不同屋頂綠化基材栽種佛甲草的試驗(yàn)

吳亞蒙，葉建軍, 羅先林

(湖北工業(yè)大學(xué) 土木建筑與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430068)

1 引言

目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)屋頂綠化植物、基材的研究較多，綜合分析、總結(jié)這些研究，會(huì)發(fā)現(xiàn)這些研究中更多的是對(duì)不同種類屋頂綠化植物的抗旱性、抗寒性及應(yīng)用效果，屋頂綠化基材的輕質(zhì)、組成材料、厚薄等方面進(jìn)行研究。這些研究大多數(shù)是對(duì)比不同種類屋頂綠化植物的抗旱性，卻忽略了不同類型的屋頂綠化基材自身所具有的抗旱性。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)在湖北省武漢市的湖北工業(yè)大學(xué)土建新樓樓頂(建筑高度約28 m)，代表我國廣闊的夏熱冬冷地區(qū)。武漢屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，具有雨量豐沛、光熱同 季、雨熱同期、四季分明等特點(diǎn)，年均降水量為1269 mm，年無霜期211～272 d。區(qū)域內(nèi)日照充足，全年日照1810～2100 h，年均氣溫15.8～17.5 ℃。

2.2 試驗(yàn)材料與基材配比

2.2.1 試驗(yàn)材料

表土：取自湖北工業(yè)大學(xué)土建樓附近表土。建筑垃圾：取自湖工大土建樓附件廢棄的磚塊、砼塊，經(jīng)鐵錘搗碎。有機(jī)質(zhì)：取自湖工大校園園林綠化植物(香樟和水杉)的枯枝落葉，經(jīng)曬干后剪成碎片。陶粒、水泥、河沙、泥炭土、復(fù)合肥：購買于南湖花木城。佛甲草：購于武漢九峰山佛甲草種植基地。

2.2.2 基材配比

采用上述材料配制4種屋頂綠化基材，分別為泵送輕質(zhì)基材、屋頂綠化種植塊、建筑垃圾基材、普通土。上述4種基材分別攪拌充分后待用。

泵送輕質(zhì)基材：粗骨料為陶粒，細(xì)骨料為陶砂或珍珠巖砂，粘結(jié)料為泥炭土或改性粘土；屋頂綠化種植塊：干燥骨料為浮石、陶粒、膨脹頁巖組合，粒徑5～40 mm，干燥水泥土為水泥和表土(體積比)15%∶85%；建筑垃圾基材：碎磚和碎混凝土(體積比)為80%∶20%混合物。3種基材配比見表1。

表1 三種基材配比

2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與測(cè)量指標(biāo)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)于2018年5月16日在湖北工業(yè)大學(xué)土建樓7樓頂完成，試驗(yàn)區(qū)約40 m2，分成：建筑垃圾基材、泵送輕質(zhì)基材、屋頂綠化種植塊、普通土4個(gè)試驗(yàn)塊，每個(gè)試驗(yàn)塊面積約10 m2。在此基礎(chǔ)上，分別于2019年的3月20日、5月20日、7月20日、9月20日對(duì)4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草進(jìn)行觀測(cè)并記錄。

2.3.1 佛甲草形態(tài)觀測(cè)

形態(tài)指標(biāo)的評(píng)定依據(jù)4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草的實(shí)際生長情況(葉片色澤、枯葉數(shù)、萎蔫等)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)定，形態(tài)指標(biāo)評(píng)定見表2。觀測(cè)方法：分別在建筑垃圾基材、泵送輕質(zhì)基材、屋頂綠化種植塊、普通土4個(gè)試驗(yàn)塊的4角和中央?yún)^(qū)域(確保具有代表性)劃定1 m2(1 m×1 m)的區(qū)域，對(duì)范圍內(nèi)的佛甲草按照評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)定，記錄分析并歸類分級(jí)。

表2 植物形態(tài)指標(biāo)評(píng)定

2.3.2 佛甲草蓋度測(cè)量

蓋度指植物地上部分投影面積占地面的比率，而佛甲草成坪速度快慢反應(yīng)蓋度變化。蓋度測(cè)量方法：分別在建筑垃圾基材、泵送輕質(zhì)基材、屋頂綠化種植塊、普通土4個(gè)試驗(yàn)塊的4角、中央?yún)^(qū)域的正上方，垂直高度約50 cm，向下拍照。照片處理采用PS軟件，對(duì)佛甲草覆蓋區(qū)與空缺區(qū)進(jìn)行區(qū)分，計(jì)算出每個(gè)試驗(yàn)塊佛甲草在基材上的投影面積，然后計(jì)算出佛甲草覆蓋的面積占此試驗(yàn)塊的比值，最終確定每個(gè)試驗(yàn)塊佛甲草的蓋度。

2.3.3 佛甲草高度測(cè)量

佛甲草高度,用直尺測(cè)量從佛甲草根部(基質(zhì)表層)到莖葉頂部的垂直距離。在建筑垃圾基材、泵送輕質(zhì)基材、屋頂綠化種植塊、普通土4個(gè)試驗(yàn)塊的4角、中央?yún)^(qū)域分別選取50株佛甲草，每個(gè)試驗(yàn)塊共250株，用有色的絲帶系在樣本佛甲草的主干上，以示標(biāo)記。在既定時(shí)間，在每個(gè)試驗(yàn)塊，用直尺對(duì)有標(biāo)記的佛甲草依次進(jìn)行高度測(cè)量，最后計(jì)算出每個(gè)試驗(yàn)塊佛甲草的平均高度，記錄數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 佛甲草形態(tài)

建筑垃圾基材、泵送輕質(zhì)基材、屋頂綠化種植塊、普通土4個(gè)試驗(yàn)塊上的佛甲草經(jīng)過持續(xù)的高溫及干旱天氣，都有不同程度的萎蔫及死亡，根據(jù)上述的植物形態(tài)指標(biāo)評(píng)定方法對(duì)4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草進(jìn)行綜合評(píng)定，評(píng)定結(jié)果見表3。

表3 佛甲草形態(tài)指標(biāo)評(píng)定

3.2 佛甲草蓋度

4種屋頂綠化基材栽種佛甲草的蓋度變化情況，每次觀測(cè)時(shí)間間隔2個(gè)月。第1次(2019年3月20日，下同)測(cè)量時(shí)，普通土、建筑垃圾基材、屋頂綠化種植塊、泵送輕質(zhì)基材試驗(yàn)塊的佛甲草有一定的蓋度，分別為：65.8%、70.9%、66.3%和68.6%。第2次(2019年5月20日)測(cè)量時(shí)，4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草蓋度最大，其中普通土、建筑垃圾基材分別為：95.9 %、98.6%；屋頂綠化種植塊、泵送輕質(zhì)基材均達(dá)到100%。第3次(2019年7月20日)測(cè)量時(shí)，4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草蓋度有所減小。第4次(2019年9月20日)測(cè)量時(shí)，普通土、建筑垃圾基材、屋頂綠化種植塊、泵送輕質(zhì)基材試驗(yàn)塊的佛甲草蓋度最小，分別為：43.8%、83.3%、55.7%和59.4%。5月20日前，4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草蓋度增大，之后減小，其中普通土試驗(yàn)塊的佛甲草蓋度降幅最大，建筑垃圾基材試驗(yàn)塊的佛甲草蓋度降幅最小。

3.4 佛甲草高度

4種屋頂綠化基材栽種佛甲草的高度變化情況，第1次測(cè)量時(shí)，普通土、建筑垃圾基材、屋頂綠化種植塊、泵送輕質(zhì)基材試驗(yàn)塊的佛甲草高度分別為：21.9 cm、24.8 cm、25.1 cm和24.3 cm。第2次測(cè)量時(shí)，普通土、建筑垃圾基材、屋頂綠化種植塊、泵送輕質(zhì)基材試驗(yàn)塊的佛甲草高度最大，分別為：30.8 cm、31.6 cm、34.3 cm和32.9 cm。第3次測(cè)量時(shí)，4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草高度大幅下降。第4次測(cè)量時(shí)，普通土、建筑垃圾基材、屋頂綠化種植塊、泵送輕質(zhì)基材試驗(yàn)塊的佛甲草高度最小，分別為：6.9 cm、12.6 cm、8.7 cm和10.1 cm。5月20日至9月20日，4個(gè)試驗(yàn)塊的佛甲草高度始終呈下降趨勢(shì)，尤其5月20日至7月20日，高度下降急劇。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)是針對(duì)極端干旱天氣進(jìn)行研究的，半年內(nèi)4次測(cè)量佛甲草的形態(tài)、蓋度和高度，得到以下結(jié)論：佛甲草在4種屋頂綠化基材上的形態(tài)差異明顯，相比于普通土和屋頂綠化種植塊，建筑垃圾和泵送輕質(zhì)基材上的佛甲草，萎蔫面積較小，葉色更綠，葉片反卷現(xiàn)象更少。4種屋頂綠化基材上的佛甲草蓋度和高度隨時(shí)間呈先增大后減小趨勢(shì)。建筑垃圾基材上的佛甲草蓋度和高度變幅最小，輕質(zhì)土基材和屋頂綠化種植塊變幅相當(dāng)，普通土的變幅最大。4種基材的抗旱性能從強(qiáng)到弱排序：建筑垃圾基材>泵送輕質(zhì)基材>屋頂綠化種植塊>普通土。