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        廣東地區(qū)公園綠地海綿設(shè)施植物應(yīng)用研究

        2020-09-28 03:04:50高紅娟史正軍雷江麗
        亞熱帶植物科學(xué) 2020年4期
        關(guān)鍵詞:緩沖區(qū)積水種類

        高紅娟,史正軍,徐 艷,雷江麗*

        (1.蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州730020;2.深圳市南亞熱帶植物多樣性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/深圳市中國科學(xué)院仙湖植物園,廣東 深圳 518004;3.深圳市北林苑景觀及建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,廣東 深圳 518000)

        隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快,城市面臨的生態(tài)壓力越來越大,城市內(nèi)澇問題尤其突出。如何充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對雨水的吸收、蓄滲和緩解作用,有效破解城市中積水成災(zāi)、徑流污染等問題已成為當(dāng)務(wù)之急[1]。因此,在堅(jiān)持新型城鎮(zhèn)化發(fā)展道路上,具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市應(yīng)運(yùn)而生[2]。

        海綿設(shè)施是在低影響開發(fā)理念指導(dǎo)下的具體技術(shù)措施,是海綿城市建設(shè)的重要手段。目前,關(guān)于海綿設(shè)施的研究主要集中在規(guī)劃[3]、設(shè)計(jì)[4]、應(yīng)用[5]及功能[6]等方面?;谥参锞哂袦?、吸收、凈化雨水及美化景觀等功能,園林植物在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用逐漸引起關(guān)注。陳文希[7]、韓君偉[8]等分別對廈門、雅安等地雨水花園植物進(jìn)行綜合評價(jià),推薦了一批適合當(dāng)?shù)赜晁▓@建設(shè)的首選材料。廣東省作為全國雨量較為充沛的地區(qū),自2016年6月起開展海綿城市省級試點(diǎn)示范工作,推行至今,海綿設(shè)施在公園綠地中的建設(shè)情況以及植物在海綿設(shè)施中的應(yīng)用效果仍缺乏全面、詳細(xì)的介紹。

        本研究選取深圳、廣州及珠海海綿設(shè)施應(yīng)用較多的公園綠地,對海綿設(shè)施在城市公園綠地建設(shè)中的運(yùn)行情況和植物種類及其應(yīng)用效果進(jìn)行分析和評價(jià),從而反饋海綿設(shè)施在廣東省的推行效果,同時(shí)推薦海綿設(shè)施中應(yīng)用效果良好的植物,以期為后續(xù)海綿城市建設(shè)中的植物選擇及應(yīng)用提供參考。

        1 調(diào)查地與方法

        1.1 調(diào)查地點(diǎn)

        2018年9~10月,在對深圳、廣州和珠海公園綠地全面踏查的基礎(chǔ)上,根據(jù)公園里是否具有較典型的海綿設(shè)施,并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料,選取深圳市的香蜜公園、人才公園、新城公園,廣州市的天河公園、海珠濕地公園、廣州蘭圃,珠海市的金灣立交濕地公園、白藤山生態(tài)修復(fù)濕地公園、華發(fā)水郡省級濕地公園等9個(gè)公園綠地進(jìn)行調(diào)查。

        1.2 調(diào)查方法

        根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》,對公園綠地內(nèi)應(yīng)用的海綿設(shè)施類型進(jìn)行劃分,并記錄其形狀、平面布局、規(guī)模、積水深度。根據(jù)積水深度將植物種植區(qū)域劃分為長期積水區(qū)、短期積水區(qū)、斜坡區(qū)、緩沖區(qū),對不同種植區(qū)域所應(yīng)用的植物種類、生長狀況、配置模式、植被景觀效果進(jìn)行記錄、拍照并繪制手繪圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 公園綠地海綿設(shè)施類型及特征

        公園應(yīng)用的海綿設(shè)施類型共有6種,其中植草溝最為常見,雨水花園和旱溪次之,調(diào)蓄水塘、雨水濕地、下凹綠地應(yīng)用相對較少。植草溝通常呈帶狀,深 0.2~0.3 m,是開放式的雨水傳輸系統(tǒng),溝內(nèi)植物低矮,布局簡單,維護(hù)成本低,因此應(yīng)用普遍;下凹綠地低于地面 0.1~0.2 m,有溢流口,目前僅在香蜜公園有應(yīng)用;旱溪為彎曲狹長的大型溝狀低洼地帶,積水區(qū)深度在0.3~1.0 m范圍內(nèi),區(qū)域內(nèi)布有置石、木樁等,植物主要分布于斜坡區(qū)和緩沖區(qū);調(diào)蓄水塘為長期有流動(dòng)水體的雨水調(diào)控設(shè)施,由進(jìn)水口、調(diào)節(jié)區(qū)、出水口及堤岸構(gòu)成,深度在0.5~1.0 m,面積通常達(dá)100 m2以上;雨水濕地為自然淺水濕地,由進(jìn)水口、深水區(qū)、淺水區(qū)、斜坡區(qū)組成,淺水區(qū)深度通常低于0.3 m,深水區(qū)深度通常低于0.5 m,濕地內(nèi)主要種植水生植物,斜坡區(qū)以大型草本類植物為主;雨水花園形狀、布局差異較大,與場地互動(dòng)性強(qiáng),應(yīng)用植物種類豐富。

        2.2 海綿設(shè)施應(yīng)用植物種類及其構(gòu)成特征

        2.2.1 海綿設(shè)施應(yīng)用植物的生活型特征

        海綿設(shè)施內(nèi)植物種類共 87種(品種),涉及 49科79屬。以株高50 cm為界限,低于50 cm的草本植物為低矮草本,常見的如地毯草(Axonopus compressus)和巴西鳶尾(Neomarica gracilis)等;高于50 cm的草本植物為大型草本,如花葉艷山姜(Alpinia zerumbet‘Variegata’)、美人蕉(Canna indica)、蘆竹(Arundo donax)等。大型草本和灌木的種類數(shù)量相當(dāng),分別占記錄種類的31%和27%,草本水生植物、低矮草本和喬木較少(圖1)。大型草本和灌木為海綿設(shè)施增添了結(jié)構(gòu)層次上的豐富度和多樣性。

        圖1 海綿設(shè)施應(yīng)用植物生活型占比Fig. 1 The proportion of life types of the plants applied in low-impact development facilities

        2.2.2 海綿設(shè)施應(yīng)用植物的科特征

        記錄的植物中,包含3種及3種以上植物種類的科有9個(gè),其中禾本科與豆科包含的植物種類居多(表1)。在應(yīng)用頻次上,禾本科植物最常見,如地毯草、蘆竹、紫葉狼尾草(Pennisetum setaceum‘Rubrum’);豆科植物中蔓花生(Arachis duranensis)和白車軸草(Trifolium repens)在短期積水區(qū)較為常用。此外,菖蒲科的植物,如金錢蒲(Acorus tatarinowii)、菖蒲(Acorus calamus)、金葉石菖蒲(Acorus gramineus)等在雨水花園和旱溪中的積水區(qū)多見應(yīng)用,且表現(xiàn)良好。

        表1 含3種及3種以上植物種類(含品種)的科Table 1 The families containing three or more plant species(cultivars)

        2.2.3 海綿設(shè)施觀花及色葉植物的應(yīng)用

        調(diào)查共記錄到36種觀花植物,其中應(yīng)用于積水區(qū)12種,用于斜坡區(qū)14種,用于緩沖區(qū)20種。8種植物可全年開花,夏季開花的植物有34種(表2)。應(yīng)用效果較好的觀花植物,如花期較長的龍船花(Ixora chinensis)、蝎尾蕉(Heliconia metallica)、夾竹桃(Nerium indicum)等,藍(lán)紫色系的馬纓丹(Lantana camara)、梭魚草(Pontederia cordata)、巴西野牡丹(Tibouchina seecandra)和藍(lán)花草(Ruellia simplex)等;少見應(yīng)用的香彩雀(Angelonia salicariifolia)、厚藤(Ipomoea pes-caprae)、細(xì)葉萼距花(Cuphea hyssopifolia)、百日菊(Zinnia elegans)等,在海綿設(shè)施植物配置中可以多加應(yīng)用。

        海綿設(shè)施中色葉植物應(yīng)用較少,僅13種。朱蕉(Cordyline fruticosa)、紫葉狼尾草、銀邊山菅蘭(Dianella ensifolia‘White Variegated’)、金葉石菖蒲、花葉艷山姜、紅背桂(Excoecaria cochinchinensis)等鄉(xiāng)土植物可優(yōu)先使用;而紫背竹芋(Stromanthe sanguinea)、變?nèi)~木(Codiaeum variegatum)、吊竹梅(Tradescantia zebrina)、金脈美人蕉(Canna generalis‘Striata’)等外來植物,可適當(dāng)搭配應(yīng)用。

        2.3 海綿設(shè)施不同種植區(qū)域應(yīng)用的植物種類

        海綿設(shè)施蓄水層根據(jù)積水深度及時(shí)間,可分為積水區(qū)、斜坡區(qū)、緩沖區(qū),每個(gè)區(qū)域?qū)χ参锏囊蟛煌7e水區(qū)是雨水匯集、下滲、過濾的主要區(qū)域,對植物的耐澇、抗污染及凈化能力要求相對較高。應(yīng)用于長期積水區(qū)和短期積水區(qū)的植物各 18種和27種(表3)。長期積水區(qū)通常在調(diào)蓄水塘和雨水濕地中出現(xiàn),粉綠狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、水金英(Hydrocleys nymphoides)、睡蓮(Nymphaea tetragona)等水生草本植物較為常用;短期積水區(qū)一般出現(xiàn)在雨水花園和旱溪中,常見的植物有美人蕉、風(fēng)車草(Cyperus involucratus)、再力花(Thalia dealbata)、蘆竹等。斜坡區(qū)在雨水充足的季節(jié)會(huì)有一定時(shí)間的積水,可以選用稍耐濕,并且抗雨水沖刷的植物,目前應(yīng)用的有54種;旱溪與雨水花園的斜坡區(qū)植物物種最為豐富,目前應(yīng)用較少但可推廣的植物有香彩雀、龍船花、百日菊、草海桐(Scaevolataccada)等(表 3)。緩沖區(qū)無滯留雨水的功能,對植物的耐澇能力要求不高,多選擇耐旱且能與周圍景觀協(xié)調(diào)的植物種類;記錄到緩沖區(qū)應(yīng)用的植物有61種(表3)。此外,一些規(guī)模較大的海綿設(shè)施,如調(diào)蓄水塘、雨水濕地等,在其緩沖區(qū)種植一些喬木,如雞蛋花 (Plumeria rubra‘Acutifolia’)、 大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)、羊蹄甲(Bauhinia purpurea)等,不僅可有效地吸收雨水,還能提高景觀效果。

        表2 觀花植物種類Table 2 Flowering plant species

        表3 海綿設(shè)施不同種植區(qū)域應(yīng)用的植物種類Table 3 Plant species applied in different planting area of low-impact development facilities

        (續(xù)表3)

        調(diào)查發(fā)現(xiàn),海綿設(shè)施的建設(shè)水平參差不齊,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和植物選擇及配置上。深圳的香蜜公園、人才公園,珠海的金灣立交濕地公園以及廣州海珠濕地公園,在海綿設(shè)施推行實(shí)踐方面,效果較佳;但也有一些公園的海綿設(shè)施與規(guī)范,相對存在較大差距,如新城公園的雨水花園雖附有排水設(shè)施,但僅單一應(yīng)用了蔓花生,景觀單調(diào);天河公園的雨水花園布局隨意,缺乏排水設(shè)施,淤泥堆積,植物長勢及造景效果均較差。

        3 結(jié)論與建議

        3.1 結(jié)論

        廣東公園綠地應(yīng)用的海綿設(shè)施主要包括植草溝、雨水花園、旱溪、調(diào)蓄水塘、雨水濕地、下凹綠地等6種類型,以植草溝、雨水花園、旱溪應(yīng)用廣泛。海綿設(shè)施應(yīng)用的植物有87種(品種),涉及49科79屬,禾本科、豆科、天南星科、夾竹桃科應(yīng)用種類相對較多,禾本科植物應(yīng)用頻次最高。海綿設(shè)施種植區(qū)域可根據(jù)積水情況分為積水區(qū)、斜坡區(qū)、緩沖區(qū),每個(gè)區(qū)域?qū)χ参锏哪蜐承砸蟛煌?。長期積水區(qū)常應(yīng)用荇菜(Nymphoides peltata)、蓮(Nelumbo nucifera)、睡蓮、梭魚草等水生植物,短期積水區(qū)應(yīng)用效果較好的種類包含紫葉狼尾草、細(xì)葉萼距花、金脈美人蕉、金葉石菖蒲等;斜坡區(qū)在雨水充足的季節(jié)有一定時(shí)間的積水,選用的植物需既耐旱又耐濕,且抗雨水沖刷,藍(lán)花草、巴西鳶尾、香彩雀、龍船花、百日菊、草海桐等表現(xiàn)不錯(cuò);緩沖區(qū)無滯留雨水的功能,多選用觀賞性較高的植物,觀花類喬木的應(yīng)用有所增加。不同的海綿設(shè)施類型根據(jù)其功能對植物的抗污染能力、水體凈化能力、景觀價(jià)值要求不同,其中雨水花園與旱溪對植物的觀賞性要求較高,調(diào)蓄水塘與雨水濕地則偏重于植物的抗污染能力及水體凈化能力,植草溝與下凹綠地應(yīng)用植物需要低矮、整齊,方便雨水徑流快速疏導(dǎo)。

        3.2 建議

        3.2.1 合理選擇海綿設(shè)施應(yīng)用的植物種類

        植物作為海綿設(shè)施的主要構(gòu)成要素,發(fā)揮著減緩流速、下滲、吸收污染物、提高景觀效益、調(diào)節(jié)微氣候等重要作用[9]。海綿設(shè)施建設(shè)時(shí),應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤和水文條件選擇植物,重視對鄉(xiāng)土植物的開發(fā),同時(shí)應(yīng)考慮植物的多樣性、徑流凈化效果和造景功能,營造物種穩(wěn)定、功能健全的生態(tài)系統(tǒng)[10]。廣東省自然淡水濕地多,面積大,濕地植物資源豐富,有54科141屬228種(含變種)[11]。優(yōu)越的自然條件使得廣東省擁有大量的適用于海綿設(shè)施的鄉(xiāng)土植物資源,但在此次調(diào)查中,鄉(xiāng)土耐水濕植物應(yīng)用較少,今后需加強(qiáng)開發(fā)應(yīng)用。在選擇植物時(shí),由于海綿設(shè)施類型多樣,且不同區(qū)域?qū)χ参锏囊蟛煌诔浞至私庠O(shè)施的水位、水質(zhì)、土壤、坡度等因素的基礎(chǔ)上,有以下幾點(diǎn)建議:1)植草溝和下凹綠地目前應(yīng)用植物種類單一,建議增加應(yīng)用一些如偽針茅(Pseudoraphis brunoniana)、雙穗雀稗(Paspalum distichum)等鄉(xiāng)土耐澇草本[12];2)長期積水區(qū)的植物,優(yōu)先選擇有凈化作用的水生植物,調(diào)查到的植物中,可推薦種類有睡蓮、蓮、水金英、荇菜、梭魚草等,鄉(xiāng)土植物中,推薦應(yīng)用水生且開花的野慈姑(Sagittaria trifolia)、兩棲蓼(Polygonum amphibium)、黃花水龍(Ludwigia peploidessubsp.stipulacea)等;3)選擇短期積水區(qū)植物時(shí),要考慮雨季能耐澇、旱期能耐旱,如再力花、美人蕉、蘆竹等,對于一些未應(yīng)用的鄉(xiāng)土耐濕旱生植物,如毛草龍(Ludwigia octovalvis)、華南谷精草(Eriocaulon sexangulare)、江南雙蓋蕨(Diplazium mettenianum)等可適當(dāng)加以利用;4) 斜坡區(qū)應(yīng)用的植物需有一定的耐澇能力,且根系發(fā)達(dá)、抗雨水徑流沖刷,如朱蕉、銀邊山菅蘭、水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)、龍船花等,可推薦的鄉(xiāng)土植物有閉鞘姜(Costus speciosus)、金錦香(Osbeckia chinensis)、紅蓼(Polygonum orientale)等;5)緩沖區(qū)無滯留雨水的功能,對植物的耐澇性和凈化功能要求較低,優(yōu)先選擇成活率高、維護(hù)簡單、觀賞性強(qiáng)的植物,厚藤、大葉井口邊草(Pteris creticavar. nervosa)、大花紫薇、羊蹄甲可推薦,一些鄉(xiāng)土植物如酢漿草(Oxalis corniculata)、廣東金錢草(Desmodium styracifolium)、水翁(Syzygium nervosum)等也可應(yīng)用[13]。

        3.2.2 營造豐富的海綿設(shè)施植物景觀

        結(jié)合綠地內(nèi)植物景觀特點(diǎn),通過喬木、灌木、草本、水生草本植物的合理搭配,營造豐富的景觀效果[1]。根據(jù)調(diào)查分析,對雨水花園、旱溪、調(diào)蓄水塘、雨水濕地等復(fù)雜性海綿設(shè)施的植物配置提出以下建議:1)雨水花園的植物群落結(jié)構(gòu)主要有垂直空間和水平空間配置,在雨水花園的緩沖區(qū)種植具有較高觀賞價(jià)值的喬木,作為景觀層次的最高點(diǎn)[14],斜坡區(qū)配置耐水濕、根系發(fā)達(dá)的植物種類,積水區(qū)選用的植物必須有較強(qiáng)的耐澇性和凈化水體功能,草本植物在3個(gè)區(qū)可大量種植,與喬木、灌木共同構(gòu)成復(fù)層的植物群落景觀;2)在生境營造中,旱溪溪床路徑應(yīng)隨地形彎曲延伸,兩側(cè)可放入大體量孤石,間隙種植觀賞草本植物,如百日菊與蘆竹配置于孤石縫隙中,應(yīng)用效果較好。此外,結(jié)合旱溪內(nèi)部微環(huán)境,根據(jù)植物的花期、花色、葉色進(jìn)行合理搭配,保證一年四季的景觀效果;3)調(diào)蓄水塘內(nèi)可將睡蓮與粉綠狐尾藻配置應(yīng)用,種植面積不宜過大,起到點(diǎn)綴效果便可,岸邊零散配置一些觀花、觀葉類植物,地面種植低矮地被,整體景觀以簡潔通透為主;4)雨水濕地主要依靠水生植物的根、莖、葉去除部分有機(jī)污染物,如荇菜、水金英、梭魚草與風(fēng)車草、菖蒲等混合種植能豐富植物根際微生物的多樣性,利于增強(qiáng)凈化效果,保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[15]。此外,可將喬木與觀賞類地被植物配置于濕地岸邊,如蒲桃(Syzygium jambos)、雞蛋花搭配金脈美人蕉、巴西鳶尾、朱槿(Hibiscus rosa-sinensis)等。

        3.2.3 加強(qiáng)海綿設(shè)施建設(shè)后的管理維護(hù)

        調(diào)查中發(fā)現(xiàn),部分海綿設(shè)施因只注重前期的落地工作,而后期管理維護(hù)處于空白狀態(tài)。后期管理工作的懈怠,不僅降低了海綿設(shè)施的使用壽命,還削弱其雨洪調(diào)節(jié)效果,進(jìn)而影響海綿城市的建設(shè)進(jìn)程[16]。制定科學(xué)的后期管理維護(hù)工作計(jì)劃,也是海綿設(shè)施推行過程中不可或缺的一部分。針對目前廣東公園綠地海綿設(shè)施管理維護(hù)中普遍存在的問題,建議采取以下措施:1)對于植物稀疏、長勢差等情況,需編制養(yǎng)護(hù)管理計(jì)劃,及時(shí)補(bǔ)充植物,適當(dāng)施肥,防止地面過多裸露;2)及時(shí)清理淤泥,疏通排水管道;3)及時(shí)檢查過濾層及排水系統(tǒng),避免因積水停留時(shí)間過久出現(xiàn)的水體變質(zhì),滋生蚊蟲。

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