科学营造芳香、炫彩、灵动的健康生态城市园林

郑华

（工作单位：中国林业科学研究院资源昆虫研究所；

所属民主党派组织：九三学社西南林业大学委员会）

城市人居环境的改善和提升，正日益成为国民追求健康生活的基本理念。深入贯彻习近平生态文明思想，建设高质量的新时代特色城市园林，增进大众福祉，需要以高层次的战略眼光，从全局规划，形成系统、协调、功能卓越的健康型城市园林绿地空间。为此，有必要在传统绿化的基础上，进一步融入芳香植物化学、植物色素研究、化学生态学等领域的科技成果，探索营造芳香、炫彩、灵动兼具的新型园林。

（一）园林的芳香特性与人类健康研究

1）森林浴的研究

森林浴也可称为森林疗法。早在一百多年前，德国就出现了森林浴的具体实践。但直到1982年，这一词汇才正式由日本首创。森林浴研究除了关注人们对森林环境产生的视觉、听觉等感受外，更特别强调对其嗅觉的生理、心理效应，倡导林中游憩，使人体积极主动地沐浴在森林环境中，吸收植物释放的挥发性芳香物质，如芬多精、萜烯类化合物等，在一定程度上可对病菌、毒素进行抑杀，并引起精神、生理的愉悦、畅爽感，从而起到调节情绪、增进身心健康的效果。

相关研究已发现，很多植物释放的挥发性芳香成分在森林浴的保健功效中具有重要作用。此外，也有部分由植物散发的化合物可能对人体造成不利影响。因此，还需从森林植物挥发物的化学成分研究和森林芳香物质的医学功效研究方面进一步深化探索。

2）芳香疗法的研究

一般认为，现代芳香疗法最早是法国人Rene-Maurice Gattefossé于1928年首创并临床应用的，而到1964年，金·华尔奈特明确提出了“芳香疗法”一词。疗法广泛采用天然植物精油，创造香氛环境，让人吸入精油的香气，产生镇静、松弛、缓解疲劳、愉悦情绪等效果，并通过调香师评价、脑波等生理指标测定相结合的方式，积累和完善香气成分与情绪变化关系的研究基础。

传统芳香疗法在精油的制备及成分分析方面，通常是剪切新鲜植物的花朵等原料，粉碎后进行提取，再以提取物的溶液作为仪器检测对象，获得其中的化学成分组成信息。随着各方面研究技术的改进，越来越多的相关人员逐渐意识到，提取物来自于损伤、离体的植物组织和器官中，其成分同自然状态下的活体健康植株散发的香气成分必然存在一定差异。因此，陆续有研究在活体植物挥发物的采集和化学成分分析手段上进行了革新，探索了较为实用且更能真实反映香气本质状况的方法，如动态顶空密闭循环式挥发物捕集法、全自动热脱附-气相色谱/质谱联用分析技术等。

3）园艺疗法的研究

美国早在上世纪末就开始针对一些工业生产造成的空气污染提出了所谓“芳香治疗”行动，收到一定成效。美国、加拿大园艺界人士亦逐渐尝试将“芳香园艺”与传统的园艺疗法相结合。

在欧美及日本，传统的园艺疗法更直接关注的是人通过参与园艺种植的体力劳动而获得的锻炼及放松作用。实际上，在该过程中，自然也会对美好的色彩、有益的芳香等植物感觉产生相关反应，达到一定的身心保健和情绪调节效果。

因此，利用园林植物本身具有的自然芳香特性，综合运用目前世界上已有的森林浴、芳香疗法、园艺疗法探索成果，以对天然活体状态的植物气味化学成分进行全面分析测定为基础，根据其成分的具体组成状况，科学选择适用的园林植物配置方式，达到趋利避害的目的，城市园林就有可能在传统生态营造的水平上提升至芳香特征明显、化学生态效应良好的更高层次。

（二）园林的色彩与人类健康的关系

多彩的世界拥有缤纷万物，有色物质是现实生活中无处不在的影像，其本质是各种色素在人类视觉中的感受。

园林植物具有美好的观赏价值，在很大程度上要归功于植物体内丰富的天然色素。目前，人类已开发利用的天然色素绝大部分为植物色素，其中有不少色素属于世界各国允许使用的食品添加剂，具有安全无毒、不会因长期食用导致各种器官病变的特性，其毒理实验及砷、铅、汞类有害物质含量、卫生检验指标等均有相应的检测规范。很多园林花卉植物，如大花美人蕉、菊花、栀子等的花或果实都富含色素，在观赏之余，还能充分利用。园林植物色素来源广泛，化学结构类型多样，包括花青素（花色苷）类、黄酮类、类胡萝卜素类、四吡咯类、醌类等，作为天然食用色素或布料织物染色等用途，可为现代生活中人们追求健康品质的要求提供有益的物质基础。

1）天然食用植物色素

来自园林植物的各种光合色素，其五彩缤纷的色泽可赋予食品赏心悦目的外观印象，部分色素还具有某些营养、药理及天然防腐的功效。举例如下：

①栀子（Gardenia jasminoides、Gardenia grandiflora、Gardenia florida等）：全国各地广泛种植的芳香花卉植物，南方省份有一定的野生分布，其果实可提制红、黄、绿、蓝四种颜色的色素。日本是栀子色素生产技术领先的国家，上世纪大量从中国进口原料，到80年代时产量进入巅峰期，近年来还开展了相关的细胞工程技术研究。中国起步较晚，至今有三十多年的生产史，但还缺乏相应的生物技术。四种栀子色素通常都可用于各类食品、饮料及甜点的着色。

②紫苏（Perilla frutescens或Perilla ocimoidis）：分布在中、日等东亚地区，可利用其自然干燥后的叶片、种子进行色素提取。我国傣族有采用紫苏种子对糯米糍粑染色的习俗，其它地区亦有在中药、糖浆、粉末果汁、腌制菜品等方面的应用，日本的糕点、饴糖、果酱及腌渍食品中也常见其应用。

③红花（Carthamus tinctorius）：原产印度、埃及等国，约两千多年前传入我国，现在各大洲广泛分布，以印度、美国、墨西哥、澳大利亚等国产量居前。根据工艺条件不同，可制取水溶性和非水溶性等两种红花色素，均为黄酮类化合物，其中水溶性色素可广泛用于糖果、蜜饯、冷饮、饮料及配制酒的着色，而非水溶性色素的含量低，制备成本较高，在日本也仅作为一些顶级糕点产品的配色使用。

④密蒙花（Buddleja officinalis）：地域分布广泛，亦名黄饭花、染饭花、米汤花等，可将其花蕾用于食物染色、增味等。我国西南少数民族地区会在各传统节日期间利用密蒙花色素染制色彩明亮的黄米饭，美味又营养。色素中的黄酮类物质有一定的自由基清除能力，可用于糖果、糕点、果汁饮料及配制酒的着色，开发潜力很大。

⑤云南石梓（Gmelina arborea）：又称酸树、滇石梓、甑子木，具有美丽的花朵和香甜的果实，由花果原料提取的色素可用于糕点、饮料、果酒的着色。在西双版纳等傣族世居区，人们传统上即有食用这种鲜花的习俗，还可将干花粉和糯米粉混合，制成的节日庆祝用的特色美食。相关地区可充分开发利用该植物色素资源，形成产业。

⑥观音草（Peristrophe baphica）：别名红蓝草、九头狮子草等，通常将其捣碎获取到的红色汁液作为食用色素，具有一定的抗菌和防腐效果，而且，仅利用这一种植物色素，即可在不同酸度条件下，将糯米饭等食物染出多种色彩，广受欢迎。这一现象很早就被傣、壮等少数民族的人们发现。该植物色素的鲜明特色具备很高的开发潜力。

⑦胭脂树（Bixa orellana）：通常泛称为红木，主要分布于热带丛林的边缘区域，如南美大陆和西印度群岛地区，此外亦有少量分布在肯尼亚、坦桑尼亚、安哥拉、尼日利亚、印度和一些东南亚国家，其种皮中的红色、橙黄色色素可在食品及化妆品中使用，属类胡萝卜素类化合物。色素的安全性极高，很早就为拉美地区居民熟知。应用非常广泛，既涉及谷物、肉类、鱼类等传统食品领域，还大量用于西式甜点、糕点、冷饮、饮料、果汁、洋火腿、香肠、焙烤制品类，并在食品法规严苛的部分国家及地区作为黄油、人造黄油及乳酪等乳制品着色唯一允许使用的色素，因此需求量相当大，值得我国相关研究人员加以探索。

2）用于布料织物染色的植物色素

由于人体肌肤会直接接触各种服装布料，其材质及各色衣物染料的安全性必然引起关注。相比现代纺织与服装行业，古代的天然染色技法仍有某些独到特点。有研究表明，我国古籍中描述的“香云纱”是一种经薯茛汁液染色而成的布料，耐碱性好，不易腐烂，且在直接与人体皮肤接触时具有一定的保健作用。可见，结合当下倡导的大健康产业理念，适当开发利用布料织物染色的植物色素是必要和可行的。

我国古代的布料染色植物色素多为蓝色，少部分为黄色。例如“蓝靛”或“靛青”（吲哚类化合物），源于菘蓝、蓼蓝等植物叶片的榨汁液经石灰处理所得青黑色沉淀物，并可进一步晾晒，作为古代女子的画眉颜料“青黛”。中药板蓝（Baphicacanthus cusia），又叫马蓝，也是蓝靛染料的重要来源植物，叶片中具有高含量的蓝色素。蓝树（Wrightia laevis），或称大蓝靛、山蓝树，其叶子中的蓝色素色泽明艳，染色效果坚牢稳固。以上多种蓝色素均具有环保、健康的特质，是我国很多民族长期用于染布、蜡染、扎染等工艺的天然染料。而热带水果菠萝蜜（Artocapus pithecogallus），别称木菠萝、树菠萝、牛肚子果等，则是天然黄色素的来源植物，其树干心材中的黄色素是我国南传佛教以及中南半岛地区僧侣的黄袈裟所用的布料织物染料，实用意义不小。

综上所述，园林植物的色彩不但能用于观赏，更可有效开发利用。我们有必要在植物选择及配置时充分考虑这些因素，营造既美观有有益于人体健康的特色炫彩城市园林。

（三）蝶类动感园林的发展状况

人工造园的最高境界莫过于“鸟语花香，蝶舞蜂飞”。随着生活质量的改善，我国大陆居民对城市园林的需求水平也不断提升，很多人已不再满足于单纯静态的植物配置，而是希望城市园林绿化中能够补充更为丰富的生物多样性景观，如池中锦鳞游泳、水面鸳鸯怡情、林间莺歌燕舞、花丛彩蝶翩跹等。然而，要使活动的禽鸟鱼虫随人心所愿，带给观赏者以绝佳的效果，则园林设计者必须在构筑“植物·动物·环境”和谐一体方面深具匠心。

长期以来，我国园林界在植物景观营造方面已取得众多成果，基础雄厚，但对园林中动物景观的营造还有较大缺陷，特别是利用活体蝴蝶与植物一起配置观赏园林的技术明显滞后。为此，有必要了解我国大陆在生态园林中对蝶类的应用状况并提出今后的发展方向。

1）中国传统园林中关于蝶类的记载

花鸟鱼虫是中国传统园林中的重要元素。历史上，我国并不缺乏观赏昆虫在人文景观中与园林植物和谐共融的现象。杜甫的“穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞”诗句便生动地描绘了长安曲江池畔蝴蝶轻盈徜徉于群芳之上的美景。云南大理著名的蝴蝶泉自明代以来数百年间均有鳞翅目昆虫成群结队形成“蝴蝶会”盛况的记载。但随着生态环境受人类活动等影响发生变迁，这一民族文化与自然奇观完美融合的风景已销声匿迹近半个世纪。

2）我国城市园林的发展动向概况

回顾我国城市园林发展的几个阶段，初期只是简单地追求绿化，甚至就是在马路边挖坑种树而已。其后，对树种选择、植物配置有了认识上的逐渐深入，开始更多关注树姿、花色等视觉效果，提倡乔、灌、草、花的协调搭配。在此基础上，又有研究突破传统理念，使城市园林化的内容更加丰富，如强调城市绿地植物在嗅觉方面的重要性——根据化学生态效益趋利避害，以及把绿色的园林变为多彩的园林——使景观生态效益充分提升，等等。这些“香化”、“彩化”、“美化”措施无疑超越了传统的“绿化”，为城市园林未来的发展提供了新的思路。而结合世界发达区域经验，为城市园林增添“会飞的花朵”、“大自然的舞姬”，提出从静态园林向“动静并举，相得益彰”的动感园林方向发展，将为我国城市园林今后的发展指明一个新的重要方向。

3）世界蝴蝶园开发的方向

从全球蝴蝶产业的开发历程看，也大致经过几个时期。首先只是简单地野生捕蝶，将标本制成工艺品供科普、美育、收藏之用，换言之，仅可观赏“死蝴蝶”。但大量野外滥捕对蝴蝶种群的生存和相关生物链的影响十分恶劣，而对蝴蝶的商业需求不断扩增，必须依靠大规模的人工养殖。因此，我国也向境外蝴蝶业界学习，建立活体蝴蝶养殖园，利用封闭式网型蝴蝶园向游人展示飞舞的蝶类。随着各方面条件的改善，还投资建立了一些封闭式温室型蝴蝶园，使活体蝴蝶园丛热带向非热带地区扩展，并实现四季观赏。近年来，欧美游客的兴致主要转向接近天然状态的开放式蝴蝶园，这类蝴蝶园主要依托热带地区丰富的寄主植物和蜜源植物而建，形式多为蝴蝶谷或蝴蝶岛。由封闭式蝴蝶园向开放式蝴蝶园发展，将使蝴蝶观赏园放飞中潜在的生物入侵风险进一步增大。为此，必须根据寄主、气温等因子对蝶种的影响进行生存概率评估，计算风险系数，并对风险系数不为零的种类进行综合因子风险评估，计算综合风险分数和风险指数，以此确定不同的放飞措施。

从“死蝶”到“网中蝶”再到“花海任蝶飞”，蝴蝶与园林植物的关系越来越密切。蝴蝶产业开发的新方向，必然是蝴蝶与生态园林的和谐统一。

4）我国大陆蝶类生态园林的研究及营造状况

改革开放以来，国民生活日渐殷实，对园林、对蝴蝶的审美时尚都更紧随国际潮流，二者的妙趣统一是必然之果。纵观我国大陆城市园林和蝴蝶产业的发展趋势，显而易见，在未来，创建开放式天然观赏蝴蝶生态园林将成为一大主流。但我国大陆目前所建的部分蝴蝶园存在明显缺陷，特别是园林景观营造技术落后、成虫寿命短（观赏期短）等，亟待改善。

1997年在海南三亚建成的亚龙湾“蝴蝶谷”是我国大陆早期的网型蝴蝶园之一，园内设有长60m、宽21~32m、高10~12m的网架，配置有多种蜜源植物和寄主植物，如百日草、万寿菊、马缨丹、龙船花、三角梅、羽叶金合欢、扶桑、铁刀木、黄槐、白兰花、芸香类等，放养的蝶种主要有美凤蝶、达摩凤蝶、玉带凤蝶、统帅青凤蝶、青凤蝶、铁刀木粉蝶、凤尾蛱蝶、鹤顶粉蝶等。经过二十余年的发展，我国园林界也更加认识到城市园林中鸟类及蜂蝶的重要性，并对其招引与保护推荐了适宜的植物群落配置。尽管在蝴蝶园建设方面不断努力，并提出了复式蝴蝶园的新模式，但我国大陆的蝴蝶园经营技术及手段仍较落后。大理蝴蝶泉公园的景观规划设计仍不能全面恢复彩蝶纷飞天地间的愿景，令笔者深感构筑开放式蝴蝶生态园林之不易，特作《会蝶》一首：“迷泉梦行忆葱茏，花径杳杳暗香融。扶摇万朵祥云异，寂寞千重潭影空。丹青匠园构锦圃，薰士蜜境植奇葩。总为群芳添灵翅，长舞春庭四时同。”以表达期望采用人工辅助调控方式，根据蝴蝶成虫的主要行为特点，诱使其追踪蜜源和寄主植物气味，在观赏区群集展翅，再现蝶泉昔日美景，让蝴蝶在补充营养、交配、产卵等行为中结合园林植物的景观生态效应以及蝴蝶和植物的化学生态效应而产生特定的趋性选择并为园林造景者所利用，达到园林的动感美、蝶园的生态化。

总之，融汇园林植物的芳香、色彩及林地蝶类的动感效果，科学营造现代城市中具有更高健康水准的生态绿地，应成为人居环境创造者的必然选择和追求，且在我国已经具备实现的基础，通过相关科技人士的不懈努力将成为可能。