廣州市屋頂栽植可食用植物的適應(yīng)性評價*

余文想 李自若

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

1 屋頂可食地景概述

可食用植物的概念多引自野生可食植物。中國野生食用植物數(shù)據(jù)庫中對可食用植物資源（Edible Plant Resources）的定義為各類可供直接食用或可提供營養(yǎng)物質(zhì)的植物資源，包括淀粉植物、蛋白質(zhì)植物、糖料植物、食用油脂植物及維生素植物等①中國野生植物資源信息系統(tǒng)http://pris．iplant．cn/。根據(jù)食用部位和功能，可食用植物主要包括葉菜類、根莖類、瓜果、豆類以及香料植物、藥用野菜和可食用類花卉等[1～ 2]。

近年來，隨著人們對安全食材及健康生活的追求，都市可食地景也逐漸在屋頂空間興起，形成“屋頂菜園”[3]或“空中菜園”[4]。目前，城市建筑屋頂面積占城市用地面積的60%以上，對于土地資源緊缺的高密度城市，屋頂空間是擴(kuò)大城市綠地面積的捷徑[5～6]。相比于普通的屋頂綠化，利用可食用植物進(jìn)行屋頂綠化不僅具有降溫增濕、節(jié)能減耗和緩解城市熱島效應(yīng)的作用，其作為生態(tài)系統(tǒng)食物鏈的一環(huán)，還有利于吸引鳥類和昆蟲等，促進(jìn)城市的生物多樣性[7]。當(dāng)前國內(nèi)外屋頂農(nóng)業(yè)的研究，重點(diǎn)關(guān)注優(yōu)化可持續(xù)的城市食物體系，將都市農(nóng)業(yè)作為城市生態(tài)系統(tǒng)的一部分[8～9]。一方面在高密度城市中，屋頂是進(jìn)行食物生產(chǎn)的潛在空間，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┌踩氖澄铮⒖s短食物里程[7～10]。另一方面，“食物”是人們共同關(guān)注的話題，屋頂?shù)目墒车鼐按龠M(jìn)了人與人之間的交流和互動，緩解精神壓力，是當(dāng)前都市環(huán)境教育、自然教育的有效載體。在當(dāng)前永續(xù)種植的理念推廣下，屋頂可食植物栽植也促進(jìn)社區(qū)廢棄資源的再利用，如廚余堆肥、雨水的收集利用等，逐漸培養(yǎng)人們的環(huán)保意識，養(yǎng)成綠色健康的生活習(xí)慣?？傮w而言，可食用植物在都市屋頂空間的應(yīng)用價值，不僅局限于食物生產(chǎn)本身，也體現(xiàn)在其產(chǎn)生的社會聯(lián)結(jié)和教育意義[11～12]，以及作為城市食物體系的關(guān)鍵部分發(fā)揮的城市生態(tài)效益。

城市環(huán)境中的大氣污染、酸雨等問題對露天種植可食植物帶來一定的挑戰(zhàn)，但相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表示，在種植前期加強(qiáng)對幼苗的保護(hù)和土壤的定期檢查可在一定程度上減少損失[13～14]。相較于地面露天種植，建筑屋頂是與地面土壤相對分離的獨(dú)立空間，可有效避免因地面水源污染或外來污染物引起的土壤污染問題，因此屋頂空間對于食物生產(chǎn)而言是相對安全的場地。從香港、深圳、新加坡等高密度城市和國家的都市農(nóng)業(yè)推廣來看，屋頂農(nóng)業(yè)的露天種植確實(shí)更加廣泛，更有潛在應(yīng)用需求[15]。

國內(nèi)相關(guān)研究主要集中在屋頂菜園的施工工藝（包括荷載分析、防滲防漏、蓄排水處理）[16～18]和種植技術(shù)（包括基質(zhì)配比、設(shè)施構(gòu)造）[19]等方面，為屋頂綠化工程提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。然而，就屋頂可食地景推廣而言，除了相關(guān)的工程技術(shù)需要解決之外，造景素材的選擇也是關(guān)鍵。以蔬菜類為主的可食用植物觀賞周期較短，管養(yǎng)的難度和強(qiáng)度高[20～21]，屋頂可食用植物應(yīng)具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力和形態(tài)的多樣性，兼顧景觀和產(chǎn)出的需求。

2 廣州地區(qū)屋頂可食用植物種植現(xiàn)狀

廣州作為珠三角地區(qū)高密度城市的代表之一，中心城區(qū)人口密度達(dá)到20 929.5人/km2①數(shù)據(jù)來源于廣東省人民政府官網(wǎng) http://www．gddata．gov．cn/index．php/data/datasetdetail/id/1803．html，城市用地高度集約使屋頂綠化空間得以重視和發(fā)展。熱愛種植的廣州居民，通常在房前屋后、陽臺或屋頂空間，自發(fā)性種植觀賞類和可食用的植物。陳明等[22]對廣州7個城區(qū)的調(diào)研結(jié)果顯示，越秀、荔灣、海珠老城區(qū)的屋頂菜園發(fā)展迅速，學(xué)校、小區(qū)、酒店等屋頂菜園現(xiàn)象十分普遍；新4區(qū)番禺、花都、從化、增城的屋頂菜園也開始緩慢發(fā)展，新城區(qū)和越來越多的商業(yè)空間也迎來發(fā)展可食地景的契機(jī)。

然而，廣州市地處亞熱帶地區(qū)，屬典型的季風(fēng)海洋性氣候，年均氣溫21.9～22.8℃，年降雨量1 384.4～2 278.3 mm。夏季高溫多雨、光熱充足，最高溫度為38.6～39.3℃，6—11月不同程度受臺風(fēng)影響[23]；冬季平均氣溫在10℃以上，霜期短，降雨少，屋頂土壤環(huán)境偏干燥，加上城市環(huán)境影響下易加劇植物病蟲害[13]，對屋頂可食用植物的選擇和管養(yǎng)帶來一定的挑戰(zhàn)[23]。

本文結(jié)合地域氣候及屋頂場地條件，對廣州地區(qū)常見的可食用植物進(jìn)行適應(yīng)性評價，以便優(yōu)化屋頂可食用景觀造景素材，減小后期的管養(yǎng)難度。

3 評價對象和方法

3.1 評價對象

結(jié)合文獻(xiàn)查閱[2,24～27]和廣州市社區(qū)種植調(diào)研②調(diào)研范圍包括廣州沙面社區(qū)、竹絲崗社區(qū)、怡樂路社區(qū)、華農(nóng)大嵩山區(qū)等自發(fā)性種植空間，10戶有5年以上屋頂種植經(jīng)驗(yàn)的家庭,業(yè)主來自廣州番禺區(qū)、海珠區(qū)、天河區(qū)等地。，筆者整理了廣州常用的可食用植物共236種（類），包括74科164屬，其中喬木類55種，灌木類24種，草本類124種，藤本攀援類植物33種。其中，根據(jù)徐曄春等學(xué)者[24]的記錄，盡管部分植物需經(jīng)過去毒處理方可食用，但仍屬于可食用植物范疇。

為進(jìn)一步了解可食用植物在屋頂?shù)倪m應(yīng)性和景觀應(yīng)用的效果，筆者對廣州社區(qū)種植、商業(yè)可食地景屋頂、農(nóng)業(yè)觀光博覽會以及本地花卉苗木市場進(jìn)行可食用植物調(diào)研，并從中挑選出90種常見的可食用植物進(jìn)行屋頂種植實(shí)踐及適應(yīng)性評價（表1）。考慮到樓板的荷載范圍和防水漏水問題，這些植物以淺根系的為主。

3.2 種植地點(diǎn)

種植地點(diǎn)位于廣州市華南農(nóng)業(yè)大學(xué)38號樓的屋頂（圖1），建筑建于20世紀(jì)80—90年代，屋頂面積438 m2。屋頂大部分區(qū)域處于全日照區(qū)域（日照時數(shù)7～8 h），春夏季以東南風(fēng)為主，平均風(fēng)速0～2.4 m/s，冬季以西南風(fēng)為主，平均風(fēng)速0～1.5 m/s。

3.3 種植管養(yǎng)

圖1 屋頂可食用植物種植現(xiàn)狀

表1 廣州常應(yīng)用的可食用植物名錄

根據(jù)種植的繁殖特性，土豆、香蔥、蒜等采用根莖繁殖，番薯、蘆薈、鳳梨、火龍果采用扦插種植，其余植物均采用小苗種植，并根據(jù)植物空間組合，種植于成品種植槽中。為減輕建筑屋頂?shù)暮奢d及保證植物正常生長，根據(jù)園藝蔬菜專家建議，本次的種植土統(tǒng)一為輕型混合基質(zhì)，包括泥炭、椰糠、蛭石、珍珠巖，體積比為1:2:2:1，覆土深度為20 cm。同時，根據(jù)植物的生長習(xí)性分春夏季、秋冬季進(jìn)行種植，每次種植前施用近等量的有機(jī)肥作為基肥。種植期間，采用相對粗放的方式進(jìn)行管養(yǎng)，每2天澆水1次（期間下雨天氣則不進(jìn)行人工澆水），不使用農(nóng)藥和人工驅(qū)蟲裝置。另外，考慮學(xué)校寒暑假管理人員不足及對植物抗性的進(jìn)一步了解，夏季7—8月和冬季1—2月各有1個月的時間停止?jié)菜参锿耆蕾囎匀唤涤晟L。

3.4 評價方法

3.4.1 可食用植物適應(yīng)性評價指標(biāo)選取

通過問卷網(wǎng)平臺，將有種植經(jīng)驗(yàn)者及風(fēng)景園林、園林、園藝專業(yè)師生和從業(yè)者作為主要調(diào)查對象，對廣州市屋頂可食用植物適應(yīng)性評價因子的重要程度進(jìn)行調(diào)查，最后回收問卷194份，有效問卷143份。結(jié)果顯示，在體現(xiàn)適應(yīng)性的8個因子中，可食用植物的抗風(fēng)性、耐熱性、抗旱性、抗病蟲害能力是影響人們選擇的關(guān)鍵因素（圖2），故以此4個因素作為本研究的主要評價指標(biāo)。

3.4.2 評價內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)

針對廣州氣候下的屋頂可食用植物，以植物完整的生命周期作為觀察周期，對植物的整體長勢進(jìn)行評價。參考前人研究[23,28]，將植物耐熱、耐病蟲害和鼠害、抗旱、抗風(fēng)的情況以及植株整體長勢、無人管理期存活情況等指標(biāo)劃分優(yōu)、良、中、差4個級別，并對根據(jù)量化評分規(guī)則賦值25、15、10、5分，形成評分等級表（表2）。最后，根據(jù)植物的平均分值分為I級（20分以上）、II級（15～20分）、III級（10～15分）、IV級（10分以下），給出屋頂可食用植物適應(yīng)性的綜合評分。

4 結(jié)果和分析

從2016—2018年的屋頂種植測試來看（表3），90種可食用植物中，適應(yīng)性達(dá)到I級（優(yōu)）的有29種，II級（良）的有32種，III級（中）的有25種，IV級（差）的有4種，即適應(yīng)性良好的可食用植物有61種。從種植季節(jié)來看，適合春夏季種植的有13種，秋冬季種植的有13種，一年四季均適合種植的有34種。

適應(yīng)性達(dá)到I級的植物以香料植物、藥用野菜和可食用花卉為主，還有多年生瓜果植物和部分葉菜類植物，這些植物整體適應(yīng)能力強(qiáng)，在高溫、干旱或強(qiáng)風(fēng)天氣下表現(xiàn)良好，且常年受病蟲害和鼠害的干擾少，適合廣泛應(yīng)用于屋頂種植，且可彌補(bǔ)換季時期的景觀持續(xù)性問題。

適應(yīng)性達(dá)到II級的植物以瓜果、豆類和香料植物、可食用花卉為主，這些植物在廣州屋頂?shù)倪m應(yīng)性良好，后期維護(hù)管理強(qiáng)度不高，易存活，但不同季節(jié)在一或兩個因素方面表現(xiàn)較弱，因此可廣泛在屋頂推廣應(yīng)用，并注意季節(jié)性的保護(hù)措施。

適應(yīng)性為III級的植物以季節(jié)性較強(qiáng)的葉菜類和瓜果、豆類植物為主，這些植物在相應(yīng)的生長季節(jié)表現(xiàn)良好，但在蟲害、鼠害防患或其他日常管養(yǎng)的難度和強(qiáng)度較高，可適度在屋頂應(yīng)用，并注意種植季節(jié)的合理性，根據(jù)節(jié)氣及時更換相應(yīng)的種類。

（注：1～5分本別表示該指標(biāo)“十分不重要”“不重要”“一般”“重要”“十分重要”5個等級）

表2 廣州市屋頂可食用植物適應(yīng)性評分等級表

適應(yīng)性為IV級的植物有西瓜、土豆、抱子甘藍(lán)和香瓜茄4種植物，在廣州露天屋頂環(huán)境下和粗放式的管理方式下整體生長效果較差，蟲害、鼠害較嚴(yán)重，需要定期防治，且土豆、抱子甘藍(lán)、香瓜茄在高溫環(huán)境下生長不良。因此在無專業(yè)人士管理的情況下，不建議廣泛應(yīng)用于屋頂種植。

4.1 耐熱性分析

根據(jù)近3年的氣候統(tǒng)計(jì)，廣州夏季平均氣溫為28.78℃，最高溫可達(dá)38.9℃①根據(jù)廣州天氣公布的2016-2018年氣候評價統(tǒng)計(jì) http://www．tqyb．com．cn/gz/climaticprediction/appraise/。通過屋頂種植實(shí)踐，可知瓜果、豆類植物，如茄、辣椒、向日葵、玫瑰茄、黃瓜、苦瓜等植物在雨熱充足的環(huán)境下生長快，花果量多；苦荬菜、木耳菜、莧菜、空心菜等葉菜類植物在夏季生長健康，病蟲害較少；由于高溫高濕的環(huán)境下蟲卵繁殖速度加快，大多數(shù)十字花科Cruciferae的葉菜類植物容易軟腐或被蟲害侵?jǐn)_，在春夏季很難存活；大多數(shù)香料植物由于產(chǎn)自溫帶氣候區(qū)，耐熱性也相對較差，可在廣州屋頂越夏的僅有薄荷、檸檬香蜂草、秋英、梔子、茉莉花、萬壽菊、深藍(lán)鼠尾草等。

4.2 病蟲害、鼠害干擾程度分析

整體而言，受病蟲害、鼠害干擾程度小的植物主要為香料植物、藥用野菜和可食用花卉類植物。由于薄荷、羅勒、迷迭香、檸檬草、茴香、艾、蒜、香蔥、姜等植物能散發(fā)出刺激性的氣味，從而較少受到害蟲、鼠的干擾。百香果、檸檬、玫瑰茄等瓜果類植物抵抗病蟲害、鼠害等能力也相對較強(qiáng)。

以十字花科為主的葉菜類植物在露天環(huán)境及粗放管養(yǎng)條件下的長勢較弱，且在幼苗期多受蟲、鳥的侵害，需要人工養(yǎng)護(hù)。隨著氣溫升高，可食植物受病蟲害損害的程度越發(fā)嚴(yán)重。春夏季多蟲害，如甘藍(lán)、菜心、芥藍(lán)等從3月起多受小菜蛾P(guān)lutella xylostella侵害，秋冬季蟲害較少。番茄、黃瓜、毛豆、花生等瓜果、豆類植物，在高溫高濕、空氣不流通的環(huán)境下易患白粉病、蚜蟲等，需注意疏枝散葉，保證通風(fēng)。而胡蘿卜、番薯、土豆等根莖類植物則主要面臨鼠害，需定期檢查。

4.3 抗旱性分析

種植發(fā)現(xiàn)，香料植物、藥用野菜、可食用花卉類植物和多年生瓜果類植物的抗旱能力相對較強(qiáng)，從近3年廣州冬季平均每月降雨和氣溫來看，廣州12月到次年2月期間的平均氣溫為16.11℃，平均降雨量為28.97 mm，每月平均降雨天數(shù)為6 d①根據(jù)廣州天氣公布的2016-2018年氣候評價統(tǒng)計(jì) http://www．tqyb．com．cn/gz/climaticprediction/appraise/，屋頂?shù)耐寥拉h(huán)境整體處于偏干狀態(tài)（圖3）。而旱金蓮、茴香、姜、芹菜、韭、香菜、檸檬草、番薯葉、錦繡莧、蕓香、金盞菊、蘆筍、桂花、火龍果等植物能在冬季無人管理期間能大量存活，正常生長，可見對水分的要求較低。

表3 植物適應(yīng)性評價量化結(jié)果

圖3 2016—2018年廣州夏季和冬季平均氣溫和降雨量對比圖

4.4 抗風(fēng)性分析

根據(jù)氣候記錄，廣州近3年夏秋季節(jié)強(qiáng)臺風(fēng)頻繁，如“妮妲”“天鴿”“帕卡”“艾云尼”“山竹”等，對城市園林綠化和基礎(chǔ)設(shè)施都造成嚴(yán)重的破壞。由于屋頂試驗(yàn)種植的種類多為低矮的灌木和草本類植物，大部分可食用植物抗風(fēng)性良好。在2018年經(jīng)歷17級臺風(fēng)“山竹”之后，屋頂種植的大部分植物無嚴(yán)重倒伏現(xiàn)象，香蕉、木瓜、向日葵、紫花菜豆等較高的植物枝葉受到一定損傷和部分倒伏?？梢?，屋頂可種植大多數(shù)可食用植物，高度大于1.2 m的植物則注意防風(fēng)固定。

5 總結(jié)與討論

亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候條件下，根據(jù)社區(qū)種植調(diào)研，耐熱、抗風(fēng)、耐旱是屋頂綠化植物選擇的基本條件。而隨著可食用植物的食用安全和生態(tài)種植的需求日益增長，殺蟲劑的使用越來越少，因此植物適應(yīng)性中防病蟲害、鼠害、鳥害的能力尤為重要。通過3年的屋頂種植實(shí)踐和觀察，對90種本地常見可食用植物進(jìn)行評價，得出61種在廣州屋頂環(huán)境生長優(yōu)良的種類。香料植物、藥用野菜和可食用花卉類是屋頂可食用種植適應(yīng)性較高的類型，其他可食用植物的選擇，則需結(jié)合種植季節(jié)、管養(yǎng)技術(shù)和種類搭配進(jìn)行綜合考慮。現(xiàn)階段本研究的適應(yīng)性評價，主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累和觀察，定性分析植物整體的適應(yīng)能力，在更細(xì)化的定量分析上存在不足。

未來針對屋頂可食用植物的研究除了適應(yīng)性研究的深化，還可以針對業(yè)主不同需求和目標(biāo)進(jìn)行可食用植物素材的分類研究。因此，結(jié)合不同應(yīng)用價值或觀賞特性的可食用植物選擇有待進(jìn)一步探討。

注：本文圖片均為作者自繪自攝。