閆永清，王桂花，陵軍成

（1.甘肅祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局古城自然保護(hù)站，甘肅天祝733211；2.甘肅省天祝縣林業(yè)工作站，甘肅天祝733299）

2014年10月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》[1]，旨在指導(dǎo)各地建設(shè)雨水自然積存、自然凈化、自然滲透的海綿城市?！昂＞d城市” 是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用，加大城市徑流雨水源頭減排的剛性約束[2]?！昂＞d城市”建設(shè)目的在于充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對(duì)雨水的吸納，節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)雨水積存、滲透和凈化[3]。

干旱半干旱地區(qū)水資源緊缺，城市園林綠化灌溉次數(shù)和灌溉量有限，影響了栽植苗木成活率和生長(zhǎng)量，也影響了草坪等綠地的養(yǎng)護(hù)成本。降雨是一種重要的水資源，高效收集雨水應(yīng)用于園林綠化可減少灌溉次數(shù)和降低養(yǎng)護(hù)成本，是“海綿城市”建設(shè)的重要體現(xiàn)形式之一。城市有大面積的屋頂、道路和廣場(chǎng)等構(gòu)筑物，是很好的雨水收集場(chǎng)地。但在城市規(guī)劃和建設(shè)中，將防澇、排水和灌溉、節(jié)水孤立起來，沒有協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，致使雨水這一寶貴資源被直接排入下水道或排洪溝，白白浪費(fèi)掉。

本試驗(yàn)在干旱半干旱城市園林綠化中對(duì)傳統(tǒng)的凸出式草坪、樹坑、花壇等綠地進(jìn)行了下沉式改進(jìn)，增加了雨水收集能力，并研究了不同下沉深度對(duì)土壤濕度和栽植物生長(zhǎng)量的影響，以期提高城市綠地雨水收集能力和篩選出最佳的下沉深度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省天祝藏族自治縣縣城團(tuán)結(jié)路兩側(cè)綠化帶內(nèi)，綠化帶東西走向，寬15 m，長(zhǎng)200 m，103°08′E，36°57′N，屬典型的干旱半干旱區(qū)，大陸性高原季風(fēng)氣候。光照充足，海拔2450 m，相對(duì)無霜期90～145 d，年日照時(shí)數(shù)2500～2700 h，年降雨量280～320 mm，且周年分配不均，降雨主要集中在7～9月。土壤類型為栗鈣土。

2018年3月在縣城改造過程中對(duì)試驗(yàn)地綠化帶進(jìn)行下沉改造，下沉深度分別為-20 cm（對(duì)照CK，改造前綠地，凸出地面20 cm）、10 cm（凹入地面10 cm）、20 cm（凹入地面20 cm）和30 cm（凹入地面30 cm）。試驗(yàn)地綠化帶下沉改造采用挖掘機(jī)施工，四周用混凝土澆筑厚30cm 擋墻防止周邊泥土垮塌，擋墻與四周地面等高，便于雨水流入綠地。每塊改造后的下沉綠地（小區(qū)）長(zhǎng)、寬均為5 m，小區(qū)之間用5 m 寬的公共場(chǎng)地（水泥地面）隔離。

1.2 材料

綠地下沉改造完成后，隨機(jī)抽取小區(qū)分別種植高羊茅（Festuca arundinacea）作為草坪地，草種播種量8 kg/667 m2；栽植1年生紫葉小檗（Erberis thunbervaz.atropupurea）作為灌木地，栽植密度株、行距均為30 cm；栽植胸徑5 cm，截干高度3m 的國槐（Sophora japonicaLinn.）作為喬木地，栽植密度株、行距均為2m。每種栽植物和下沉深度處理隨機(jī)區(qū)組，重復(fù)3 次。高羊茅、紫葉小檗和國槐種植后，每隔10 d 灌水1 次，灌完3 次水后停止人工灌水，依靠降雨和收集雨水生長(zhǎng)。同種栽植物除栽植地下沉深度不同外，其他管理措施均相同。

1.3 測(cè)定內(nèi)容

綠地下沉改造完成后，核算不同下沉深度工程造價(jià)（元/m2）。每次降雨后4d、8d、12d、16d 分別測(cè)定不同下沉深度處理栽植面以下10 cm 處土壤相對(duì)含水量（%）。每次草坪修剪前測(cè)定高羊茅株高（cm）和分蘗數(shù)（個(gè)/株），2018年10月底測(cè)定根長(zhǎng)（cm），并統(tǒng)計(jì)草坪萌芽破土到枯黃前保持綠色的時(shí)期（d）。土壤相對(duì)含水量=[(原土重-烘干土重)÷烘干土重]×100。

2018年12月底測(cè)定紫葉小檗保存率（%）、株高（cm）、分蘗數(shù)（個(gè)/株）和新枝基部粗度（cm）。同時(shí)測(cè)定國槐的保存率（%），萌枝數(shù)（個(gè)/株）、新枝長(zhǎng)（cm）和新枝基部粗度（cm）。保存率=（已成活苗木數(shù)÷栽植苗木總數(shù)）×100。

生長(zhǎng)期（2018年4月～10月）分別觀察高羊茅、紫葉小檗和國槐的葉色，進(jìn)行直觀描述。并對(duì)綠地不同下沉深度的安全性（高、中、低）和景觀效果（優(yōu)、良、差）進(jìn)行直觀評(píng)價(jià)。

不同數(shù)據(jù)求平均值，利用Excel2007、DPS6.01軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行新復(fù)極差Duncan 多重比較顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同下沉深度對(duì)蓄水能力的影響

由表1所示，不同栽植地在集雨后同一測(cè)定時(shí)間土壤相對(duì)含水量均隨著栽植地下沉深度的增加而提高，不同栽植地在同一下沉深度和同一測(cè)定時(shí)間，草坪地的土壤相對(duì)含水量最高，喬木地的土壤相對(duì)含水量最低。草坪地不同下沉深度10 cm、20 cm、30 cm 集雨后4～20d 土壤相對(duì)含水量平均值分別為17.96%、22.28%和25.95%，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 提高了6.08%、31.60%和53.28%；灌木地不同下沉深度10 cm、20 cm、30 cm 集雨后4～20d 土壤相對(duì)含水量平均值分別為17.66%、21.50%和24.84%，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 提高了16.57%、41.91%和63.96%；喬木地不同下沉深度10 cm、20 cm、30 cm 集雨后4～20d 土壤相對(duì)含水量平均值分別為16.08%、19.54%和23.73%，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 提高了15.10%、39.87%和69.86%。草坪地除下沉深度-20 cm 和10 cm 之間土壤相對(duì)含水量差異未達(dá)到顯著水平外，其他下沉深度之間差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05），灌木地不同下沉深度之間土壤相對(duì)含水量差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05），喬木地除下沉深度-20 cm 和10 cm 之間土壤相對(duì)含水量差異未達(dá)到顯著水平外，其他下沉深度之間差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。

表1 不同下沉深度處理的土壤相對(duì)含水量

2.2 不同下沉深度對(duì)栽植物生長(zhǎng)量的影響

由表2所示，不同下沉深度栽植地種植草坪草高羊茅后，高羊茅株高和綠期隨著下沉深度的增加而提高、分蘗數(shù)和根長(zhǎng)隨著下沉深度的增加先提高后降低，在下沉深度20 cm 處有一峰值。不同處理中下沉深度30 cm 的高羊茅株高和綠期最高，分別為41.28 cm 和228.40d，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm提高了86.62%和26.57%，下沉深度20cm 的高羊茅分蘗數(shù)和根長(zhǎng)最高，分別為3.63 個(gè)/株和20.46 cm，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 提高了27.37%和66.07%。不同下沉深度處理間高羊茅株高、分蘗數(shù)、根長(zhǎng)和綠期差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

表2 不同下沉深度處理的草坪生長(zhǎng)量

由表3所示，不同下沉深度栽植地栽植灌木紫葉小檗后，紫葉小檗保存率、株高、分蘗數(shù)和枝粗隨著下沉深度的增加先提高后降低，在下沉深度20 cm處有一峰值，峰值分別為78.46%、58.30 cm、3.42 個(gè)/株和1.23 cm，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 提高了14.96%、15.65%、55.45%和92.19%。差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

由表4所示，不同下沉深度栽植地栽植喬木國槐后，國槐保存率、萌枝數(shù)、新枝長(zhǎng)和枝粗隨著下沉深度的增加先提高后降低，在下沉深度20 cm 處有一峰值，峰值分別為87.86%、7.45 個(gè)/株、50.46 cm和1.52 cm，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 提高了23.54%、72.45%、127.81%和76.74%。差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。

2.3 不同下沉深度對(duì)工程造價(jià)和景觀效果的影響

由表3所示，不同栽植地同一下沉深度的工程造價(jià)、安全性和景觀效果相同，除對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 外，造價(jià)成本隨著下沉深度的增加而增加，下沉深度10 cm 的造價(jià)成本最低，為6.52 cm，較對(duì)照（CK）下沉深度-20 cm 降低了50.00%，不同下沉深度-20 cm、10 cm、20 cm 和30 cm 的安全性分別為高、中、中和低，景觀效果分別為良、優(yōu)、優(yōu)和差。不同下沉深度-20 cm、10 cm、20 cm 和30 cm 的草坪地高羊茅葉色分別為黃綠、深綠、深綠和黃綠，灌木地紫葉小檗的葉色分別為淺紅、紫紅、紫紅和淺紅，喬木地國槐葉色分別為黃綠、深綠、深綠和黃綠。

表3 不同下沉深度處理的灌木生長(zhǎng)量

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，干旱半干旱區(qū)城市綠地下沉式改進(jìn)后，通過匯集雨水，均提高了土壤濕度，種植草坪草高羊茅和栽植花灌木紫葉小檗、喬木國槐后均提高了保存率和生長(zhǎng)量。不同下沉深度處理中，下沉20 cm 的綜合效果最佳，可在干旱半干旱城市園林綠化中推廣應(yīng)用。

干旱半干旱區(qū)傳統(tǒng)的凸出式和平地式綠地收集雨水能力有限，過多的雨水溢出后流走，下沉式改進(jìn)后，形成類似盆狀的低洼地，降雨后周邊馬路、廣場(chǎng)等地的雨水在重力作用流入盆狀綠地內(nèi)。雨水盛滿后溢出，依次流入下一個(gè)盆狀綠地，延長(zhǎng)了雨水流經(jīng)地和蓄積量，實(shí)現(xiàn)了雨水的收集和再分配，降雨結(jié)束后收集的雨水緩慢下滲，滿足了栽植物的對(duì)水分的持續(xù)需求，有效緩解了降雨間歇性植物對(duì)水分的需求。在雨水收集過程中，下沉深度與雨水收集量成正相關(guān)。但下沉深度過深后，栽植地會(huì)長(zhǎng)期積水，發(fā)生澇害。澇害發(fā)生后。植物根系進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生有毒物質(zhì)，影響植物根系對(duì)礦質(zhì)離子的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，地上葉片出現(xiàn)黃化，嚴(yán)重時(shí)全部脫落，導(dǎo)致植株死亡[4]。植物對(duì)土壤水分含量的需求因樹種而異[5]。除此之外，還受土壤類型[6]、生長(zhǎng)季節(jié)等因素的影響[7]。在本試驗(yàn)中也觀察到高羊茅、紫葉小檗、國槐等植物在栽植地下沉20 cm 栽植時(shí)分蘗數(shù)、根長(zhǎng)、保存率、萌枝數(shù)、枝長(zhǎng)和枝粗等最高，葉色也表現(xiàn)出深綠。

城市綠地是一個(gè)綜合觀賞體，除作為觀賞植物栽植載體和保證其正常生長(zhǎng)外，還應(yīng)與周邊地形、地貌和諧統(tǒng)一，給游憩者帶來安全、舒適和美學(xué)欣賞。綠地下沉過深雖能匯集更多雨水，但也提高土方挖掘量和工程造價(jià)，給行人和車輛的避讓、停放等帶來諸多跌落風(fēng)險(xiǎn)。因此，在確定不同干旱半干旱區(qū)城市綠地下沉深度時(shí)，應(yīng)綜合考慮栽植樹種、降雨量、集雨場(chǎng)地和景觀效果等因素，開展針對(duì)性篩選試驗(yàn)。

表4 不同下沉深度處理的喬木生長(zhǎng)量

表5 不同下沉深度處理的造價(jià)成本和景觀效果