景觀植物與城市雨水循環(huán)探析

徐靜 李杰

摘 要：城市化的快速發(fā)展，導(dǎo)致城市大量不透水界面出現(xiàn)，造成雨水的自然滲透能力下降，水循環(huán)系統(tǒng)被破壞。剖析當(dāng)前城市雨水循環(huán)面臨的突出問(wèn)題，結(jié)合設(shè)計(jì)案例，強(qiáng)調(diào)景觀植物在城市景觀雨水循環(huán)中的重要作用，總結(jié)了城市水循環(huán)過(guò)程中植物選擇的方法，以促進(jìn)地區(qū)海綿城市建設(shè)。

關(guān)鍵詞：城市化；景觀系統(tǒng)；植物選擇

快速城市化打破了城市自然水循環(huán)體系，引發(fā)水體污染、洪澇災(zāi)害等一系列城市水循環(huán)問(wèn)題。城市景觀系統(tǒng)中，植物造景占據(jù)了大量的比例，植物是城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，綠色基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于城市熱島、暴雨洪澇等城市病具有緩解和調(diào)節(jié)的作用。綠色基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)包括了河道生態(tài)修復(fù)與防洪工程、道路生態(tài)工程、人工濕地技術(shù)工程等技術(shù)，科學(xué)合理的植物配置不僅具有美化空間的作用，同時(shí)還具有調(diào)節(jié)水文、優(yōu)化水資源管理的功能。文章從分析植物景觀修復(fù)城市水文循環(huán)的案例出發(fā)，探究植物在城市景觀水文循環(huán)中的重要作用，歸納城市景觀系統(tǒng)中植物配置設(shè)計(jì)的方法。

一、城市發(fā)展過(guò)程中的水文循環(huán)問(wèn)題

（一）自然地表遭到破壞

隨著城市化進(jìn)程的加速，地表原有的林地、農(nóng)田、草地、濕地等透水的自然地表被道路、建筑、廣場(chǎng)等不透水表面所取代，造成雨水產(chǎn)匯流量顯著增加，雨水下滲量、植被蒸騰量逐漸減少，自然水文循環(huán)過(guò)程因此發(fā)生了很大改變。[1]人類對(duì)河流及沿岸土地利用方式的加劇，也打破了原有地表水的循環(huán)方式，河道大面積硬化、裁彎取直、筑壩分流，河岸帶建筑不透水面積增加、沿線土地?zé)o序利用等一系列問(wèn)題，對(duì)城市地表的循環(huán)影響較大，同時(shí)造成了城市地表徑流增加，內(nèi)澇加劇。

（二）城市的水環(huán)境污染加重

城市河流生態(tài)環(huán)境是城市中自然生態(tài)保存相對(duì)完整的生態(tài)系統(tǒng)，也是城市重要的生態(tài)廊道和生物、能量轉(zhuǎn)移的通道，城市的濱水廊道是連接城市人工景觀與自然景觀的通道。伴隨著城市土地利用結(jié)構(gòu)的變化，承載城市水生態(tài)環(huán)境的城市河流也遭到了不同程度的破壞。如城市非點(diǎn)源污染問(wèn)題、河流環(huán)境惡化導(dǎo)致的河流廊道生境退化等問(wèn)題，再加上城市河網(wǎng)密度、連通度、水循環(huán)度等一系列指標(biāo)受到城市建設(shè)的影響，進(jìn)一步加劇了水環(huán)境污染問(wèn)題，并導(dǎo)致水生態(tài)逐漸惡化。

（三）城市水災(zāi)發(fā)生頻繁

城市的過(guò)度開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致我國(guó)在水資源高效利用方面受到不同程度上的影響，表現(xiàn)在城市化建設(shè)使水文循環(huán)系統(tǒng)遭到了嚴(yán)重破壞，大大降低了其自然修復(fù)能力。在城市建成區(qū)，不透水面積的增加使得土壤的蓄水能力大幅度減少，地表植被數(shù)量、自然土地表面積、雨水的下滲率等大幅度降低[2]，河道的填埋加速雨季城市的積水效應(yīng)，導(dǎo)致了城市在雨季發(fā)生洪水和內(nèi)澇幾率增加，加上城市排水系統(tǒng)基本靠地下排水管道，無(wú)形中增大了城市的防洪難度，使城市水災(zāi)越來(lái)越成為威脅人類生活安全的突出問(wèn)題。國(guó)內(nèi)大部分人口密度較高的城市，如上海、北京、鄭州等城市，在連續(xù)雨季天氣出現(xiàn)“城市看海”的現(xiàn)象也越來(lái)越不為鮮見(jiàn)。

二、植物在城市雨水循環(huán)過(guò)程中的作用

（一）城市植物景觀

城市景觀是城市地域范圍內(nèi)人文景觀與自然景觀之和。其中，人文景觀是有一定歷史文化意義的場(chǎng)所；自然景觀是指自然環(huán)境中原有的、受到人類活動(dòng)影響較小的自然環(huán)境，自然化的植被景觀是自然景觀的重要組成，城市中的人工植被和自然植被是城市中主要的自然景觀。

園林植物品種的豐富性對(duì)城市生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展起著積極的作用，尤其表現(xiàn)在調(diào)節(jié)土壤、凈化城市空氣、調(diào)節(jié)城市氣候等方面。植物自身的吸收和蒸騰的水循環(huán)作用能有效降低城市的熱島效應(yīng)，促進(jìn)城市生態(tài)的健康與發(fā)展。植物景觀對(duì)于城市宜居環(huán)境的形成有著重要的價(jià)值。

1.生態(tài)功能

植物通過(guò)光合作用，很大程度上阻擋了太陽(yáng)輻射，吸收了大部分的陽(yáng)光，對(duì)緩解城市熱島效應(yīng)起到積極作用。同時(shí)能改善居民的生活質(zhì)量，提高其生活的舒適度與健康水平。這也進(jìn)一步說(shuō)明植物景觀具有較高的生態(tài)價(jià)值。除此之外，植物還能夠有效吸收城市中的有害氣體，如二氧化硫等。

2.保健功能

城市植物景觀對(duì)健康生活方式的引領(lǐng)有積極作用。植物景觀營(yíng)造的自然環(huán)境可以讓城市居民很好地融于自然，感受自然，達(dá)到緩解身心壓力的效果，城市園林綠地系統(tǒng)的植物環(huán)境為人們提供了一個(gè)良好的健身空間和休養(yǎng)空間。

（二）植物在雨水循環(huán)中的作用

植物在景觀中的分類包含喬木、灌木、藤類、青草、蕨類以及綠藻地衣等生物。植物在城市環(huán)境中不僅是雨水過(guò)程中重要的參與者，同時(shí)對(duì)降雨、蒸散和徑流等水文通量在空間上的分布有著重要的作用。

1.增加土壤入滲，改善雨水循環(huán)

土壤入滲是降雨后落到地面上的雨水從土壤表面滲入土壤形成土壤水的過(guò)程。它是“降雨——徑流”循環(huán)過(guò)程中的關(guān)鍵一環(huán)，是降水、地表水、土壤水和地下水相互轉(zhuǎn)化過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，植物可以有效增強(qiáng)雨水的土壤入滲的效果。

2.凈化水質(zhì)，生態(tài)修復(fù)

傳統(tǒng)的污水治理通過(guò)單一的物理化學(xué)方法來(lái)處理，因其方式單一，覆蓋面小而不能解決復(fù)雜的水生態(tài)問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)造成水體的二次污染。通過(guò)綠色基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建利用植物凈化處理水污染的方法體系，合理利用植物群落搭配等方法，對(duì)防洪、氣候調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、保護(hù)生物多樣性起到相應(yīng)的作用。

3.補(bǔ)充地下水，調(diào)節(jié)微氣候

從生態(tài)角度考慮，植物的根系、葉脈具有一定的截留和儲(chǔ)水的能力。在多雨天氣，利用植物的根系和葉脈對(duì)雨水進(jìn)行一定量的蓄水，在干旱天氣時(shí)通過(guò)植物的蒸騰作用釋放其經(jīng)脈中儲(chǔ)存的水，從而達(dá)到補(bǔ)充地下水位以調(diào)節(jié)氣候，減少城市熱島效應(yīng)。

（三）不同景觀植物對(duì)城市雨水循環(huán)的作用

植物種類的不同對(duì)雨水循環(huán)系統(tǒng)起到的作用也各不相同，同種植物，長(zhǎng)勢(shì)和樹(shù)木枝葉的不同，也會(huì)導(dǎo)致對(duì)雨水循環(huán)效果的差異性。

1.喬木對(duì)雨水循環(huán)的作用

喬木的根部有獨(dú)立的主干，因其水分利用具有量大、速率大、對(duì)環(huán)境影響較大的特點(diǎn)，故能對(duì)雨水循環(huán)起到重要的作用。喬木在植物中的耐污染能力較強(qiáng)，可以吸收水循環(huán)過(guò)程中部分污染的水流。有研究表明，雪松、香樟等典型的喬木植被對(duì)于水中的酸性物質(zhì)具有明顯的中和和改善作用。在一定條件下，喬木碩大的冠層能改變穿透水的pH值，從而降低雨水中的酸性物質(zhì)向地表水的輸送負(fù)荷。城市環(huán)境中的喬木，可以為城市河道水體生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和治理，以及改善水質(zhì)提供有效措施。

2.灌木對(duì)雨水循環(huán)的作用

植物參與的雨水循環(huán)系統(tǒng)主要通過(guò)樹(shù)冠、樹(shù)枝、樹(shù)根等部分，灌木相對(duì)于喬木來(lái)說(shuō)，沒(méi)有明顯的主干，因此它對(duì)雨水循環(huán)的作用相對(duì)而言要比喬木小很多，對(duì)周?chē)h(huán)境影響也不及喬木。在林地中，灌木常以灌木叢的形式出現(xiàn)，所以保持水土功能顯著，由于灌木具有強(qiáng)大的根系和密集低矮的枝條，同時(shí)在提高林地的土壤的抗沖蝕能力方面效果顯著。

3.植物組合群落對(duì)于雨水循環(huán)的作用

植物群落是每種植物個(gè)體通過(guò)互惠、競(jìng)爭(zhēng)等相互作用而形成的組合，因其可以根據(jù)不同景觀效果自由組合，發(fā)揮喬木、灌木、草坪等各自不同的優(yōu)勢(shì)，所以在水循環(huán)過(guò)程中更加容易達(dá)到改善水循環(huán)的良好效果。城市景觀中因植物種類的不同，在選擇景觀植物時(shí)要綜合考慮，以防出現(xiàn)植物群落單一的現(xiàn)象。

三、植物景觀改善城市雨水循環(huán)的案例分析

（一）上海后灘公園案例分析

上海后灘公園位于黃浦江東岸，原有場(chǎng)地水土污染嚴(yán)重。面對(duì)這一主要問(wèn)題，案例合理利用植物吸收凈化的作用，并巧妙運(yùn)用生物群落自身的高度差，對(duì)受污染的水進(jìn)行由高到低、逐層過(guò)濾式的水質(zhì)凈化處理，讓黃浦江內(nèi)河濕地的水質(zhì)得到有效提高。

濕生類植物本身具有良好的水土保持效果，在雨季對(duì)河水有一定的調(diào)蓄與協(xié)調(diào)功能，案例選用如萱草等水邊濕生類植物群，呈帶狀樣式的種植分布于公園之中，形成區(qū)域植被特色。水體的富營(yíng)養(yǎng)化是案例的主要問(wèn)題特征，在公園中大量運(yùn)用生產(chǎn)性植物，很好地控制并解決了富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。案例運(yùn)用植被進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)，使黃浦江水生態(tài)環(huán)境重新恢復(fù)到良好的狀態(tài)，為城市植物景觀的營(yíng)造提供可循之路。

（二）常德穿紫河生態(tài)改造案例分析

穿紫河位于湖南省常德市江北城區(qū)，在城市發(fā)展過(guò)程中，因污水處理不當(dāng)導(dǎo)致工業(yè)廢水不經(jīng)任何凈化處理直接排入河道，使得穿紫河河道水質(zhì)受到嚴(yán)重污染。為解決這一問(wèn)題，在穿紫河人工濕地中合理種植水生植物以達(dá)到緩解河流污染問(wèn)題，將新建的生態(tài)濾池、周邊景觀改造、邊坡改造、生態(tài)護(hù)岸、生態(tài)草溝等技術(shù)手段運(yùn)用于場(chǎng)地改造中，種植方面采用上下分級(jí)的種植形式，種植適宜常德市本土氣候生長(zhǎng)的水生植物。生態(tài)處理水池按照豎向?qū)哟蔚穆洳罘譃樯舷鲁?，上池種植蘆葦?shù)韧λ愔参?，下池中種植浮葉類植物，這種搭配方法在有效控污的同時(shí)，兼具景觀和生態(tài)美的功能，實(shí)現(xiàn)了河水由黑到清的華麗轉(zhuǎn)變。

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今城市水生態(tài)問(wèn)題再次被社會(huì)密切關(guān)注，以城市雨洪管理為目標(biāo)，城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施（GI）漸漸成為熱門(mén)的研究課題。當(dāng)前中國(guó)正在發(fā)展和逐步分批實(shí)施的海綿城市技術(shù)體系，正是運(yùn)用植被等景觀要素在控制洪峰、延緩洪峰時(shí)間等水文方面效益的具體體現(xiàn)。在城市景觀植物規(guī)劃方面，以水生態(tài)循環(huán)與修復(fù)為主要出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)植物的種植和搭配來(lái)改善完整的生態(tài)系統(tǒng)。利用植物在修復(fù)污染水體、提高水循環(huán)和自凈能力的同時(shí)，讓城市景觀更具生態(tài)性、美觀性和自然性，是目前和今后較長(zhǎng)時(shí)期需要深入研究和探討的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王思思.蘇義敬.車(chē)伍.李俊奇.景觀雨水系統(tǒng)修復(fù)城市水文循環(huán)的技術(shù)與案例[J].中國(guó)園林，2014，（01）：24-28.

[2]王星橋.全球關(guān)注“水安全”[J].瞭望新聞周刊，2000，（14）：58-59.

作者簡(jiǎn)介：

徐靜，華北水利水電大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院，曾參加學(xué)校創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目《居住小區(qū)引入生產(chǎn)性景觀的應(yīng)用與調(diào)查研究》。

通訊作者：李杰，在讀博士，華北水利水電大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院講師，主要從事園林植物及風(fēng)景園林規(guī)劃研究。