验。

 

2研究方法

 

 

试验从2019年4月中旬陆续开始，在实验基地每个0.6m×0.6m的种植小框内单播一种植物，并进行常规养护管理(夏季和冬季不进行特殊防护)(图2)。依据种子发芽率和植株预期生长体量，每种植物选择30粒成熟饱满的种子，尽量保证每种植物田间出苗10株以上。于2019—2021年，连续3年对供试草本植物的生态适应性和生态观赏性指标进行田间观测与分析。每种植物随机选取长势较好的10株进行记录，每2周测定1次。

 

 

沈阳地区属东北寒地，近年来气候呈现冬冷夏热的特征[17]。因此，草本植物生态适应性主要指标为种植成活率、越夏性、越冬性、生长势和抗病虫害能力。种植成活率是指第一年植物在以播种或移植种植之后是否能够顺利成活并生长；越夏性是指植株在经历夏季后，叶片是否出现不同程度的卷曲焦黄或脱落等现象；越冬性是指植株在经历一个冬季后，春季能否由根部自然发芽并生长；生长势是指植株在生长发育过程中的生长速度等旺盛程度[18]；抗病虫害能力可看作植株受病虫危害程度，按照感染病虫害枝叶量占整体植株比例进行统计[19]。

 

 

草本植物生态观赏性主要体现在物候期和生物特性[20-21]。物候期指标包括展叶(枝)期、初花期、盛花期、末花期、枯黄期等。由于草本植物的花期(第一朵花开放至最后一朵花开始凋谢的天数)、盛花期(50%以上植株开花)、绿期[10%植株开始展叶(枝)到80%植株叶片2/3枯黄时天数]长短影响了整体植物群落景观的可持续效果，将草本植物物候期主要观测指标归纳为花期、盛花期、绿期[22]。

对于草本植物群落景观而言，植物茎叶形态最为重要，在展示生动姿态的同时拥有一定面积利于光合作用，而花色和花量其次。因此，草本植物生物特性的主要观测指标为植物的花量、花色、茎叶形态、株高、冠径等，花量按照盛花期花朵占植株面积的百分比进行统计，植物所具有的特定形态由茎叶之间的关系所决定，可分为基生叶植物、茎生叶植物、草类植物[23]。