鄭州植被屋面初報

鄭州植被屋面研究初報*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)大學園林學院100083b河南農(nóng)業(yè)大學林學園藝學院c綿陽師范學院*國家林業(yè)公益項目資助，**通訊作者摘要：在鄭州的植被屋面上進行植物材料種植實驗，通過對不同栽培基質(zhì)、不同基質(zhì)厚度以及不同澆水頻率條件下植物生長情況進行對比，結(jié)合越冬與耐高溫試驗，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)達國家的城市建設(shè)、改造中已有廣泛引用，而在我國對它的研究應(yīng)用起步較晚。當前，我國屋頂綠化相關(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、推廣適合我國具體國情的屋頂綠化模式，必須重視屋頂綠化植物的應(yīng)用和選擇，對植物的適應(yīng)性和觀賞性能進行研究，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而為屋頂綠化的全面發(fā)展提供可靠的科學依據(jù)。為此，我們在鄭州開展了植被屋面研究，以期選擇出更多適合我國，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、鄭州試驗植被屋面概況1.1試驗地點鄭州是本實驗中北方地區(qū)屋頂綠化的一個實驗點。我們在鄭州市區(qū)選擇了具有代表性的屋頂綠化地點——鄭州市裕華商務(wù)樓，于2008年9月在其屋頂平臺上開始施工。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屋頂綠化結(jié)構(gòu)，同時結(jié)合我國北方地區(qū)地區(qū)現(xiàn)階段屋頂綠化的結(jié)構(gòu)模式。本實驗植被屋面的構(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)以進行對比試驗,根據(jù)實際場地狀況，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)大學林學園藝學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中，我們設(shè)置了5種澆水處理時間，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驗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個處理，M、Q每組植物共有9個處理，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號定植。但由于實際條件限制，部分植物材料未能到位（如種植圖空白處，已于2009年4月3號補植時添加上去）。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日進行了第一次補植。除上述植物種類外增加了如下植物：菊花（若干品種），美國紫菀，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年夏季進行的耐熱試驗使得部分植物材料死亡，景觀效果降低。我們于2009年9月22日進行了第二次補植。此次新增了如下植物種類：線葉菊、美國薄荷、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植物材料進行較為精細的維護管理，待植物成活并恢復生長后控制澆水頻率，開始進行對比試驗。本植被屋面中的對比試驗主要體現(xiàn)在各植物組合在生長基質(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已經(jīng)做好設(shè)置，對此，我們只需定期進行對比記錄即可。故平時的對比試驗工作主要圍繞不同的澆水頻率進行。原則上在測定期內(nèi)植物至少要能經(jīng)歷一個完整的生長季，并能在恢復生長以后經(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情況，包括生長速度、長勢、成熟后植株冠幅、高度、開花時間、入冬時間、入冬表現(xiàn)、返青時間、越冬率等，并對植物適應(yīng)性和種植模式進行初步評價。2008年入冬前澆一次防凍水后停止灌溉。并于翌年春天測定植物材料越冬率。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月末對植物材料停止人為灌溉，僅利用自然降水，測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月分別進行對越冬情況和耐熱試驗結(jié)果進行觀察和評定。越冬率測定當土壤解凍后，植物開始返青前后，即可到田間檢查，等大部分植株長出新葉后，再進行第二次檢查。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，以便于計數(shù)。越冬率=（存活率株數(shù)/植株總數(shù)）*100%。耐熱試驗結(jié)果測定經(jīng)過2009年7-8月間的耐熱試驗后，對植物進行幾次充足的灌溉，待恢復穩(wěn)定后觀測植物的表現(xiàn)狀況，進行分級評定，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峻考驗。2008年12月份鄭州最低氣溫為-11.6℃，經(jīng)過冬季低溫階段，2009年春季恢復生長的植物種類為：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年春季植物恢復生長的情況，右圖為萱草與鳶尾經(jīng)過2009年夏季耐熱試驗處理（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生長情況需要補充說明的是，在四月份補植過程中，因為一些植物材料在路途中耽擱時間較長，且栽植后因水壓過低導致不能進行及時、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)恢復正常生長。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生長情況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)的厚度都會影響植物的越冬率。當然也會出現(xiàn)個別在較薄栽培基質(zhì)中越冬率要高的現(xiàn)象，部分是因為噴水裝置的問題，因為原本噴頭的噴幅半徑是1.5m，在開始澆水的頭一個月還能保證1.5m的噴幅，但是后來由于樓層內(nèi)水壓不足，導致噴幅降到1m，霜凍來臨時，上不了水，在植物剛種植的初期，為了保證植物的正常生長，必須每周內(nèi)保證澆透水兩到三遍，所以噴頭附近植物長勢要比離噴頭較遠點的植物材料稍好，每組植物組合內(nèi)部澆水情況不一。Q1、Q2的情況不大一樣，這是因為靠在Q1和Q2的墻頭上豎立著兩個巨大的廣告牌，能夠為植物遮陰，有利于土壤保水，但是從試驗結(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速度和恢復能力不及蔥、蓍草和鳶尾，但是就長期適應(yīng)性來看還需要更長久的實驗來觀察和總結(jié)。由于實驗條件和時間有限，關(guān)于各類植物組合之間的競爭力和各自的覆蓋力，以及與雜草的種間競爭還需要進一步的實驗觀察，最后一點要強調(diào)的是由于我國大部分地區(qū)年降水分布不均勻，尤其北方降