气候变化下植物的选择应用

作者:老街果博东方    发布时间:2023-06-08 19:13:42    浏览:

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【老街果博东方讯】近50年来,全球气候变化已经通过多种方式影响了地球上的每一个区域,不仅是人类的活动,动物的生存,还有大范围植物的繁殖生长。来自英国谢菲尔德大学的詹姆斯·希契莫夫教授(James Hitchmough),多年来从事生态草本与木本植物群落研究和极干环境景观生态恢复研究,是横跨景观设计界、生态学界和园艺学界的国际知名学者,也是世界上最著名的生态景观专家之一。其与团队大量的研究成果为应对未来气候变化迈出了积极的一步,下文将详细解析在气候变化下植物选择应用的一些关键性问题。


气候变化有哪些趋势,会给植被和景观设计师带来的问题?


 苏黎世联邦理工学院克劳瑟实验室(The Crowther Lab)在科学杂志《公共科学图书馆》(PLoS ONE)上发表了一篇题为《从全球城市类比分析理解气候变化》(Understanding climate change from a global analysis of city analogues)的研究,为世界城市中心的未来描绘了一幅严峻的图景。作者们研究了北半球200个大城市,通过对城市类似的大量数据分析来理解气候变化。研究发现,北半球所有的城市总体上都趋向于向亚热带气候区变迁,这些城市将以大约20公里/年的变化速度,在未来与其南部约1000公里的更为温暖的地区气候相似,而处于热带的城市将变成更为干燥的地区。


举例来说,英国伦敦将会变成类似目前西班牙北部的巴塞罗那的气候环境,而在中国,未来北京的气候可能与南京类似。那么我们可以做的是,去了解巴塞罗那野外环境、城市景观以及植物的景观表现,借鉴运用于未来伦敦的景观设计。


实际上,气候变化对大型城市中种植设计的影响应该是最大的。除了气候变暖的大背景,大型城市还面临着局部的热岛效应,所以城市的极端气候影响要比农村地区严重得多。面对这种交融在一起的复杂环境,我们就要逐渐形成对于城市景观和郊野景观的两种不同种植“文化”的深度思考和对比。


郊野环境变暖程度相对城市环境来说可能没有那么突出,但最大的挑战在于,我们要尽可能地保持地域景观的特征。对于英国和欧洲其他国家来说,国土面积相对来说比较小,气候变化的影响对于国家整体郊野植被的影响是非常深刻的。那么在这种情况下,如何能够保护地域特征,同时又能应对气候变化,是非常棘手的问题。


现在,许多物种都面临着将会减少、消失或向纬度更高的地方迁移的问题,在规划设计时,我们如何应对?


 在植物选择和淘汰的过程中,可以大致将植物分为三类:一是随着未来气候变迁,原来适应凉爽湿润环境的一类植物变得越来越不适应环境,逐渐数量下降,甚至被淘汰;二是适应了环境改变的植物,它们分布的区域可能保持现状或者增加;三是在景观设计中引入的观赏性强或某种抗性强的物种,它们越来越适应未来的环境条件,并将形成新的适生群体。


在有新增也有减少的情况下,生物多样性会如何改变呢?可能会保持现有水平或甚至出现增多。一些能够自播繁衍或自然演替的植物,可以通过它们的方式进入另外一个新的空间,然后定根繁殖,自然生长。有一个非常矛盾的现象:人们能够接受从别的区域迁徙来的新的鸟类或者其他动物来丰富区域动物的物种多样性,但是又非常紧张有外来的植物进入到他们的国土空间。

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 地球原本是一个整体,由于地壳的运动才产生了各大洲以及很多改变。这张图片是詹姆斯教授和新自然主义设计团队,在四川野外考察时,于海拔2000米的高山上拍摄的。这里有保留得非常好的原始林地,可以看到中国物种红色名录上濒危物种连香树和珙桐在自然界中的生长状态。在这样一个生态环境下,我们思考的是,260万年前,大洲联系在一起的时候,这样的一种林地空间,它的分布是从中国的西南山区一直延续到欧洲,甚至到达英国的爱尔兰群岛区域。由于地壳运动和人的影响,使得这类植被现在在欧洲看不到了,但可能实际上曾经的欧洲也跟中国西南部拥有相同的植物和群落类型。所以,我们现在讨论的本土和本土化概念的问题,实际上要用更长远或者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,很好地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世纪末从其他国家引入的,仅仅是一个类本土化的植物而已。


在中国,由于原生植被在冰河时代向南退缩,之后,它们又回到了北方,所以中国的植被保存得相对较为完整,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。 


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?


 正如上文所述,未来伦敦的气候会类似现在巴塞罗那的气候。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。


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地保持地域景观特征。


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的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、土壤环境条件下的某一品种,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。


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是被阻断的。


比如毛栎(Quercus pubescens),它分布区域相对较广,其地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。这是拍摄于希腊南部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。但我们无法在苗圃购买到,因为没有人意识到这是有价值的,所以也没有去引种和繁育,进而转化到我们的景观设计当中去,为应对气候变化做准备。


如果气候变化剧烈,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。


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。 


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。


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。


我们正面临着前所未有的气候变化,我们真的需要在各个领域尽可能地减轻负面影响。植被在未来并不能保持恒久不变。有些植物可以适应气候变化,有些则不行。之前很多的经验,包括专业书籍或者一些专家的研究,在现在的气候环境下,需要我们一起重新来审视,要有更多科学的数据来支撑和推动新的发展与变化。


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