沈達理 李佩雯 段芳瑤
摘 要 我國目前大多數的景觀草坪基本停留在美學概念上,但隨著全球氣候變化的影響,行業(yè)內外對諸如草坪雨洪管理等氣候適應性設計手法也提出了一定的要求?;诖耍鶕覈鴣啛釒Ъ撅L氣候地區(qū)的氣候特點,對景觀草坪展開一定論述,初步總結景觀草坪的適應性策略。
關鍵詞 景觀草坪;氣候變化;適應性策略
1 現(xiàn)狀與概況
1.1 景觀草坪現(xiàn)狀
草坪是重要的園林設計要素,其最早可追溯到公元前的波斯宮廷庭院的綴花草坪,我國漢代時期的上林苑也曾應用[1];直到16、17世紀歐洲古典園林的出現(xiàn),草坪才成規(guī)模地被使用。目前,草坪已發(fā)展成各種用途。其中,園林觀賞性草坪的建設還需要面對人類工業(yè)文明所導致的各種情況,特別是氣候變化方面,如在強降雨天吸收過多的地表徑流等。如今的草坪承擔著更加復雜的作用。
1.2 研究區(qū)氣候現(xiàn)狀特點
我國亞熱帶季風氣候主要集中在秦嶺淮河以南的地區(qū)(除極少數熱帶沿海城市),氣候特點是夏季高溫多雨、冬季寒冷干燥;由于全球氣候變暖,氣候特征逐漸往極端方向變化:特別是進入21世紀后,近20年的氣候特征極值相比20世紀最后20年的極值極端程度都有顯著提升。研究顯示,這種變化會一直繼續(xù)持續(xù)幾十年,且由于滯后效應,即便當下人類在一定程度上緩和了工業(yè)污染,也難以馬上控制住這種形勢的發(fā)展[2]。
2 影響景觀草坪中的氣候要素
一般認為氣候對草坪的影響要素可以歸為植物學領域中的非生物因素,筆者初步篩選出以下7點因素:光照、溫度、濕度、土壤水分、土壤養(yǎng)分、二氧化碳濃度和pH值[3-7],而其中與氣候變化有直接關系的只有光照、溫度與水分。
2.1 光照
光是植物賴以生存的必需品,其量化標準是輻射強度和輻射通量。輻射能為草坪提供必要的光照條件和適宜的溫度環(huán)境。除此之外,可見光中的紅、橙、黃、藍等光可以被草坪吸收促進生長,而綠光幾乎不被吸收;不可見光中的長波光(紅外光)可以為植物提供熱量,但短波光(紫外光)則對草坪植物有致命影響。
2.2 溫度
對于草坪等植物,土壤溫度(一般是土層下0~15 cm)會比空氣溫度影響更加明顯:如果地區(qū)積溫顯著下降(<0 ℃),那么草坪很可能會提前進入枯黃期,于植物來講,冬季會更長,越冬率、反青率均會下降,發(fā)芽期延遲到來,大大提高草坪維護成本,同時觀賞效益也不足;相反如果土壤溫度(積溫)能夠保持在較高水平(>5 ℃),那么草坪的越冬率可以大大提升[7],進而對其他方面帶來積極作用。
2.3 水分
與溫度類似,對草坪產生主要影響的仍是土壤含水量,而非空氣濕度,且同樣是土壤表層下0~15 cm深度[8]。另外,草坪對土壤水分的變化有一定的耐受能力,其原理是通過蒸散量實現(xiàn),部分草種(如狗牙根、高羊茅)的蒸散量可以隨土壤含水量的變化而發(fā)生改變[9]。
3 景觀草坪的適應性策略
依據對草坪與氣候影響要素的分析,分別論述景觀草坪對地區(qū)內光照、溫度、水分的適應性策略。
3.1 地形與坡向差異對光照的影響
影響光照(或者說是太陽輻射量)的因素較多,在大氣外一般有太陽直射角、地日距離、日照時間3種要素;而大氣內則會加上大氣介質的各種影響,如云量,膠體或其他顆粒的散射、透射、反射能力等。這其中,能夠通過人為景觀手法控制的只有太陽直射角度,即地形營造。地面太陽高度角越接近于90°,太陽輻射量越多,所吸收的熱量越多,地表溫度也越高;地面太陽高度角越小則反之。
因此,當地區(qū)內的草坪景觀越冬率、反青率較低時,可以計算其冬季的太陽高度角,使南向的地形坡度盡量與冬至日(或大寒日)正午的太陽入射光線垂直,增加地表與土壤的熱吸收量,提高越冬率。而對于需要通過改變地形來降低太陽輻射、降低溫度來保證植物在正確的時間進入越冬期的地區(qū)則應采取相反的思路。
我國的亞熱帶季風氣候區(qū)緯度跨度較大,太陽輻射的南北差異也大,因此應結合不同的正午太陽高度角設計草坪的坡度和朝向。在冬季均溫接近或低于0 ℃地區(qū)的草坪,應該盡量使草坡地形與太陽高度角垂直,以便更好地吸收太陽輻射的熱量;而冬季均溫高于15 ℃的地區(qū),應使太陽高度角與坡度的角達成較小夾角,以減少熱量過多對草坪越冬造成的不適[6]。
3.2 不同溫度下的草坪適應性策略
我國的亞熱帶季風氣候區(qū)域廣大,緯度分布不同,太陽輻射、下墊面性質差異較大,總體上草坪生態(tài)在區(qū)域內形成了南過渡帶、云貴高原帶、溫暖潮濕帶和熱帶亞熱帶4種類型[10],且草坪對于溫度較為敏感。因此,對于不同地區(qū)溫度,應采用不同品種的草坪。
南過渡帶包括成都平原和湖北省北部、江蘇省以及安徽省的部分地區(qū),年均溫6.5~16.0 ℃,1月均溫-3~8 ℃,7月均溫14~29 ℃。夏季潮濕且溫熱,冬季降水稍足且溫暖,所以不依賴人工澆灌也可以種植草坪,但要切實考慮草坪冬季越冬的能力。這一帶適合種植中華結縷草(Z.sinica)、狗牙根(Cynodon dactylon)等。
云貴高原帶位于云貴高原地區(qū)和周邊部分地區(qū),年均溫3~22 ℃,1月均溫-8~13 ℃,7月均溫10~22 ℃。該帶冬季會出現(xiàn)零度以下低溫,但總體溫暖,夏季涼爽。該地區(qū)適合冷季型草和暖季型草搭配種植??梢苑N植冷季型草地如早熟禾、多年生黑麥草、高羊茅等;以及暖季型草地馬蹄金(Dichondra repens)、溝葉結縷草(Z. matrella)和中華結縷草。
溫暖潮濕帶位于北回歸線以北,長江流域及以南地區(qū),年均溫16~26 ℃,1月均溫1~9 ℃,7月均溫25~29 ℃。氣候溫暖,雨水充足。冬天氣候溫和,可選用養(yǎng)護水平要求較低的暖季型草,如假儉草(Eremochloa ophiuroides)、地毯草(A.xonopus compressus)等。
熱帶亞熱帶位于北回歸線地區(qū)及以東以南的沿海地區(qū),年均溫18~25 ℃,1月均溫8~21 ℃,7月均溫27~35 ℃。溫度常年較高,雨水充足,四季較不分明。該地區(qū)適種狗牙根、假儉草、地毯草、鈍葉草(Stenota phrum hel feri)和兩耳草(Paspalum conjugatum)等。
3.3 雨洪管理
根據草坪對土壤水分的適應并結合當下海綿城市的理念,草坪對土壤水分的適應策略可以體現(xiàn)在雨洪管理上。
草坪的雨洪管理一般要求能夠適應并處理各種瞬時高降水量天氣,同時保證周邊地區(qū)一定程度上免受影響,比較常見的就是自然排水系統(tǒng)[11]。通過將草坪營造成各種類溝狀、池狀結構,在暴雨初期可以將來不及下滲的水量先積蓄,之后再慢慢吸收下滲,過多的水量還可以結合地下盲管排出。自然排水道相比傳統(tǒng)的城市管網排水可以用更加美觀的園林手法來達到排水效果,同時還能保證低廉的成本。例如,湖南農業(yè)大學的“紅軸”校園景觀[12],就是利用草坡地形營造隱形蓄水的匯水洼地,在洼地向下滲水的同時再結合排水管網設置隱蔽的橫向出水口,緩沖了校園的排水壓力。
不僅如此,我國中大型城市的“熱島效應”明顯(許多發(fā)達城市恰好集中在我國南方,即亞熱帶氣候區(qū)),其主要成因就是城市下墊面硬化。硬質鋪裝將過多的熱量又重新反射回了大氣之中,同時也阻擋了地面徑流的水分下滲,使得地下水供給缺乏,間接加劇水土流失,惡性循環(huán)。而草坪則剛好可以解決此類問題,其本身就可以成為地面徑流的吸收面,同時草坪中大量的草根可以保水固土。
4 結語
我國亞熱帶季風氣候區(qū)降水量普遍較高,部分沿海地區(qū)甚至時常遭受暴雨,而內陸地區(qū)也會偶爾受到臺風的影響形成強降雨。因此,相比于光照和溫度,水分對我國亞熱帶地區(qū)的草坪影響較大。相應的,草坪的適應性策略也應該著重在雨洪管理方面,其主要還是在強降水時期,通過地形營造進行蓄水,結合周圍管網,緩沖城市緊張的排水系統(tǒng);但同時也不能完全忽視光照和溫度的影響,光照可以與前者的蓄水地形營造相結合,而溫度則主要體現(xiàn)在選種方面。
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(責任編輯:劉昀)