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摘要:近年来,我国各大城市都在积极提倡低影响开发技术和设施,鼓励海绵城市的建设。低影响开发强调从源头控制,利用低成本、小规模的雨洪管理措施,如滞留、蓄积、入渗、净化等应对城市雨水径流,以减小开发建设造成的不良环境影响。基于低影响开发原理的雨水花园、下凹式绿地、植草沟等,也越来越多的应用到了绿地景观中,从一定程度上解决城市内涝、地下水位下降、城市缺水、水污染等环境问题。在雨水花园建设中,植物作为最重要的元素之一,发挥着重要的作用。通过对雨水花园特征的分析,以华南区为例,总结了雨水花园植物选择的要点,列举了常用品种,并从多方面对植物搭配做了概括性的分析。
关键词:雨水花园;植物选择;植物搭配
雨水花园是自然形成的或人工挖掘的浅凹绿地,用来收集处理来自屋顶、车道、人行道、停车场、广场和绿地的雨水径流,使雨水在短时间(通常为24H)内入渗、蒸发,它通过滞留和下渗雨水补充地下水,减少雨水径流,利用植物和土壤的吸附、降解、挥发等作用减少污染。相比排水管网的刚性排放,植被层是雨水花园能够长期有效发挥其生态功能的重要组成部分[1]。雨水花园柔化处理雨水的方式更生态有效。在绿地建设中,它不仅承担了城市净化系统的作用,更在景观格局上提升了城市环境质量。
通常雨水花园是由植被层、蓄水层、土壤层、填料层、过渡层、砾石排水层、排水管这几部分组成,主要通过植被、多层底层材料吸附、拦截、降解雨水污染和进行雨水入渗。其中雨水花园的植物不仅美化环境,还能有效控制地表径流,改善土壤粗糙度、抗侵蚀能力,有利于保水固土。植物覆盖度越大,雨水径流量减少越明显。植物根系疏松了土壤,降雨的入渗性能也随之提升。为了更好地发挥雨水花园的作用,使其能够长期保持生态和景观功能,合理的植物选择与搭配至关重要。在我国城市雨水花园建设还处于初期阶段的前提下,探讨雨水花园中植物的选择原则、搭配方法、区域适生品种等内容将对雨水花园的建设具有重要意义。
1、雨水花园的特征
1.1 污染物
大气污染使降雨直接携带污染物,例如城市中的酸雨现象。根据对降雨成分的分析得知,雨水中含有浓度相对较低的污染物,雨水降落到屋顶、道路等硬质表面,形成的表面径流携带了这些表面上的新污染物,使初期雨水污染加重。路面铺装、机动车尾气、生活垃圾、绿化带冲出的泥沙等成分复杂、随机性大,主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、NP类营养物、重金属及无机盐类[2]。而COD、SS含量非常高,说明雨水中有机污染物和固体悬浮物超标。
1.2水流
1.2.1华南降雨特点分析
华南位于中国最南部,纬度较低,温度较高,湿度较大,是我国降雨最充沛、暴雨最多、汛期最长的区域。每年4-6月是华南降雨的前汛期,具有持续时间长、降雨范围广、突发性强等特征。7-9月(个别年份至10月)是后汛期,其特点是降雨强度大、范围相对较小、持续时间不长。根据华南降雨特点,得出汛期的降雨具有水流量大、水流速度快、水流冲刷较强的特征。因此除了构造和形式要考量这些不利因子,雨水花园植物的选择与搭配更要应对和缓解以上水流特征。
1.2.2雨水花园淹没期特点
在强降雨或集中降雨期间,雨水花园承受较快的水流速度和较强的雨水冲刷,过高的径流速率会侵蚀其底部和边缘,造成底部泥沙和富养化升高,频繁的降雨更会超过雨水花园的入渗能力,在短时期内使土壤过度饱和,长期积水,进而滋生蚊虫。这些潜在的限制因素要求雨水花园在构造、形式、植物选择和搭配更加科学合理化。
1.2.3雨水花园干旱期特点
降雨过后,蓄积水面开始缓慢渗透、蒸发,在雨季间歇期和非雨季,雨水花园侧壁由于纵向排水坡度,更易出现干枯现象;华南夏秋季酷热高温,非降雨时期地表蒸发量较大,雨水花园在一定时期易形成较干旱的生境条件。
2、雨水花园植物的选择要求
每种植物都有一定的耐适性,只有对应其生态习性,合理选择适应雨水花园特点的品种,植物才能生长良好,并形成高品质的景观,选择植物应满足以下要求:
2.1以乡土植物、当地适生品种为主,适当引进外来植物
乡土植物具备易栽培、应用广泛,安全、低价、管养成本低等优点,能够体现当地植物区系特色,代表所属地自然风貌。选择雨水花园的植物,应以乡土植物为主,可适当引入外来或新优品种,以丰富雨水花园的生态性和观赏性。
2.2以根系粗壮发达、去污力强、耐污染的多年生植物为主,且能满足短时耐涝、长时耐旱的水适应特点。
雨水花园的植物能稳定并改善土壤结构,提升土壤微生物的净化能力。通过光合作用植物向土壤传送氧,大量微生物被发达的根系固着而形成生物膜,以发挥净化功能。植物根系对土壤有很强的穿透力,可提高土壤内部的通气和水体流动性能(这在一定程度上加快了雨水的下渗速度)。而根系分泌物还可通过土壤微生物的反硝化作用促进雨水花园脱氮。根系发达的植物往往茎叶繁茂,降雨时期可有效拦截地表污染物,降低雨水径流速度,减弱雨水冲刷。
雨水花园植物对水的耐适性包括3方面:①雨水多的时候能耐涝、耐淹;②雨水少或缺水时能耐旱③能吸附并净化水污,耐受水污。降雨存在时令不均、场次不均等特征,雨水花园有一定的淹水水位深度,为避免安全隐患和蚊虫滋生,常要求24H内安全入渗蓄积的雨水,植物淹水时间最长不宜超过48H。在汛期非降雨期和非雨季时期,常有长时间不下雨的情形,雨水花园的植物要能忍受较长时期的干旱,且保持存活。
2.3因地制宜,选用与立地条件相适应的植物
根据场地光环境的特点,选择植物要尽量符合光照需求,耐阴植物在强光下易被灼伤,阳性植物在遮阴条件下会被抑制,对应场地光照条件,合理选择阴生植物、阳生植物、中生植物。土壤是植物生长发育的基础,雨水花园的土壤因雨水冲刷、蓄积,携带有大量污染物,缺乏有机质、土质疏松,选择植物要能耐受贫瘠的土壤,且能主动吸附和降解污染。
2.4选用无毒、无安全影响的植物,慎用有潜在入侵性的植物
城市雨水花园多集中在人流较聚集的公共绿地,应选择健康、无毒、安全、无刺激的植物;在筛选本土植物时,应避免选择入侵植物。入侵植物通常生长迅速,适应性强,竞争力强,易于扩散。雨水花园对植物生境要求较高,而适应性强的植物往往存在潜在入侵性,因此在品种选择上一定要慎重,避免危害生态安全。
2.5提倡应用香花类植物吸引蜜蜂、蝴蝶等,尽量提升场地的生物多样性。
香花类植物可吸引蜜蜂、蝴蝶等,通过合理搭配,雨水花园能够为昆虫、鸟类等提供良好的栖息环境,提升场地的生物多样性。雨水花园在发挥其雨洪管理和生态功能的同时,为人们带来了丰富的观景体验,在一定程度上也成为绿色生态型海绵城市建设的科普展示基地。
2.6适用华南地区雨水花园的植物品种
表一 华南雨水花园可选择的植物(乡土)
3.雨水花园植物的搭配分析
不同植物在雨水花园中,其生长状况、对雨水的滞留和渗透、对污染物的净化能力等都存在差异。如何在特定的生境下,最大发挥雨水花园的雨水管理效果,形成生态稳定、功能健全的植物群落,并营造出优美的园林景观,需在熟知每种植物生态习性的基础上,充分结合立地条件,合理进行组合搭配。
根据雨水花园表面纵向排水坡度,以及在降雨期间被雨水淹没的状态,结合其断面,可将种植区分为:蓄水区、缓冲区、边缘区。蓄水区位于雨水花园表面层最底部,紧邻土壤层或表面砾石层,降雨期间或降雨过后,来不及入渗的雨水蓄积在底部。根据降雨间歇性的特点,此区域也间歇性、短期性处于满水状态,植被需要有较强耐涝性和净化污染物的能力,非雨季还要具备抗旱性;缓冲区位于雨水花园表面坡度相对最大的区域,此区域雨水径流速度快,对表层冲刷力强,强降雨期也会蓄积雨水,植被不仅能够耐涝,还要有较强的固土护坡能力,有较深的根系固着土壤,防止被雨水冲刷,即使倒伏后也能尽快恢复常态;边缘区位于雨水花园外围,与硬铺或绿地边界相接,有较小的坡度,表面水流速度较缓,雨水有较长的入渗时间,此区域基本无蓄水功能,植被相对较耐旱,并能承受一定的雨水冲刷。
从构建雨水花园的生态稳定性、多样性及可持续性来看,需要多层次、多品种的合理搭配。植物的地上部分形成高低错落的种群,能更充分地利用太阳光能;地下部分根系深浅交错,使好氧微生物活动的范围加大,有利于有机质的分解和有毒物质的氧化[3]。如旱生、湿生或两栖类植物在雨水花园不同分区的搭配;常绿植物与落叶植物的搭配;多年生草本和木本植物的搭配;乔、灌、草、藤本的复层搭配等。
从营造雨水花园的景观效果来看,需要合理、美观、兼具特色的植物搭配。在对应雨水花园构造和植物生长习性的前提下,利用不同植株在形态、大小、质感、色彩、季相变化等方面的差异,遵从美学法则,营造出空间变化丰富,层次错落有致的植物群落。另外,雨水花园植物需结合城市各街区、各街道、所经地段环境、绿地风格等特质进行对应的搭配,使景观具备标示性和特色。
从雨水花园建成后的养护成本和后期维护难易度来看,需选择适应性强、抗逆性强、生态稳定、管理方便、养护成本低的品种。种植时,要严格筛选品种并合理规划,通常种植的密度要略大,以减少除草和维护费用,一定程度上也削弱了强降雨期间雨水的冲刷作用。
目前运用较多的雨水花园大致分两种类型。一种以控制雨水径流、蓄积下渗雨水为目的,多用于公园、街头绿地、城市广场周边绿地,在植物搭配时要重点考虑植物的耐涝性和阻滞大量雨水径流的能力。为提高雨水花园使用效率,应对场地地形和周边硬质铺装汇水面积进行分析,针对性地筛选品种进行配置,同时要考虑所处绿地的景观风格,结合场地主题、其它景观元素、周边植物的配置模式等,使雨水花园在景观上协调美观,功能上合理高效。另一种类型以控制雨水污染,以净化雨水、蓄积下渗雨水为目的,多用于径流污染相对较大的道路、停车场周边绿地。在植物搭配时要重点考虑植物削减雨水径流携带污染物的能力,在大面积的硬质区域周边,汇水量大,会导致雨水花园较长时间的积水和雨水污染,植物配置要整体考虑净化污染物的能力和耐涝性,也要结合场地特点,选择耐久、易维护的品种和搭配模式。
4.结语
植物是雨水花园的重要组成部分,合理的品种选择和搭配使雨水花园能够长期稳定地发挥功能和作用,雨水花园作为城市景观绿地的一部分,也体现着城市景观的发展状态。目前,行业内对地域性雨水花园植物的选择、配置手法、处理污染物、滞留和渗透雨水、园林造景和生态功能方面的研究较少,雨水花园在设计、实施阶段很难准确选择和应用合适的植物,对其在生长状况下的功能作用、景观组织较为模糊,一定程度上制约了雨水花园在城市生态建设中的推广应用[4]。因此,探讨地域性雨水花园植物的选择、搭配等相关内容,对城市雨水花园的建设有一定的理论和实践意义。
参考文献:
[1]臧洋飞.上海地区雨水花园草本植物适应性筛选及配置模式构建[D].上海交通大学,2016.
[2]王少东.济南市雨水利用对策研究[D].山东大学,2007.
[3]肖楚田.水体净化与景观——水生植物工程应用[M].南京:江苏科学技术出版社,2013.
[4]王佳等.雨水花园植物的选择与设计[J].《北方园艺》,2012,(19)
论文作者:张莉云
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/7/25
标签:雨水论文; 植物论文; 花园论文; 径流论文; 土壤论文; 入渗论文; 污染物论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;