SubAir系統(tǒng)在中國高爾夫球場的應用前景

侯國華 陳晴潔 李飛飛 韓烈保 姜毅

摘要：高爾夫果嶺表層通風系統(tǒng)即SubAir系統(tǒng)在歐美已有較大的應用范圍，而在中國僅處于初步引進階段。介紹了SubAir系統(tǒng)的工作原理，分析了該系統(tǒng)在國內(nèi)推廣時可能存在的制約因素；討論了其在國內(nèi)的應用前景，并指出了應用SubAir系統(tǒng)的建議。

關鍵詞：SubAir系統(tǒng)；高爾夫球場果嶺；應用前景；應用建議

中圖分類號：G 849.3；S 276.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5500（2013）05-0105-06

收稿日期：2013-09-14； 修回日期：2013-10-07

基金項目：世界能源基金會（G-1106-14314）資助

作者簡介：侯國華（1976-），男，湖南郴州人，博士，研究方向為生態(tài)環(huán)境與草業(yè)科學。

E-mail：gradyhou@gmail.com

1 研究背景和意義

自1984年廣東中山溫泉高爾夫俱樂部建成以來，中國高爾夫產(chǎn)業(yè)得到了飛速的發(fā)展[1]。據(jù)統(tǒng)計，截至2012年底，中國已建成的高爾夫球場有587個，其中新開業(yè)球場42個[2]。雖然中國高爾夫球場已經(jīng)有很可觀的數(shù)量，但由于設計建造初期大多缺乏科學統(tǒng)籌、草坪管理缺乏專業(yè)技術和先進設備，中國高爾夫球場的草坪質(zhì)量普遍存在問題[3-6]。果嶺作為高爾夫球場的“重點保護對象”，是球場養(yǎng)護中重要的部分[6-9]。

土壤是影響果嶺草坪質(zhì)量的最重要因素，果嶺草皮的治理和養(yǎng)護應從根本的土壤層做起[6，9]。無論從功能質(zhì)量還是觀賞質(zhì)量看，排水迅速有效和透氣性良好都是果嶺土壤的基本要求[10]。SubAir系統(tǒng)是國外先進的果嶺養(yǎng)護設備，能夠有效地幫助高爾夫球場果嶺改善排水性和透氣性，并為果嶺管理提供便利[11]。

中國的高爾夫起步比較晚，無論在設計方面還是球場養(yǎng)護方面都處于需要引進和學習國外先進技術的階段[5]。果嶺是高爾夫球場每一洞的核心所在，果嶺的質(zhì)量水平、養(yǎng)護水平直接關系到球手打球的成績，一個好的果嶺既要有出色的設計、適宜的難度，也要有優(yōu)良的草種、健康的草皮[12]。對SubAir系統(tǒng)在中國高爾夫球場的應用前景進行分析研究，有利于引進國外先進的果嶺養(yǎng)護技術，提高我國高爾夫球場果嶺質(zhì)量，降低果嶺養(yǎng)護的難度，為高爾夫球場果嶺創(chuàng)造一個良好的生長環(huán)境。

2 SubAir系統(tǒng)

2.1 SubAir系統(tǒng)應用背景

SubAir系統(tǒng)由奧古斯塔球場部高級總監(jiān)馬什·本森首次在奧古斯塔球場第12洞應用[13，14]。奧古斯塔球場第12洞是高爾夫世界中著名的一洞，它是該球場最短的1個三桿洞，果嶺前方由雷氏溪護衛(wèi)著，后方有樹林，并且起伏大，縱深短，果嶺土壤潮濕，排水困難[15]。馬什·本森發(fā)明SubAir的初衷就是解決該果嶺因土壤長期潮濕而生長不良的難題。他通過地下通氣裝置（SubAir的前身），將新鮮空氣送進果嶺的根系土層，從而改善草坪根系的生長環(huán)境。在當時這個簡易又富有創(chuàng)新的系統(tǒng)取得了意想不到的效果，后來馬什·本森將這種裝置逐漸改進，將裝置與排水管道相連，增加了除濕功能，并且安裝上高科技的控制系統(tǒng)，在多次試驗之后終于造就了今天的SubAir System?，F(xiàn)在，奧古斯塔已將所有的果嶺都永久性地裝備上了SubAir系統(tǒng)，甚至球場上的另外一些地方，比如球道，也裝上了這種裝置[13，14].

2.2 SubAir系統(tǒng)的介紹

SubAir System有人稱其為果嶺表層土壤通氣系統(tǒng)，包括地下通氣系統(tǒng)和土壤濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)[8，9，13]。系統(tǒng)通過水分濕度的管理，表層土壤的通氣調(diào)節(jié)及草坪根部區(qū)域溫度的控制，使得果嶺表面更健康，更強壯。因此，該系統(tǒng)提供了最適宜草坪生長的表層土壤有氧環(huán)境條件，和地下形成了統(tǒng)一的整體，并不影響整個高爾夫球場的設計與建造[11，16]。

該系統(tǒng)由關鍵拱頂（Elite vault）、雙葉型分隔器（Distributed Separator）和雙閥門（Dual Valve）組成（圖1，2）[11，16]。關鍵拱頂直接連接果嶺的排水管網(wǎng)。雙葉型分隔器連接果嶺的排水網(wǎng)，這一專利組件可以使空氣和水分離，使空氣流向關鍵拱頂，使水流向排水口。雙閥門用于每一個排水管口末端，用以阻止空氣的流動。它指引空氣通過土壤層面，而不會使空氣從開放的管道排出。雙葉型分隔器和雙閥門是SubAir系統(tǒng)的兩個操作組件，它們也被用于SubAir移動操作系統(tǒng)。關鍵拱頂擁有鼓風機，可以提供真空或壓力兩種模式用于調(diào)節(jié)通風和濕度。

SubAir系統(tǒng)通過在表層土壤排水管網(wǎng)形成真空的方式，提高水從果嶺表面流向土壤的速率。表層土壤濕度的管理同樣也有助于整個土壤的溫度調(diào)節(jié)。

圖3為真空模式下的雙閥門內(nèi)部結構。真空模式下，SubAir系統(tǒng)使空氣按指定路線進入鼓風機箱，使水按指定路線進入排水區(qū)域，進而控制濕度。

圖1 關鍵拱頂

Fig.1 SubAir elite vault

注：圖片1～6來自photo by www.SubAirsystems.com/www.turfbreeze.com

圖2 雙葉型分割器和雙閥門

Fig.2 Distributed separator and dusl valve

圖3 雙閥門內(nèi)部結構

Fig.3 Dual valve interior in the vacuum mode

SubAir也可以形成壓力迫使空氣從表層土壤管道進入土壤，這項專利技術通過空氣不斷流動，使得草坪根部區(qū)域既有氧通風，也溫度適宜[11，16]。

圖4為壓力模式下的雙聯(lián)閥內(nèi)部結構。壓力模式下，SubAir使得空氣通過土壤向上流動，使得土壤形成有利于根部良好生長的環(huán)境條件。

SubAir的控制系統(tǒng)面板安裝在標準的灌溉裝置上，并且遠離果嶺區(qū)，一旦安裝完成，只有空氣進出口和關鍵拱頂?shù)臋z查窗口可以看見（圖5，6）。

關鍵拱頂?shù)奈恢米詈眠x在果嶺的高地勢端。高處迫使空氣向上進入SubAir系統(tǒng)，通過重力使水流向出水口。真空模式下，空氣和水向下移動通過土壤進入排水管道。一旦空氣和水進入排水管道，重力使得水流向排水口，同時，SubAir系統(tǒng)使得空氣流向果嶺土壤層，最后通過SubAir排出裝置排出。

圖4 雙聯(lián)閥內(nèi)部結構

Fig.4 Dual valve interior in pressure mode

圖5 SubAir系統(tǒng)控制面板

Fig.5 SubAir control panel

圖6 SubAir系統(tǒng)俯視圖

Fig.6 SubAir system

2.3 SubAir系統(tǒng)的規(guī)劃與安裝

大部分的球場會安裝SubAir系統(tǒng)的部分組件，包括雙葉型分隔器，雙閥門等，采用SubAir可移動系統(tǒng)來維護大部分有問題的果嶺。了解了可移動系統(tǒng)是如何改善果嶺后，SubAir固定系統(tǒng)就可安裝?？梢苿酉到y(tǒng)就可以用于其他果嶺的日常通風除濕使用。球場預算允許時，關鍵拱頂可每年增加2～3個安裝在其他果嶺。不管你選擇什么樣的SubAir產(chǎn)品，SubAir產(chǎn)品組件都必須和排水系統(tǒng)相連。不管球場是在建造中，工程改造中，或者球場營業(yè)中，SubAir組件都可以安裝，所有的工作都是在遠離果嶺的區(qū)域進行，不會影響打球，不會影響高爾夫球手在場上的發(fā)揮[11]。

2.4 SubAir系統(tǒng)的工作原理

SubAir的基本工作原理一是通過吸氣把果嶺多余的水分排出；二是通過吹氣把涼或暖的新鮮空氣輸送到果嶺土壤根層，確保土壤中的氧氣量，調(diào)整土壤溫度，從而達到調(diào)控果嶺根層土壤溫度的目的，為果嶺草生長創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，可以說是高爾夫果嶺的“空調(diào)”。該系統(tǒng)作為一種設施，可以達到控制土壤中水分含量、增加根系生長、幫助鹽分淋洗、增加土壤滲透性、縮短結霜時間、增加農(nóng)藥滲透性和控制干斑等作用，同時也可以幫助草坪總監(jiān)靈活安排果嶺打孔作業(yè)時間[8，9]。

2.4.1 排水 SubAir的排水系統(tǒng)是由位于果嶺表面地下15 cm固定管道裝置和位于地表的可移動裝置組成。固定裝置由干管和支管構成，類似常規(guī)盲排系統(tǒng)。管道要選擇堅固耐用的PVC、PE材質(zhì)等，管身有類似于盲排管那樣的縫隙，或者孔洞（當不需要通風、抽濕的時候，這套固定裝置就是一個完美的盲排系統(tǒng)，而不需要重復設置常規(guī)的盲排系統(tǒng)）。管道表面要用質(zhì)地優(yōu)良的無紡布包裹，只允許水、氣通過，杜絕泥沙進入管道，避免堵塞；管道的布置方式與施工方法同盲排系統(tǒng)。在果嶺表層土壤中還設置有溫濕度感應器，通過自動控制器進行SubAir系統(tǒng)的開啟與關閉，實現(xiàn)自動化管理[13]。

2.4.2 通風 SubAir系統(tǒng)在悶熱天氣使用，可以將新鮮涼爽的空氣直接通入果嶺根系基質(zhì)，增加基質(zhì)含氧量，使草坪健康生長，減少根部病害；在寒冷的天氣使用，可以將溫暖的空氣輸入到根系，使果嶺草不會在寒冬中被凍壞了根部[8，9，11，13]。

通風裝置的主要部分是一個移動裝置，為大型的抽氣機或者吹風機，如果能做到不影響客人擊球的情況下，也可作為固定裝置設置在果嶺的旁邊。該系統(tǒng)通常是在果嶺拱頂處配有壓力系統(tǒng)并與地下管道網(wǎng)絡相連，在施壓后將空氣輸送到果嶺底下的每一寸土壤（圖7）。

圖7 SubAir系統(tǒng)工作原理示意圖

Fig.7 Schematic diagram for working principles

of SubAir

注：圖片來自photo by http：//europeanturfgrasssolutions.co.uk/SubAir.html

SubAir系統(tǒng)從土壤和植物入手，去尋找果嶺的養(yǎng)護治理辦法。在大雨之后或者多雨季節(jié)，SubAir系統(tǒng)可以將果嶺表面及表層土壤中多余的水分迅速抽出排掉，使果嶺能夠保持穩(wěn)定的果嶺速度；在悶熱天氣，系統(tǒng)可以從地下為果嶺補充缺失的水分，給果嶺土壤提供清涼新鮮的空氣；對于地形條件不好的果嶺，系統(tǒng)可以從地下，改善果嶺的通氣和水運輸情況[8，9，11，13]。系統(tǒng)通過吹氣把涼或暖的新鮮空氣輸送到果嶺土壤根層，確保土壤中的氧氣量，調(diào)整土壤溫度，從而達到調(diào)控果嶺根層土壤溫度的目的，為果嶺草生長創(chuàng)造一個良好的環(huán)境。通過配合盲排網(wǎng)絡控制土壤中水分含量、增加根系生長、幫助鹽分淋洗、增加土壤滲透性、縮短結霜時間、增加農(nóng)藥滲透性和控制干斑等作用，同時也可以幫助草坪總監(jiān)靈活安排果嶺打孔作業(yè)時間。

2.5 推廣SubAir系統(tǒng)的制約因素

SubAir系統(tǒng)對治理果嶺有著良好的作用，但是該系統(tǒng)至今難以在國內(nèi)得到推廣，這其中有多種因素阻礙其推廣和發(fā)展[9]。

2.5.1 價格 在國外，給球場果嶺安裝永久性SubAir系統(tǒng)的費用是19 000美金，而便攜式的SubAir系統(tǒng)除19 000美金外，還要花費每一個果嶺的其他裝置和配件的費用[17]。在國外，SubAir系統(tǒng)每個果嶺需要花費25 000～30 000美金，顯然，這樣的價格對于普通球場來說是一個很大的負荷[14，18]。

在國內(nèi)，球場果嶺對應一套SubAir系統(tǒng)，每套系統(tǒng)的價格約為30萬元，中國很少有球場能支付如此高的費用[9]。

2.5.2 管理技術 應用SubAir系統(tǒng)管理果嶺要求草坪管理人員具備敏銳的職業(yè)敏感度和科學的草坪管理技術，能隨時掌握草皮和土壤的狀況，對果嶺出現(xiàn)的情況靈活采取措施，才能很好地使用系統(tǒng)去養(yǎng)護果嶺?，F(xiàn)階段，國內(nèi)大部分草坪工作人員不了解SubAir系統(tǒng)的工作原理，不熟悉運用該系統(tǒng)去應對各種狀況，因此嚴重影響該系統(tǒng)的使用[11]。

2.5.3 使用效果 在某些特殊氣候環(huán)境下，SubAir系統(tǒng)的使用效果與高投入具有很大的落差。這也是影響其推廣的一個因素。例如，在夏季高溫時節(jié)，SubAir對草皮周圍空氣的降溫效果并不明顯，甚至不如風扇好用，而且通氣時間太長，果嶺表面還會產(chǎn)生鼓包[9]。

3 SubAir系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

3.1 SubAir在國外的應用情況

在美國SubAir主要被很多高級私人球場和經(jīng)常舉行大型職業(yè)賽事的球場所采用[13]。如大師賽場地奧古斯塔鄉(xiāng)村俱樂部，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)有超過500多個著名賽事舉辦地球場和私人會所球場全部或部分果嶺采用了SubAir系統(tǒng)[18]。其中包括著名的南山鄉(xiāng)村俱樂部、國會山俱樂部、圓石灘俱樂部、鋸齒草TPC球場等[14，18]。

奧古斯塔，作為大師賽的永久舉辦地，其為每一個果嶺安裝SubAir系統(tǒng)的球場[9，18，19]，每年的5～10月，SubAir系統(tǒng)的機械幫助每個果嶺下的土層排水和鼓風，通過對果嶺們的保養(yǎng)和整修，使其在開放期間，更重要的是在4月大師賽期間呈現(xiàn)出完美的狀態(tài)[19]。

2012年，SubAir系統(tǒng)成功成為錦標賽球員俱樂部官方地下機械排水系統(tǒng)和Arnold Palmeria設計公司官方地下通風及水暖系統(tǒng)[20]。

SubAir系統(tǒng)的安裝費用很大，再加上電費，運作成本更高?；谶@種情況除了頂級球場，大多數(shù)普通俱樂部是無法承受這個系統(tǒng)的。即使是資金雄厚的頂級球場，整個18洞的果嶺都安上SubAir系統(tǒng)也不現(xiàn)實，多數(shù)球場還是選擇只對易積水或不透風的某幾個果嶺應用該系統(tǒng)[11，18]。

3.2 SubAir在中國的應用情況

國內(nèi)提起SubAir，知道的人很少，只有少數(shù)幾個球場在部分果嶺安裝有整套的SubAir系統(tǒng)并投入使用[13，21]。上海湯臣高爾夫球場在2008年在國內(nèi)首次引進了5套SubAir系統(tǒng)，之后廣東九龍湖高爾夫球場也購入了7套。2012年，海南天鵝灣高爾夫球場也安裝了SubAir系統(tǒng)。另外，天津市正在改造的楊柳青球場（改造之后稱為27CLUB）也引進了該系統(tǒng)。

4 SubAir系統(tǒng)在中國的應用前景

4.1 SubAir系統(tǒng)在中國的應用分析

4.1.1 華東地區(qū)冷季型草果嶺 大多數(shù)華東地區(qū)球場果嶺都使用冷季型草種。其最佳生長溫度是15～25 ℃，溫度低于5 ℃或者高于30 ℃的環(huán)境均不適合其生長，35 ℃時甚至會導致其死亡。華東地區(qū)冬季溫度低，一旦管理不當，就可能導致草坪死亡；夏季高溫高濕，溫度能達到35～37 ℃，且濕度很大，是華東地區(qū)管理果嶺的最大困難[13]。

毋庸置疑，天氣是草坪管理者無法調(diào)整的，我們?nèi)藶槟芨淖兊闹挥胁萜旱纳L環(huán)境。面對華東地區(qū)的天氣問題，管理者可以通過各種干預措施，改善局部環(huán)境，創(chuàng)造適宜草坪生長的環(huán)境。SubAir系統(tǒng)能改善通氣、有良好的盲排系統(tǒng)，是特別有效的改善草坪生長環(huán)境的裝置[13]。

冬季北方球場可將20～25 ℃的暖風，通過地源熱泵或者暖風機送入果嶺根系土層，提高土壤溫度，同時輔以人工遮蓋保溫等措施，以延長果嶺的綠期，增強果嶺抗低溫的能力，還可以減短封場時間，為球場增加營收；在夏季，可以通過SubAir將20～25 ℃冷風通入果嶺根系層，降低土壤溫度，抵御高溫脅迫[13]。

4.1.2 氣候濕熱的南方球場果嶺 中國南方的球場分布在廣東、上海、江蘇、海南等地，屬于熱帶季風氣候或屬亞熱帶季風氣候，夏季天氣炎熱，雨量充沛。尤其在廣東和海南，年平均氣溫高達20～30 ℃，汛期長達半年。對于南方的高爾夫球場，一到夏季，幫助果嶺對抗高溫、高濕的挑戰(zhàn)是草坪工作的重中之重。南方高爾夫球場應用SubAir系統(tǒng)，可以給果嶺安裝地下空調(diào)和有效的盲排系統(tǒng)，能夠在炎熱的夏日給果嶺土壤迅速降溫、在降雨天氣給果嶺有效排水，從而從根本上保證果嶺的健康和使用。

4.1.3 舉辦國際賽事的球場果嶺 近年越來越多國內(nèi)的球場爭取到承辦國際級高球比賽的資格。例如上海佘山、觀瀾湖都舉辦過世界錦標賽之一的匯豐冠軍賽，蘇州金雞湖、天津濱海湖都舉辦了歐巡賽中國站的沃爾沃公開賽。這些球場為迎接國際比賽都要封場3個月或半年的時間來進行場地準備和球童集訓。在此期間，將球場草坪尤其是果嶺草坪調(diào)整到適合比賽的最佳狀態(tài)十分重要，關系到球場能否成功地完成比賽。

隨著高爾夫球市場地位的提升，在中國舉辦的高球賽事的級別必將提高，而對球場果嶺的管理水平和維護程度將會增加。比賽球員不僅要求果嶺要緊實、均一，還要求其健康、美觀。這對草坪總監(jiān)來說是一項挑戰(zhàn)，不但需要草坪工作人員有專業(yè)的技術和豐富的管理經(jīng)驗，還需要充足的治理時間。應用SubAir系統(tǒng)不僅能幫助草坪總監(jiān)從根本上治理果嶺草坪，更重要的是能極大地幫助草坪總監(jiān)在管理果嶺時克服天氣和季節(jié)造成的困難，使得果嶺備戰(zhàn)球賽時不受過多的時間限制。例如，在雨天迅速開啟盲排裝置排水，在悶熱天氣為果嶺鼓風，在冬天增溫縮短草皮結霜時間，從而讓天氣和季節(jié)不會影響草坪作業(yè)，為草坪總監(jiān)提供充足的條件去調(diào)整出果嶺最佳的備戰(zhàn)狀態(tài)。引進SubAir系統(tǒng)是未來承辦國際賽事高爾夫球場的首選。

4.1.4 地形條件有缺失的球場果嶺 高爾夫球場的果嶺不但強調(diào)自然，而且要求有獨特的風格和美感。球場設計師在滿足果嶺的外形美觀的時候，難免就無法兼顧果嶺通風透氣和自我排水的基本功能。有的球場因為沒有因地制宜地考慮周全而將果嶺設計在山谷盆地中間，使得果嶺常年空氣不流通；有的果嶺地勢較低，不僅得不到良好的排水，還會造成積水。

使用SubAir系統(tǒng)，并配合風扇，可以極好地保證果嶺地上地下的通風和排水，解決地形條件給果嶺造成的問題。用SubAir 系統(tǒng)幫助優(yōu)化自然環(huán)境，有利于草坪的種植和生長。讓高爾夫球場設計師在設計球場時，可以根據(jù)球場本身的自然地貌做更富有創(chuàng)造性的設計，而同時也讓球場總監(jiān)在過去被認為是非常困難的環(huán)境下仍能種植出健康高品質(zhì)的草坪。

4.2 SubAir系統(tǒng)在中國應用的建議

SubAir系統(tǒng)在我國還處于引進階段。要在國內(nèi)得到推廣，首先要從降低價格入手，避免全部進口整套裝備，適當采用國產(chǎn)材料、設備[13]；其次，要有針對性地增加或改進系統(tǒng)的功能，例如加溫和降溫功能，以適應中國球場果嶺的需要[13]；第三，要對管理人員進行專業(yè)培訓，管理人員應該熟悉球場地形、球場建造過程、球場草坪的特性，最好是派遣相關人員到國外實地考察學習，避免出現(xiàn)引進設備之后管理不當，造成設備荒廢、資源浪費。

高爾夫在中國是一個潛力巨大的朝陽產(chǎn)業(yè)，管理人員隨著對高爾夫的深入了解會越來越重視球場草坪的養(yǎng)護。果嶺的管理作為球場養(yǎng)護最重要的部分會越來越得到重視，果嶺養(yǎng)護管理領域是一個亟需深入開發(fā)的大市場。所以，SubAir系統(tǒng)在中國高爾夫球場的應用前景相當廣闊，必將受到更多中國球場的青睞。

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Application prospect of SubAir System in golf

courses in China

HOU Guo-hua，CHEN Qing-jie，LI Fei-fei，HAN Lie-bao，JIANG Yi1

（1.Tianjin University of Commerce，Tianjin 300134，China； 2.Research Center for Eco-environment

Sciences，Chinese Academy of Sciences，Beijing 10085，China； 3.Beijing

Forestry University，Beijing 100083，China）

Abstract：SubAir System，a surface aeration system for golf green，has been extensively used in Europe and America and was newly introduced in China.The operational principle of SubAir System was briefly explained and its restrict factors and utilization prospect in China were analyzed in this paper.

Key words： SubAir system；golf course green；application prospect；application suggestion