楊 陽(yáng)，諶 多

（西安工程大學(xué)服裝與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，西安 710048）

0 引言

隨著人們的生態(tài)意識(shí)日益增強(qiáng)，城市的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)修復(fù)越來(lái)越受到重視。中國(guó)西北地區(qū)水資源相對(duì)匱乏、生態(tài)環(huán)境脆弱，快速的城市化發(fā)展和城市生態(tài)環(huán)境之間的矛盾也日益凸顯，直接影響了城市生態(tài)建設(shè)的進(jìn)程[1]。西北地區(qū)城市的生態(tài)建設(shè)需要將景觀營(yíng)造與生態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，采取適宜的生態(tài)技術(shù)途徑，進(jìn)而解決當(dāng)前城市建成環(huán)境中所存在的生態(tài)問(wèn)題?！昂＞d城市”正是一種符合城市生態(tài)化建設(shè)需求的理念，不僅能夠保護(hù)城市原有生態(tài)系統(tǒng)，而且有利于緩解城市內(nèi)澇問(wèn)題，同時(shí)還為人們帶來(lái)了全新的景觀視覺(jué)體驗(yàn)[2]。作為海綿城市的實(shí)體單元——雨水花園，呈現(xiàn)為下沉式的、平底的畦，能夠收集并處理來(lái)自屋頂、車(chē)道、人行道、停車(chē)場(chǎng)和街道的雨水徑流，讓雨水從硬質(zhì)地表下滲到土壤中[3]，承載著雨洪管理、凈化水質(zhì)和循環(huán)利用降雨等多種生態(tài)效益[4]。植物作為建設(shè)雨水花園的重要園林要素，所占據(jù)的關(guān)鍵地位毋庸置疑，為了構(gòu)建生態(tài)效益高的植物群落結(jié)構(gòu)，需要根據(jù)場(chǎng)地生境條件，研究如何科學(xué)合理地選擇與雨水花園相適宜的植物種類(lèi)，以提升生物群落在海綿城市建設(shè)中所發(fā)揮的生態(tài)服務(wù)功能，并形成人工干預(yù)下安全的生態(tài)過(guò)程，達(dá)到一種“人工干預(yù)，自然形成”的效果[5]。

國(guó)外對(duì)雨水花園的研究多體現(xiàn)在水文過(guò)程模擬、土壤滲透效應(yīng)、凈化水體污染的能力、基質(zhì)層設(shè)計(jì)、不同植物種植方式對(duì)水文過(guò)程的影響、雨水花園建造方法與維護(hù)等方面[6]。其中，Davis等[7]研究了4種不同的植物種植類(lèi)型（裸露土地、草坪草、景觀灌木、耐濕牧草）下雨水花園的水文狀況，結(jié)果表明不同處理方式間的水文動(dòng)態(tài)差異明顯；Helen等[8]闡述了雨水花園的建造過(guò)程和養(yǎng)護(hù)措施，并列舉了多種類(lèi)型雨水花園的適用植物；Cleo[9]從整地、播種、養(yǎng)護(hù)管理和植物選擇等方面，論述了雨水花園的建造流程。

國(guó)內(nèi)的研究主要集中在中國(guó)雨水花園的發(fā)展歷程、雨水花園的作用及構(gòu)造原理、營(yíng)造技術(shù)、典型雨水花園案例研究等方面。其中，在雨水花園構(gòu)造及養(yǎng)護(hù)研究方面，劉富升[10]闡述了雨水花園的功能、分類(lèi)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)管理措施等內(nèi)容；在植物選擇方面，萬(wàn)喬西[11]歸納出適合栽植于雨水花園的旱生、濕生和水生植物種類(lèi)，并設(shè)計(jì)了多種植物配置形式。

由于不同氣候區(qū)內(nèi)的鄉(xiāng)土植物種類(lèi)差異明顯，因此雨水花園植物的適宜性選擇就顯得格外重要，但是目前國(guó)內(nèi)外還欠缺這方面的研究，在對(duì)雨水花園植物選擇時(shí)常采用定性的方式，缺乏使用定量的方法進(jìn)行篩選。因此，本研究擬采用層次分析法(analytic hierarchy process,AHP)對(duì)雨水花園植物的定性指標(biāo)進(jìn)行定量化，從而科學(xué)地選擇適宜于西北半干濕地區(qū)雨水花園栽植的植物種類(lèi)。

1 研究區(qū)概況

西北半干濕地區(qū)受大陸性季風(fēng)氣候影響較明顯，該地區(qū)溫差較大，降雨量有明顯季節(jié)變化，全年降水量80%集中在7—9月，常年平均降水為300～600 mm之間，夏季常出現(xiàn)強(qiáng)降雨，且多以暴雨的形式出現(xiàn)，呈現(xiàn)“有雨則澇，無(wú)雨則旱”的狀況[12]。選取位于西安、咸陽(yáng)兩市建成區(qū)之間的西咸新區(qū)為研究區(qū)域，地處半干旱、半濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有降雨稀少、水資源匱乏、土壤滲透系數(shù)較大等水文地質(zhì)特征[13]。渭河、涇河、灃河穿境而過(guò)，因地勢(shì)低平、排水管網(wǎng)系統(tǒng)不健全，以往常年遭受“小雨積水、大雨內(nèi)澇”的困局。但是目前這種狀況正隨著西咸新區(qū)海綿城市建設(shè)的推進(jìn)逐漸被化解，區(qū)域內(nèi)的雨水花園建設(shè)也秉承了“低影響開(kāi)發(fā)”的思路，在一定程度上緩解了城市雨澇問(wèn)題，提升了城市景觀質(zhì)量。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

選擇西咸新區(qū)內(nèi)天福和園、康定和園、同德佳苑、西部云谷的雨水花園作為研究樣地，于2018年7—8月對(duì)其現(xiàn)有植被進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，選取4 m×4 m的樣方20個(gè)。通過(guò)植物鑒定、照片拍攝等方式采集園林植物數(shù)據(jù)，對(duì)雨水花園的植物種類(lèi)、生理生態(tài)學(xué)特征、觀賞特性、抗逆性以及凈化能力等進(jìn)行全面調(diào)查，詳細(xì)記錄園林植物種類(lèi)組成、群落結(jié)構(gòu)及分布地點(diǎn)等各項(xiàng)指標(biāo)[14]。

2.2 構(gòu)建植物適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在文獻(xiàn)查閱、場(chǎng)地調(diào)研、實(shí)例分析的基礎(chǔ)上，采用AHP法對(duì)所調(diào)研雨水花園植物的適宜性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。首先，在廣泛征詢長(zhǎng)期從事海綿城市綠化研究與實(shí)踐的專(zhuān)家及工程技術(shù)人員的意見(jiàn)后，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的目標(biāo)層和準(zhǔn)則層，將雨水花園植物的生態(tài)學(xué)特性、觀賞特性、功能特性作為準(zhǔn)則層；其次，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層進(jìn)行細(xì)化，生態(tài)學(xué)特性可分為植株高度、生活型特征、覆地能力3個(gè)指標(biāo)層，觀賞特性可分為綠期、葉色特征、花期花色、果實(shí)特征4個(gè)指標(biāo)層，功能特性可分為抗逆能力、截留雨水能力、凈化水體能力3個(gè)指標(biāo)層；最后，運(yùn)用AHP法[15-17]，構(gòu)建雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)模型（見(jiàn)表1），采用1～9標(biāo)度法判斷各指標(biāo)相對(duì)重要性，構(gòu)建雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)體系的判斷矩陣，并對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，最終確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重（見(jiàn)表2）和各評(píng)價(jià)指標(biāo)因子的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表3）。

3 結(jié)果與分析

3.1 雨水花園植物的應(yīng)用現(xiàn)狀

所調(diào)研西咸新區(qū)樣地內(nèi)雨水花園種植的植物共計(jì)76種，隸屬于31科60屬。其中禾本科、菊科、薔薇科植物占比最多，各占植物總數(shù)的13.16%、10.53%、9.21%。禾本科以細(xì)葉芒、花葉蘆竹、小兔子狼尾草、蘆葦?shù)饶秃怠⒛退疂裥Ч?，根系發(fā)達(dá)，季相變化特征顯著的草本植物為主。所應(yīng)用的菊科植物以抗逆性強(qiáng)，花色艷麗，花期長(zhǎng)為特點(diǎn)，如荷蘭菊、金雞菊、金光菊、松果菊等。薔薇科運(yùn)用最多的是珍珠梅、棣棠、粉花繡線菊等適應(yīng)性強(qiáng)、觀賞價(jià)值高的木本觀花類(lèi)植物。除此之外，景天科、百合科、唇形科的草本花卉憑借其顯著的觀賞特性和實(shí)用的功能特性也被大量栽植于雨水花園之中。整體來(lái)看，西咸新區(qū)雨水花園內(nèi)的植物應(yīng)用以尊重場(chǎng)地自然生境為原則，植物種類(lèi)十分豐富，植物群落結(jié)構(gòu)層次分明。另外，雨水花園中不乏觀賞性較好的觀花、觀果、觀葉、觀形植物，季相變化特征明顯，達(dá)到了四季有景可賞的效果。

表1 雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)模型

表2 雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)模型判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇與指標(biāo)體系構(gòu)建

結(jié)合本研究方法，對(duì)構(gòu)建的雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)體系的判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得出所有矩陣的CR＜0.1，即判斷矩陣具有一致性，這說(shuō)明該評(píng)價(jià)體系模型和權(quán)重結(jié)果的確定是有效的，科學(xué)的。從雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)模型判斷矩陣（見(jiàn)表2）可以看出，準(zhǔn)則層中生態(tài)學(xué)特性、觀賞特性、功能特性的權(quán)重值依次為0.1634、0.2970、0.5396。這意味著在選擇雨水花園植物時(shí)，植物的功能特性是最受關(guān)注的，注重發(fā)揮植物對(duì)降水和地表徑流的調(diào)蓄作用，使雨水得到自然凈化、自然滲透，這與海綿城市生態(tài)建設(shè)的“低影響開(kāi)發(fā)”理念相契合，能夠有助于提升雨水資源的回收利用率[18]，緩解西北半干濕地區(qū)水資源匱乏的問(wèn)題。同時(shí)，植物作為雨水花園的重要設(shè)計(jì)要素，其觀賞特性直接決定了景觀營(yíng)造的質(zhì)量，影響著人們的視覺(jué)體驗(yàn)效果，因此相對(duì)于植物的生態(tài)學(xué)特性來(lái)說(shuō)，其重要性更顯著一些。

表3 雨水花園植物適宜性評(píng)價(jià)模型標(biāo)準(zhǔn)層（C層）各評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

在指標(biāo)層中，權(quán)重值排名前三的為抗逆能力(0.2662)、截留雨水能力(0.1677)、花期花色(0.1305)。上述排序說(shuō)明植物的抗逆能力在西咸新區(qū)雨水花園植物的屬性中占據(jù)著重要位置，這與西北半干濕地區(qū)春秋干旱少雨、夏季降雨集中的氣候特點(diǎn)關(guān)系密切，植物具備適旱耐積水的能力才能保障正常生長(zhǎng)。截留雨水能力排名第二，強(qiáng)調(diào)了植物在海綿城市中所發(fā)揮的調(diào)蓄雨水的功效，借助于植物地上部分的枝葉及地下部分的根系對(duì)雨水的攔截、收納、儲(chǔ)蓄作用，緩解強(qiáng)降雨對(duì)地表土壤的侵蝕，減少地表雨水徑流量[19]；另外，雨水在植物表面的滯留與蒸騰，不僅可以調(diào)節(jié)環(huán)境中空氣的濕度與溫度，改善小氣候環(huán)境，而且還有利于促進(jìn)自然的雨水循環(huán)[20]。花期花色作為體現(xiàn)植物觀賞特性的重要方面，直接決定著雨水花園的景觀效果是否突出，因此其權(quán)重值排名第三，當(dāng)花季來(lái)臨之時(shí)，花色各異的觀花植物爭(zhēng)先綻放，在確保雨水花園生態(tài)效益的同時(shí)，能夠豐富雨水花園的色彩景觀，提升景觀質(zhì)量[21]。

3.3 雨水花園植物適宜性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

在對(duì)西咸新區(qū)的雨水花園種植的76種植物進(jìn)行實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)其適宜性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。邀請(qǐng)20名園林植物專(zhuān)家和景觀工程技術(shù)人員按照很好（5分）、較好（4分）、一般（3分）、較差（2分）、很差（1分）的打分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)10個(gè)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行逐一打分并得出平均值，然后根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，最終得到每種雨水花園植物的適宜性綜合評(píng)價(jià)值[22]。利用層次分析法，將評(píng)價(jià)值分為Ⅰ(4.0～5.0)，Ⅱ(3.0～4.0)，Ⅲ(2.0～3.0)，Ⅳ(＜2.0)4個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表4）。其中，等級(jí)為Ⅰ的園林植物生態(tài)功能屬性突出、植株茂盛且觀賞價(jià)值高，非常適宜種植在雨水花園中，如金葉女貞、粉花繡線菊、白花草木犀、千屈菜、花葉蘆竹等12種；等級(jí)為Ⅱ的園林植物也具有一定的生態(tài)功能屬性和觀賞價(jià)值，較為適宜在雨水花園中種植，如荷蘭菊、黃菖蒲、珍珠梅、玉簪、萱草等31種；等級(jí)為Ⅲ的園林植物生態(tài)功能屬性一般或觀賞價(jià)值普通，對(duì)于雨水花園生境的適應(yīng)性一般，如金銀忍冬、嶗峪苔草、耬斗菜、蓍草、棉毛水蘇等25種；等級(jí)為Ⅳ的園林植物生態(tài)功能屬性較差且觀賞價(jià)值較低，不適宜栽植在雨水花園之中，如蔥蘭、酢漿草、佛甲草、黑麥草、早熟禾等8種。

表4 西咸新區(qū)雨水花園園林植物適宜性綜合評(píng)價(jià)值及等級(jí)分布

3.4 雨水花園類(lèi)型及其植物種類(lèi)選擇

雨水花園作為海綿城市中一種常見(jiàn)的生物滯留區(qū)域，能夠有效地使地表徑流得以滲透、過(guò)濾、凈化、貯存并被植物吸收利用[23]，通過(guò)場(chǎng)地地形和排水的設(shè)計(jì)以及鄉(xiāng)土植物的使用，提升了雨水花園的地域性特征。雨水花園的設(shè)計(jì)形式通常為不規(guī)則的圓形或長(zhǎng)條形，并由邊緣區(qū)、緩沖區(qū)及蓄水區(qū)所構(gòu)成[24]，其中邊緣區(qū)無(wú)蓄水能力，緩沖區(qū)有一定的蓄水能力。通過(guò)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，西咸新區(qū)雨水花園類(lèi)型有2種，即圍合型和開(kāi)放型。圍合型雨水花園的邊緣區(qū)適宜種植觀花、觀葉類(lèi)小喬木或灌木；緩沖區(qū)宜選用根系發(fā)達(dá)、耐沖刷、耐水淹的常綠灌木，零星搭配一些觀賞草花或景石；蓄水區(qū)一般密植適旱耐積水、凈化能力強(qiáng)的草本植物，發(fā)揮其對(duì)雨水的滯留、滲透和凈化作用（見(jiàn)圖1）。開(kāi)放型雨水花園的邊緣區(qū)通常栽植一些觀賞效果好且耐旱的花灌木；緩沖區(qū)適宜選種抗逆性強(qiáng)、截留雨水能力突出的多年生觀賞草本或草花；蓄水區(qū)常選用耐干旱、耐水濕、耐重金屬的草本植物，并與卵石、毛石搭配成景（見(jiàn)圖2）。綜上所述，雨水花園對(duì)適宜栽植植物的要求較高，第一，能夠耐旱、耐水淹、耐沖刷，莖葉繁茂，根系發(fā)達(dá)，具有凈化水體的功能[25]；第二，植物的花、葉、果實(shí)具有較好的觀賞價(jià)值，能夠豐富場(chǎng)地季相變化，從而滿足人們新的視覺(jué)景觀感受[26]；第三，種苗易獲取，建植方法簡(jiǎn)單，維護(hù)管理成本低，可大面積推廣使用。

4 結(jié)論與討論

雨水花園作為海綿城市低影響開(kāi)發(fā)技術(shù)措施的一種，在園林植物應(yīng)用方面，巧妙地兼顧了科學(xué)性與藝術(shù)性的結(jié)合，使植物成為花園主角，重新煥發(fā)了雨水設(shè)施的生機(jī)與活力。因此，科學(xué)選擇與應(yīng)用植物，是打造一個(gè)理想的雨水花園的重要前提。基于西北半干濕地區(qū)的氣候特點(diǎn)和場(chǎng)地生境條件，對(duì)雨水花園植物進(jìn)行適宜性選擇時(shí)應(yīng)該遵循以下原則。

（1）適應(yīng)性原則：植物應(yīng)適應(yīng)西北半干濕地區(qū)的氣候與土壤條件，栽植的鄉(xiāng)土植物應(yīng)不少于總量的2/3，以保證其在粗放管理模式下可以正常繁殖與生長(zhǎng)，降低了養(yǎng)護(hù)成本。（2）抗逆性原則：選用植物能夠耐周期性水淹又有較好的抗旱能力，在雨季時(shí)，所選植物要能夠忍受最多48 h的積水狀態(tài)，以保障植物安全度過(guò)枯水期和豐水期。（3）生態(tài)環(huán)保性原則：注重所選植物對(duì)雨水截留的作用，減小地表徑流對(duì)表土的侵蝕；發(fā)揮植物對(duì)雨水污染物的去除機(jī)制，尤其是對(duì)重金屬的降解與吸附作用，因此適宜選用根系發(fā)達(dá)、莖葉繁茂和凈化能力強(qiáng)的植物。（4）景觀藝術(shù)性原則：在滿足雨水花園雨洪管理的同時(shí)，要綜合考慮選用植物的形態(tài)特征、色彩變化、配置效果，遵循藝術(shù)設(shè)計(jì)美學(xué)原理進(jìn)行植物配置，保證雨水花園的季相觀賞及空間效果。（5）生物多樣性原則：盡量選用不同類(lèi)型的多種植物混合，通過(guò)合理搭配構(gòu)建植物群落復(fù)層結(jié)構(gòu)，植物多樣性能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的氣候和雨水花園干濕變化下的生境條件，提高植物群落的功能多樣性和群落穩(wěn)定性；另外，多種觀果植物和蜜源植物能夠?yàn)轼B(niǎo)類(lèi)、蜜蜂、蝴蝶等動(dòng)物提供食物和棲息地，提高雨水花園的生物物種多樣性。

總體來(lái)看，西咸新區(qū)雨水花園植物的應(yīng)用在西北半干濕地區(qū)具有一定的地域代表性，不僅充分發(fā)揮了園林植物對(duì)雨水調(diào)蓄的生態(tài)功能，實(shí)現(xiàn)了與土壤、植物系統(tǒng)協(xié)同凈化、吸收、下滲雨水等綜合功能，而且也具備兼顧生態(tài)美、自然美和藝術(shù)美的觀賞價(jià)值。適宜的雨水花園植物應(yīng)用能夠在一定程度上緩解城市雨洪問(wèn)題，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)“自然積存、自然滲透、自然凈化”的城市建設(shè)方式。

圖1 圍合型雨水花園

圖2 開(kāi)放型雨水花園