裴慧卿，鐘云芳，盛玉輝，焦怡琪，任 妲，聶睿涵，陳榮理，王 健，2

（1海南大學(xué) 熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南?？?570228；2環(huán)南海陸域生物多樣性研究中心，海南?？?570228）

0 引言

綠色建筑是指在全壽命周期內(nèi)，從節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等方面，最大限度地節(jié)約資源，更加注重低耗、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、集成與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)建筑與自然的和諧發(fā)展[1]。植物綠化在綠色建筑系統(tǒng)中具有改善空氣質(zhì)量、調(diào)節(jié)小氣候、維持城市植物多樣性等生態(tài)功能。與傳統(tǒng)建筑綠化強(qiáng)調(diào)景觀效果、植物種類單一不同，綠色建筑植物綠化系統(tǒng)應(yīng)注重生態(tài)節(jié)能的理念[2]，加強(qiáng)植物與建筑的整合設(shè)計(jì)，綜合應(yīng)用植物學(xué)、建筑學(xué)、景觀規(guī)劃、城市規(guī)劃、生態(tài)學(xué)等多個學(xué)科的理論與實(shí)踐，結(jié)合多學(xué)科的研究方法，開展學(xué)科之間的交叉與應(yīng)用，以最終達(dá)到建筑與植物相輔相成的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、美化、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的綜合效益。

目前對綠色建筑植物系統(tǒng)的研究不夠深入，方法不統(tǒng)一，定量的研究較少，特別是在我國熱帶地區(qū)，類似的研究更少，而熱帶地區(qū)普遍溫度較高，干濕季明顯，臺風(fēng)多發(fā)，綠色建筑對耐熱、耐旱、抗風(fēng)等綠色節(jié)能需求更高，因此綠化設(shè)計(jì)方面應(yīng)更多地考慮與綠色建筑的整合設(shè)計(jì)以滿足建筑的需求，同時熱帶地區(qū)豐富的森林、濕地自然群落也為鄉(xiāng)土植物引種及植物群落配置提供參考借鑒。?？诘靥師釒П本?，在建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)中屬于夏熱冬暖區(qū)，目前類似的研究多集中在城市公園[3-4]、道路綠化[5]等方面，未有該區(qū)域綠色建筑植物體系應(yīng)用現(xiàn)狀、群落配置模式的研究。

本研究將對?？谑芯G色建筑植物系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和物種進(jìn)行調(diào)查，并對綠色建筑植物群落多度、多樣性進(jìn)行分析，提出?？诰G色建筑中植物綠化整合設(shè)計(jì)的建議。本次調(diào)查既有利于全面了解海口市綠色建筑植物系統(tǒng)應(yīng)用概況，又有利于進(jìn)一步完善我國夏熱冬暖區(qū)綠色建筑植物多樣性數(shù)據(jù)。這些調(diào)查數(shù)據(jù)是對我國熱帶地區(qū)綠色建筑植物綠化系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，也對海口建設(shè)國際化濱江濱?；▓@城市有積極作用，可為進(jìn)一步研究我國熱帶地區(qū)綠色建筑植物系統(tǒng)作用下資源和空間的合理分配利用、構(gòu)建高效穩(wěn)定的植物群落、改善場地氣候環(huán)境及緩解熱島現(xiàn)象等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

海口市位于海南島北部，地處熱帶北緣，屬于熱帶海洋性氣候。春季溫暖少雨，夏季高溫多雨，秋季濕涼多臺風(fēng)暴雨，冬季干旱時有冷氣流侵襲，帶有陣寒。年平均日照時數(shù)2000h以上，太陽輻射量可達(dá)11～12萬卡，年均氣溫24.4℃，年均降水量1696.6mm，年均相對濕度85%。

2 研究方法

2.1 樣地選擇

調(diào)查于2018年3月—2018年5月進(jìn)行，選取截止2017年11月通過海南省綠色建筑管理委員會認(rèn)證并建成的二星綠色建筑。涵蓋住宅、醫(yī)療、商業(yè)、辦公建筑，類型全面，綠化覆蓋率高、植物較豐富（表1）。根據(jù)場地綠化現(xiàn)狀，在代表性地點(diǎn)設(shè)置20mx30m樣方，600m2面積的樣帶或者綠地斑塊，進(jìn)行每木調(diào)查，且記錄所有出現(xiàn)的物種。

表1 ?？谑芯G色建筑概況及群落樣方調(diào)查數(shù)量表

2.2 海口市綠色建筑綠色基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀調(diào)查

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)及規(guī)范，界定綠色建筑中與植物相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施有屋頂綠化、垂直綠化、雨水花園、下凹式綠地、植被淺溝、景觀水體等[6]。對上述綠色建筑進(jìn)行實(shí)地調(diào)查并拍照，同時記錄綠化建筑體系基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用現(xiàn)狀。

2.3 ?？谑芯G色建筑植物物種現(xiàn)狀調(diào)查

在對五個樣地進(jìn)行實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑區(qū)域占地面積和植被群落分布情況，采用隨機(jī)抽樣樣方調(diào)查法，同時也考慮綠色建筑可能出現(xiàn)的特殊景觀節(jié)點(diǎn)、綠化方式，合理設(shè)置樣方群落，如中心景觀節(jié)點(diǎn)、行道樹綠化、屋頂綠化、垂直綠化、水域綠化等。對樣地內(nèi)植物分為喬木、灌木、地被層三層級調(diào)查。記錄數(shù)據(jù)包括：調(diào)查地綠色建筑植物綠化基礎(chǔ)設(shè)施概況、植物種類、數(shù)量、頻率等。

2.4 植物應(yīng)用頻度及物種多樣性統(tǒng)計(jì)

依據(jù)《中國植物志》，F(xiàn)lora of China(Wu etal,1994-2014)，對物種進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，計(jì)算物種豐富度指數(shù)（Patrick）、Shannon-Weaner指數(shù)H’、Simpson指數(shù)D及Pielou均勻度指數(shù)[7]。

式中S為物種數(shù)；Pi為物種i的相對重要值。

3 結(jié)果與分析

3.1 ?？谑芯G色建筑植物綠色基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用調(diào)查結(jié)果

從建筑類型上看，公共建筑有海南省腫瘤醫(yī)院和萬達(dá)廣場，其中海南省腫瘤醫(yī)院面積大于10hm2，綠化率35%，除生態(tài)堤岸外，其余各項(xiàng)綠化設(shè)施均有設(shè)置，較高標(biāo)準(zhǔn)地達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，營造出良好的室內(nèi)外環(huán)境。住宅建筑伊泰天驕、永和花園、魯能海藍(lán)椰風(fēng)的綠化率分別為40.8%、40%、53%，雖然面積未超過10hm2，但均有設(shè)置綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施?？傮w來看，海口綠色建筑垂直方向綠化結(jié)構(gòu)層次不夠豐富，空間利用率低，僅有永和花園設(shè)有底層架空屋頂綠化，海南省腫瘤醫(yī)院有設(shè)置垂直綠化及屋頂綠化（表2）。

表2 ?？谑芯G色建筑植物綠色基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用調(diào)查

3.2 植物科屬組成

調(diào)查結(jié)果表明，本次在?？谑?個經(jīng)認(rèn)證設(shè)計(jì)標(biāo)識的綠色建筑中共記錄到植物170種，隸屬于54科120屬，喬木、灌木、草本分別有75、56、39種（表3）。其中，種屬最多的是棕櫚科，有13屬14種（圖1），最少的是鳶尾科等，有1種1屬。常用的喬木有蒲葵（Livistona chinensis）、 黃槐決明 （Cassia surattensis）、 雞蛋花（Plumeria rubra）等。 灌木有灰莉（Fagraea ceilanica）、三角梅（Bougainvillea glabra）、 朱 蕉 （Cordyline fruticosa）、 萼 距 花（Cuphea hookeriana）等。 草本植物有結(jié)縷草（Zoysia japonica）、細(xì)葉結(jié)縷草（Zoysia tenuifolia）等。本地物種21科35屬39種，如：秋楓（Bischofia?javanica）、降香（Dalbergia odorifera）等，僅占總物種數(shù)的22.9%，引種的外來物種高達(dá)77.1%。

在各調(diào)查樣方中植物出現(xiàn)的次數(shù)（表3）反映出該植物在?？谑芯G色建筑分布的均勻程度[8]。喬木類植物以典型的熱帶棕櫚科植物蒲葵 （Livistona chinensis）、 狐尾椰（Wodyetiabifurcata）排名靠前，使用頻數(shù)分別為44次和38次。草本植物中細(xì)葉結(jié)縷草頻數(shù)排序第一位為59次，相比排名第十位的金邊龍舌蘭（Agave americana）高出了40余次，說明細(xì)葉結(jié)縷草在?？谑芯G色建筑植物綠化草本地被中較為常見。而灌木類植物頻數(shù)排序第一位的灰莉使用頻數(shù)高達(dá)81次，是使用率非常高的灌木植物，其次是三角梅，使用頻數(shù)達(dá)69次。從各層次植物總頻數(shù)看，喬木排序前十位的植物頻數(shù)之和占喬木總頻數(shù)（863）的38.6%；灌木排序前十位的植物頻數(shù)之和占灌木總頻數(shù)（1066）的47.1%，接近灌木總體出現(xiàn)頻度的一半；而草本植物的前十名頻數(shù)之和占總數(shù)（433）的63.3%，已遠(yuǎn)超過草本出現(xiàn)總頻度的一半。說明草本植物整體均勻度不高，喬木的均勻度高于灌木，灌木高于草本植物，且少數(shù)植物應(yīng)用頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他植物（表4）。

圖1 ?？诰G色建筑植物應(yīng)用科屬數(shù)排列前13位的植物科及其屬和種

表3 海口市綠色建筑植物組成及生活型

表4 ?？谑芯G色建筑綠化植物出現(xiàn)頻度排序前10位的植物

3.3 植物物種多樣性分析

在5個綠色建筑中，不同建筑類型的多樣性不一樣，其結(jié)果顯示為：喬木層方面，住宅建筑植物多樣性高于公共類建筑，伊泰天驕、永和花園、魯能海藍(lán)椰風(fēng)三個住宅建筑的Shannon-Wiener指數(shù)，分別為2.05、1.87、2.06，而醫(yī)院和商業(yè)建筑喬木層多樣性指數(shù)分別為1.44、1.59。草本層方面，各項(xiàng)目草本層Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)和物種豐富度占比值均低于喬木層和灌木層，反映了城市綠化中重喬木灌木輕草本的使用現(xiàn)狀。物種豐富指數(shù)方面，居住建筑相比商業(yè)建筑、醫(yī)療建筑喬木、灌木、草本的物種豐富度指數(shù)較高，植物應(yīng)用種類更豐富。總體來看，綠化多樣性指數(shù)與物種豐富度指數(shù)有一定相關(guān)性，物種豐富度越高，植物多樣性也往往較高（表5）。

表5 海口市綠色建筑項(xiàng)目不同生活型的植物多樣性指數(shù)

4 結(jié)論與討論

經(jīng)調(diào)查，?？谑芯G色建筑植物綠化體系存在問題有：（1）綠化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次單一，空間利用率低，屋頂綠化和垂直綠化等垂直維度綠化方式應(yīng)用較少；（2）綠化植物總體種類較多，多樣性較豐富，但應(yīng)用上為少數(shù)種類占據(jù)較大優(yōu)勢，頻度較高；（3）外來物種多，鄉(xiāng)土種占比少。針對上述問題，海口市綠色建筑的綠化設(shè)計(jì)，還可以在以下幾個方面進(jìn)一步提升。

4.1 建筑與植物一體化整合設(shè)計(jì)理念的引入

綠色建筑在整個壽命周期內(nèi)，應(yīng)最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材）、保護(hù)環(huán)境和減少污染。綠色建筑可通過引入建筑與植物一體化設(shè)計(jì)理念，將植物系統(tǒng)與建筑有機(jī)整合，達(dá)到綠色建筑系統(tǒng)與自然的融合與穩(wěn)定，減少建筑對環(huán)境的負(fù)荷：一方面是構(gòu)建水平維度近自然的綠化體系，如綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施、場地綠化，另一方面是從豎向維度豐富綠化結(jié)構(gòu)層次，提高空間利用率，將植物引入建筑立面、屋面。有研究顯示：屋頂綠化可以緩解城市熱島效應(yīng)，減輕雨水流量，改善排水水質(zhì)，為城市野生動物提供棲息地，改善空氣質(zhì)量[9]；在新加坡城市某建筑測得垂直綠墻面室內(nèi)溫度降低了3.3℃，綠化屋面溫度降低了4.2℃[10]，因此，新加坡政府大力鼓勵垂直綠化屋頂綠化建設(shè)，提高城市綠化率[11]。又如意大利米蘭垂直森林高層建筑，將喬木、灌木、草本引入建筑，減少光反射，緩解熱島效應(yīng)，兩棟建筑共種植480棵大中型喬木，50棵小樹，5000棵灌木，相當(dāng)于1hm2森林，全年碳匯量帶來巨大生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了綠色建筑節(jié)能、節(jié)地、環(huán)境保護(hù)的理念[12]。?？谑邢募狙谉?，太陽輻射量大，采用類似的技術(shù)可減少墻體輻射熱、降低室內(nèi)溫度，減少人工制冷帶來的能源消耗，符合綠色建筑節(jié)能減排的理念。

我們的調(diào)查結(jié)果顯示，?？诘木G色建筑未充分考慮建筑與植物的一體化設(shè)計(jì)，在屋頂綠化和墻面綠化方面應(yīng)用非常少（表2）。應(yīng)向先進(jìn)地區(qū)和樣板學(xué)習(xí)，在綠色建筑上預(yù)設(shè)更多的綠化設(shè)施，提高綠化植物整體應(yīng)用的水平。同時，應(yīng)師法自然，利用熱帶地區(qū)具有的大量附生于樹木、巖石上的附生植物、如各種蘭花、苦苣苔花（Conandron ramondioides）、巖姜蕨（Pseudodrynaria coronans）、麒麟葉（Epipremnum pinnatum）以及各種苔蘚地衣等，篩選優(yōu)化后加以應(yīng)用，構(gòu)筑具有特色、適合熱帶濱海城市的耐旱、耐熱、抗風(fēng)等綠色建筑立面綠化植物體系，將無生命的“灰色基礎(chǔ)設(shè)施”與有生命的“綠色基礎(chǔ)設(shè)施”有機(jī)整合，以形成協(xié)同共生、循環(huán)再生的基礎(chǔ)設(shè)施支撐體系，維持綠色建筑生態(tài)服務(wù)功能的完整性及生命活力。

4.2 以鄉(xiāng)土樹種為主，引種為輔，構(gòu)建近自然植物群落

從調(diào)查結(jié)果來看，?？谑芯G色建筑植物群落生物多樣性較高，但是鄉(xiāng)土種比例較低，外來物種較多，容易導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，后期維護(hù)成本高。鄉(xiāng)土種經(jīng)過長期自然選擇，對環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時自然環(huán)境中的成熟植物群落，自維持力較高，不需過多的人工干預(yù)即可保持穩(wěn)定，因此多使用鄉(xiāng)土樹種、借鑒自然植物群落，符合綠色建筑綠色節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的基本原則，也可減少少數(shù)植物種類應(yīng)用頻率過高的現(xiàn)象。因?yàn)榈靥師釒П本墳I海地區(qū)，海口市可以借鑒以下幾種熱帶低地雨林、季雨林等植物群落的配置：（1）熱帶特色植物群落：如濱海臺地?zé)釒Я郑０渡惩翢釒Я值?，這些群落以龍腦香科Dipterocarpaceae樹種為優(yōu)勢，組成樹種以青皮、坡壘（Hopea hainanensis）、無翅坡壘（Hopea exalata）為主，是海南島濱海熱帶森林群落中的典型類型，代表類群：青梅（Vatica mangachapoi）+蝴蝶樹 （Heritiera parvifolia）+細(xì)子龍（Amesiodendron chinense）群叢組[13]，作為立地條件較好的綠色建筑綠化植物配置參考；（2）生態(tài)型穩(wěn)定型群落：如濱海臺地常綠林景觀文昌椎林，具有防止水土流失、防風(fēng)抗災(zāi)能力，且生物多樣性長期處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，該類型群落是以紅椎（Castanopsis hystrix）為主的多種喬灌木共存的雜木林，代表結(jié)構(gòu)： 紅錐+鵝掌柴 （Schefflera octophylla）+五節(jié)芒（Miscanthus floridulus）+扇葉鐵線蕨（Adiantum flabellulatum），可用于大多數(shù)濱海綠色建筑綠化植物配置參考；（3）節(jié)水型群落：在海南熱帶季雨林中，一些植物為適應(yīng)旱季土壤水分匱乏形成具刺機(jī)制，應(yīng)對旱季土壤水分匱乏，如海南欖仁（Terminalia hainanensis）群落中，喬木中具刺物種達(dá)到11種，灌木和木質(zhì)藤本共有6種，代表結(jié)構(gòu)如海南欖仁+毛萼紫薇（Lagerstroemia balansae）+圓葉刺桑（Taxotropis aquifolioides）+葉被木（Streblus taxoides）[14]。這類群落可以為干旱瘠薄土壤地區(qū)的植物配置提供參考。

致謝：感謝海南省建筑設(shè)計(jì)院李長高級工程師為本項(xiàng)目提供的?？谑芯G色建筑數(shù)據(jù)資料支持與指導(dǎo)。