城市湿地植物群落构建与景观设计研究
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一、立项的背景和意义
湿地(Wetland)，是地球上独特的生态系统，是陆地生态系统与水生生态系统之间的过渡性生态系统，是一种特有的土地资源和生境，是重要的物种基因宝库。国际《拉姆萨尔湿地公约》(Ramsar Converntion，伊朗1971)给地球表层湿地下的定义是：湿地(Wetland)系指不论其为天然或人工、长久或暂时之沼泽地、湿原地、泥炭地或水域地带，带有或静止、或流动、或为淡水、半咸水或咸水水体者，包括低潮时水深不超过6m的水域，并以水成土和土壤水分饱和为其主要特征。1992年1月,中国加入联合国《拉姆萨尔湿地保护公约》(LWWPC)。同时在同年6月制订的《中国21世纪议程》中,将湿地保护和合理利用列入议程并为优先项目。2000年3月,国家林业局编制并公布了《中国湿地保护行动计划》。湿地保护与利用的概念,已经从“湿地作为水禽及其栖息地”上升到新的高度,即“保护湿地,更是为了保护其独特的生态、社会和经济功能,特别是保护湿地在提供淡水资源、蓄洪防旱、控制环境污染等方面的功能和效益。”
湿地由于其特殊的水文条件，支持了独特的适应此条件的生物系统，具有丰富的生物多样性和很高的自然生产力。植被(Vegetation)是湿地的显著标志，沼泽(Marshland)是湿地的主要类型。湿地与森林、海洋并称为地球的三大生态系统，是自然界最重要的生态系统之一，由湿生、沼生和水生植物、动物、微生物及其与上述生命形成有关的非生命的水、光、热、无机盐等组成，这些要素互相联系、互相制约，形成了一个动态平衡的生态系统，它具有涵养水源、调节气候、均化洪水、促淤造陆、降解污染物的功能，被称为地球之“肾”；同时由于湿地生态系统特殊的水、光、热等条件，其初级生产力高，能量积累快，成为许多重要野生水生动植物的生长栖息之地，尤其是鱼类和珍稀水禽的栖息与繁衍区域，它对保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥了重要作用。
城市与水、城市与湿地有着不解之缘，大凡世界上的绝大多数城市都有湿地（水系），如北京的海（北海、中海和南海），上海的江（黄浦江），济南的湖（大明湖），而杭州兼具江（钱塘江）、湖（西湖）、河（运河）和溪（西溪），世界上的著名城市如纽约、东京、日内瓦、巴黎和堪培拉也是如此。
但是,正由于湿地具有多种生态功能和社会经济价值以及诱人的吸引力，湿地正越来越受到人们的关注和影响。随着我国人口的增长、城市化加速和经济的快速发展,为了追求短期效益,许多地区的湿地，特别是城市湿地（Urban Wetland）正受到严重地影响，主要表现在对城市湿地盲目地开垦和侵占、工业和生活污水随意排放、湿地面积急剧减少、湿地动植物逃离和死亡、湿地生态系统严重干扰、湿地景观的破坏。城市（Urban）和城市边缘(Suburban)湿地,受城市化、工业化影响最深,破坏程度最大。如何在搞好城市建设、实现城市经济的可持续发展同时，保护、恢复和改善城市湿地的生态系统，还湿地之本来面貌，已成为城市湿地生态恢复的当务之急，也是城市规划中的当务之急，而在城市湿地生态恢复中，植被的恢复和湿地植物群落构建是最基础的，也是最被关注的，从一定意义来讲，植物群落能否得到科学地营造，直接关系到城市湿地建设和城市湿地景观构建的原动力。
浙江省是我国东南沿海经济发达的省份，经济发展和人民生活水平在全国都处于前列，浙江省委、省政府提出，要提前基本实现现代化，实施“蓝天、碧水、绿地、清净”工程，建设“绿色浙江”，全面进行生态省建设，建立全面小康社会，这给园林绿化建设提出了更高的要求，生态省建设首先是绿化建设，城市湿地的绿化建设是生态省建设的客观要求和重要组成部分，本课题立足浙江，面向全国，通过对我省重要城市湿地植物群落构建的研究，提出城市湿地植物景观营造的方法和途经，保护、恢复和改善城市湿地的生态系统，改善城市湿地的景观，为中国城市边缘湿地的可持续利用做出了有益的尝试，为生态省建设和“绿色浙江”建设服务，为城市化推进服务，为全面建设小康社会服务。
二、国内外研究现状和发展趋势
湿地是目前国际众多学者关注的前沿研究领域，还没有形成完整的科学体系，但近年来发展得非常迅速，国内外对湿地的研究主要集中在湿地水文、湿地植物资源调查、湿地水污染、湿地分类、湿地鱼类、湿地鸟类等方面的研究。在湿地水文学研究方面：1869年，湖泊学创始人福艾专著《湖泊学专长概论》，奠定了湿地研究的开始；1923年，瑞士全国水文局领导人、日内瓦大学理学院院长兼地质学教授高莱写就的权威性《湖泊学》专著，主要对湿地水文学进行研究，专著中记载了距今100年前后的湿地水文研究深度。在湿地土壤研究方面：1979年，Cowardin等专家开始将“水成土”（hydric soil）术语引入到湿地土壤研究，20多年间，专家们对水成土的理化性质特别是其生物地球化学过程进行了深入研究。著名的有Mausbach and Richardson(1994)；Richardson et al.(1994)；Vepraskas(19994)；Hurt et al.(1998)；and Vepraskas and Sprecher(1997)；杨青、吕先国（1998）研究了湿地基底呼吸活动；白军红、余国营等（2001）利用统计学定量研究湿地土壤养分的空间异质性等。在湿地植物研究方面：1999年，朗惠卿主编《中国湿地植被》，比较全面地介绍了我国湿地植被的专著，首次全面、系统地记述了我国湿地植被的植物区系、植物生态、植物群落，并对植被分类、分布、区划以及形成、结构、演替过程、生产力与营养物循环深入探讨；2001年美国学者朱莉K.克朗克和M.修伯翰芬尼斯(Julie K.Cronk和M.Sibhan Fennessy)合作出版了《湿地植物――生物学和生态学》(Wetland plants: biology and ecology)，对湿地植物群落生态学、湿地生物化学和植物作为湿地生态完整性的进行研究；陈吉泉研究了河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用（1996）；汤庚国、李湘萍、谢继步等对江苏湿地植物的区系特征及其保护与利用进行研究（1997）；李湘萍、汤庚国、王定胜等研究了江苏湿地植物群落学特征及其分布和演替规律91998）；顾长明等对安徽湿地与生物多样性保护开展研究（2003）。在城市湿地研究方面：还刚刚开始，1999，陈运生对浙东湿地的古地理环境研究作了研究；杨学军、唐东芹提出了城市地区湿地生境类型的生态绿化与对策（2001）；2002，陈久和以杭州西溪湿地为例对城市边缘湿地的可持续利用进行研究。
人类对城市湿地研究较迟，作为现代城市湿地生态设计的研究却是上个世纪才开始，1925年荷兰生物学家蒂济（Jaques P. Thijsse）和园艺师西普克斯（C.Sipkes）在布罗门代尔（Bloemendaal）2公倾土地上创造了一座乡土植物的的园林，种植了一些湿地植物。
随着经济快速发展和城市化的加剧，环境的迅速恶化，迫使人们在考虑对于自然湿地索取同时，开始重视如何保护湿地，增加城市生物多样性，于是在上个世纪90年代初，上海率先开展了生态园林的研究，其中有一部分专门研究城市湿地。上个世纪90年代末，北京市园林科研所的陈自新和北京林业大学苏雪痕等园林专家开始进行北京城市园林绿化生态效益的研究，课题科学地分析了植物景观的生态效益，测定了近百种植物的环保效应和环境适应性，并提出了不同环境下的多种植物种植结构方式，达到了世界先进的水平，为园林环境生态设计的科学化作出了新的贡献。在理论研究突破同时，实践上也进行了大胆地尝试，广东中山岐江公园、北京土城遗址公园、杭州西湖西进等城市湿地公园建设正如火如荼地开展。
但从国内外城市湿地研究来看，对城市湿地植物群落构建和定量化设计还未见报道，而这却是丰富城市生物多样性，特别是城市水生植物和城市水生动物最直接也是最基础的，我们希望通过对城市湿植物群落构建进行研究，进一步丰富城市生物多样性，改善城市湿地景观，让“地球之肾”发挥健康机能，为人类服务。
参考文献
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三、研究开发内容和技术关键
1、研究内容
①、城市湿地类型和湿地植物调研
现状进行分析，对国内（以长江三角地区为主）主要城市湿进行较为系统的调查研究，通过目前城市湿地的景观现状、生态特色和植物应用，分析城市湿地类型的多样性和可应用湿地植物的丰富性。
②、城市湿地植物群落构建研究
构建城市湿地植物群落模型，研究湿地群落的安全性、稳定性、景观丰富性和美感可变性。总结出不同类型城市湿地的植物群落特色。
③、城市湿地生态效益评价
选择不同类型的城市湿地，测定湿地植物的生长量、光饱和点、光补偿点，建立光响应曲线，建立绿量回归方程，对城市湿地进行生态效益进行评估。
④、城市湿地植物景观设计
选育适合长江三角洲地区的特色湿地植物30－50种，根据测定的生长指数、光响应曲线和绿量回归方程，初步定量地开展湿地植物景观设计，克服城市湿地植物应用的随意性和设计的模糊性。
⑤、城市湿地植物快繁技术研究
结合长江三角洲地区，选育城市湿地特色植物8－10种，利用现代先进植物繁育技术和设施，进行快繁技术研究和产业化开发。
2、技术关键
①城市湿地植物群落构建。自然界的植被群落是植物经过长期自然选择和演替的结果，而人工湿地植物群落不仅受湿地植物“装配式”地模仿自然构建，还受到水位、城市负载的影响，使得群落构建可变性和复杂性。
②城市湿地植物景观设计。通过生长、生态因子测定，利用生态位的原理进行城市湿地植物定量设计，因受环境影响，测定数据会有偏差，导致设计的非唯一性和不确定性，富有挑战性。
目前，我们已经制定了初步研究计划和方案，吸取森林植被群落和城市陆地植物定量设计的经验，从我省城市湿地的实际出发，吸收国内外各种先进经验，通过认真测定、科学分析，结合不同类型湿地实际，解决好我们的城市湿地群落的不稳定性和景观丰富性，攻克技术难关。
四、预期目标（主要技术经济指标、应用或产业化前景）
1、主要技术经济指标
①发表湿地相关学术论文3-5篇，城市湿地专著1本
②选育城市湿地特色植物30－50种，并进行扩繁；
③测定20－25种湿地植物光响应曲线和绿量回归方程；
④城市湿地植物设计样板工程（示范湿地）1－2处。
2、应用或产业化前景
① 可以整体改善城市湿地景观的单调性和生态脆弱性；
② 提高城市湿地生物多样性和功能可持续性；
③ 增加城市湿地经济效益、生态效益和社会效益；
④ 改善城市环境，减缓城市矛盾，提高城市的品位。
本研究的产业化主要是利用湿地植物素材、造景技术、设计品牌、模型指标等进行城市湿地的植物景观设计，推广湿地植物素材、群落模型、数据指标，引导城市湿地开发和生态建设。
五、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解
1、研究方案
本课题根据群落理论和生态原理开展城市湿地植物群落构建，其研究方案主要包括以下三方面：
①、城市湿地植物调查和指标测定
②、城市湿地植物群落构建和景观设计
③、城市湿地植物快繁技术研究生态效益评价
2、技术路线
3、组织形式
(1)、项目研究体系结构和组成
本项目的主要研究人员由浙江林学院园林、植物、生态等专业科研人员组成，为了使学科完整性和利于工作开展，适当邀请校外协作单位人员参加研究和样板湿地建设，共同团结、高效、严谨的课题研究组，其构成简单示意如下：
城市湿地植物群落构建研究项目组织方式示意图
(2)、项目实施的组织、管理、方法及步骤
成立课题组，由浙江林学院蔡建国博士主持，北京林业大学博士生导师苏雪痕教授担任顾问。课题组在项目下达以后，首先召开课题组会议，明确分工、落实任务、各司其职、分头执行。
在项目执行中，做到月月互通情况，半年一次汇报，一年一次汇总检查。项目研究中期全面检查，找出问题，及时寻求解决办法，保证项目研究顺利进行。
项目结题，通过技术验收鉴定，达到预定的技术目标。
4、课题分解
子课题一：城市湿地类型和湿地植物
子课题二：城市湿地植物生态效益评价
子课题三：城市湿地植物群落构建和设计
子课题四：城市湿地植物快繁技术研究计
六、计划进度安排
在项目实施年限为2005年1月－2008年12月，共3年。分步实施：
1、2005年1－10月：城市湿地调研分析；湿地植物选育和引种栽培。
2、2005年11月-2006年10月，城市湿地植物选择和指标测定；城市湿地植物群落模型研究。
3、2006年11月-2008年5月，城市湿地植物群落构建和试点；城市湿地植物景观设计；城市植物快繁技术研究。
4、2008年6月－12月，材料总结和论文撰写；课题结题和验收。
七、现有工作基础和条件
课题组具有较强的技术力量和基础条件。
◆浙江林学院具有较强的科研力量，课题组成人员从事科研工作多年，曾主持和参与研究的项目有省科委重点课题，国家自然科学基金、省自然科学基金、省教委、省林业厅种苗站等研究项目10多项，并有多项成果获奖。
浙江林学院现已有试验湿地和苗木基地，并有组织培养设备和设施齐备的温室。园林植物与观赏园艺学科是重点学科，设备先进，基础好。
◆主持人蔡建国博士：师从我国园林植物开发和园林植物造景权威苏雪痕教授，从事园林植物研究10余年，曾先后主持和参与省科委、浙江省自然科学基金、省教委、省林业厅种苗站项目多项，并如期完成研究任务，主持和参加研究的成果多次获奖，先后发表论文多篇，并主持和参与安排及参与了多个良种基地、花木基地的建设工作，并使这些场均能成功建成并取得良好效果。近几年开展城市植物配置、植物优化、城镇绿化技术集成与示范等方面的科研项目，并主持完成多项城市绿化规划设计任务。
◆课题组主要成员都是从事湿地植物、园林植物育种、景观生态、园林效益评估、园林设计和试验分析等教学、科研多年，对城市湿地和湿地植物较为了解。
◆已完成的相关课题和成果
已发表相关论文多篇，已完成和在研相关课题5个（“浙江省城市林业结构调整及优化技术研究”、“杭州市道路行道树及公共绿地树种规划”、“城市绿化观赏花木新优品种引繁与开发研究”、“滨海特色园林植物引繁与开发研究”和“农村小城镇绿化工程集成技术应用与示范研究”），完成有关规划设计项目多项。
◆仪器设备
城市湿地植物群落构建研究项目仪器一览表
仪器名称 型 号 数 量 价格（元） 备 注
照度计 ST-85 2 1860 租用
负氧离子测定仪 1 16000 租用
叶面积测定系统 AM-100 1 52705 租用
温、湿、光照记录仪 HOBO H8系列 3 6000 租用
数码相机 CANON 1 7000 已有
笔记本电脑 NEC 1 15000 已有
手持GPS定位仪 2 4000 已有
八、经费预算
预计所需的研究经费为15万元，具体见下表。
城市湿地植物群落构建研究项目经费预算
经费开支
预 算
（万元） 设备费 能源材料费 试验外协费 资料印刷费 会议及调研费
2．4 1 2.8 1.2 3.6
租赁费 鉴定验收费 人员经费 管理费 其他费用
1 1 0 1 1
我觉得有很多呀比如植物的进化 植物有没有情感 植物和人类的起源
研究动机： 我这次会选「光对植物的影响」这个题目的原因是：世界上到处都是植物，而且我知道植物在生长的过程中，一定需要适度的阳光，所以我想要了解光的强弱对植物的生长是否有影响；不同的光对植物的生长是否有影响；不同颜色的光对植物的生长是否有影响。
研究目的：
（一）光的强弱，对植物生长的影响？
（二）不同颜色的光，对植物生长的影响？
（三）光的强弱，对植物生产养分的影响？
研究结论与建议：
实验一、光的强弱，对植物生长的影响
从这个实验中，发现
(一)25W下的植物长的最快，平均每天长0.53cm，因为25W的光最强，所以植物有足够的光线可以使自己快速生长。
(二)8W下的植物长的最慢，平均每天长0.27cm，因为8W的光线最弱，所以植物没有足够的光线可以使自己生长。
实验二、不同颜色的光，对植物生长的影响
从这个实验中，发现
（一）在8W的叶子加上碘液，发现颜色稍淡，可能是因为
8W的灯光不够强，无法使植物大量的制造养分，因此颜色较淡。
（二）在25W的叶子加上碘液，发现两个的颜色都差不多，颜色较深，可能是因为25W的光线已足够植物制造养分，所以在25W灯光下的植物，养分较多。
实验三、光的强弱，对植物生产养分的影响
从这个实验中，发现
（一）在8W的叶子加上碘液，发现颜色稍淡，可能是因为
8W的灯光不够强，无法使植物大量的制造养分，因此颜色较淡。
（二）在25W的叶子加上碘液，发现两个的颜色都差不多，颜色较深，可能是因为25W的光线已足够植物制造养分，所以在25W灯光下的植物，养分较多。
一、光的强弱，对植物生长的影响？
（一）从实验中发现，绿豆的茎都长的特别高，可能是因为给植物光照的时间不够，导致植物的叶子特别少，而茎却特别高，所以在实验中，植物高度的差异性很小，在下次实验的时候，光的瓦数差异要更大，光照的时间要很久，才能做出差异性较显著的实验。
（二）当初，是把为发芽的绿豆埋进去，但是，每颗绿豆发芽的时间都不一样，导致实验有误差，下次做实验，应该把一样高的芽放在一起，才能减少实验的误差。
二、光的颜色，对植物生长的影响？
我们发现不同波长的光对植物生长发育有不同的影响。植物在行光合作用过程中，并不是所有波长的光能都可利用，光线中的红光与蓝光(红色光的波长范围为640-740nm，蓝色光为420-490nm)是被植物吸收最多的，并能促进叶绿素的形成，具有最大的光合活性(行光合作用的能力)。绿光容易被绿色叶子反射和透射，因此很少被吸收利用。但是在本次的实验中观察到照射紫光的绿豆长的最高,其次才是照射蓝光与红光的绿豆,是否还有其他的重要因素影响本次的实验，导致实验结果不如预期，是一个值得探讨的好问题。
三、光的强弱，对植物生产养分的影响 ？
从实验中发现，植物滴上碘液以後，并没有明显的差距，可能是因为光照的时间不够久，导致叶子的养分都被拿来使用。在摘下来以後，都处於阴暗处，导致养分拿来供给叶子，使得实验并没有明显的差距，在下次的实验中，让植物照光时，照得久一点，并且放置在有阳光的地方，才能避免养分的流失。
你先说说你能获取到的硬件设施呗~~~如果你家里有人是做生物的，并且能使用专业的实验室，还是有很多东西可以做的。
我记得《生活大爆炸》里面，说过一个课题——音乐对于植物生长的影响。
你用一种生长周期比较短的植物，比如豆芽啦，拟南芥（这是我们实验室常用的模式生物）啦，分成两组，培养的条件都相同，一组植物每天给它们听3个小时（具体时间你自己决定）音乐，一般都用交响乐，一组植物不停音乐，比较两组植物的长势。
或者你再创新一下，一组听莫扎特等人的古典交响乐，另一组听重金属摇滚，最后比较长势。
希望对你有帮助。其实如果你有比较好的实验室的话，还有很多有趣的东西可以做。
