高 平,程迪華,黃鑫酮,李會萍,李青青,周 鵬*

1.四川天藝生態(tài)園林集團(tuán)股份有限公司,四川成都 610041;2.西安建筑科技大學(xué)安德學(xué)院,陜西西安 710300;3.四川天藝優(yōu)境環(huán)境科技有限公司,四川成都 610041)

立體綠化是緩解城市綠化增長需求和綠化空間有限矛盾的有效方法[1-2],墻面綠化是立體綠化重要的表現(xiàn)形式之一,是指運(yùn)用各類植物對建筑墻體、圍墻、橋柱、陽臺、窗臺等進(jìn)行綠化[3-4],常用的墻面綠化技術(shù)形式有攀爬式、鋪貼式、種植槽式、模塊式等技術(shù)[3,5-6]。隨著墻面綠化在城市建設(shè)中大量推廣應(yīng)用,新型墻面綠化技術(shù)也邁入了研發(fā)創(chuàng)新的新階段,更多先進(jìn)的新型墻面綠化技術(shù)形式出現(xiàn)[7-8],基質(zhì)模塊式綠墻就是其中一種。基質(zhì)模塊式綠墻是一種新型的綜合綠墻系統(tǒng),是一種將植物種植在基質(zhì)模塊化構(gòu)件中進(jìn)行墻面綠化的形式,因其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡單、施工速度快、景觀效果好、使用壽命長等優(yōu)點越來越受到關(guān)注。國內(nèi)具有代表性的產(chǎn)品包括由戚智勇博士研發(fā)的壘土[9]以及由浙江家樂蜜園藝科技有限公司研發(fā)的黑棉土,均是采用植物纖維等生態(tài)材料經(jīng)過人工合成的能夠代替土壤的新型材料。

目前,基質(zhì)模塊式綠墻已應(yīng)用于國內(nèi)許多城市的墻面綠化項目中,施工技術(shù)相對成熟[10-11]。而在實際運(yùn)用中根據(jù)技術(shù)形式特點和種植生境選擇適宜的植物是保證綠墻景觀效果的重要因素之一,國內(nèi)關(guān)于各類型墻面綠化的植物篩選已有相關(guān)研究[12-18],而針對基質(zhì)模塊式綠墻的植物篩選研究尚屬空白。筆者以黑棉土綠墻為基礎(chǔ),選用6種觀賞價值較高、適應(yīng)性較好的植物進(jìn)行栽培試驗,對比6種植物在黑棉土綠墻中的生長適應(yīng)性和觀賞效果,以期篩選出適合成都室外黑棉土綠墻應(yīng)用的品種,并為進(jìn)一步開展大量的植物篩選研究提供方法借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地氣候條件試驗于2020年7月至2021年12月在成都市金堂縣天藝集團(tuán)試驗基地進(jìn)行,地理位置為104°25′07″E,30°51′01″N,屬亞熱帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫16.8 ℃,最熱月7月平均氣溫26 ℃,最冷月1月平均氣溫5.7 ℃,年均無霜期285 d,年均日照時數(shù)為1 298.2 h,年降雨量926.4 mm。

1.2 試驗材料6種植物材料的基本信息見表1,使用的黑棉土購自浙江家樂蜜園藝科技有限公司。

表1 植物材料

1.3 試驗方法利用鋼材焊接成長度340 cm、高度170 cm的植物鋼架結(jié)構(gòu),安裝自動滴灌系統(tǒng),并依次鋪掛560 mm×560 mm×50 mm(長×寬×厚)的黑棉土模塊單元構(gòu)建一面黑棉土綠墻。選擇植株健壯、無病蟲害的植物作為試驗材料,每種植物選擇48株分別種植于3個模塊單元中,種植面積約1 m2。因栽植時間正值夏季,栽植后采用75%的遮陽網(wǎng)遮蓋14 d,種植后立即澆透水,后期通過植物墻的滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉,正常按照以下周期進(jìn)行灌溉:1—6月,3 d澆1次,每次滴灌30 min;7—9月,1 d澆1次,每次滴灌30 min;10—12月,3 d澆1次,每次滴灌30 min;若遇降雨,根據(jù)降雨情況適當(dāng)調(diào)整澆灌周期。

1.4 測定指標(biāo)與方法植物種植后,每間隔21 d根據(jù)式(1)～(5)統(tǒng)計植物的存活率、越夏率、越冬率、新枝葉萌發(fā)率、覆蓋度;每間隔21 d對植物的生長狀況和觀賞效果進(jìn)行評分[19]。

存活率=存活植株數(shù)量/48×100%

(1)

越夏率[20]=夏季高溫期結(jié)束后(10月)的植株數(shù)/夏季高溫前(7月)的植株總數(shù)×100%

(2)

越冬率[21]=冬季結(jié)束后存活(4月)的植株數(shù)/冬季開始前(11月)的植株總數(shù)×100%

(3)

新枝葉萌發(fā)率=新枝葉萌發(fā)植株數(shù)/48×100%

(4)

覆蓋度[20]=植物所占網(wǎng)格數(shù)/100×100%

(5)

植物生長狀態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn):4,全部植株生長正常,長勢良好;3,生長受到較小影響,出現(xiàn)少量植物(≤20%)萎蔫、黃葉、落葉現(xiàn)象;2,生長受到一般影響,出現(xiàn)部分植物(20%～50%)萎蔫、黃葉、落葉現(xiàn)象;1,生長受到較大影響,50%以上植物萎蔫、落葉;0,50%以上植物死亡。

植物觀賞效果評價標(biāo)準(zhǔn):4,全部植株枝葉繁茂,或造型優(yōu)美,或色彩艷麗或有花果可觀;3,大部分植物枝葉繁茂,觀賞效果好,僅少量植物(<20%)枝葉枯黃或落葉,略影響觀賞效果;2,植物枝葉稀疏,植株造型一般,部分植物(20%～<40%)枝葉枯黃或落葉,整體觀賞效果一般;1,枝葉稀少,出現(xiàn)大量(40%～<60%)枯枝落葉,觀賞性差;0,大部分植物枝葉枯黃或脫落(≥60%)或植物大片死亡,嚴(yán)重破壞觀賞效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種植物不同時期的存活率、越夏率、越冬率比較栽培試驗于2020年7月17日開始,因正值夏季高溫期,植株移栽后立即使用75%遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陰。6種植物剛移栽上墻后出現(xiàn)不同程度的失水萎蔫現(xiàn)象,7 d后逐漸恢復(fù)生長;上墻后15～21 d 6種植物全部恢復(fù)正常生長,植株挺拔無死亡,且有不同比例的植株開始萌發(fā)新的枝葉,新枝葉萌發(fā)率表現(xiàn)為大吳風(fēng)草(100%)>“花葉”薜荔(94%)>細(xì)葉萼距花(75%)>“桃色火焰”礬根(42%)>銀香科科(35%)>“火焰”南天竹(17%)。15～21 d后拆除遮陽網(wǎng),讓植物墻置于全光照下生長。在夏季高溫期,細(xì)葉萼距花、大吳風(fēng)草、“花葉”薜荔均具有良好的越夏能力,越夏率均高于90%,銀香科科越夏率略低于以上3種植物(為88%),“桃色火焰”礬根、“火焰”南天竹越夏能力一般,越夏率分別為75%、79%。2020年12月至2021年1月試驗地室外溫度連續(xù)多日最低溫度低于0 ℃,而在冬季低溫期6種植物都具有一定的抗寒能力,“桃色火焰”礬根、銀香科科、大吳風(fēng)草、“花葉”薜荔、“火焰”南天竹的越冬率均達(dá)到100%,細(xì)葉萼距花越冬率次之,為96%。經(jīng)過栽培試驗,6種植物的存活率由高到低為細(xì)葉萼距花(90%)>銀香科科(88%)、“花葉”薜荔(88%)>大吳風(fēng)草(83%)>“桃色火焰”礬根(75%)>“火焰”南天竹(69%)。

圖1 6種植物存活率、越夏率、越冬率比較Fig.1 Comparison of survival rate,summer surviving rate and winter surviving rate of six plants

2.2 6種植物生長狀態(tài)比較植物的生長狀態(tài)評分是對植物在綠墻上的適應(yīng)情況進(jìn)行評價,6種植物在栽培試驗的不同時期呈現(xiàn)出不同的生長狀態(tài),生長狀態(tài)評分差異較大。由表2可知,銀香科科、大吳風(fēng)草、“花葉”薜荔在整個試驗期間均長勢良好、枝葉繁茂,不同時期的生長狀態(tài)評分均在3分以上?！疤疑鹧妗钡\根第1年長勢良好、枝葉繁茂、株型優(yōu)美、葉片色彩艷麗,生長狀態(tài)評分均為4分,而第2年進(jìn)入夏季高溫高熱期后,葉片明顯萎蔫變黃甚至焦枯,8月19日進(jìn)行觀測時,60%以上的植物葉片干枯,生長狀態(tài)受到較大影響。兩年夏季生長狀態(tài)相差巨大,可能因為“桃色火焰”礬根不耐夏季強(qiáng)陽光照射,第1年夏季移栽后采用了遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陰處理,而第2年置于全光照下生長,因此在第2年夏季受強(qiáng)光照射影響生長受限,生長狀態(tài)差。細(xì)葉萼距花在第1年溫度高于2 ℃時,生長狀態(tài)良好,評分在3分及以上,而隨著冬季溫度降低植物生長受限,葉片逐漸枯黃干枯,并隨著溫度的降低生長狀態(tài)持續(xù)下降,當(dāng)溫度低于0 ℃時(2021年1月試驗地最低溫度為-1 ℃),上部葉片受凍,最終全部干枯,生長狀態(tài)極差。第2年春季隨著氣溫的升高,植物迅速恢復(fù)生長,萌發(fā)出新的枝葉并達(dá)到較好的生長狀態(tài),5—12月持續(xù)開花,但隨著冬季低溫到來生長狀態(tài)又逐漸下降?！盎鹧妗蹦咸熘褚圃院笥新淙~現(xiàn)象,移栽60 d后植物大量死亡,存活植物在整個試驗期間枝葉稀疏,長勢較差。

表2 6種植物生長狀態(tài)評分

2.3 6種植物覆蓋度變化比較植物的覆蓋度與枝葉密度呈正相關(guān),也是反映植物墻景觀效果的重要指標(biāo)之一。6種植物上墻栽植時規(guī)格不一,生物學(xué)特性不同,生長速度差異較大,因此,覆蓋度變化差異較大(圖2)。“桃葉火焰”礬根、“花葉”薜荔、“火焰”南天竹3種植物初始覆蓋度較高,分別為75%、85%、75%,上墻栽植21 d后,“桃色火焰”礬根覆蓋度達(dá)到83%,“花葉”薜荔覆蓋度達(dá)到88%,“火焰”南天竹由于落葉現(xiàn)象嚴(yán)重,覆蓋度降低為45%。細(xì)葉萼距花、銀香科科、大吳風(fēng)草初始覆蓋度較低分別為33%、30%、23%,上墻栽植21 d后,3種植物新枝葉萌發(fā)生長迅速,覆蓋度增長率均大于50%,覆蓋度分別達(dá)到50%、50%、40%?！疤疑鹧妗钡\根移栽上墻恢復(fù)生長后枝葉繁茂,覆蓋度增長快,在第2年夏季高溫前都保持較高的覆蓋度,覆蓋度長期達(dá)到95%以上;第2年夏季受到高溫高熱及強(qiáng)陽光照射的影響,生長受限,枝葉枯黃脫落,覆蓋度也顯著下降。細(xì)葉萼距花在第1年冬季低溫前覆蓋度一直呈上升趨勢,并達(dá)到較高的覆蓋度,后受冬季低溫影響,植物枝葉受凍枯落,覆蓋度顯著下降到10%;隨著第2年春季氣溫升高,植物恢復(fù)生長后,覆蓋度快速上漲,達(dá)到良好的覆蓋狀態(tài),一直持續(xù)到冬季低溫到來前,后續(xù)枝葉再次受到低溫影響開始枯黃掉落,覆蓋度再次下降。銀香科科、大吳風(fēng)草、“花葉”薜荔3種植物恢復(fù)生長后,覆蓋度增長,并在試驗期內(nèi)都保持較高的覆蓋度,達(dá)到良好的覆蓋狀態(tài)。“火焰”南天竹上墻后出現(xiàn)落葉及死亡現(xiàn)象,覆蓋度下降到較低水平,整個試驗期內(nèi)覆蓋度長期低于50%,覆蓋效果較差。

圖2 6種植物覆蓋度變化曲線Fig.2 Change of coverage of the six plants

2.4 6種植物觀賞效果比較綠墻植物的生長狀態(tài)直接影響其觀賞效果,綜合來看,銀香科科、大吳風(fēng)草、“花葉”薜荔在整個試驗期間長勢良好,枝繁葉茂,花期正常開花,表現(xiàn)出良好的觀賞效果?！疤疑鹧妗钡\根在第2年夏季生長受限之前,枝葉繁茂、葉色紅艷,并在春季開花,觀賞效果極佳,但第2年夏季受高溫、強(qiáng)陽光直射影響后,枝葉幾乎全部干枯,嚴(yán)重破壞觀賞效果。細(xì)葉萼距花除冬季低溫時期外,枝葉繁茂,正常生長狀態(tài)下一直保持開花,表現(xiàn)出較好的觀賞效果,但在冬季低溫時期生長狀態(tài)差,枝葉枯黃,觀賞效果極差?！盎鹧妗蹦咸熘褚蜻m應(yīng)性差,在整個試驗期枝葉大量枯黃凋落,甚至死亡,整個試驗期觀賞效果較差(表3)。

表3 6種植物觀賞效果評分

3 結(jié)論與討論

基質(zhì)模塊式綠墻運(yùn)用的新型培養(yǎng)基質(zhì)能夠固化成型,可以根據(jù)需要設(shè)計成不同的形狀,可應(yīng)用于多種復(fù)雜的環(huán)境中。目前,在建筑墻面、屋頂、立交橋梁、隧道等區(qū)域廣泛應(yīng)用[11-21],是未來城市立體綠化營建的重要技術(shù)形式。該研究以室外黑棉土綠墻為載體,通過栽培試驗對6種植物的適應(yīng)性、觀賞性等特性進(jìn)行觀測,對適宜的植物種類進(jìn)行篩選。結(jié)果表明:銀香科科、大吳風(fēng)草、“花葉”薜荔3種植物適應(yīng)性強(qiáng),觀賞效果好,適宜應(yīng)用于成都地區(qū)室外黑棉土綠墻;“桃色火焰”礬根,不耐夏季強(qiáng)陽光直射,可考慮應(yīng)用于耐陰環(huán)境的黑棉土綠墻;細(xì)葉萼距花枝葉易受冬季低溫影響,冬季觀賞效果較差,可考慮用于小氣候較好的黑棉土綠墻;“火焰”南天竹生長適應(yīng)性差,不適宜應(yīng)用于成都地區(qū)室外黑棉土綠墻。

傳統(tǒng)綠化設(shè)施受限于培養(yǎng)基質(zhì),植物種類選擇單一,配置形式簡單,手法單調(diào),一般只強(qiáng)調(diào)綠化設(shè)施的基本裝飾性,忽略了植物的生態(tài)性和氣候性,導(dǎo)致植物生長不可持續(xù)[22]?；|(zhì)模塊式綠墻中的新型培養(yǎng)基質(zhì)能夠為植物生長提供更大的生長空間和所需營養(yǎng)物質(zhì),能夠根據(jù)不同要求制成不同形狀,使得在植物配置上可以向模擬自然群落進(jìn)化。因此,根據(jù)設(shè)計需求,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣骱铜h(huán)境,綜合考慮植物的生態(tài)習(xí)性和觀賞習(xí)性進(jìn)行科學(xué)合理選擇搭配,能夠最大限度地發(fā)揮植物的觀賞特性和生態(tài)價值,保證綠墻觀賞效果及生態(tài)效益持續(xù)穩(wěn)定。該研究對6種植物的篩選研究可為成都地區(qū)室外黑棉土綠墻植物選擇提供參考,但研究種類還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,進(jìn)一步針對更多植物開展栽培試驗和評價篩選研究十分必要,對提高基質(zhì)裝配式綠墻營建水平具有重要意義。