屋頂綠化生態(tài)功能及適用植物

周峻楓

(常德市鼎城區(qū)建設(shè)局， 湖南 常德 415101)

屋頂綠化生態(tài)功能及適用植物

周峻楓

(常德市鼎城區(qū)建設(shè)局， 湖南 常德 415101)

對(duì)城市屋頂綠化的類型、形式、生態(tài)功能和植物選擇進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，總結(jié)了我國(guó)北京、成都、廣州、沈陽(yáng)等大城市的城市屋頂綠化植物種類。以期為各中、小城市的屋頂綠化提供參考。

屋頂綠化；生態(tài)功能；植物選擇

人口的增長(zhǎng)、城市的建設(shè)給環(huán)境帶來(lái)了一系列生態(tài)、經(jīng)濟(jì)壓力。綠地則能對(duì)城市環(huán)境的改善起到緩解的作用。在城市用地日益緊張的今天，地面綠化已經(jīng)滿足不了人們的需求，屋頂綠化作為地面綠化的有益補(bǔ)充，成了綠化建設(shè)中比較有潛力的方式。世界上最早的屋頂綠化源于巴比倫的空中花園，那是新巴比倫國(guó)王尼布甲尼撒二世為他從小生活在山林的王后而建。發(fā)展到現(xiàn)在，國(guó)外的屋頂綠化技術(shù)已經(jīng)非常成熟并且美觀，而中國(guó)除了北京、成都、廣州等一些大城市及四川省某些縣級(jí)城市有一定程度的發(fā)展外，別的城市基本還處在起步的階段。

1 屋頂綠化類型

屋頂綠化又稱為“空中花園”、“屋頂花園”或“空中綠洲”，就是在屋頂、露臺(tái)、天臺(tái)或陽(yáng)臺(tái)上有選擇性地育花種木，鋪植綠草，建造園林景觀。目前，屋頂綠化技術(shù)發(fā)展很快，根據(jù)表現(xiàn)狀態(tài)、植物種類、荷載重量、施工難易程度的不同，屋頂綠化有以下幾個(gè)類型。

1.1綠化游園

綠化游園就是在大型公共建筑的屋頂上進(jìn)行綠化，同時(shí)加入休閑、娛樂(lè)等元素，形成樓盤中的空中花園。例如日本大阪的大型空中庭園——南波公園，已向游人開(kāi)放。其設(shè)計(jì)，大量地運(yùn)用屋頂綠化創(chuàng)造庭園效果。屋頂庭園不僅使居住區(qū)的綠地面積增大，而且庭園空間為居住者提供了更多的休憩與活動(dòng)場(chǎng)所。灌木、喬木、水面等園林綠化元素被廣泛地使用，豐富了綠化景觀。不僅為喧囂擁擠的城市營(yíng)造出充滿鳥語(yǔ)花香的綠色自然，而且吸引了大量的游客，為屋頂花園下的商業(yè)中心帶來(lái)了巨大效益，取得環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。太原市也建了一個(gè)開(kāi)放式的屋頂游園，利用游園地面與自然地面之間的高差，設(shè)計(jì)人員對(duì)草坡進(jìn)行處理，在草坪間引種了銀杏、梧桐、白玉蘭等近20種喬木、灌木及宿根花卉，并設(shè)置成不同造型。在游園的不同地段增設(shè)原木質(zhì)地的小木屋，面積從20～100m2不等，木屋內(nèi)有坐椅、茶座等休閑設(shè)施，為人們提供了一個(gè)休憩、聚會(huì)的空間[1]。

1.2自然叢林

隨著屋頂種植與養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展，原先只能在地面上種植的大型喬木現(xiàn)在也可以在屋頂較薄的土壤中生存，大型建筑的屋面有可能出現(xiàn)城市叢林。人們步入樓頂就宛如置身林間。2010年5月在中國(guó)上海開(kāi)幕的世界博覽會(huì)上，好幾個(gè)國(guó)家的展館就向人們展示了先進(jìn)的屋頂綠化技術(shù)，森林峽谷、果園牧場(chǎng)。斜坡式的設(shè)計(jì)，使得新西蘭館的屋頂花園精彩紛呈、一覽無(wú)遺。聞名遐邇的新加坡展館頂部空中花園，也突出了環(huán)保節(jié)能、低碳的主題。頂部的花園特別設(shè)計(jì)了神秘的顯花植物與音樂(lè)噴泉，展示了花園城市生活的真實(shí)與美好。

1.3薄型植被

由于綠化游園、自然叢林等屋頂綠化模式對(duì)種植層、植物自身的重量和建筑屋面的荷載有限制，對(duì)植物的養(yǎng)護(hù)也有較高的要求，因此不可能在一般建筑中運(yùn)用。相對(duì)于這些重型的屋頂綠化，更多的建筑采用輕巧的薄型屋頂綠化。薄型屋頂綠化就是采用一些淺根性的，適合屋頂環(huán)境的植物配置景觀。這一方式不僅節(jié)省成本、容易養(yǎng)護(hù)，而且在景觀和保溫隔熱方面能收到良好的效果。這一方式已被我國(guó)大部分城市的屋頂綠化采用。綠化方式有地被式、藤架式等[2]。不足之處是綠化植物種類選擇余地較小，一般由草坪和少量的顯花植物組成。這種綠化方式建植比較簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，使用壽命長(zhǎng)。不需要特別的灌溉和排水系統(tǒng)。建植屋頂草坪比建造屋頂花園節(jié)約一半以上的成本，只需要注意防止?jié)B漏和防止堵塞下水道[3]。

2 屋頂造景形式

建筑屋頂千差萬(wàn)別，有平屋頂、坡屋頂、拱形屋頂、蝶形屋頂?shù)鹊龋瑫r(shí)屋頂綠化系統(tǒng)也是千姿百態(tài)。最常見(jiàn)的幾種形式分別是:開(kāi)敞型屋頂綠化、半密集型屋頂綠化以及密集型屋頂綠化[4]。

2.1開(kāi)敞型屋頂綠化

開(kāi)敞型屋頂綠化，又稱粗放型屋頂綠化，是屋頂綠化中最簡(jiǎn)單的一種形式。它具有以下基本特征：① 養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單；② 灌溉容易；③ 從苔蘚、景天屬植物到草坪地被均宜；④ 整體高度≤20cm；⑤重量為60～200kg/m2[5]。在國(guó)外，這種綠化形式很常見(jiàn)，在我國(guó)的一些大型城市也較普遍。綠化效果比較粗放和自然化，讓人們有接近自然的感覺(jué)，所選用的植物往往具有抗干旱、生命力強(qiáng)的特點(diǎn)，并且顏色豐富多彩，綠化效果顯著。由于開(kāi)敞型屋頂綠化具備重量輕、養(yǎng)護(hù)易的特點(diǎn)，因此適合于荷載有限以及后期養(yǎng)護(hù)投入不多的屋頂。

2.2半密集型屋頂綠化

半密集型屋頂綠化，是介于開(kāi)敞屋頂綠化和密集型屋頂綠化之間的一種綠化形式，植物選擇趨于復(fù)雜，效果也更加美觀。它所具備的特點(diǎn)如下：① 定期養(yǎng)護(hù)；② 定期灌溉；③ 采用草本或者灌木綠化屋頂；④ 整體高度為12～25cm；⑤ 重量為120 ～250kg/m2[5]。半密集型屋頂綠化居于自然和人工雕琢之間，低矮灌木和彩色花景完美結(jié)合。由于系統(tǒng)重量增加，設(shè)計(jì)時(shí)可以加入更多的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)更加自由，一些人工景致也可以得到很好地展示。

2.3密集型屋頂綠化

密集型屋頂綠化，是植被綠化與人工造景、亭臺(tái)樓閣、溪流水榭的完美組合。它具備以下幾個(gè)特點(diǎn)： ① 經(jīng)常養(yǎng)護(hù)；② 經(jīng)常灌溉；③ 從草坪、常綠植物到灌木、喬木合理配置；④ 整體高度為15～100cm；⑤ 重量為150～1000kg/m2[5]。密集型屋頂綠化是真正意義上的“屋頂花園”，高大的喬木、低矮的灌木、鮮艷的花朵，植物的選擇余地更大；還可設(shè)計(jì)休閑場(chǎng)所、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地、兒童游樂(lè)場(chǎng)、人行道、車行道、池塘噴泉等。

3 屋頂綠化生態(tài)功能

屋頂綠化的功能不僅僅體現(xiàn)在美學(xué)價(jià)值上，對(duì)于改善高密度城市區(qū)域中生態(tài)惡化的作用尤為重要。

3.1緩解城市熱島效應(yīng)

由于熱島效應(yīng)，城市中心地區(qū)的溫度普遍會(huì)比周圍郊區(qū)的溫度高，而且城市越大，熱島效應(yīng)越嚴(yán)重。日益升高的城市溫度也是造成光化學(xué)煙霧的原因之一。光化學(xué)煙霧的重要組成物質(zhì)之一是臭氧，其中還混有氮氧化物和可揮發(fā)有機(jī)化合物。這種污染常常發(fā)生在高溫和日照好的時(shí)候。城市的熱島效應(yīng)會(huì)提高氣溫，這樣就加劇了這種污染。傳統(tǒng)城市光禿禿的建筑屋頂有利于城市熱島效應(yīng)的發(fā)生。而綠化屋頂可以降低城市溫度，減慢風(fēng)速，改變城市空氣流動(dòng)方式，可以有效地抑制城市熱島效應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)可以減少光化學(xué)煙霧污染的出現(xiàn)。一個(gè)區(qū)域綠化覆蓋率達(dá)到30%時(shí)，熱島強(qiáng)度開(kāi)始出現(xiàn)較明顯的減弱；綠化覆率大于50%，熱島的緩解現(xiàn)象極其明顯[6]。

3.2改善城市空氣環(huán)境

工業(yè)生產(chǎn)、城市交通以及空調(diào)系統(tǒng)排放出大量的污染物，造成了嚴(yán)重的大氣環(huán)境污染，嚴(yán)重威脅著城市居民的身體健康。綠化屋頂?shù)闹参锔采w層可以吸收部分有害氣體，吸附空氣中的粉塵，具有凈化空氣的作用。同時(shí)，屋頂綠化可以抑制建筑物內(nèi)部溫度的上升，增加濕度，防止光照反射、防風(fēng)，對(duì)小環(huán)境的改善有顯著效果。再者，系統(tǒng)化的屋頂綠化還可以償還大自然有效的生態(tài)面積，為野生動(dòng)植物提供新的生活場(chǎng)所，通過(guò)這種綠地的多樣化來(lái)實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，從根本上改善城市空氣環(huán)境。

3.3節(jié)約能源

建筑物在沒(méi)有增設(shè)隔離層進(jìn)行保護(hù)的情況下，在夏季，室內(nèi)的溫度很快就會(huì)由于太陽(yáng)光的輻射而迅速升高。對(duì)屋頂進(jìn)行綠化就可以有效地遮擋陽(yáng)光，從而降低室溫，減少使用空調(diào)所耗費(fèi)的電能。在冬季，屋頂綠化中附加的隔離層可起到給室內(nèi)保溫的作用，可減少室內(nèi)的供暖消耗。通過(guò)屋頂綠化和墻面綠化等綠化手段，最大程度可降低屋頂表面溫度15℃、室溫2.0～2.4℃。屋頂綠化是冬暖夏涼的“綠色空調(diào)”，大面積屋頂綠化的推廣有利于緩解城市的能源危機(jī)[7]。

3.4保護(hù)城市水環(huán)境

在城市中，大量表面積被鋼筋水泥覆蓋，這樣就造成了城市的表面徑流量瞬間增大，而瞬時(shí)表面徑流的高峰會(huì)造成城市排水系統(tǒng)的癱瘓。同時(shí)，城市表面徑流還含有大量N、P營(yíng)養(yǎng)元素、懸浮物、有機(jī)物以及重金屬顆粒等污染物質(zhì)，而這些污染物隨著表面徑流直接進(jìn)入地下水，造成較為嚴(yán)重的城市水體污染。屋頂綠化可以有效地截留降水，從而減輕了城市排水系統(tǒng)的壓力，同時(shí)可以有效地緩解因降雨而造成的城市水體污染。

3.5降低城市噪聲

植物本身是一種多孔材料，對(duì)聲波具有一定的吸收能力，投射到植物葉片上的聲音能被反射、散射或造成葉子的微振而減弱，故能有效的減少城市中的交通工具、人們的喧嘩聲、工廠、建筑工地的噪音[8]。但是單株的植物對(duì)聲波的反射效應(yīng)很小，整片的樹(shù)林，樹(shù)叢和綠蔭才能有效的減少噪音或者電磁波。

4 屋頂綠化植物的選擇

4.1選擇原則

屋頂綠化植物的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的特點(diǎn)、植物本身的生長(zhǎng)特性以及人的需求來(lái)決定，選擇原則概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面[9]。

(1) 安全性。屋頂綠化與地面綠化不同，地面綠化的載體是大地，其荷載量沒(méi)有限制，而屋頂綠化的載體是建筑物，更為確切地說(shuō)是屋頂，其載荷量是有限的。屋頂綠化首先要考慮屋頂載荷的安全問(wèn)題。屋頂之上的棚架廊亭要與建筑梁、墻、柱節(jié)點(diǎn)合理結(jié)合，在滿足安全的前提下來(lái)營(yíng)造?？紤]荷載的影響，屋頂綠地土層較薄，一般應(yīng)選擇體輕、根系淺的植物，灌、花、草、藤等是首選，只要色彩、層次、結(jié)構(gòu)等搭配合理就可以了。

(2)適應(yīng)性。屋頂環(huán)境相對(duì)地面環(huán)境具有以下特征： ① 空氣流動(dòng)強(qiáng)度大，其風(fēng)速遠(yuǎn)大于近地面風(fēng)速； ② 由于植物構(gòu)成簡(jiǎn)單，土壤均為人工移植，土層保濕性差； ③ 由于缺少遮蔽物，光照強(qiáng)度大，溫差大； ④ 城市汽車尾氣、灰塵等污染較重，導(dǎo)致屋頂綠化植物難以成活或長(zhǎng)勢(shì)弱等問(wèn)題。因此，在進(jìn)行屋頂綠化植物選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合屋頂環(huán)境特征選擇耐旱、耐寒、耐瘠薄、抗風(fēng)及抗污能力較強(qiáng)的種類，同時(shí)還應(yīng)考慮植物的地域特征，盡量選擇本地常見(jiàn)植物。

(3)重視觀賞性。屋頂綠化起來(lái)后可供人們休閑、納涼所用，可用于緩解工作壓力，因此屋頂綠化要重視觀賞性，使人賞之身心愉悅。屋頂花園面積一般不大，因其所處位置的特殊性不能隨心所欲地挖湖堆山按設(shè)計(jì)思路模擬自然山水，而要因地制宜?；ň车倪吘墸牢蓓敪h(huán)境、地段不同，可采用自然曲線，一般采用在4月上旬開(kāi)花長(zhǎng)葉，地上部枯死期在10月下旬左右，具有葉形美觀、花期長(zhǎng)觀賞價(jià)值高、抗逆境能力強(qiáng)、耐寒性強(qiáng)等特點(diǎn)的植物。

4.2國(guó)內(nèi)城市屋頂植物選擇

4.2.1 北京市屋頂綠化植物選擇 據(jù)調(diào)查[10]，北京市屋頂綠化共使用了約100種植物，涉及43科約80屬。其中常綠喬木9種；落葉喬木15種；常綠灌木8種；落葉灌木28種；攀援植物約7種；宿根花卉和地被植物約30種。喬木種類的比重較小，灌木相對(duì)較大，基本符合屋頂荷載對(duì)植物的要求。在屋頂綠化應(yīng)用的植物中，薔薇科(Rosaceae)、百合科(Liliaceae)、柏科(Cupressaceae)、松科(Pinaceae)、禾本科(Poaceae)、景天科(Crassulaceae)植物最為常見(jiàn)，其中以薔薇科植物占的比例最高，占14%。

4.2.2 成都市屋頂綠化植物選擇 現(xiàn)成都市屋頂綠化應(yīng)用植物共71科，122屬，170種(含品種)，其中喬木占21.8%，灌木占34.6%，竹類占3.5%，藤本占9.3%，草本占28.8%。運(yùn)用五分制評(píng)價(jià)法從植物的生長(zhǎng)勢(shì)、適應(yīng)性表現(xiàn)方面對(duì)部分植物的生長(zhǎng)情況和環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，在現(xiàn)有屋頂綠化基礎(chǔ)上篩選出表現(xiàn)優(yōu)良的植物89種[11]。

4.2.3 廣州市屋頂綠化植物選擇 屋頂綠化的模式有花園式、棚架式、地毯式等3種。而地毯式(指在屋頂種植各種低矮的地被植物或草坪草)具有低重量、低成本、臺(tái)風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)小、綠化效果好等優(yōu)點(diǎn)，符合廣州市的地理特點(diǎn)，是目前廣州市屋頂綠化的主要模式。一些適應(yīng)性強(qiáng)、抗風(fēng)、耐熱、耐瘠薄的藤本或草本植物成為了首選。據(jù)調(diào)查，廣州市常用于屋頂綠化的植物有佛甲草(Sedumlineare)、玉吊鐘(Kalanchoefedtschenkoi)、太陽(yáng)花(Portulacagrandiflora)、紫葉鴨跖草(Setcreaseapallida)、爬墻虎(Parthenocissustricuspidata)、狗牙根(Cynodondactylon)、番薯葉(Ipomoeabatatas)等[12]。

4.2.4 沈陽(yáng)市屋頂綠化植物選擇 根據(jù)相關(guān)報(bào)道[13]，沈陽(yáng)市屋頂綠化植物主要有以下幾類: ① 草本花卉。天竺葵(Pelargoniumhortorum)、球根秋海棠(Begoniatuberhybrida)、風(fēng)信子(Hyacinthusorientalis)、郁金香(Tulipagesneriana)、金盞菊(Calendulaofficinalis)、石竹(Dianthuschinensis)、一串紅(Salviasplendens)、鳶尾(Iristectorum)、芍藥(Paeonialactiflora)、蔥蘭(Zephyranthescandida)等。 ② 草坪及地被植物。目前成熟的品種還比較少，主要是臥莖景天(Sedumsarmentosum)、佛甲草等景天科地被植物。通過(guò)進(jìn)行多品種、本土化試驗(yàn)，臥莖景天、三七景天(Sedumaizoon)、八寶景天(Hylotelephiumerythrostictum)、德國(guó)景天(Sedumhybridum)等景天屬地被植物都有上佳表現(xiàn)。 ③ 開(kāi)花灌木、矮生喬木。目前試驗(yàn)可用作屋頂綠化的開(kāi)花灌木越來(lái)越多，如爬地柏(Sabinaprocumbens)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、龍爪槐(Sophorajaponicavar.pendula)、大葉黃楊(Buxusmegistophylla)、女貞(Ligustrumlucidum)、紫葉小檗(Berberisthumbergiicv.atropurpurea)、西府海棠(Malusmicromalus)、櫻花(Prunusserrulata)、紫葉李(Prunusceraiferacv.pissardii)、玫瑰(Rosarugosa)等已經(jīng)歷了多年四季輪回的考驗(yàn)，效果良好。 ④ 爬蔓攀援植物。這類植物對(duì)屋頂設(shè)備和廣告架的覆蓋有獨(dú)到的長(zhǎng)處，可在屋頂建筑物承重墻處建植物種植池，也可在地面種植向屋頂爬。常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)、小葉扶芳藤(Euonymusfortuneivar.radicans)、野葡萄(Vitispiasezkii)等都在試種，多數(shù)表現(xiàn)良好，且造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)便。

5 討論一個(gè)城市幾千萬(wàn)平方米裸露的灰屋頂不僅是城市中最丑陋、最有礙觀瞻的一塊，而且是造成城市熱島效應(yīng)、沙塵漂浮、大氣污染的重要原因之一。讓一個(gè)個(gè)或赤裸光禿、或雜亂不堪的灰屋頂綠起來(lái)、靚起來(lái)，是增加城市綠量，進(jìn)一步改善城市環(huán)境面貌，提升城市綠化美化水平最簡(jiǎn)捷有效的辦法。裸露禿屋頂都鋪裝上漂亮的綠色植被，一是美觀，二可凈化空氣，優(yōu)化生態(tài)，還可減少城市熱效應(yīng)，隔音阻光，節(jié)約能源。屋頂綠化可以說(shuō)是一項(xiàng)十分艱巨的工程，因?yàn)楣┲参镒匀簧L(zhǎng)的環(huán)境十分惡劣，屋頂?shù)南旅媸撬嘟Y(jié)構(gòu)，不通風(fēng)，不透熱，而且土層比較薄，這樣致使夏天很熱，冬天很冷，而且空中的風(fēng)速往往要大于地面，這樣植物就容易遭受風(fēng)害，給屋頂植物的生存帶來(lái)很大的困難。屋頂綠化同時(shí)也是一項(xiàng)耗費(fèi)很大的工程，管護(hù)、澆灌等都需要大量的人力和物力去維持，這給管理者帶來(lái)了不小的壓力。因此，要使屋頂綠化趨于節(jié)能、低碳，還有很多的問(wèn)題待解決。

[1] 太原市首個(gè)屋頂綠化游園11月中旬開(kāi)放.[EB/OL] http://www.xinhuanet.com/chinanews/2005-11/09/content_5549086.htm.

[2] 陸文妹，張?jiān)粕?我國(guó)屋頂綠化發(fā)展綜述[J].生物教學(xué),2005,30(9):53-55.

[3] 陶莉.草地式屋頂綠化的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J] .計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2009,36(3)：87-88.

[4] 黃茶英,潘維數(shù),羅金飛. 杭州屋頂綠化的植物種類與形式調(diào)查研究[J].浙江教育學(xué)院學(xué)報(bào),2009(4)：91-96.

[5] 毛琦紅，傅瑜芳. 淺談提高屋頂綠化率的必要性[J].山西建筑，2009，35(11):345-346.

[6] 趙志剛.西北地區(qū)城市屋頂花園建設(shè)的初步研究[D].西安：西北大學(xué)，2006.

[7] 刑棟.城市屋頂綠化生態(tài)功能淺析[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2009(4)：46-50.

[8] 鮑鋒.杜英生物學(xué)特性及園林環(huán)保應(yīng)用價(jià)值的研究[J].2010,37(2)：74-75.

[9] 張會(huì)歌，張景麗，張杰. 漯河屋頂綠化植物選擇與配置[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008(9):44,46.

[10] 周偉偉，王雁，韓麗莉. 北京市屋頂綠化植物選擇的調(diào)查研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2008，36(1):200-201，204.

[11] 劉繼東. 成都市屋頂綠化植物的選擇及其生態(tài)效益研究[D].成都：四川大學(xué)，2004.

[12] 簡(jiǎn)曙光,謝振華, 敖惠修,等.廣州市屋頂自然生長(zhǎng)的植物[J].中國(guó)野生植物資源，2004，23(6)：35-37.

[13] 李新朋，王新穎. 沈陽(yáng)地區(qū)屋頂綠化的植物選擇[J]. 北方園藝，2009(7):206～207.

(責(zé)任編輯：譚著明)

TU 985.125

B

1003-5710(2010)04-0063-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2010. 04. 020

2010-05-22

2010-07-10