廣東地區(qū)公園綠地海綿設(shè)施植物應(yīng)用研究

高紅娟，史正軍，徐 艷，雷江麗*

(1.蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州730020；2.深圳市南亞熱帶植物多樣性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／深圳市中國(guó)科學(xué)院仙湖植物園，廣東 深圳 518004；3.深圳市北林苑景觀及建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 深圳 518000)

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，城市面臨的生態(tài)壓力越來(lái)越大，城市內(nèi)澇問(wèn)題尤其突出。如何充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對(duì)雨水的吸收、蓄滲和緩解作用，有效破解城市中積水成災(zāi)、徑流污染等問(wèn)題已成為當(dāng)務(wù)之急[1]。因此，在堅(jiān)持新型城鎮(zhèn)化發(fā)展道路上，具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市應(yīng)運(yùn)而生[2]。

海綿設(shè)施是在低影響開(kāi)發(fā)理念指導(dǎo)下的具體技術(shù)措施，是海綿城市建設(shè)的重要手段。目前，關(guān)于海綿設(shè)施的研究主要集中在規(guī)劃[3]、設(shè)計(jì)[4]、應(yīng)用[5]及功能[6]等方面?；谥参锞哂袦?、吸收、凈化雨水及美化景觀等功能，園林植物在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用逐漸引起關(guān)注。陳文希[7]、韓君偉[8]等分別對(duì)廈門、雅安等地雨水花園植物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，推薦了一批適合當(dāng)?shù)赜晁▓@建設(shè)的首選材料。廣東省作為全國(guó)雨量較為充沛的地區(qū)，自2016年6月起開(kāi)展海綿城市省級(jí)試點(diǎn)示范工作，推行至今，海綿設(shè)施在公園綠地中的建設(shè)情況以及植物在海綿設(shè)施中的應(yīng)用效果仍缺乏全面、詳細(xì)的介紹。

本研究選取深圳、廣州及珠海海綿設(shè)施應(yīng)用較多的公園綠地，對(duì)海綿設(shè)施在城市公園綠地建設(shè)中的運(yùn)行情況和植物種類及其應(yīng)用效果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，從而反饋海綿設(shè)施在廣東省的推行效果，同時(shí)推薦海綿設(shè)施中應(yīng)用效果良好的植物，以期為后續(xù)海綿城市建設(shè)中的植物選擇及應(yīng)用提供參考。

1 調(diào)查地與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)

2018年9～10月，在對(duì)深圳、廣州和珠海公園綠地全面踏查的基礎(chǔ)上，根據(jù)公園里是否具有較典型的海綿設(shè)施，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料，選取深圳市的香蜜公園、人才公園、新城公園，廣州市的天河公園、海珠濕地公園、廣州蘭圃，珠海市的金灣立交濕地公園、白藤山生態(tài)修復(fù)濕地公園、華發(fā)水郡省級(jí)濕地公園等9個(gè)公園綠地進(jìn)行調(diào)查。

1.2 調(diào)查方法

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》，對(duì)公園綠地內(nèi)應(yīng)用的海綿設(shè)施類型進(jìn)行劃分，并記錄其形狀、平面布局、規(guī)模、積水深度。根據(jù)積水深度將植物種植區(qū)域劃分為長(zhǎng)期積水區(qū)、短期積水區(qū)、斜坡區(qū)、緩沖區(qū)，對(duì)不同種植區(qū)域所應(yīng)用的植物種類、生長(zhǎng)狀況、配置模式、植被景觀效果進(jìn)行記錄、拍照并繪制手繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 公園綠地海綿設(shè)施類型及特征

公園應(yīng)用的海綿設(shè)施類型共有6種，其中植草溝最為常見(jiàn)，雨水花園和旱溪次之，調(diào)蓄水塘、雨水濕地、下凹綠地應(yīng)用相對(duì)較少。植草溝通常呈帶狀，深 0.2～0.3 m，是開(kāi)放式的雨水傳輸系統(tǒng)，溝內(nèi)植物低矮，布局簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，因此應(yīng)用普遍；下凹綠地低于地面 0.1～0.2 m，有溢流口，目前僅在香蜜公園有應(yīng)用；旱溪為彎曲狹長(zhǎng)的大型溝狀低洼地帶，積水區(qū)深度在0.3～1.0 m范圍內(nèi)，區(qū)域內(nèi)布有置石、木樁等，植物主要分布于斜坡區(qū)和緩沖區(qū)；調(diào)蓄水塘為長(zhǎng)期有流動(dòng)水體的雨水調(diào)控設(shè)施，由進(jìn)水口、調(diào)節(jié)區(qū)、出水口及堤岸構(gòu)成，深度在0.5～1.0 m，面積通常達(dá)100 m2以上；雨水濕地為自然淺水濕地，由進(jìn)水口、深水區(qū)、淺水區(qū)、斜坡區(qū)組成，淺水區(qū)深度通常低于0.3 m，深水區(qū)深度通常低于0.5 m，濕地內(nèi)主要種植水生植物，斜坡區(qū)以大型草本類植物為主；雨水花園形狀、布局差異較大，與場(chǎng)地互動(dòng)性強(qiáng)，應(yīng)用植物種類豐富。

2.2 海綿設(shè)施應(yīng)用植物種類及其構(gòu)成特征

2.2.1 海綿設(shè)施應(yīng)用植物的生活型特征

海綿設(shè)施內(nèi)植物種類共 87種(品種)，涉及 49科79屬。以株高50 cm為界限，低于50 cm的草本植物為低矮草本，常見(jiàn)的如地毯草(Axonopus compressus)和巴西鳶尾(Neomarica gracilis)等；高于50 cm的草本植物為大型草本，如花葉艷山姜(Alpinia zerumbet‘Variegata’)、美人蕉(Canna indica)、蘆竹(Arundo donax)等。大型草本和灌木的種類數(shù)量相當(dāng)，分別占記錄種類的31%和27%，草本水生植物、低矮草本和喬木較少(圖1)。大型草本和灌木為海綿設(shè)施增添了結(jié)構(gòu)層次上的豐富度和多樣性。

圖1 海綿設(shè)施應(yīng)用植物生活型占比Fig. 1 The proportion of life types of the plants applied in low-impact development facilities

2.2.2 海綿設(shè)施應(yīng)用植物的科特征

記錄的植物中，包含3種及3種以上植物種類的科有9個(gè)，其中禾本科與豆科包含的植物種類居多(表1)。在應(yīng)用頻次上，禾本科植物最常見(jiàn)，如地毯草、蘆竹、紫葉狼尾草(Pennisetum setaceum‘Rubrum’)；豆科植物中蔓花生(Arachis duranensis)和白車軸草(Trifolium repens)在短期積水區(qū)較為常用。此外，菖蒲科的植物，如金錢蒲(Acorus tatarinowii)、菖蒲(Acorus calamus)、金葉石菖蒲(Acorus gramineus)等在雨水花園和旱溪中的積水區(qū)多見(jiàn)應(yīng)用，且表現(xiàn)良好。

表1 含3種及3種以上植物種類(含品種)的科Table 1 The families containing three or more plant species(cultivars)

2.2.3 海綿設(shè)施觀花及色葉植物的應(yīng)用

調(diào)查共記錄到36種觀花植物，其中應(yīng)用于積水區(qū)12種，用于斜坡區(qū)14種，用于緩沖區(qū)20種。8種植物可全年開(kāi)花，夏季開(kāi)花的植物有34種(表2)。應(yīng)用效果較好的觀花植物，如花期較長(zhǎng)的龍船花(Ixora chinensis)、蝎尾蕉(Heliconia metallica)、夾竹桃(Nerium indicum)等，藍(lán)紫色系的馬纓丹(Lantana camara)、梭魚草(Pontederia cordata)、巴西野牡丹(Tibouchina seecandra)和藍(lán)花草(Ruellia simplex)等；少見(jiàn)應(yīng)用的香彩雀(Angelonia salicariifolia)、厚藤(Ipomoea pes-caprae)、細(xì)葉萼距花(Cuphea hyssopifolia)、百日菊(Zinnia elegans)等，在海綿設(shè)施植物配置中可以多加應(yīng)用。

海綿設(shè)施中色葉植物應(yīng)用較少，僅13種。朱蕉(Cordyline fruticosa)、紫葉狼尾草、銀邊山菅蘭(Dianella ensifolia‘White Variegated’)、金葉石菖蒲、花葉艷山姜、紅背桂(Excoecaria cochinchinensis)等鄉(xiāng)土植物可優(yōu)先使用；而紫背竹芋(Stromanthe sanguinea)、變?nèi)~木(Codiaeum variegatum)、吊竹梅(Tradescantia zebrina)、金脈美人蕉(Canna generalis‘Striata’)等外來(lái)植物，可適當(dāng)搭配應(yīng)用。

2.3 海綿設(shè)施不同種植區(qū)域應(yīng)用的植物種類

海綿設(shè)施蓄水層根據(jù)積水深度及時(shí)間，可分為積水區(qū)、斜坡區(qū)、緩沖區(qū)，每個(gè)區(qū)域?qū)χ参锏囊蟛煌?。積水區(qū)是雨水匯集、下滲、過(guò)濾的主要區(qū)域，對(duì)植物的耐澇、抗污染及凈化能力要求相對(duì)較高。應(yīng)用于長(zhǎng)期積水區(qū)和短期積水區(qū)的植物各 18種和27種(表3)。長(zhǎng)期積水區(qū)通常在調(diào)蓄水塘和雨水濕地中出現(xiàn)，粉綠狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、水金英(Hydrocleys nymphoides)、睡蓮(Nymphaea tetragona)等水生草本植物較為常用；短期積水區(qū)一般出現(xiàn)在雨水花園和旱溪中，常見(jiàn)的植物有美人蕉、風(fēng)車草(Cyperus involucratus)、再力花(Thalia dealbata)、蘆竹等。斜坡區(qū)在雨水充足的季節(jié)會(huì)有一定時(shí)間的積水，可以選用稍耐濕，并且抗雨水沖刷的植物，目前應(yīng)用的有54種；旱溪與雨水花園的斜坡區(qū)植物物種最為豐富，目前應(yīng)用較少但可推廣的植物有香彩雀、龍船花、百日菊、草海桐(Scaevolataccada)等(表 3)。緩沖區(qū)無(wú)滯留雨水的功能，對(duì)植物的耐澇能力要求不高，多選擇耐旱且能與周圍景觀協(xié)調(diào)的植物種類；記錄到緩沖區(qū)應(yīng)用的植物有61種(表3)。此外，一些規(guī)模較大的海綿設(shè)施，如調(diào)蓄水塘、雨水濕地等，在其緩沖區(qū)種植一些喬木，如雞蛋花 (Plumeria rubra‘Acutifolia’)、 大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)、羊蹄甲(Bauhinia purpurea)等，不僅可有效地吸收雨水，還能提高景觀效果。

表2 觀花植物種類Table 2 Flowering plant species

表3 海綿設(shè)施不同種植區(qū)域應(yīng)用的植物種類Table 3 Plant species applied in different planting area of low-impact development facilities

(續(xù)表3)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，海綿設(shè)施的建設(shè)水平參差不齊，主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和植物選擇及配置上。深圳的香蜜公園、人才公園，珠海的金灣立交濕地公園以及廣州海珠濕地公園，在海綿設(shè)施推行實(shí)踐方面，效果較佳；但也有一些公園的海綿設(shè)施與規(guī)范，相對(duì)存在較大差距，如新城公園的雨水花園雖附有排水設(shè)施，但僅單一應(yīng)用了蔓花生，景觀單調(diào)；天河公園的雨水花園布局隨意，缺乏排水設(shè)施，淤泥堆積，植物長(zhǎng)勢(shì)及造景效果均較差。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

廣東公園綠地應(yīng)用的海綿設(shè)施主要包括植草溝、雨水花園、旱溪、調(diào)蓄水塘、雨水濕地、下凹綠地等6種類型，以植草溝、雨水花園、旱溪應(yīng)用廣泛。海綿設(shè)施應(yīng)用的植物有87種(品種)，涉及49科79屬，禾本科、豆科、天南星科、夾竹桃科應(yīng)用種類相對(duì)較多，禾本科植物應(yīng)用頻次最高。海綿設(shè)施種植區(qū)域可根據(jù)積水情況分為積水區(qū)、斜坡區(qū)、緩沖區(qū)，每個(gè)區(qū)域?qū)χ参锏哪蜐承砸蟛煌ｉL(zhǎng)期積水區(qū)常應(yīng)用荇菜(Nymphoides peltata)、蓮(Nelumbo nucifera)、睡蓮、梭魚草等水生植物，短期積水區(qū)應(yīng)用效果較好的種類包含紫葉狼尾草、細(xì)葉萼距花、金脈美人蕉、金葉石菖蒲等；斜坡區(qū)在雨水充足的季節(jié)有一定時(shí)間的積水，選用的植物需既耐旱又耐濕，且抗雨水沖刷，藍(lán)花草、巴西鳶尾、香彩雀、龍船花、百日菊、草海桐等表現(xiàn)不錯(cuò)；緩沖區(qū)無(wú)滯留雨水的功能，多選用觀賞性較高的植物，觀花類喬木的應(yīng)用有所增加。不同的海綿設(shè)施類型根據(jù)其功能對(duì)植物的抗污染能力、水體凈化能力、景觀價(jià)值要求不同，其中雨水花園與旱溪對(duì)植物的觀賞性要求較高，調(diào)蓄水塘與雨水濕地則偏重于植物的抗污染能力及水體凈化能力，植草溝與下凹綠地應(yīng)用植物需要低矮、整齊，方便雨水徑流快速疏導(dǎo)。

3.2 建議

3.2.1 合理選擇海綿設(shè)施應(yīng)用的植物種類

植物作為海綿設(shè)施的主要構(gòu)成要素，發(fā)揮著減緩流速、下滲、吸收污染物、提高景觀效益、調(diào)節(jié)微氣候等重要作用[9]。海綿設(shè)施建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤和水文條件選擇植物，重視對(duì)鄉(xiāng)土植物的開(kāi)發(fā)，同時(shí)應(yīng)考慮植物的多樣性、徑流凈化效果和造景功能，營(yíng)造物種穩(wěn)定、功能健全的生態(tài)系統(tǒng)[10]。廣東省自然淡水濕地多，面積大，濕地植物資源豐富，有54科141屬228種(含變種)[11]。優(yōu)越的自然條件使得廣東省擁有大量的適用于海綿設(shè)施的鄉(xiāng)土植物資源，但在此次調(diào)查中，鄉(xiāng)土耐水濕植物應(yīng)用較少，今后需加強(qiáng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。在選擇植物時(shí)，由于海綿設(shè)施類型多樣，且不同區(qū)域?qū)χ参锏囊蟛煌?，在充分了解設(shè)施的水位、水質(zhì)、土壤、坡度等因素的基礎(chǔ)上，有以下幾點(diǎn)建議：1)植草溝和下凹綠地目前應(yīng)用植物種類單一，建議增加應(yīng)用一些如偽針茅(Pseudoraphis brunoniana)、雙穗雀稗(Paspalum distichum)等鄉(xiāng)土耐澇草本[12]；2)長(zhǎng)期積水區(qū)的植物，優(yōu)先選擇有凈化作用的水生植物，調(diào)查到的植物中，可推薦種類有睡蓮、蓮、水金英、荇菜、梭魚草等，鄉(xiāng)土植物中，推薦應(yīng)用水生且開(kāi)花的野慈姑(Sagittaria trifolia)、兩棲蓼(Polygonum amphibium)、黃花水龍(Ludwigia peploidessubsp.stipulacea)等；3)選擇短期積水區(qū)植物時(shí)，要考慮雨季能耐澇、旱期能耐旱，如再力花、美人蕉、蘆竹等，對(duì)于一些未應(yīng)用的鄉(xiāng)土耐濕旱生植物，如毛草龍(Ludwigia octovalvis)、華南谷精草(Eriocaulon sexangulare)、江南雙蓋蕨(Diplazium mettenianum)等可適當(dāng)加以利用；4) 斜坡區(qū)應(yīng)用的植物需有一定的耐澇能力，且根系發(fā)達(dá)、抗雨水徑流沖刷，如朱蕉、銀邊山菅蘭、水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)、龍船花等，可推薦的鄉(xiāng)土植物有閉鞘姜(Costus speciosus)、金錦香(Osbeckia chinensis)、紅蓼(Polygonum orientale)等；5)緩沖區(qū)無(wú)滯留雨水的功能，對(duì)植物的耐澇性和凈化功能要求較低，優(yōu)先選擇成活率高、維護(hù)簡(jiǎn)單、觀賞性強(qiáng)的植物，厚藤、大葉井口邊草(Pteris creticavar. nervosa)、大花紫薇、羊蹄甲可推薦，一些鄉(xiāng)土植物如酢漿草(Oxalis corniculata)、廣東金錢草(Desmodium styracifolium)、水翁(Syzygium nervosum)等也可應(yīng)用[13]。

3.2.2 營(yíng)造豐富的海綿設(shè)施植物景觀

結(jié)合綠地內(nèi)植物景觀特點(diǎn)，通過(guò)喬木、灌木、草本、水生草本植物的合理搭配，營(yíng)造豐富的景觀效果[1]。根據(jù)調(diào)查分析，對(duì)雨水花園、旱溪、調(diào)蓄水塘、雨水濕地等復(fù)雜性海綿設(shè)施的植物配置提出以下建議：1)雨水花園的植物群落結(jié)構(gòu)主要有垂直空間和水平空間配置，在雨水花園的緩沖區(qū)種植具有較高觀賞價(jià)值的喬木，作為景觀層次的最高點(diǎn)[14]，斜坡區(qū)配置耐水濕、根系發(fā)達(dá)的植物種類，積水區(qū)選用的植物必須有較強(qiáng)的耐澇性和凈化水體功能，草本植物在3個(gè)區(qū)可大量種植，與喬木、灌木共同構(gòu)成復(fù)層的植物群落景觀；2)在生境營(yíng)造中，旱溪溪床路徑應(yīng)隨地形彎曲延伸，兩側(cè)可放入大體量孤石，間隙種植觀賞草本植物，如百日菊與蘆竹配置于孤石縫隙中，應(yīng)用效果較好。此外，結(jié)合旱溪內(nèi)部微環(huán)境，根據(jù)植物的花期、花色、葉色進(jìn)行合理搭配，保證一年四季的景觀效果；3)調(diào)蓄水塘內(nèi)可將睡蓮與粉綠狐尾藻配置應(yīng)用，種植面積不宜過(guò)大，起到點(diǎn)綴效果便可，岸邊零散配置一些觀花、觀葉類植物，地面種植低矮地被，整體景觀以簡(jiǎn)潔通透為主；4)雨水濕地主要依靠水生植物的根、莖、葉去除部分有機(jī)污染物，如荇菜、水金英、梭魚草與風(fēng)車草、菖蒲等混合種植能豐富植物根際微生物的多樣性，利于增強(qiáng)凈化效果，保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[15]。此外，可將喬木與觀賞類地被植物配置于濕地岸邊，如蒲桃(Syzygium jambos)、雞蛋花搭配金脈美人蕉、巴西鳶尾、朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)等。

3.2.3 加強(qiáng)海綿設(shè)施建設(shè)后的管理維護(hù)

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分海綿設(shè)施因只注重前期的落地工作，而后期管理維護(hù)處于空白狀態(tài)。后期管理工作的懈怠，不僅降低了海綿設(shè)施的使用壽命，還削弱其雨洪調(diào)節(jié)效果，進(jìn)而影響海綿城市的建設(shè)進(jìn)程[16]。制定科學(xué)的后期管理維護(hù)工作計(jì)劃，也是海綿設(shè)施推行過(guò)程中不可或缺的一部分。針對(duì)目前廣東公園綠地海綿設(shè)施管理維護(hù)中普遍存在的問(wèn)題，建議采取以下措施：1)對(duì)于植物稀疏、長(zhǎng)勢(shì)差等情況，需編制養(yǎng)護(hù)管理計(jì)劃，及時(shí)補(bǔ)充植物，適當(dāng)施肥，防止地面過(guò)多裸露；2)及時(shí)清理淤泥，疏通排水管道；3)及時(shí)檢查過(guò)濾層及排水系統(tǒng)，避免因積水停留時(shí)間過(guò)久出現(xiàn)的水體變質(zhì)，滋生蚊蟲。