鄭州植被屋面初報(bào)

鄭州植被屋面研究初報(bào)*PreliminaryreportofstudiesonagreenroofinZhenzhou張輝a、衡靜b、梁明霞ac、趙惠恩a、楊秋生b**a北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院100083b河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院c綿陽師范學(xué)院*國(guó)家林業(yè)公益項(xiàng)目資助，**通訊作者摘要：在鄭州的植被屋面上進(jìn)行植物材料種植實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)不同栽培基質(zhì)、不同基質(zhì)厚度以及不同澆水頻率條件下植物生長(zhǎng)情況進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合越冬與耐高溫試驗(yàn)，初步篩選出了若干適合鄭州屋頂環(huán)境的觀賞植物：鳶尾、觀賞蔥、蓍草、荊芥、菊花等非景天類植物和‘胭脂紅’景天、反曲景天、八寶景天等景天屬植物，為適合北方地區(qū)屋頂綠化的植物材料選擇工作的深入研究及屋頂綠化基質(zhì)材料的進(jìn)一步優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。Abstract：ThispapersummarisesresearchesonthegreenroofinthecityofZhengzhou.Theseedlingsweretransplantedinagreenroofwithdifferentsubstratedepthmadeupdifferentamountofvermiculite,perlite,peatandsandyloaminseveralintervalirrigationssincefall2008.Suitableplantswereselectedbasedonthesurvivaltothedroughtinhightemperatureorcoldwinter.ItwasfoundthattheplantsmightbeusedastheextensivegreenroofplantsinZhengzhouwhichincludingsomespeciesorvarietiesofIris,Allium,Nepata,AchilleaandChrysanthemumaswellassomestonecropssuchasSedumspurium‘Coccineum’,S.reflexumandS.spectabile.關(guān)鍵詞：植被屋面；鄭州；植物材料；篩選KeywordsGreenroofZhengzhouPlantspeciesorvarietiesSelection屋頂綠化在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的城市建設(shè)、改造中已有廣泛引用，而在我國(guó)對(duì)它的研究應(yīng)用起步較晚。當(dāng)前，我國(guó)屋頂綠化相關(guān)理論和技術(shù)研究也取得了一定成果，如屋頂綠化施工技術(shù)與構(gòu)造材料，輕質(zhì)種植土選擇與配比，建筑承載力研究等。然而由于地域性和屋頂環(huán)境的特殊性，作為綠化的主體——植物，它的選擇與應(yīng)用阻礙了屋頂綠化事業(yè)的發(fā)展。尤其是在我國(guó)北方地區(qū)，屋頂綠化中使用的植物種類少，多以佛甲草為主。為全面研究、推廣適合我國(guó)具體國(guó)情的屋頂綠化模式，必須重視屋頂綠化植物的應(yīng)用和選擇，對(duì)植物的適應(yīng)性和觀賞性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而為屋頂綠化的全面發(fā)展提供可靠的科學(xué)依據(jù)。為此，我們?cè)卩嵵蓍_展了植被屋面研究，以期選擇出更多適合我國(guó)，尤其是北方地區(qū)粗放型屋頂綠化的植物材料，豐富屋頂綠化的景觀效果和生態(tài)功能。一、鄭州試驗(yàn)植被屋面概況1.1試驗(yàn)地點(diǎn)鄭州是本實(shí)驗(yàn)中北方地區(qū)屋頂綠化的一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。我們?cè)卩嵵菔袇^(qū)選擇了具有代表性的屋頂綠化地點(diǎn)——鄭州市裕華商務(wù)樓，于2008年9月在其屋頂平臺(tái)上開始施工。1.2植被屋面構(gòu)造該植被屋面結(jié)構(gòu)層的處理借鑒了德國(guó)屋頂綠化結(jié)構(gòu)，同時(shí)結(jié)合我國(guó)北方地區(qū)地區(qū)現(xiàn)階段屋頂綠化的結(jié)構(gòu)模式。本實(shí)驗(yàn)植被屋面的構(gòu)造層由上至下依次為：種植層、過濾層、蓄排水層、阻根層和防水層。二、材料與方法2.1栽培基質(zhì)該植被屋面設(shè)置了四種栽培基質(zhì)以進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地狀況，四種基質(zhì)分布如下圖（圖1-1）所示：圖1-1鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面栽培基質(zhì)材料分布圖圖1-1鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面栽培基質(zhì)材料分布圖第一種栽培基質(zhì)采用普通栽培基質(zhì)，配比為：泥炭：珍珠巖：蛭石：沙=4：3：2：1；第二種采用河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院楊秋生教授新研發(fā)的可代替泥炭的基質(zhì)材料，其所含成分及配比為：農(nóng)大秸稈發(fā)酵物等(代替泥炭）:珍珠巖：蛭石：沙=4：3：2：1；第三種為混合基質(zhì)：泥炭：農(nóng)大秸稈發(fā)酵物等(代替泥炭）：珍珠巖：蛭石：沙=2：2：3：2：1；第四種為芊匯栽培基質(zhì)，該種基質(zhì)以壤土為主。本試驗(yàn)栽培基質(zhì)分為10cm、15cm、20cm、25cm四種厚度，各厚度的基質(zhì)分布如下圖（圖1-2）所示。因場(chǎng)地受限，屋頂南部只有3種栽培基質(zhì)厚度（15cm、20cm、25cm）。圖1-2鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面栽培厚度分布圖圖1-2鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面栽培厚度分布圖2.2灌溉條件該植被屋面試驗(yàn)中，我們?cè)O(shè)置了5種澆水處理時(shí)間，分別間隔60、90、120、150、天，僅極端干旱下灌溉和澆返青水和防凍水，具體處理分布如下圖（圖1-3）所示：圖1-3鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面灌溉條件分布圖圖1-3鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面灌溉條件分布圖2.3植物材料及其處理本實(shí)驗(yàn)所用的植物材料共劃分為四組植物配置組合，分別以P、Q、M、N表示。植物組合N、P每組植物共有12個(gè)處理，M、Q每組植物共有9個(gè)處理，其具體分布如下圖（圖1-4）所示：圖1-4鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面植物配置圖圖1-4鄭州裕華商務(wù)樓植被屋面植物配置圖P、Q、M、N種植詳圖如下圖（圖1-5）所示：本植被屋面的植物材料于2008年10月15號(hào)定植。但由于實(shí)際條件限制，部分植物材料未能到位（如種植圖空白處，已于2009年4月3號(hào)補(bǔ)植時(shí)添加上去）。每種植物選用的植株規(guī)格一致。2.3.1植物種類本植被屋面第一次栽植時(shí)使用的植物種類為：地被石竹、絲石竹、肥皂草、小冠花、‘冰山’八寶景天、粗壯景天、觀賞蔥、鵝絨委陵菜、‘金山’繡線菊、姬巖垂草、濱菊、蓍草、夏枯草、荊芥、百里香、鳶尾、萱草、‘星辰’八寶景天、粗壯景天、耬斗菜。2008年的冬季使得部分植物出現(xiàn)一定的不適反應(yīng)，部分植株死亡。我們于2009年4月3日進(jìn)行了第一次補(bǔ)植。除上述植物種類外增加了如下植物：菊花（若干品種），美國(guó)紫菀，山桃草，釣鐘柳，‘金娃娃’萱草，金葉過路黃，麻黃，金葉蕕，六棱景天，石景天，‘胭脂紅’景天，光亮假景天，聯(lián)合勘察加景天，反曲景天等。2009年夏季進(jìn)行的耐熱試驗(yàn)使得部分植物材料死亡，景觀效果降低。我們于2009年9月22日進(jìn)行了第二次補(bǔ)植。此次新增了如下植物種類：線葉菊、美國(guó)薄荷、黃芩、‘霍特’匍匐婆婆納、蛇莓、姬巖垂草、紫露草、知母、扶芳藤。處理方法建植初期對(duì)植物材料進(jìn)行較為精細(xì)的維護(hù)管理，待植物成活并恢復(fù)生長(zhǎng)后控制澆水頻率，開始進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。本植被屋面中的對(duì)比試驗(yàn)主要體現(xiàn)在各植物組合在生長(zhǎng)基質(zhì)不同、基質(zhì)厚度不同、澆水頻率不同的情況下的表現(xiàn)差異。因栽培基質(zhì)種類及基質(zhì)厚度在該植被屋面施工時(shí)已經(jīng)做好設(shè)置，對(duì)此，我們只需定期進(jìn)行對(duì)比記錄即可。故平時(shí)的對(duì)比試驗(yàn)工作主要圍繞不同的澆水頻率進(jìn)行。原則上在測(cè)定期內(nèi)植物至少要能經(jīng)歷一個(gè)完整的生長(zhǎng)季，并能在恢復(fù)生長(zhǎng)以后經(jīng)歷夏季高溫和冬季低溫階段。記錄各植物在不同基質(zhì)不同灌溉條件下的生長(zhǎng)情況，包括生長(zhǎng)速度、長(zhǎng)勢(shì)、成熟后植株冠幅、高度、開花時(shí)間、入冬時(shí)間、入冬表現(xiàn)、返青時(shí)間、越冬率等，并對(duì)植物適應(yīng)性和種植模式進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。2008年入冬前澆一次防凍水后停止灌溉。并于翌年春天測(cè)定植物材料越冬率。鄭州夏季自然降水較多，分析近期年降水分布，尤其是近3年（06-08）降水間隔，我們于2009年6月末對(duì)植物材料停止人為灌溉，僅利用自然降水，測(cè)定植物材料的耐高溫能力。該處理于八月末結(jié)束，緊接著給予充足水分。于2009年3月和2009年9月分別進(jìn)行對(duì)越冬情況和耐熱試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察和評(píng)定。越冬率測(cè)定當(dāng)土壤解凍后，植物開始返青前后，即可到田間檢查，等大部分植株長(zhǎng)出新葉后，再進(jìn)行第二次檢查。在選好的樣方段上，用鐵锨、小鏟取掉植株周圍的栽培基質(zhì)，露出根頸部，并使各植株之間彼此分離，以便于計(jì)數(shù)。越冬率=（存活率株數(shù)/植株總數(shù)）*100%。耐熱試驗(yàn)結(jié)果測(cè)定經(jīng)過2009年7-8月間的耐熱試驗(yàn)后，對(duì)植物進(jìn)行幾次充足的灌溉，待恢復(fù)穩(wěn)定后觀測(cè)植物的表現(xiàn)狀況，進(jìn)行分級(jí)評(píng)定，并記錄死亡植株的種類和數(shù)量。三、結(jié)果與分析3.1試驗(yàn)結(jié)果河南省2008年冬季遭受60年來的最大旱情，旱情直到2009年2月24日才得到基本緩解。鄭州市2008年11月份與12月份降水量情況可見于下表：植被屋面上所種植的植物材料因此受到了嚴(yán)峻考驗(yàn)。2008年12月份鄭州最低氣溫為-11.6℃，經(jīng)過冬季低溫階段，2009年春季恢復(fù)生長(zhǎng)的植物種類為：耬斗菜，地被石竹，肥皂草，絲石竹，鵝絨委陵菜，小冠花，百里香，夏枯草，荊芥，蓍草，觀賞蔥，萱草，鳶尾，八寶景天，繡線菊。其中以觀賞蔥、鳶尾、萱草、八寶景天、蓍草、荊芥等表現(xiàn)較佳(如下圖所示)。圖示2009年春季植物恢復(fù)生長(zhǎng)的情況，右圖為萱草與鳶尾經(jīng)過2009年夏季耐熱試驗(yàn)處理（見下圖），存活的植物有：地被石竹，肥皂草，鵝絨委陵菜，小冠花，百里香，荊芥，蓍草，觀賞蔥，萱草，鳶尾，八寶景天，‘金山’繡線菊，山桃草，菊花，姬巖垂草，‘金娃娃’萱草，粗壯景天，‘胭脂紅’景天，‘光亮’假景天，聯(lián)合勘察加景天，六棱景天，石景天等。圖示2009年干旱處理及其恢復(fù)生長(zhǎng)情況需要補(bǔ)充說明的是，在四月份補(bǔ)植過程中，因?yàn)橐恍┲参锊牧显诼吠局械R時(shí)間較長(zhǎng)，且栽植后因水壓過低導(dǎo)致不能進(jìn)行及時(shí)、充足的澆水，使得部分植物在栽植后不久即出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，如金葉過路黃。植物材料經(jīng)過2009年冬季后的大部分種類都已經(jīng)恢復(fù)正常生長(zhǎng)。除幾種景天外，菊花、釣鐘柳、百里香等的表現(xiàn)也較為優(yōu)良(如下圖所示)。圖示2010年春景天類植物與菊花恢復(fù)生長(zhǎng)情況3.2結(jié)果分析就各植物組合而言，從P、N、M、Q內(nèi)部植物越冬率的高低來看，一般趨勢(shì)為種植在較厚栽培基質(zhì)上的植物越冬率要高于種植在較薄基質(zhì)上的植物越冬率。初期研究表明，無論哪種植物材料，在其它生態(tài)因子同一的條件下，栽培基質(zhì)的厚度都會(huì)影響植物的越冬率。當(dāng)然也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別在較薄栽培基質(zhì)中越冬率要高的現(xiàn)象，部分是因?yàn)閲娝b置的問題，因?yàn)樵緡婎^的噴幅半徑是1.5m，在開始澆水的頭一個(gè)月還能保證1.5m的噴幅，但是后來由于樓層內(nèi)水壓不足，導(dǎo)致噴幅降到1m，霜凍來臨時(shí)，上不了水，在植物剛種植的初期，為了保證植物的正常生長(zhǎng)，必須每周內(nèi)保證澆透水兩到三遍，所以噴頭附近植物長(zhǎng)勢(shì)要比離噴頭較遠(yuǎn)點(diǎn)的植物材料稍好，每組植物組合內(nèi)部澆水情況不一。Q1、Q2的情況不大一樣，這是因?yàn)榭吭赒1和Q2的墻頭上豎立著兩個(gè)巨大的廣告牌，能夠?yàn)橹参镎陉帲欣谕寥辣Ｋ?，但是從試?yàn)結(jié)果來看，這種作用并不是十分明顯。各植物材料表現(xiàn)不一。在每一個(gè)種植有蔥、蓍草和鳶尾的植物組合內(nèi)(至少兩組以上)，蔥、鳶尾和蓍草始終保持了較高的越冬率，八寶景天類的植物抗性表現(xiàn)不如蔥、蓍草和鳶尾，這表明這八寶景天的生長(zhǎng)速度和恢復(fù)能力不及蔥、蓍草和鳶尾，但是就長(zhǎng)期適應(yīng)性來看還需要更長(zhǎng)久的實(shí)驗(yàn)來觀察和總結(jié)。由于實(shí)驗(yàn)條件和時(shí)間有限，關(guān)于各類植物組合之間的競(jìng)爭(zhēng)力和各自的覆蓋力，以及與雜草的種間競(jìng)爭(zhēng)還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)觀察，最后一點(diǎn)要強(qiáng)調(diào)的是由于我國(guó)大部分地區(qū)年降水分布不均勻，尤其北方降