韓 元， 劉 玲， 趙 利， 孟瑩瑩， 馮昶棟， 李雨晴

〔1.北控水務(wù)(中國(guó))投資有限公司， 北京 100102； 2.河北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院 生態(tài)與環(huán)境治理研究所, 河北 保定 071002；3.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院， 北京 100083； 4.清華大學(xué) 環(huán)境學(xué)院， 環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室， 北京 100084〕

海綿城市(sponge city)作為一種新型城市水環(huán)境規(guī)劃理念，旨在使用不同的低影響開發(fā)(low impact development, LID)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。LID設(shè)施主要功能是通過削減洪峰流量與徑流量，延長(zhǎng)峰現(xiàn)時(shí)間量等，在源頭上對(duì)雨水進(jìn)行處理，從而降低城市開發(fā)對(duì)自然水文循環(huán)系統(tǒng)的影響[2]。低影響開發(fā)技術(shù)在建筑與小區(qū)等城市空間具有很強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用效果，不僅處理源頭雨水徑流，而且注重一定景觀性而受到推崇。生物滯留技術(shù)作為最有效的LID技術(shù)之一，應(yīng)用植物、微生物與土壤等復(fù)合屬性，達(dá)到凈化雨水和補(bǔ)充地下水的目的[3]。植物是生物滯留設(shè)施的重要組成部分，主要發(fā)揮雨水集蓄和生態(tài)景觀展示的功能。在生物滯留結(jié)構(gòu)中，植物生長(zhǎng)可以改良土壤結(jié)構(gòu)、吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、影響根際微生物與理化特征[4-9]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于生物滯留設(shè)施的研究大多停留在其結(jié)構(gòu)、蓄滯水量、污染削減等方面，對(duì)植物選擇配置、生態(tài)功能的研究相對(duì)較少。已有研究表明，雨水花園和生物滯留設(shè)施中植物對(duì)污染物去除效果與植物生長(zhǎng)速度、生物量、根系發(fā)達(dá)程度具有正相關(guān)性[10-12]。因此對(duì)植物群落結(jié)構(gòu)、景觀效果、雨水管理等功能進(jìn)行綜合評(píng)估體系，是生物滯留設(shè)施植物景觀研究的熱點(diǎn)問題。

生物滯留設(shè)施中植被層是提供觀賞價(jià)值和景觀生態(tài)價(jià)值的來源[13]，同時(shí)具有截留雨水、降低地表徑流流速和徑流峰值、促進(jìn)土壤滲透以及削減徑流中的污染物等多種功能。目前，通過植物的種類、應(yīng)用頻度、觀賞特性、植物配置情況[14]進(jìn)行低影響開發(fā)設(shè)施植物應(yīng)用現(xiàn)狀的研究較多，但從生物多樣性角度評(píng)價(jià)生物滯留設(shè)施景觀效果研究相對(duì)較少。而在氣候條件、基質(zhì)條件等多種因素影響下，植被對(duì)生物滯留設(shè)施調(diào)控過程的影響十分復(fù)雜[15]，生物滯留設(shè)施的徑流調(diào)控功能主要通過滯留雨水來實(shí)現(xiàn)，植被層截留雨水和基質(zhì)層蓄滯作用是雨水滯留能力重要組成部分[14]。植被群落生物多樣性、生物量和覆蓋度等特征決定了生物滯留設(shè)施植被層的雨水截留能力，因而也會(huì)影響徑流調(diào)控效益。

隨著國(guó)家30個(gè)海綿城市試點(diǎn)區(qū)建設(shè)的推進(jìn)，各試點(diǎn)區(qū)對(duì)于植物的應(yīng)用和配置還處于摸索和總結(jié)期，未針對(duì)植物選擇與配置考慮效果與實(shí)踐的應(yīng)用情況。為探討北京市通州區(qū)海綿城市試點(diǎn)區(qū)中生物滯留設(shè)施在植物選擇的適宜性與運(yùn)行效果，結(jié)合通州地區(qū)降雨徑流特征、土壤和植物特點(diǎn)，本研究以北京市通州區(qū)海綿城市試點(diǎn)區(qū)為例，通過構(gòu)建植物群落景觀評(píng)價(jià)模型，結(jié)合生物滯留設(shè)施植物樣本調(diào)查監(jiān)測(cè)，對(duì)試點(diǎn)工程中15個(gè)典型生物滯留設(shè)施植物群落進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為建筑與小區(qū)中選擇及優(yōu)化生物滯留設(shè)施植物材料及配置提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)通州區(qū)位于北京城市副中心兩河片區(qū)，西南起北運(yùn)河，北到運(yùn)潮減河，東至規(guī)劃春宜路，總面積19.36 km2，建成區(qū)改造面積7.21 km2。通州區(qū)地處永定河、潮白河沖積洪積平原，地勢(shì)平坦。根據(jù)地勘測(cè)量建成區(qū)表層土質(zhì)以粉質(zhì)黏土為主，往下依次是細(xì)砂、中砂、粗砂等，綜合豎向滲透系數(shù)根據(jù)不同土質(zhì)分布厚度有所區(qū)別，最大達(dá)到1.58×10-3cm/s，最小2.72×10-6cm/s。通州區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，受冬、夏季風(fēng)影響，形成春季干旱多風(fēng)、夏季炎熱多雨，年平均溫度11.3 ℃，多年平均降水量541.3 mm。

2 材料與方法

2.1 樣方調(diào)查

如表1所示，根據(jù)植物群落調(diào)查的樣地選擇及相關(guān)研究方法，2019年9月在對(duì)通州海綿城市試點(diǎn)區(qū)全面踏查的基礎(chǔ)上，選擇建筑與小區(qū)內(nèi)已完工2 a以上且植物群落穩(wěn)定的項(xiàng)目，同時(shí)以收集屋面和道路的雨水為主，進(jìn)水水量及水質(zhì)污染負(fù)荷等條件相似的綠地內(nèi)的生物滯留設(shè)施進(jìn)行調(diào)研。如表1，選出紫荊園、Bobo自由城、北京小學(xué)通州分校、荔景園、牡丹園5個(gè)示范工程中15個(gè)具有代表性的生物滯留設(shè)施通過調(diào)查和信息采集對(duì)植物群落景觀進(jìn)行評(píng)價(jià)，在每個(gè)生物滯中設(shè)置3個(gè)1 m×1 m樣方，本研究共設(shè)置45個(gè)樣方。在每個(gè)樣方內(nèi)分別統(tǒng)計(jì)草本植物物種的名稱、株數(shù)/叢數(shù)、蓋度、生長(zhǎng)指標(biāo)、綠化覆蓋率并拍攝照片。

(1) 植物生長(zhǎng)指標(biāo)。采用稱量生物量鮮重，采集樣方中每種植物，分別測(cè)定地上和地下部分鮮重。植物根系掃描系統(tǒng)，通過WinRHIZO根系分析系統(tǒng)分析植物根系，分析根系長(zhǎng)度、直徑、面積、體積等。

(2) 植物季相。根據(jù)每種植物在四季的生長(zhǎng)過程中，葉、花、果的形狀和色彩隨季節(jié)而變化，將季相變化分為無季相變化、2種、3種、4種和多種共計(jì)5種季相變化，分別評(píng)2，4，6，8，10分。

(3) 植物鄉(xiāng)土性。根據(jù)是否為鄉(xiāng)土植物常用植物、鄉(xiāng)土植物、長(zhǎng)期栽培應(yīng)用、新引進(jìn)品種和入侵物種進(jìn)行判斷，分別評(píng)10，8，6，4，2分。建設(shè)成本、養(yǎng)護(hù)需求根據(jù)工程設(shè)計(jì)中相關(guān)建設(shè)成本和養(yǎng)護(hù)成本進(jìn)行評(píng)分。

表1 北京市通州區(qū)海綿城市試點(diǎn)區(qū)示范工程生物滯留設(shè)施概況

2.2 數(shù)據(jù)處理

植物豐富度指數(shù)是反映生物滯留設(shè)施中植物豐富程度的指標(biāo)。物種多樣性指標(biāo)是衡量一個(gè)地區(qū)植物多樣性的依據(jù)。

采用Margalef物種豐富度指數(shù)Dma：

Dma=(S-1)/lnN

(1)

Simpson指數(shù)：

(2)

Shannon-Weiner指數(shù)：

(3)

Pielou指數(shù)：

即JH′=H′/Hmax′

(4)

式中：S為所有物種數(shù)；N為所有物種數(shù)量總和；D為物種的Simpson指數(shù)；H′為物種的Shannon-Weiner指數(shù)；J為Pielou指數(shù)；Ni為某物種總數(shù)；Pi為屬于物種i的個(gè)體在全部個(gè)體中的比例。植物群落物種多樣性為實(shí)測(cè)值，對(duì)樣地中植物豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)的平均值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使其轉(zhuǎn)化為[0,1]區(qū)間的數(shù)值，綜合反映物種豐富度、均勻度和多樣性的平均水平。

3 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選與確定

為了評(píng)價(jià)生物滯留設(shè)施植物景觀設(shè)計(jì)的有效性，已有研究在植物景觀評(píng)價(jià)方法中將指標(biāo)分為定性和定量?jī)纱箢悾渲?，在公園植物景觀評(píng)價(jià)模型體系中將準(zhǔn)則層分為生態(tài)效益、美學(xué)質(zhì)量和服務(wù)功能[16]。本研究在層次分析法中，初步選擇將生物滯留設(shè)施植物群落景觀作為評(píng)價(jià)體系的目標(biāo)層，將生態(tài)功能、景觀效益、經(jīng)濟(jì)效益3項(xiàng)作為評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)則層。生態(tài)功能指標(biāo)層各項(xiàng)因素大多能定量計(jì)算，考慮到植物群落穩(wěn)定性、改善土壤功能、抗逆性等方面，選擇植物生物量、植物多樣性、植物覆蓋度、根系發(fā)達(dá)程度等作為生態(tài)功能指標(biāo)。景觀效益指標(biāo)層選擇群落配置、季相景觀、環(huán)境協(xié)調(diào)性等，作為植物群落美學(xué)和景觀方面評(píng)價(jià)因素。經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)層從建設(shè)成本、鄉(xiāng)土性、養(yǎng)護(hù)需求等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。將所有初選指標(biāo)以問卷的形式發(fā)送給園林設(shè)計(jì)、園林植物、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域15位專家和高級(jí)技術(shù)人員，經(jīng)過兩輪，確定了一級(jí)指標(biāo)及3個(gè)二級(jí)指標(biāo)；初步選取了15項(xiàng)三級(jí)指標(biāo)，通過專家和專業(yè)技術(shù)人員打分法選擇最佳指標(biāo)，發(fā)放問卷30份，回收27份，有效卷25份，按照得分由高到底的順序打分，選定10個(gè)三級(jí)指標(biāo)，綜合前人研究成果，構(gòu)建生物滯留設(shè)施植物群落AHP評(píng)價(jià)模型(見圖1)。

圖1 生物滯留設(shè)施植物群落景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

層次分析法通過建立判斷矩陣及其一致性檢驗(yàn)，根據(jù)矩陣的特征向量確定指標(biāo)權(quán)重。層次結(jié)構(gòu)模型判斷矩陣通常采用1—9標(biāo)度法對(duì)每層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較。本研究采取專業(yè)人員群體判斷的方法是克服主觀因素影響，將15位專家對(duì)各指標(biāo)的標(biāo)度結(jié)果取平均值，得出準(zhǔn)則層B對(duì)目標(biāo)層A的判斷矩陣、指標(biāo)層C1—C4對(duì)準(zhǔn)則層B1的判斷矩陣、指標(biāo)層C5—C7對(duì)準(zhǔn)則層B2的判斷矩陣，指標(biāo)層C8—C10對(duì)準(zhǔn)則層B3的判斷矩陣(見表2)。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重及一致性檢驗(yàn)結(jié)果

B1，B2，B3的一致性比率CR均小于0.1，通過了一致性檢驗(yàn)。其中，準(zhǔn)則層指標(biāo)對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重分別為0.648 3，0.229 7，0.122 0，C11—C14對(duì)B1的權(quán)重分別為0.466 8，0.277 6，0.160 3，0.095 3，C21—C23對(duì)B2的權(quán)重分別為0.539 6，0.297 0，0.163 4，C31—C33對(duì)B3的權(quán)重分別為0.625 0，0.238 5，0.136 5。準(zhǔn)則層、指標(biāo)層的權(quán)重相乘得出指標(biāo)層指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重分別為0.302 6，0.180 0，0.103 9，0.061 8，0.123 9，0.068 2，0.037 5，0.076 3，0.029 1，0.016 7，層次總排序的CR<0.1，也通過了一致性檢驗(yàn)。

3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)量化與評(píng)價(jià)分級(jí)

生物滯留設(shè)施植物群落景觀作為評(píng)價(jià)體系的目標(biāo)層，通過景觀綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法統(tǒng)計(jì)和分析準(zhǔn)則層和指標(biāo)層評(píng)價(jià)結(jié)果，確定各植物群落評(píng)價(jià)因子的水平值，與評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值相乘，得到各植物群落的綜合評(píng)分值。運(yùn)用公式CEI=S/SO×100%，將生物滯留設(shè)施植物群落景觀劃分為不同等級(jí)(CEI為綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；S為評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)值；SO為理想值)，并以差值百分比分級(jí)法劃分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，共4個(gè)等級(jí)[17](見表3)。

表3 生物滯留設(shè)設(shè)施植物群落景觀評(píng)價(jià)等級(jí)

4 生物滯留設(shè)施植物群落景觀評(píng)價(jià)

4.1 生態(tài)功能評(píng)價(jià)

4.1.1 生物多樣性評(píng)價(jià) 本研究選擇Marglef豐富度、Simpson多樣性、Shannon-Wienner多樣性和Pielou均勻度綜合評(píng)價(jià)生物滯留設(shè)施中草本植物多樣性水平。如圖2所示，Bobo自由城調(diào)查樣地的Marglef豐富度指數(shù)最高，指數(shù)值為2.24～2.57，其次為牡丹園，Marglef豐富度指數(shù)為1.89～2.14，紫荊園豐富度指數(shù)平均值最低，僅為1.10，表明Bobo自由城草本植物多樣性更為豐富，紫荊園和荔景園草本植物種類較為單一。不同工程中的生物滯留設(shè)施中草本植物的植物Shannon-Wienner多樣性指數(shù)，與豐富度指數(shù)的差異性基本一致(見圖3)。其中，草本植物Simpson多樣性、Shannon-Wienner多樣性和Pielou均勻度指數(shù)最高的是Bobo自由城，多樣性指數(shù)分別為2.09，0.86，0.87。Shannon-Wienner多樣性指數(shù)最低紫荊園，數(shù)值為1.52。Simpson多樣性和Pielou均勻度指數(shù)最低的為北京小學(xué)通州分校，數(shù)值分別為0.67，0.72。根據(jù)多樣性指數(shù)，可以有針對(duì)性地調(diào)整植物配置。

注：橫坐標(biāo)上數(shù)字1，2，3為樣地代碼。下同。

4.1.2 植物生物量和覆蓋度評(píng)價(jià) 圖4所示為不同生物滯留設(shè)施植物生長(zhǎng)情況，結(jié)果顯示，地上生物量由大到小排序?yàn)椋豪缶皥@>紫荊園>牡丹園>北京小學(xué)通州分校>Bobo自由城，地下生物量由大到小排序?yàn)椋罕本┬W(xué)通州分校>荔景園>紫荊園>牡丹園>bobo自由城。北京小學(xué)通州分校植物地下生物量顯著高于其他示范點(diǎn)。北京小學(xué)通州分校各樣地平均植物地下生物量為7 071±1 824 g，顯著高于其他4個(gè)試點(diǎn)植物地下生物量(p<0.05)。荔景園植物各樣地平均地上生物量為9 431±3 940 g，Bobo自由城各樣地平均地上生物量為3 916±491 g，顯著低于其他試點(diǎn)植物地上生物量(p<0.05)。荔景園樣地1的植物地上生物量顯著大于其他樣地，主要是蘆葦和千屈菜地上生物量顯著高于其他植物，兩種植物的地上生物量之和占樣地總地上生物量的83%。

圖3 生物滯留設(shè)施植物多樣性指數(shù)

圖4 生物滯留設(shè)施植物地上和地下生物量

4.1.3 植物根系發(fā)達(dá)程度 植物根系形態(tài)分布與土壤環(huán)境密切相關(guān)，通過植物根系生長(zhǎng)情況，也可反映土壤結(jié)構(gòu)、基質(zhì)養(yǎng)分等微環(huán)境特征[18]。表4為不同生物滯留設(shè)施試點(diǎn)土壤中植物根系生長(zhǎng)的影響情況。根系長(zhǎng)度是決定根系固定土壤、吸收水分和養(yǎng)分的重要指標(biāo)，通過對(duì)比各樣方，牡丹園植物根系長(zhǎng)度最大，各樣方植物根系總長(zhǎng)度的平均值為945 cm，其次為北京小學(xué)通州分校的植物根系總長(zhǎng)的平均值為850 cm，顯著高于其他處理組(p<0.05)。根系生長(zhǎng)與基質(zhì)養(yǎng)分條件具有相關(guān)性，植物根系生長(zhǎng)與土壤養(yǎng)分含量在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)；然而在缺乏營(yíng)養(yǎng)的土壤或基質(zhì)條件下，根系通過外延以汲取養(yǎng)分，擴(kuò)大分布范圍以維持植物生長(zhǎng)需要[19]。

表4 植物覆蓋度與根系指標(biāo)

根系表面積反映植物吸收土壤中水分和養(yǎng)分的能力，根系吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能力與表面積呈正相關(guān)。如結(jié)果所示，北京小學(xué)通州分校植物根系表面積最大，同根系長(zhǎng)度一致，Bobo自由城植物根系表面積最小。根系表面積大，吸收根際土壤養(yǎng)分量相對(duì)較大，結(jié)合植物地上和地下部分生物量數(shù)據(jù)，根系表面積大的處理組，地下生物量也顯著高于其他處理組，植物對(duì)養(yǎng)分的吸收使根系生物量積累。根體積作為決定根系空間分布的重要指標(biāo)，可以反映植物生長(zhǎng)情況及植物固土效果，根體積數(shù)據(jù)與根系長(zhǎng)度和根系表面積不完全一致，北京小學(xué)通州分校試點(diǎn)植物根體積最大，各樣地植物根系總體積平均值為267 cm3，而根系體積相對(duì)較大的紫荊園和Bobo自由城，根系長(zhǎng)度和根系表面積卻顯著低于其他3個(gè)試點(diǎn)，說明土壤養(yǎng)分條件低導(dǎo)致根系外延生長(zhǎng)，但由于養(yǎng)分狀況差，植物根系生物量無法累積，所以導(dǎo)致對(duì)照組根體積較小，與根系長(zhǎng)度呈反比。根體積、根部質(zhì)量較大的植物，根吸收養(yǎng)分多分配至植物根系部分，可以促進(jìn)植物耐旱性[20]。

4.1.4 生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià) 生物滯留設(shè)施植物生態(tài)功能評(píng)價(jià)從生物多樣性、植物生物量、植物覆蓋度和植物根系4個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)(見表5)，其中，生物多樣性是生物滯留設(shè)施植物群落景觀評(píng)價(jià)的關(guān)鍵性指標(biāo)。通過綜合分析15個(gè)樣地植物相關(guān)指標(biāo)，北京小學(xué)通州分校各樣地植物生態(tài)功能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)得分最高，草本植物種類為19種，其中玉簪、八寶景天、千屈菜、鳶尾為耐濕植物；假龍頭花、萱草、荷蘭菊、費(fèi)菜等植物耐旱且適應(yīng)能力強(qiáng)；也存在自然演替的當(dāng)?shù)刂参锕肺膊?、灰綠藜(Chenopodiumglaucum)、堇菜(Violaverecumda)等。根據(jù)層次分析法分析結(jié)果表明，生物滯留設(shè)施的植物生態(tài)功能還取決于植物生長(zhǎng)情況、植物覆蓋情況，同時(shí)應(yīng)該考慮植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，而植物根系分布情況對(duì)植物抗性、土壤滲透性、雨水凈化功能具有密切影響[21]。研究表明草本植物的莖葉具有降水截留作用，并且對(duì)最大雨水截留量與植被的株高、覆蓋度和生物量呈正相關(guān)關(guān)系[22]。因此，在相同的基質(zhì)層配置情況下，地上植被生物量和覆蓋度大的生物滯留設(shè)施對(duì)雨水滯留能力高。北京小學(xué)通州分校和荔景園從植物地上部分生長(zhǎng)狀況與景觀配置角度，其雨水滯留和洪峰削減能力更具優(yōu)勢(shì)。植物對(duì)地表徑流的凈化效果，一部分是由植物地上部分以及表層根系的欄截作用，其次是由植物根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力決定的，其中，降雨期間生物滯留設(shè)施對(duì)雨水污染物的去除主要是通過土壤和植物根系的過濾、截留和吸附等作用。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，紫荊園生物滯留設(shè)施中植物根系發(fā)達(dá)程度優(yōu)于其他試點(diǎn)。

表5 生態(tài)功能指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)

4.2 景觀效益與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

通過定量計(jì)算和定性評(píng)價(jià)打分，得出各生物滯留設(shè)施景觀效益、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)因子的得分(見表6)。植物配置評(píng)分最高的是Bobo自由城3個(gè)樣地，牡丹園的樣地植物季相景觀和景觀層次性評(píng)分最高，紫荊園植物配置、季相景觀和景觀層次性評(píng)分均最低。紫荊園、荔景園、牡丹園生物滯留設(shè)施建設(shè)成本、鄉(xiāng)土性兩項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)分，均高于Bobo自由城和北京小學(xué)通州分校。北京小學(xué)通州分校的養(yǎng)護(hù)需求最高，相反該指標(biāo)的評(píng)分最低。

表6 植物景觀效益與經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)得分

4.3 植物群落景觀綜合評(píng)價(jià)

各生物滯留設(shè)施生態(tài)功能、景觀效益、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)因子的得分和綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見表7。牡丹園生物滯留設(shè)施植物景觀綜合評(píng)價(jià)得分最高，排名第一，其次為北京小學(xué)通州分校、Bobo自由城和荔景園，紫荊園綜合評(píng)價(jià)得分最低。從評(píng)價(jià)結(jié)果看，Ⅰ級(jí)生物滯留設(shè)施植物景觀5個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的33.3%；Ⅱ級(jí)植物景觀4個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的26.7%；Ⅲ級(jí)景觀5個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的33.3%；Ⅳ級(jí)景觀1個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的6.7%。北京市通州區(qū)海綿城市試點(diǎn)區(qū)生物滯留設(shè)施植物群落景觀總體處于較高水平。

牡丹園、北京小學(xué)通州分校、Bobo自由城的部分生物滯留設(shè)施調(diào)查樣地的植物群落景觀評(píng)價(jià)Ⅰ級(jí)，植物群落整體生長(zhǎng)狀況極好，群落內(nèi)的多年生草本搭配比例協(xié)調(diào)，群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，植物季相配置豐富。自然演替的當(dāng)?shù)刂参锓N類豐富，能與引進(jìn)的植物種間競(jìng)爭(zhēng)和諧，使植物景觀富有差異性和生態(tài)豐富性。適度的養(yǎng)護(hù)管理可以保持植物生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性和結(jié)構(gòu)功能穩(wěn)定，群落層次富有變化且植物種類間過渡自然，能很好的與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)[23]。

植物景觀評(píng)價(jià)Ⅰ級(jí)的牡丹園，從植物配置結(jié)構(gòu)來看，包括株高大于1 m的蘆葦、千屈菜，也有株高小于10 cm的千根草(Euphorbiathymifolia)、酢漿草。根據(jù)植物季相特征，花期4—6月的鳶尾、馬藺等4種，花期7—10月的金雞菊、八寶景天、玉簪等5種。

北京小學(xué)通州分校、荔景園等生物滯留設(shè)施調(diào)查樣地中植物景觀評(píng)價(jià)為Ⅱ級(jí)，植物群落結(jié)構(gòu)較為合理，植物整體生長(zhǎng)狀況較好，植物種類較豐富，物種多樣性和季相色彩變化較為豐富，植物景觀功能與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。

Bobo自由城、荔景園和紫荊園的部分生物滯留設(shè)施調(diào)查樣地的植物群落景觀評(píng)價(jià)為Ⅲ級(jí)，植物群落尚保持一定的生態(tài)穩(wěn)定，但植物整體生長(zhǎng)狀況一般，植物多樣性和植物搭配比例協(xié)調(diào)性相對(duì)較差，當(dāng)?shù)匾荒晟参锕肺膊?、牛筋?Eleusineindica)等更新較多，景觀配置的植物在群落內(nèi)部植物種間競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能和生物多樣性不好，季節(jié)觀賞性一般。

表7 生物滯留設(shè)施植物景觀綜合評(píng)價(jià)得分

紫荊園的生物滯留設(shè)施有一處調(diào)查樣地植物景觀評(píng)價(jià)為Ⅳ級(jí)。植物生長(zhǎng)狀況較差，植物配置不協(xié)調(diào)，植物多樣性較差，當(dāng)?shù)刂参锖鸵M(jìn)植物種類均較少，且長(zhǎng)勢(shì)不好，植物配置單一且季相景觀變化不明顯。

4.4 生物滯留設(shè)施植物群落景觀優(yōu)化配置策略

生物滯留設(shè)施植物景觀配置在保障雨水管理和徑流污染控制的前提下，從提升植物群落生態(tài)適宜性和景觀功能角度進(jìn)行優(yōu)化配置[21]。隨著景觀設(shè)計(jì)引入新自然主義草本植物景觀概念，海綿城市景觀設(shè)計(jì)更加注重植物景觀生態(tài)美學(xué)，可持續(xù)、低維護(hù)的自然主義生態(tài)種植[24]。生物滯留設(shè)施種植主要是選取在可以適應(yīng)場(chǎng)地原生境條件的同時(shí)，也能夠與系統(tǒng)中的各生物要素和非生物要素協(xié)同共生的植物品種，通過混植來展示植物的自然野趣的景觀視覺效果，強(qiáng)調(diào)群落多樣性的建立與表達(dá)[25]。針對(duì)我國(guó)海綿城市建設(shè)特征，植物景觀配置需要考慮本土植物和引入植物的生態(tài)功能。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果與分析，為5個(gè)示范工程中生物滯留設(shè)施植物群落景觀提供可參考的優(yōu)化配置模式。

(1) 紫荊園。調(diào)查樣地草本植物種類為12種，其中，引入植物主要包括狼尾草、馬藺、千屈菜、萱草、玉簪等，植物演替生長(zhǎng)的本土植物包括牛筋草、蘿藦(Metaplexisjaponica)等。在適當(dāng)?shù)娜藶轲B(yǎng)護(hù)條件下，人工種植引入植物仍處于主導(dǎo)地位，沒有過度的本土植物演替生長(zhǎng)。在現(xiàn)有植物基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化植物群落配置，主要考慮植物的形態(tài)和層次，季相景觀的豐富程度，通過配置不同花期的植物，突出夏、秋兩季可觀賞性。生物滯留設(shè)施的草本植物，與綠地景觀中常綠與落葉樹種相結(jié)合，整體喬、灌、草搭配比例協(xié)調(diào)，植物栽植與地形很好的相結(jié)合，發(fā)揮涵養(yǎng)水分、保持水土的功能[22]。

(2) Bobo自由城。調(diào)查樣地草本植物種類為18種，引入植物種類豐富，包括鼠尾草、天人菊、黑心金光菊、松果菊、萱草、八寶景天等，植物花期長(zhǎng)，可做到三季有花可賞，植物種類搭配合理。本土植物有狗尾草、牛筋草、莧菜、千根草等演替生長(zhǎng)，種間競(jìng)爭(zhēng)和諧，引入植物生長(zhǎng)狀況良好，提高物種多樣性。

(3) 北京小學(xué)通州分校。植物配置豐富，草本植物19種，根據(jù)地形變化搭配不同植物，草本植物群落種植比例適宜，以假龍頭花、費(fèi)菜、玉簪、鳶尾等引入植物為主，季相變化明顯，植物配置層次過渡自然。

(4) 荔景園。草本植物群落物種為14種，豐富程度相對(duì)較低，本土植物狗尾草、諸葛菜(Orychophragmusviolaceus)、牛筋草、委陵菜(Potentillachinensis)等生長(zhǎng)旺盛，對(duì)引入植物生長(zhǎng)具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)作用，為優(yōu)化群落內(nèi)部植物物種協(xié)調(diào)，可增加種植鳶尾、八寶景天、菊花、萱草等植物，增加不同季節(jié)景觀植物多樣性。

(5) 牡丹園。調(diào)查區(qū)域植物物種豐富，調(diào)查范圍內(nèi)草本植物20種，錯(cuò)落有致，草本植物群落更好的體現(xiàn)新自然主義景觀。引入植物生長(zhǎng)狀況良好，與本土植物間競(jìng)爭(zhēng)和諧。草本植物配置構(gòu)圖協(xié)調(diào)，具有較高觀賞價(jià)值。

5 討論與結(jié)論

植物景觀是綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施中具有生命力的要素，具有多樣性變化及動(dòng)態(tài)變化的特征。植物群落是生物滯留設(shè)施中重要的構(gòu)成單位，不同的物種組成、生長(zhǎng)特性、配置形式對(duì)生物滯留設(shè)施的生態(tài)效益和景觀價(jià)值具有重要影響。通過建立生物滯留設(shè)施植物群落景觀評(píng)價(jià)體系，通過定量和定向的指標(biāo)分析、驗(yàn)證試點(diǎn)區(qū)生物滯留設(shè)施的建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)況具有指導(dǎo)及反饋的意義。從結(jié)果分析得到以下結(jié)論：

(1) 總結(jié)關(guān)于通州區(qū)海綿城市試點(diǎn)區(qū)生物滯留設(shè)施植物群落景觀總體處于較高水平，Ⅰ級(jí)生物滯留設(shè)施植物景觀5個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的33.3%；Ⅱ級(jí)植物景觀4個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的26.7%；Ⅲ級(jí)景觀5個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的33.3%；Ⅳ級(jí)景觀1個(gè)，占評(píng)價(jià)樣方的6.7%。從多樣性指數(shù)分析可知，Simpson指數(shù)反映物種集中程度，本研究5個(gè)試點(diǎn)指數(shù)值差異較小。Shannon-Wiener可反映稀有種的多樣性指數(shù)，在bobo自由城調(diào)查樣地的指數(shù)數(shù)值顯著高于其他試點(diǎn)樣地。Pielou指數(shù)與Simpson指數(shù)有很高一致性，各海綿城市試點(diǎn)植物均勻度較一致。各試點(diǎn)調(diào)查樣地草本植物豐富度相似，植物物種集中性較一致。

(2) 15個(gè)樣地共有常用草本植物達(dá)到20種，植物配置多考慮耐濕耐淹、雨水凈化、季相變化等生態(tài)和景觀功能；其中實(shí)際應(yīng)用中評(píng)價(jià)效果較好、適宜性高的植物包括玉簪、千屈菜、八寶景天和狼尾草等，季相景觀出現(xiàn)頻率較高的植物包括鳶尾、八寶景天、荷蘭菊等。研究結(jié)果與馮夢(mèng)珂[21]關(guān)于北京市生物滯留設(shè)施植物景觀研究結(jié)論一致。

(3) 通過調(diào)查與評(píng)價(jià)結(jié)果與分析，提出5個(gè)示范項(xiàng)目生物滯留設(shè)施植物景觀優(yōu)化配置：注重低影響開發(fā)設(shè)施與植物配置功能的匹配、重視鄉(xiāng)土植物開發(fā)與利用構(gòu)建植物群落、考慮植物的層次和形態(tài)，增加不同季節(jié)植物景觀的多樣性等。

在后續(xù)生物滯留設(shè)施植物配置中，應(yīng)科學(xué)地進(jìn)行規(guī)劃，加強(qiáng)本土植物和引入植物演替特征研究及篩選。加強(qiáng)生物滯留設(shè)施的跟蹤和調(diào)查，進(jìn)一步研究分析植物對(duì)基質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、污染物凈化的響應(yīng)關(guān)系，在保證植物多樣性豐富的同時(shí)，營(yíng)造物種穩(wěn)定、功能健全的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生物滯留設(shè)施的健康運(yùn)行，及時(shí)的總結(jié)和評(píng)價(jià)通州海綿城市試點(diǎn)區(qū)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)北京地區(qū)生物滯留設(shè)施植物群落景觀建設(shè)提供實(shí)踐參考依據(jù)。