海綿城市技術(shù)影響下的屋頂綠化植物配置研究

摘 要 從海綿城市的概念由來及研究情況入手，重點闡述海綿城市建設(shè)技術(shù)與屋頂綠化植物的關(guān)系，提出海綿城市技術(shù)影響下的屋頂綠化植物配置的方向。海綿城市技術(shù)影響下的屋頂綠化植物選擇有了更高的要求，同時，海綿城市建設(shè)也給屋頂綠化的發(fā)展帶來了機遇。建議選擇耐短時潮濕積水的植物，選擇須根發(fā)達、喜陽的植物，選擇抗風(fēng)、不易倒伏的植物，選擇姿態(tài)優(yōu)美的鄉(xiāng)土植物。

關(guān)鍵詞 海綿城市；屋頂綠化；植物配置；園林

中圖分類號：TU986.2 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）28-013-04

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20151110.1013.040.html 網(wǎng)絡(luò)出版時間：2015/11/10 10：13：00

2014年10月，國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》（以下簡稱《指南》），指南中提出的低影響開發(fā)技術(shù)包含有透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、雨水濕地、植草溝等16種單項技術(shù)措施[1]。近年來，國內(nèi)外很多城市出臺系列政策措施推動屋頂綠化發(fā)展，既在有限的地域范圍內(nèi)增加了綠化數(shù)量，也擴展了戶外活動空間，具有廣闊的發(fā)展前景。但在海綿城市建設(shè)技術(shù)的指導(dǎo)下，如何選擇合適的植物是屋頂綠化發(fā)展面臨的新課題。

1 概念及研究歷史

1.1 海綿城市建設(shè)技術(shù)的概念及研究歷史

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。海綿城市建設(shè)是面對氣候條件急劇變化提出的應(yīng)對措施，支撐海綿城市建設(shè)的低影響開發(fā)雨水管理技術(shù)是海綿城市建設(shè)的核心，也是生態(tài)園林城市建設(shè)的重要措施。

低影響開發(fā)（Low-Impact Development，簡稱LID），最早由美國馬里蘭州環(huán)境資源署首次提出，其內(nèi)涵是通過源頭分散的、小規(guī)模的控制機制和設(shè)計技術(shù)，綜合采用入滲、過濾、蒸發(fā)和蓄流等方式減少徑流排水量，使城市開發(fā)區(qū)域的水文功能盡量接近開發(fā)之前的自然水文循環(huán)狀態(tài)[2-3]，這對城市的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。LID的理念是管理雨水而非處理雨水，與造價高、工程量大的末端雨水治理方法最大不同的是，LID 是通過小動作、高性價比的景觀方法從源頭進行雨水過程管理。LID 通過使用精妙設(shè)計和先進技術(shù)，使保護生態(tài)系統(tǒng)安全和保證公眾生活質(zhì)量二者達到良好的平衡，在環(huán)境受到較小影響的情況下，使區(qū)域的高速發(fā)展成為可能[4]。

城市化的發(fā)展帶來了城市景觀格局的演變，也帶來了一系列環(huán)境問題。場地規(guī)劃最直接影響的就是場地的雨水徑流（圖1），在我國，絕大多數(shù)項目在進行場地規(guī)劃時，缺乏對雨水及自然水文循環(huán)的考慮，增加大量的不透水面，場地原有的自然水文循環(huán)被破壞，自然排水路徑被改變，導(dǎo)致場地開發(fā)后雨水徑流量加大，洪澇風(fēng)險加劇[5]，地下水位不斷下降，地表溫度和空氣濕度的變化引起了一系列生態(tài)系統(tǒng)的重平衡，增加了極端氣候的再現(xiàn)頻率，惡化了人類的生存環(huán)境。

1.2 屋頂綠化的概念及發(fā)展情況

屋頂綠化泛指在高出地面以上，周邊不與自然土層相連接的各類建筑物、構(gòu)筑物等的頂部以及天臺、露臺上的綠化[6-7]。

19世紀，德國建筑物大面積實施屋頂綠化，那個時期，德國已經(jīng)開始對屋頂綠化植物選擇進行研究[8]，并根據(jù)不同栽培基質(zhì)層厚度及不同光照條件選擇可栽植的植物品種，對精、粗兩種綠化形式可應(yīng)用的植物種類和配置方式都取得了一些成果[9]。此后，其他歐洲國家也相繼開展類似的研究，并篩選出多個能適應(yīng)屋頂特殊環(huán)境的植物品種。在亞洲，日本屋頂綠化技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位，培育出的植物品種很多，采用的技術(shù)和材料也是非常先進的，屋頂綠化的標準體系完善。

我國開始研究屋頂綠化技術(shù)的時間比較晚，是在上世紀70—80年代。最早統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計、與建筑物同步建設(shè)的屋頂花園是上世紀70年代在廣州東方賓館屋頂建成的。1983年，北方第一座屋頂花園在北京長城飯店主樓西側(cè)低層屋頂上建起[10]。到了本世紀，屋頂綠化相關(guān)的技術(shù)規(guī)范更加完善，相關(guān)的研究范圍越來越廣闊和深入。隨著我國城市化的加速，城市建成區(qū)中綠地面積不足的現(xiàn)象日益加劇，在提高城市的綠化覆蓋率，改善城市生態(tài)環(huán)境的呼聲下，屋頂綠化已越來越受到重視[11]。

2 海綿城市建設(shè)技術(shù)與屋頂綠化發(fā)展的關(guān)系

2.1 屋頂綠化對海綿城市建設(shè)雨水回用起著重要作用

2.1.1 屋頂綠化具有一定的去除污染能力

被空氣污染的雨水或者被屋頂污染的水流匯入河流，對整個水系都會造成嚴重的污染，屋頂綠化特殊的結(jié)構(gòu)對雨水具有一定的凈化處理作用。（1）通過屋頂綠化各結(jié)構(gòu)層的材料攔截雨水中的污染物，并發(fā)揮植物和土壤中微生物降解這些污染物。（2）利用土壤滲透過程凈化雨水中的部分污染物質(zhì)。（3）屋頂綠化可以避免硬質(zhì)屋面材料對徑流雨水的污染[12]。

2.1.2 屋頂綠化可以削減屋頂雨水徑流量

屋頂綠化的植物、土壤和滲透性鋪裝使屋面徑流系數(shù)顯著減小，在對比≥15°未綠化屋面、≤15°未綠化屋面、屋面鋪其他材料、綠化屋面共4種類型屋頂徑流量的試驗中，發(fā)現(xiàn)其中綠化屋面的雨水徑流系數(shù)最小，為0.3。不同的屋頂綠化結(jié)構(gòu)和相同的結(jié)構(gòu)、不同的材料厚度，對雨水的蓄存能力也有較大的差別。

2.1.3 屋頂綠化可以延長雨水峰值時間

如圖2，屋頂綠化一般包括植物、基質(zhì)層、過濾層、排蓄水層等多個結(jié)構(gòu)，雨水先滴落到植物上，再流到土壤中，經(jīng)過地表和地下徑流進入過濾層，再滲入排蓄水層匯入下水管道，與瀝青或水泥屋頂相比，延長了雨水匯集時間及峰值時間，降低了峰值強度，減輕了城市排水系統(tǒng)的壓力。

2.2 海綿城市建設(shè)技術(shù)促進屋頂綠化發(fā)展

2.2.1 海綿城市建設(shè)助推屋頂綠化發(fā)展

海綿城市建設(shè)技術(shù)是水利、建設(shè)領(lǐng)域推廣執(zhí)行的新技術(shù)，并于2015年在全國范圍內(nèi)開展試點建設(shè)。《指南》中明確提出了屋頂綠化作為海綿城市建設(shè)技術(shù)的一部分內(nèi)容，因此，海綿城市建設(shè)將會在國家系列政策驅(qū)動下助推屋頂綠化快速發(fā)展。

2.2.2 海綿城市建設(shè)技術(shù)改變了屋頂綠化基礎(chǔ)條件

海綿城市建設(shè)技術(shù)強調(diào)應(yīng)用“滲滯蓄凈用排”的技術(shù)措施，要求每個環(huán)節(jié)從規(guī)劃設(shè)計到施工管理都落實徑流控制的目標，海綿城市建設(shè)技術(shù)對土壤的要求較高，根據(jù)徑流控制的目標，需要滲透多少雨水下去，選擇相應(yīng)孔隙度的土壤，改變了屋頂綠化植物生長的土壤條件。另外，采用“蓄”的措施設(shè)備，把一定的雨水蓄起來用于屋頂綠化灌溉，改變了屋頂綠化的水分供應(yīng)條件。

2.2.3 海綿城市建設(shè)技術(shù)擴寬了屋頂綠化植物選擇范圍

海綿城市建設(shè)技術(shù)對屋頂綠化土壤要求更加嚴格，土壤的營養(yǎng)成分更高，使更多不耐瘠薄的植物也可以應(yīng)用。滯蓄雨水設(shè)施的引入，改變了屋頂綠化的水分供應(yīng)，使更多不耐干旱的植物也可以在屋頂綠化中應(yīng)用。海綿城市建設(shè)技術(shù)嚴格的維護程序，使屋頂綠化也會步入精細化管理，不耐粗放管理的植物也可以應(yīng)用在屋頂綠化中。因此，海綿城市建設(shè)技術(shù)擴寬了屋頂綠化植物選擇范圍。

3 海綿城市建設(shè)技術(shù)影響下的屋頂綠化植物選擇

屋頂綠化植物選擇本身要考慮屋頂荷載、種植條件等屋面的實際環(huán)境和植物本身的形態(tài)、質(zhì)感、色彩、生長速度及屋頂綠化的功能需求，海綿城市建設(shè)技術(shù)對屋頂綠化植物選擇提出了新的要求。

3.1 屋頂綠化植物選擇原則

3.1.1 選擇耐短時潮濕積水的植物

海綿城市建設(shè)技術(shù)要求屋頂綠化能有一定的滲滯蓄的能力，因此，一旦下暴雨或者長時間下雨，易造成短時積水。屋頂綠化植物的耐水濕，只是短期耐潮濕積水，完全在水生或濕生環(huán)境中才能生長的水濕生植物不適合屋頂綠化，因為大部分屋頂綠化的客觀條件很難滿足這樣的生長環(huán)境。

3.1.2 選擇須根發(fā)達、喜陽的植物

屋頂基本都是開敞式的，光照時間長、強度大，大部分區(qū)域應(yīng)選用陽性植物，但在喬木遮擋的區(qū)域或靠近墻的地方，可適當(dāng)選用一些半陽性的植物。屋頂?shù)姆N植層一般比較薄，且在種植土層下設(shè)置一些海綿城市排蓄水設(shè)施，因此，應(yīng)選擇須根發(fā)達的淺根系植物，避免根系對屋頂建筑結(jié)構(gòu)和排蓄水設(shè)施的破壞。

3.1.3 選擇抗風(fēng)、不易倒伏的植物

大部分屋頂位置高，周邊無遮擋，屋頂?shù)娘L(fēng)比地面大，特別是多風(fēng)的地區(qū)狂風(fēng)對植物的生存威脅最大，加上屋頂種植土層較薄，喬灌木很容易倒伏，因此選配一些抗風(fēng)性能強的品種更加安全一些。

3.1.4 選擇姿態(tài)優(yōu)美的鄉(xiāng)土植物

屋頂綠化的條件相對惡劣一些，鄉(xiāng)土植物更加適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，選用鄉(xiāng)土植物更易成活，能表達設(shè)計者的理念和最終目的。屋頂花園一般面積不大，每株植物都是觀賞的重點，在相同的生態(tài)效益情況下，姿態(tài)優(yōu)美的植物更能營造出漂亮的景觀。

3.2 簡單式屋頂綠化植物選擇

簡單式屋頂綠化（圖3）突出生態(tài)效益和徑流控制的目標。但草坪不耐水淹，在海綿城市建設(shè)技術(shù)指導(dǎo)下，草坪在屋頂綠化中的應(yīng)用要減少，應(yīng)多選用一些低矮的草本植物和灌木。要求選用的地被植物觀賞價值高、株叢密集、低矮、能吸附塵土、能消除污染，既能耐一定的干旱，也能耐短期水濕環(huán)境。如垂盆草、細葉芒、紫花地丁、菖蒲、萱草等植物。

3.3 花園式屋頂綠化植物選擇

3.3.1 喬木

隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，屋頂綠化在建筑設(shè)計時已給予了荷載方面的考慮。喬木在屋頂綠化中的應(yīng)用更多了，但是從荷載角度考慮，單個屋頂?shù)膯棠緮?shù)量必須控制在一定范圍內(nèi)，喬木在屋頂綠化中一般作為中心景觀（如圖4），因此選用的喬木必須是景觀樹，本身的姿態(tài)比較優(yōu)美，如果能在色彩或者開花、果實上面有特色，如羅漢松、紅楓、雞爪槭、紫薇、海棠和棕櫚科植物，將使屋頂綠化的景觀層次和豐富度明顯提高。

3.3.2 灌木

花灌木在整個植物景觀中起到承上啟下的作用，也是屋頂花園種植的主體。配置的方式與地面常用的方式基本相同。單株或多株組合栽植，如金絲桃、海桐球、蘇鐵、茶梅、南天竹等灌木，常觀賞其美麗芳香的花朵、色彩艷麗的枝葉和優(yōu)美的株型；密植后修剪成各種模紋或綠籬，如紅花檵木、金葉女貞、金邊黃楊、石楠、十大功勞等，觀賞整體造型。

3.3.3 地被植物

屋頂綠化使用的地被植物需要有一定的觀賞價值，如扁竹根、紫色鴨跖草、吊竹梅、蔥蘭、韭蘭、地毯草、腎蕨和鳳尾蕨等，色彩豐富，對整個屋頂綠化的氛圍營造起著基礎(chǔ)性作用。在花園式屋頂綠化中應(yīng)用地被植物，常常與喬木、灌木相搭配，在喬灌木下部的地被要考慮耐陰性。

3.3.4 藤本植物

藤本植物在屋頂應(yīng)用的方式主要有2種，一種搭配各種廊、柵欄、花架（如圖5），另一種在屋頂邊緣設(shè)置種植池，藤本植物向下垂吊。目前可以用的藤本植物品種相對較少，紫藤、常春藤、迎春、黃素馨、七姊妹、九重葛、油麻藤、葡萄、金銀花等品種使用頻率比較高，數(shù)量大。

4 結(jié)語

屋頂特殊的環(huán)境和制約因素一直影響屋頂綠化的快速發(fā)展，融入了海綿城市建設(shè)技術(shù)對屋頂綠化的植物選擇提出了更高的要求，同時，海綿城市建設(shè)也給屋頂綠化的發(fā)展帶來了機遇，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，解決問題的措施會越來越多。本文僅僅從海綿城市建設(shè)技術(shù)對屋頂綠化建設(shè)產(chǎn)生的影響角度分析了屋頂綠化的植物選擇原則和方向，因各地的氣候條件和實際情況不同，具體的植物品種還需要經(jīng)過不斷的實踐和科學(xué)的試驗進行驗證。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）