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2019年3月24日 作者:xwz2367609 [返回]
树木垂直化耕作的“空气树”技术

第二节,树木垂直化耕作的“空气树”技术

树木包括都市绿化树、农村的风水树、及果树生产,这些树木培育成大树发挥景观效果或者挂果投产成园,都需数年数十年之久,而且早期的叶面积系数小,空间利用率低,单位面积生物量小;通过空气树技术实现垂直空间的快速绿化,既可快速打造城市景观又可以使果园实现早期丰产,是树木垂直化耕作的重大创新。

一、“空气树”的创新思路及应用价值

1、空气树的创新源泉

“空气树”概念的提出源于2010年上海世博会的西班牙马德里展馆,其中空气树就是该展馆重要的呈现项目;它应用钢结构技术,建设一个巨大的圆柱式层架形钢构,再于每层架上摆放容器培园木树木,和结合太阳能板发电实现智能灌溉,可以迅速实现巨大空间的绿化,也就是由众多空中布局的容器培园林树木组合成巨大的空间绿植,具速度快无生态破坏的优点。传统大树移栽除了成本高以外,而存在对生态的破坏;如一株大树从山林搬至都市,得带巨大的土球及严格的技术把关才能成活,搬移的方式对原生态成破坏,如果导致大树死亡更是对生态的严重破坏,就是成活了,也无非是把大树从甲搬至乙地,对地球整体的生态贡献率还是等于零,无生态增益作用;而西班牙的空气树可以无需搬挪大树,可以在城市的都市环境下利用钢构技术创造空间平台,采用容器培树木实现快速的城市空间绿化,是新增的生态绿植,而不是大树移植的破坏式绿化美化,所以该技术可以作为未来都市迅速创造绿化空间的重要技术手段,但这种模式的空气树构建,缺乏天然美感,是概念化的树,与自然之大树在形态外观与美感效果上差异较大,只能作为未来城市绿化技术的补充,另外,因该树的巨大的圆柱形钢构建造,占地面积较大,大面积的都市绿化应用受到地面条件的制约,还得研发改造出占天不占地的空气树技术。

新加坡20126月峻工的超级树,英文名:Solar Supertrees。位于滨水湾花园,为树形钢结构,高度在25米至50米之间,被称之为“超级树”;其技术为钢结构打造树形钢架,利用太阳能与风能发电实现电能自给,再于树形钢构的肤表种植空气植物,如空气凤梨、附生植物、蕨类植物等,这些植物无需以土壤为栽培,可以用轻型的少量人工基质作为附着,打造出浑然一体的伞形绿植巨树,便这种模式品种单一,绿植后叶面积系数小,生态贡献率(光合作用吸收二氧化碳的能力)不如自然之大树,而且造价不菲,对于乡村与都市绿化的应用推广较难,同时也失去了树的自然性与及艺术性,更多体现于现代科技的建筑性。

2、空气树在美丽乡村建设上的应用

基于上述研究成果及概念的启发,新型的“空气树”创造性形成了,树形仿生雕塑不失自然之美,种植采用木本植物雾耕技术的融合,建成由众多栽培单元聚合成型的仿自然而胜自然的艺术化景观树,达到自然与美及现代科技的有机融合。其中塑塑技术的融合可以刻画出树干百年的苍桑感,创造出诗画田园的美景,又起承载与激发着乡愁的情愫。而且中空的树干又为树木等植物的栽培创造根雾环境,以雕塑树为载体的雾培植物可以实现快速生长覆绿的效果,实现短时间空间全覆绿,短时间创造出枯藤老树昏鸦的效果。采用雾培技术无需西班牙空气树的基质承重,也突破了新加坡超级树的品种局限,更为重要的是,树体生长快速而且实现可追溯的自动化管理。采用该技术可以在都市乡村的任何地方建设出心目中的艺术景观大树,为诗意田园及非破坏性的生态构建作贡献。

大树资源不仅仅是生态贡献,它的美学与人文贡献是常规城市绿化无法实现的,而百年大树移栽成活率低,造价极高,一直是乡村与都市的稀有生态资源;而美丽乡村及具历史人文的生态文明城市的建设,更需百千甚至千年老树的点缀,采用艺术造型现代耕作的空气树技术,可以在任何地域及气候环境下实施人工造树,让美与生态共存,让人文与乡愁的承载共存,让现代与自然和谐共存,为美丽乡村及生态文明城市的建设增添亮丽的风景。

当前,乡村城市的美化绿化与生态宜居环境的打造大多采用花海铺面,绿化与园林景观布点的方式,城市与园林元素较多,甚至一些地方全部采用外来的绿化美化树种,破坏乡村原生态,同时又失去特色与个性,建设成青一色无个性的重复乡村,违背特色小镇建设“特”字总要求;枯藤老树昏鸦,小桥流水人家,是城里人对农村生态向往的写照,而老树这种稀有的村落资源,更是美丽乡村重要的元素,如何让村落的老树永久保存,勾起人们的乡愁与儿时记忆;除了老树的保护修复外,还可以结合现代科技进行人工快速再造, “空气树”技术,它可以按照园林景观设计的要求,快速造型与速生培育出心目中造型嶙峋骨感,形态似百年或千年老树的“空气树”;而且干径粗细及高低错落之变化可以随心打造,为美丽乡村生态宜居环境的构建起到画龙点晴的作用,是现代科技与生态自然的有机融合,对于生态退化的乡村,应用空气树技术,迅速打造出具历史印迹与园林风格的美丽乡村景致;可以用于村庄的风水树打造及村落和农家院的生态庇荫及生态造景,及用于乡村行道树及广场美化绿植的应用。

二、空气树的构建及应用与产业前景

以下就空气树建造方式及相关技术作简要介绍。

1、空气树的构建技术

1)雕塑化树体骨架的构建

当前用于园林绿化及美化的雕塑技术已非常普遍,包括人造假山及人文景观的打造雕塑,这作品的共同之处就是内部中空,中空的内部可以作为植物的气雾培根域空间利用,树与假山就成为气雾栽培的载体与平台。在雕塑树或假山的三维空间上按设计需要开孔定植相关植物即可,构建起树干逼真,枝叶真实而且可快速生长开花或挂果的真假融合的大树,不管在外观还是功效上与真树相同,关键是可以实现快速构建,无需数十甚至上百年的培育周期,其成本大大降低,而生态生产效果又优于普通的树木绿化与栽培。雕塑树建造有用玻璃钢材料与水泥材料两种,树的形态与大小可以按场地及景观设计去构建,树干的纹理可以采用拓印的方式处理,达到以假论真的效果。也有采用铁丝网或网架钢构技术再结合水泥喷浆法形成树体骨架,包括基座根蔸造型、树体主干塑型及一二三级分枝的构建,形成中空的以钢丝钢构喷浆为承重的仿生树;其中涉及喷浆技术、力学构造、分枝造型、表现艺术化纹理与色彩的外理,达到外观逼真骨架牢固内部中空的技术效果。分枝造型可以因不同的树种自然形态为依据,有主干形、开心形、纺缍形、塔形,或者经历风雨雷电百年苍桑的枯木式艺术造型,一般雕塑工程按拟完成的树体庞大程度来定,巨大化的树型可以雕塑至34级分枝,末端分枝由真实的植物生长构建,普通株型完成二级分枝的雕塑即可。在骨架实施人工塑形基础上,栽培后枝叶的造型,植物会在空间布局中通过影撑现象自然调整枝叶的生长角度及长势,与真实树相同,同样体现出符合自然规律的生长构型与风格。钢构树是树上树的构型模式,一株树由众多的雾培单株组成,雾培单株是整体雕塑树的全息与分形。

2)、中空树干内置弥雾系统的安装

树干内弥雾系统的安装与日常管道化气雾栽培安装类似,较粗的主干部份,可以如山地立柱雾培安装,其它分枝部份则与管道化雾培类似,每间隔0.6m安装喷头;管道分为主管、侧管、支管,喷头安装于支管上,支管一般采用黑色的20-25#胶管,柔性的胶管便利管道布设;主管上连接水泵,过滤器,如果是多植株片栽,每一植株接入一侧管,侧管上连接支管;喷头与支管之间采用毛管连接,具体见图示。管道的安装有三种方式,一种是所有管道都布设于中空的树干内,这种方式遇到喷头堵塞时相对麻烦些,也可以安装于树干外,于安装喷头处把毛管穿孔入树干内,维护时把毛管外拽拉出喷头即可,第三种方式是在雕塑时即把管道预埋设于树干或树枝内。也可以采用超声波雾化器(即加湿机)直接往树干内以鼓风的方式供雾,这方式相对成本较高。水泵的安装一般选择磁动力泵,以减少对环境的噪音。

3)、树木等植物的定植技术

为达到树体快速覆绿效果,于雕塑树的肤表实行均匀开设定植孔,结合光生态位原理采用螺旋式空间布设定植孔,以达到各定植单元(或叫人工枝组)光效的最优化;必须对植物的光需求特性及自然树体构建模型进行研究,达到最佳的仿自然而胜自然效果。定植孔的孔径一般为5-10cm,开好定植孔后再套接一相似口径的PVC管段,作为定植管,定植时把种苗套塞入定植管并用喷胶棉塞紧固定;如春季定植只需把种苗的根系作适当短截修剪直接移栽定植即可,如果是生长季节定植,根系修剪后先作适合的催根,长出白色薄壁组织不定根后再行定植移栽。定植后虽然每一小植株就如一小枝组,其肥水获取的机率相同,但由于植株处于不同的光生态位,每一小植株类似于枝组,彼此存在影撑现象,自然会调整植株的生长方向与分枝的角度,由丛多的小枝组聚合成一株巨树,其树形同样实现类自然生长;从全息理论说,大树树型是枝组的全息,由众多枝组聚合成天然的树型,达到仿天然人工造树造景效果。在定植移栽时,一般大植株移栽最好先进行催根处理,以确保成活率,大植株移栽可以实现更为快速的造型。

4)、营养液循环技术及配方的调控技术

营养液循环由供液与回流组成,如果是单树定植,则于树侧埋设一营养桶,建成地下式,表面覆盖铺设草坪做好隐蔽处理,供液由水泵、过滤、主管、侧管、支管、毛管组成,回液则于树基部的根蔸处开设一回流口安装回流管,实现回液的收集与回流即可;如果是观光果园整片丛植,即与常规气雾栽培的布管安装类似,由一个营养液池统一供液与回流。

如果雕塑树是园林绿化树种则采用日本园试通用配方即可,如果是果树类的巨型雕塑树,为了获取最佳的品质,最好采用相应的专用配方。用于营养液配制的原水可以是自来水也可以收集雨点水进行过滤后使用,或者就地钻井采用地下水作为营养液配制的原水。

5)、传感器及微芯片控制技术

空气树在应用时可以大树独立栽培,也可以作为乡村行道树成行种植,或者公园式丛植与片植,或者景观果园的成片种植,不管哪种模式,每小气候环境必须配一套传感器(智能叶片),采用微计算机控制系统进行实时的环境检测与控制,并采用手机联网实现远程的智能化管理,智能叶片为叶片水膜、根系温度、叶片温度、叶片湿度及光照的集成传感,树干内的根雾控制由传感器采集参数再通过智能模块决策执行,实现管理的智能化自动化与远程化。

6)、供电系统及停电应急解决方案

乡村与都市的空气树造景,大多数离电源较近可用电网供电,对于电力供应不便的边远地方,如景观型水果采摘园建设,除了电网供电外,拟配合太阳能光伏发电或风力发电实现风光互补结合,再配以光伏蓄电池即可;对于一些美丽乡村建设的公共体育运动广场,还可以开发运动型趣味化供电模式,如利用跑步机的运动能转化为电能进行供电,或者路压发电技术。对于独木造景的雕塑巨树,可以于中空的喷浆树干内设置竹节式的蓄水缓冲装置,以解决停电时的供水问题,构建成类似水气培的耕作模式,或者简易方式于每定植孔处挂一小蓄水桶以解决停电问题。

7)、组合造景技术

雕塑树式的空气树技术,在技术原理上属于管道化气雾培的变种模式,可以在一株巨树上定植任何植物,实现多品种的组合混栽,以达到一树多花,一树多果,一树多彩,一树多种的效果,可以广泛的应用于树木、果树、花卉、药材、蔬果、及粮食作物等。通过组合造景与混栽,创造出奇异绝仑的壮美景观。

8)、中空枯死树木与濒死老树的复绿修复技术

部份古老村落,大多都有村口的风水树,有些上百愈千年,部份成为中空的枯木,一些临近树种的生命极限出现老树回蔸,出现大量枯枝;对这两类树采用气雾培植入法,进行绿色修复,中空的枯树可以利用原树干造型为载体,进行雾耕结合再造;对于出现大量枯枝的大树,可以用雾耕法进行雾培复壮及枝组单元的嵌入修复,重构老树与枯树的生机。

2、空气树的应用与产业前景

这种以雕塑造形以空间化雾培快速覆绿的空气树技术,具有广泛的应用空间与市场前景,特别是在乡村振兴生态宜居环境打造及都市绿化的巨树景观建设上,具有其它技术无可替代的优势。

首先,空气树创造的巨树效果,其成本大大低于常规的搬大树绿化造景。乡村造景景观树或风水树种通常树体越大,其售价及移栽的造价成本就越高,有达几十万或者数百万的大树古树;而采用雕塑速成的“空气树”技术,只需1/5-1/20的成本,树越大成本效益越明显。采用雕塑树技术打造的空气树对于干旱少水地区更为实用,只需地栽用水的5-10%,并且不受高温干旱影响,树木周年郁郁葱葱,生态效果优于常规绿植。一些古老的村落在人们记忆中都有村口的风水树或者图腾树,而这些老树大多已进入树体老化生长衰退或枯木状态,采用空气树技术进行再造或者修复,其社会生态效益巨大,可以起到村落历史文化的再造效果。当前不管都市还是乡村美化,大树造景都是采用移栽方式,这种方式对于宏观的生态贡献表现为零和效应,破坏了甲地丰盈了乙地;而采用空气树技术可以实现就地覆绿再造,不存在大树移栽对原生生态的破坏;同时可以短期实现空间的绿化美化及景观效果的打造,更带来现代科技创新的启智效果与科普价值;对于村落的美丽乡村及生态宜居项目建设或者都市景观打造,采用空气树技术,可以实现诗意般的乡村及生态化文明古城打造的效果,给人们带来乡愁的依恋与古城的风韵,是项革命性的美丽乡村与都市生态景观再造技术。

当前乡村的凋落,不仅仅体现在经济上,还表现在生态文明上,通过风水树再造与修复,起到百年甚至千年文化传承的效果;也可以结合乡土树种的开发,可以让乡土树种快速融入村庄空间,迅速达到占天不占在的巨树覆绿效果,为生态宜居提供速成的解决方案;在一些农村庭院庇荫大树打造上的应用,乡村老宅大多数具较空阔的院落,于院落中心建设空气树大树,为衰退的老宅瞬间焕发生机,起到承接悠久的历史感,可作为民宿开发的造景手段。通过打造百年千年古树胜景,利用雕塑与艺术化技术手段,构建百年千年古木群,为美丽乡村的休闲旅游打造亮丽风景;、也可用于乡村旅游许愿树的打造,许愿树大多为参天遮庇的巨木,如香港的许愿村每年迎来大量游客,采用空气树技术,可以建成树干瞵峋更具历史人文承载感的人造大树,是农业旅游的重要引流项目;结合休闲采摘,速成建设成龄果园,再结合不同果树的组合,达到一树多品种的采摘效果,空气树技术特别适合观光果园的速成打造;用于城市行道树的速成打造,可以降低建设成本及养护成本,同时又能快速营造出历史文明古城的效果。

 “空气树”技术的开发具有广阔的应用前景与市场空间,首先在美丽乡村与生宜居环境的建设上,这种占天不占地的无土化省水化空间化速成化绿化美化新技术,具有其它常规绿植技术无可比拟的景观艺术效果与实用价值,在不破坏原生生态的前提下,实现参天古木与风水树的快速造景,而且作为永久的类生态建筑设施保持树木的葱荣生长;在乡村广场及都市公园的绿化、行道景观树的应用、院落造景、村口风水古木与许愿树的打造上都具有其它技术无可比拟的成本优势,生态优势,与实用性及灵活性,可以随心所欲造型,快速打造出田园诗意般的古木丛林与绿化美化景观。

从空气树的树形雕塑、枝组化雾培系统构建、智能化产品的应用、乡土树种开发及长期的营养液供应,形成一个全新的产业链,是景观绿化领域的全新革命,形成一个千亿甚至万亿产业规模的新兴行业。

 

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