詹姆斯·希契莫夫教授分享气候变化下植物的选择应用(中)

2022-04-14阅读:1989发布:新自然主义设计作者:新自然主义(北京)景观设计有限公司

上期我们讨论了气候环境的变化趋势,气候变化给植被和景观设计师带来的问题,对生物多样性的影响以及本土概念等。那么作为设计师,我们未来如何科学准确地选择植物,有哪些策略和步骤?尚存在怎样的挑战?来看看James教授的分享。


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我们现在讨论的本土和本土化概念的问题,实际上要用更长远、更宏观的眼光去思考。


举一个例子,下图是英国南部的一个国家级自然保护区,很好的保护了这一片贝母的草甸,所以许多人都以为贝母是英国的本土植物,但实际上它是17世纪末从别的国国家引入的,仅仅是一个类本土化的植物而已。


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在中国,由于原生植被随着冰河时代向南退缩,然后在冰河时代之后,它们又回到了北方,所以中国的植被保存地相对会比较完整,我们能够看到有更多的原生林地以及特有植物。它在变迁过程当中,影响和变化的趋势没有欧洲这么剧烈。


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(图上的这些不同的颜色,表示不同的热度和干燥程度。浅绿色的英格兰南部的区域未来就会变成图上这种黄色的颜色的区域。)


正如刚才所说,未来伦敦的气候会变成现在的巴塞罗那。因此,我们在未来的工作中就要更多地去考虑气候方面对于景观设计的影响。

我们从现在开始就可以去思考,现在在使用的植物会有哪些能够适应未来的环境,哪些可能逐渐不适应,甚至被淘汰,尤其是郊野的景观环境。


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在这张图中,我挑选出一些植物,然后根据它们的耐旱性耐热性的程度从高到低进行排列。



最底下的是刚刚提到过的垂枝桦,它可能在未来的气候环境下最先不适应,甚至被淘汰,景观设计中我们就要停止使用它们。如果我们依然觉得这是一个好品种,或者它有好的景观表现,就要到自然界中去寻找具有更好的抗热性和耐旱性的其他基因型,而这类垂直桦或许会分布在别的国家。我们需要将其通过苗圃的繁育选育后才能转化到我们的景观设计中,来实现未来长期的适应性。但即便是找到理想的基因型,可以去使用它,我们也会考虑在2040年以后停止对它的使用。然后更多地去在景观环境中使用列表中靠上的植物,尤其是最上面的这些物种,因为他们会有更好的这种适应。同时我们也可以在这些植物里面去寻找他们不同的基因型,来满足不同区域环境条件的改变。

可以说,我们的策略将会是一个相对完整的、对于不同的基调树种的、全面应用调整的策略,而这个策略可能更多的适用于中型、大型尺度的植被的更新。


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上图这是垂枝桦的分布图,可以看到它向东延伸了很远,但主要分布在北方,所以很难在这个物种中找到很多真正耐旱的种群。


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再看夏栎,可以分布到地中海沿岸的国家,那它就会有更加合适的基因供选择。



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这张图我们就可以更加清晰的看到野楸树的分布更多的不是在欧亚板块的北部区域,而是在干旱炎热的南部区域,同时它观赏性也很高,所以这将是我们未来重点关注的一个树种之一。



作为景观设计师,我们需要有一个类似梯度选择的方案,来应对气候变化。
对于任何一个变化中的区域来说,我们都建议尽量优先选择本土植物。这些本土植物能够更好的保持地域景观特征。
如果气候变化的有些剧烈,就可能会面临要选择一些类本土植物。它们虽然不是本土的,但在气候变暖的过程当中逐渐适应当地的环境条件,并有很好的表现。这些植物是我们第二阶段需要关注的一个重点。
第三阶段,也许是2060年或2070年的时候,我们可能会因为极端的气候变化,不得不去选择其他气候环境下的那些非本土植物。比如,英国可能会使用来自南欧的常绿树。那么这样的改变对于国家和城市的景观风貌所带来的冲击和影响都会比较巨大。这种冲突和矛盾也是我们在未来的发展过程当中需要去准备和思考的。


在这些过程中物种的生态型是非常重要的。气候变化下每个物种中每个个体的反应都是不一样的。举个例子,分布在不同的气候环境、土壤环境条件下的品种A,在其分布地拥有的个体对于环境的适应性不同,使得它们对未来环境的抗性能力不同。
所以如果要在气候变化环境下依然选用我们理想的植物,就必须对相应每一个体的抗性有一个深入的研究。以此作为我们植物选用的繁育基础,才能够在未来更好地去应对不同环境下的种植设计。


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比如上图的毛栎Quercus pubescens,它分布区域相对较广,其中海沿岸区域的个体的耐旱性和抗热程度,就会比自然分布在北部区域的个体要强很多。



那么,我们所面临的种植设计挑战是,景观设计师这个群体中只有很少一部分人有这方面的生态学意识,并明白其中的差别。同时,苗圃工作者也没有发现这里面的需求,所以也没有做相应的植物繁育。一系列的问题导致这个工作其实在链条上是被阻断的。我们到苗圃去选择想要的品种时,买不到,这就是一个现实的困难。



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上图我拍摄于希腊南部,是向阳山坡上自然生长的毛栎,即便在相对恶劣的自然环境中,它依旧保持有非常好的形态特征,有很强的抗性和适应性。



但我们买不到,因为没有人意识到这才是有价值的东西,所以也没有去引种和繁育,转化到我们的景观设计当中去,为应对气候变化做准备。



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第二步,当面临一些理想的物种没有市场供应时,可以选择景观形态表现跟其非常类似的非本土的植物。比如左图英国乡土植物欧亚枫Acer pseudoplatanus,和右图非本土的意大利枫Acer opalus是很相似的,我们可以在未来选择替换。


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当前面第一、二步都不能解决未来场地的需求时,那么第三步,考虑选择常绿树种,但这可能就会改变我们的地域景观特征。


上面讲的是应对气候变化的植物选择方案,同时,我们也要去思考气候变化下的生物多样性的综合解决方案。
如果我们引入一种非本土的植物,那么在这个环境里,它是否能支持这个区域里面的小动物的栖息?我们需要去思考以什么样的方式能够构建一个新的生态系统,最终实现区域内生物多样性的平衡。
我们出版了《Dynamic Landscape》,在正在更新的第二期中会有更多的关于这方面的深度思考和解读。


所有景观设计师,可以诚实地问一下自己,对于如何在景观中使用植物,是否有一个非常科学准确的认知?

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景观设计师很少考虑第2、3、4步。很多人还是停留在1和5,最终是通过植物观感好不好看来决定选不选用的问题。


在未来设计中,我们应该考虑步骤2,使用的植物是否在气候变化下能适应场地。然后步骤3,去真实地了解植物原生境环境下的小气候,光照、土壤、水分等条件,类比它在新环境当中适应的可能性。步骤4,关注这个区域里的种间竞争关系,因为这会影响存活率。

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上图拍摄于日本,是我们在全世界范围内寻找木兰科植物的野外科考照片。利用采集的叶片样本可以作为许多数据的来源和分析,例如,通过测定叶片相对含水量衡量这个物种是否耐旱。我们的工作最后形成了一篇高水平的学术论文(《Using big data to improve ecotype matching for Magnolias in urban forestry》),为不同区域的植物更新,从基因型的角度去选择更适合的抗性更强的植物品种做一个深度的思考和示范。


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根据最终整理的信息,上图底部的区域,我们就可以选择到耐寒性更强的木兰属植物。最上面的几种日本乡土的木兰科植物,适应性在欧洲就比较弱。那可能未来我们更加需要去关注底部的这些植物,而不是上面的。


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Henrik Sjomans对25英里范围内的槭树科槭属植物进行过耐旱性实验,上图从上到下耐旱性逐渐增强。作为设计师,我们需要这样的信息来应对气候变化。


有了这些数据,就可以形成相对体系化的参考,无论是在伦敦还是在成都,规划设计师都可以根据需要对应的气候环境条件和植物习性,使用合适的具体的植物品种。


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我一生中大部分时间都在野外考察植物,尝试将它们用于景观。这张图是我在美国科罗拉多州洛基山脉寻找屋顶绿化植物材料时拍摄的照片。


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这个花园是我在英国谢菲尔德的家。在这里,有几处屋顶绿化,介质层只有7.5厘米厚,并且没有任何的浇灌。在过去的7年里,我测试了数百种的植物,观测它们在我屋顶上的表现。然后选出适应性最强的植物,去对比它的自然分布,发现它们主要是分布于欧洲地中海沿岸的国家,这些红点的区域是采集地点。



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所以,如果要应对气候变化去选择植物时,我们就要向着赤道的方向走,选择未来可以适应环境条件的植物类群。




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