中国园林植物生理性研究进展

周 烨

（天津仁爱学院，天津 301636）

1.植物景观生理研究概述

在城市快速扩张的背景下，城市硬质化与污染问题日益严重。植物是园林设计的核心要素，因其在生长代谢过程中与周围环境因子进行的生理生化作用而对环境具有调节效应，在一定程度上可以缓解城市化带来的环境问题。因此在城市园林建设中，植物的生理功能逐渐引起学者的关注。梳理国内植物景观的研究进展 (见图1)可知，从2001年始以植物景观为关键词的发文量开始逐年上升，在2019年达到最高点。

图1 以植物景观为关键词的论文数量随时间的变化

分析论文的学科分布可以发现，研究植物景观最多的三个学科分别为：建筑科学与工程、园艺、林业。梳理三个学科的研究内容可以发现，园林植物的生理性研究主要集中在农林类院校及单位，而研究对象也以农作物居多。而建筑背景下的风景园林专业对园林植物的研究多偏向于植物文化与植物配置设计，对园林植物的生理性研究较少。随着社会对生态问题的日益关注，以及学科的自身发展导向，风景园林专业开始尝试通过多学科的交叉知识来探索更多植物生理生态与园林设计之间的关系。我们以风景园林学科的视角对园林植物的生理性研究进行梳理（见表1），将园林植物生理研究归纳为园林植物的生理特性、胁迫抗性与生化功能三个研究方向。

表1 园林植物生理研究主要内容

2.园林植物的生理研究

环境条件对植物生理活动过程的影响是植物生理学的重要研究内容。与风景园林学科相交叉研究最多的三个研究内容为：园林植物生态习性的研究、园林植物对环境胁迫抗性的研究以及对园林植物生理生化功能的研究。

2.1 园林植物生态习性的研究。园林植物对生态因子所表现出的适应性即园林植物的生态习性。依据不同生态习性可以将园林植物分为不同的植物类型；研究园林植物的生态习性可以为植物的选择与应用提供更多的科学依据，其中研究最多的为光照因子、水分因子以及土壤对植物的影响。在光照因子对园林植物影响的研究方面，研究内容主要是将植物的耐阴性进行更为细致的划分。如温韦华等人对北京地区10种耐阴植物的耐阴性做了对比研究，将其分为强耐阴植物、耐半阴植物与以及稍耐阴植物。张军民等人则对玉簪、荚果蕨、紫花地丁等8种耐阴植物的耐阴程度进行对比研究，将其进一步分为典型阴生地被植物与既喜阳又耐阴的植物。杜宝明与季梦成研究了不同遮光程度对观赏藓类的生长的影响。而水分因子对园林植物的影响方面，研究内容主要为植物耐旱性与水分适应性的研究；周鹏与翁殊斐研究了花灌木叶片的性状与其耐旱性的相关性；钱瑭璜与庄雪影等人对华南地区7种地被植物的水分适应性做了对比研究。在园林植物耐盐性研究方面，崔心红等人则对长三角地区的132种植物的耐盐性做了试验研究，将植物的耐盐水平分为四个盐分梯度；谭海霞统计出45种野生盐生植物资源；并筛选出20种有观赏与生态价值的野生盐生植物。张金龙等对天津滨海新区30年来重盐碱土的绿化建设进行了研究，提出盐碱地区城市绿化应用技术。

2.2 园林植物胁迫抗性的研究。除了园林植物对生态环境因子适应性的研究外，园林植物对极端环境的胁迫抗性也是风景园林专业学者关注的一个重要课题。植物的胁迫抗性是指植物在面对干旱、淹水、盐碱、高温、低温、霜冻，大气、水和土壤污染等不利条件时，表现出适应这种逆境或环境胁迫的能力。园林植物的胁迫抗性研究内容可以概括为园林植物的抗污染力与抵抗自然灾害的能力两个方面。

2.2.1 园林植物抗污染力的研究。园林植物对环境污染的净化方面可以分为三个主要研究方向：园林植物的滞尘能力、园林植物对污水的净化能力以及园林植物对棕地的改良能力。园林植物通过叶片可以吸收、沉降和积淀空气中的粉尘，研究表面增加地表覆盖、提高叶面积、增加植物群落层次，能够强化绿地阻尘、滞粉能力。在园林植物对空气的净化方面研究对象大多为道路绿化植物，如李新宇等人对60种常用北方园林植物的滞尘力进行评价，提出北方地区高滞尘力的乔木与灌木树种；张灵艺等人研究了PM2.5浓度在植物群落空间中的分布特征；王国玉等人从设计的角度分析建构6种消减PM2.5的典型植物群落模式；陈小平则对道路绿化隔离带消减颗粒物效应及配置参数进行了研究，为城市道路参数化设计提供理论支撑。

植物通过根系、叶片或枝条的气孔对环境中的重金属具有吸收和积累功能，因此园林植物对污水和棕地具有净化能力。研究表明，不同植物对重金属的吸收效果不同，许多学者针对不同园林植物的对污染的净化能力做了大量的对比分析。如兰欣宇等人对北京园林植物对土壤中重金属富集能力进行对比分析；张海珍、唐宇力等对于黄菖蒲和再力花对污泥中不同重金属的净化能力做了对比研究；蔡建国等人对芦竹、细叶莎草、香菇草、姜花、水生美人蕉和茭白 6种湿生植物的污水净化力进行了对比研究；姚睿与曾小平比较分析广州湿地13种水生植物对富营养化污泥TN（总氮）、TP（总磷）的去除效能；鲁敏与郭振研究了不同人工湿地植物对生活污水中氨氮(NH4 + -N)的净化效果。

2.2.2 园林植物抵抗极自然灾害能力的研究。植物在极端气候条件下通过胁迫屏障的方式可以阻止胁迫因子进入内部，从而避免胁迫因子对植物的伤害作用。例如在低温胁迫下，植物通过增加细胞液的溶质来降低冰点，从而避免低温的胁迫伤害。近些年，由于全球变暖自然灾害频发，极端气候以及台风等自然灾害都为城市绿化带来了巨大的损失。在城市建设中如何应用好园林植物抵抗自然灾害成为研究者关注的重要课题；研究内容主要围绕着园林树种抵抗力的比较分析以及树种的选择。如在园林植物抗风力的研究方面，肖洁舒等人对华南地区园林植物的抗风力做了对比研究，提出100种适宜华南地区的抗风树种；郭子燕、刘瑞雪等人都对台风后园林植物的受损情况及原因做了研究 。而在极端气候方面，刘青与古新仁对不同生境下的香樟对冰雪灾害的极端气候的抗力做了对比分析，发现树木的生长受到道路空间形态的限制，在遭受冰雪灾害时背阴环境中的香樟损害程度比阳面严重；王炜等人对昆明市32年一遇的强低温天气后的植物园林植物冻害进行调查，研究了冻害程度与植物原产地、生物学特性、生长势、生境等因素的关系。

2.3 园林植物的生化功能研究。植物通过自身生理生化过程可以将环境中的无机物转化成有机物，从而起到固碳、固氮以及固磷等作用。在城市化进程中，自然土壤在向城市土壤转化的结果导致土壤储碳量大幅度减少，从而影响其上的生物群落、水与空气质量,因此园林植物的固碳效应的研究引起了学者的关注：王忠君对福州植物园的绿量与固碳释氧效益进行了量化研究；冀媛媛总结了植物固碳量的传统计算方法以及与大数据相结合计算方法；谭庆与陈法志定量评价了武汉31种野生地被的固碳能力。植物的固氮作用是指植物通过与固氮微生物的共生将氮气转换成氨的过程，是植物提高土壤肥力，改善生态环境的重要方式，在园林绿化中树种的固氮能力也是园林树种选择的重要评价指标之一。如张德顺等人对上海地区的高效固氮树种进行了测定和筛选。

3.结语

本文以风景园林的学科视角，从园林植物的生态习性、胁迫抗性与生化功能三个方向综述了国内植物景观生理性研究进展，论述了园林植物生理性研究机制和效应。大量研究表明，植物的生理生化功能对城市生态建设、改善城市环境有着重要的影响。而学科交叉与量化，将植物学理论与风景园林学科有机结合，将是未来风景园林专业的重要发展方向。