雨水花園植物選擇與搭配研究★

單 進(jìn) 戴子云*

(北京市園林科學(xué)研究院，北京 100102)

雨水花園植物選擇與搭配研究★

單 進(jìn) 戴子云*

(北京市園林科學(xué)研究院，北京 100102)

總結(jié)了植物在雨水花園中的作用以及影響植物生長(zhǎng)與功能的主要限制因素，概括了雨水花園中植物的選擇原則，并以北京地區(qū)為例，篩選出了適合該地區(qū)雨水花園栽種的植物及其配置模式，最后提出了未來雨水花園植物篩選和配置的研究方向。

海綿城市，雨水花園，植物，景觀設(shè)計(jì)

為解決城市暴雨內(nèi)澇問題，住建部于2014年10月頒布了《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)》。指南中明確指出城市綠地和廣場(chǎng)需要有組織地將雨水匯集至場(chǎng)地內(nèi)的低影響開發(fā)設(shè)施(如雨水花園、滲透溝、下沉式綠地等)，利用設(shè)施的雨水滲透、調(diào)節(jié)等功能消納綠地和廣場(chǎng)的雨水。雨水花園(rain garden)，是基于低影響開發(fā)(low impact development，LID)理念的一項(xiàng)重要技術(shù)，它利用自然形成或人工挖掘的地勢(shì)低洼區(qū)域收集來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，或使之補(bǔ)給景觀用水、廁所用水等城市用水[1,2]。雨水花園對(duì)雨水的管理不僅僅體現(xiàn)在對(duì)雨水的滲透過濾滯留和減少?gòu)搅髁孔饔?，同時(shí)它可利用雨水創(chuàng)造景觀，以自然生態(tài)的景觀形態(tài)進(jìn)行雨水的管理，兼具生態(tài)效果的同時(shí)又不失景觀品質(zhì)[3]。由于雨水花園建造費(fèi)用低,面積大小靈活,后期維護(hù)簡(jiǎn)單,同時(shí)具有良好的園林景觀效果，近年來被廣泛的應(yīng)用于各種綠地類型中[4,5]。

雨水花園是靠土壤與植物共同作用來消納雨水的，因此篩選適用的植物并合理搭配是雨水花園功能發(fā)揮的重要影響因素[6]。在國(guó)外的學(xué)者已經(jīng)在植物凈化能力分析、植物根系對(duì)土壤滲透性的影響、雨水花園中植物的生理特性等方面開展了深入研究[6-8]。針對(duì)雨水花園中干濕交替、污染物集中的植物生長(zhǎng)環(huán)境，不同的植物搭配，能表現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)狀況，相應(yīng)的植被景觀也明顯不同[9]。此外，工程實(shí)踐也表明，篩選科學(xué)合理的雨水花園植物，對(duì)于雨水花園功能的發(fā)揮和運(yùn)行養(yǎng)護(hù)成本的控制有著關(guān)鍵影響[10]。綜上所述，雨水花園中植物篩選和搭配的研究不但具有特殊的理論價(jià)值，而且對(duì)于海綿城市建設(shè)的現(xiàn)實(shí)意義是不言而喻的。

在我國(guó)海綿城市建設(shè)日新月異的新形勢(shì)下，國(guó)內(nèi)在雨水花園的規(guī)模、結(jié)構(gòu)和建造技術(shù)上集中開展了一系列的研究，但欠缺相關(guān)的基礎(chǔ)研究，主要包括雨水花園中植物的功能及植物選擇原則、設(shè)計(jì)方法等方面[11-13]。因此，在雨水花園的設(shè)計(jì)與建造過程中，由于對(duì)篩選的植物耐澇特性和凈化效果缺乏了解，導(dǎo)致了一些雨水花園案例中出現(xiàn)植物衰退和養(yǎng)護(hù)困難等問題，這在一定程度上限制了雨水花園在海綿城市建設(shè)中的推廣應(yīng)用。因此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)雨水花園中水流及污染物的特征，提出雨水花園中植物選擇原則與設(shè)計(jì)方法，探討適用于不同種類雨水花園的植物配置模式，并以北京地區(qū)為例，篩選出適合本區(qū)域雨水花園的園林植物種類和配置方法，具有重要的理論與工程實(shí)踐意義。

1 植物在雨水花園中的作用

1.1 水質(zhì)凈化

城市中的不透水面如屋頂、道路以及硬質(zhì)鋪裝等在降雨后容易產(chǎn)生徑流，一些污染物包括懸浮顆粒、有機(jī)污染物以及重金屬離子、病原體等將伴隨徑流沖刷進(jìn)入雨水花園中[14]。一些經(jīng)過篩選的雨水花園適生植物可以顯著的降解有機(jī)污染物如農(nóng)藥殘留、有機(jī)肥等，此外還能吸收重金屬和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而改善了水質(zhì)(見表1)。研究表明，當(dāng)土壤中種植植物后，在過濾雨水時(shí)對(duì)其中污染物的吸附和去除效果比沒有種植植物的土壤明顯[16]。

表1 雨水花園對(duì)部分污染物的去除效果[15]

1.2 滯留雨水

在雨水花園中，植物莖葉能夠在一定程度上滯留雨水、減緩雨水徑流流速，增加雨水在泥土面的停留時(shí)間從而有利于雨水向地下滲透[11]。研究表明，相比較未種植植物的土壤，有植被覆蓋的土壤由于植物根系的疏松作用，其滲透性能能維持在較好水平[9]。

1.3 改善生境

雨水花園中的植物通過蒸騰作用吸收滲透到土壤中的雨水，這個(gè)過程吸收熱量、增加空氣濕度，調(diào)節(jié)微氣候，對(duì)城市的熱島效應(yīng)有著積極的影響。通過合理的植物配置，雨水花園能給一些小動(dòng)物如蝴蝶、蜜蜂、蜻蜓等提供天然棲息地，豐富了生物種類，形成自然野趣生態(tài)環(huán)境，提高雨水花園的生物多樣性。

2 雨水花園植物選擇原則

2.1 優(yōu)先選用鄉(xiāng)土植物

鄉(xiāng)土植物適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳硹l件，其生理、遺傳、形態(tài)特征與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件相適應(yīng)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。且具有存活率高、生長(zhǎng)快、應(yīng)用范圍廣、養(yǎng)護(hù)成本低等特點(diǎn)，在雨水花園中能快速成景，對(duì)于城市特征的維持以及鄉(xiāng)土景觀的營(yíng)造有積極作用[17]。此外，鄉(xiāng)土植物能夠確保雨水花園小生境的穩(wěn)定，避免外來物種對(duì)鄉(xiāng)土植物的侵?jǐn)_，也能夠應(yīng)對(duì)雨水花園復(fù)雜的小環(huán)境[18]。

2.2 選用根系發(fā)達(dá)的植物

雨水花園水體富含營(yíng)養(yǎng)成分的特殊環(huán)境容易造成植物出現(xiàn)生長(zhǎng)茂密但根系與枝葉不協(xié)調(diào)生長(zhǎng)的情況，根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)快速、生物量大的植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分有較強(qiáng)的吸收力,可以防止植物由于根系支撐能力差而出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象[8,20]。同時(shí)，具有發(fā)達(dá)根系的植物能夠穿透種植土層直達(dá)填料層，起到松動(dòng)土壤，增強(qiáng)雨水滲透速度的作用[9]。

2.3 選用抗性強(qiáng)的植物

雨水花園的淹水深度與降雨量密切相關(guān)，在北方干旱少雨地區(qū)會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性無水期。為了減少灌溉耗水，在該地區(qū)篩選雨水花園植物種類時(shí)，不但需要考慮植物的耐澇特性，還要求其具有一定程度的抗旱能力[21]。此外，所選的植物也要具有較高的抗逆性，能抗污染、抗病蟲害,能夠適應(yīng)較差的生長(zhǎng)環(huán)境,這有助于小生境的維持[22]。如果設(shè)計(jì)的雨水花園冬季用于儲(chǔ)存或接受融雪徑流時(shí)，對(duì)植物的耐鹽堿性能也提出了要求[19]。

2.4 選用景觀效果好的植物

作為一種園林景觀類型，雨水花園中植物的造景功能需要綜合考慮植物栽植的效果,綜合考慮植物的高度、開花時(shí)間和顏色等因素，利用植物在不同季節(jié)的生長(zhǎng)情況進(jìn)行造景[23,24]。挑選持續(xù)觀賞價(jià)值較高的芳香型植物，有助于吸引蜜蜂、蝴蝶等昆蟲，有利于形成生物多樣性高的小生境。另外,考慮到養(yǎng)護(hù)成本問題,優(yōu)先選擇多年生植物和常綠植物。

3 北京地區(qū)雨水花園植物設(shè)計(jì)

表2 北京地區(qū)可供雨水花園選擇的植物種類

種植區(qū)邊緣區(qū)緩沖區(qū)核心區(qū)植物特征一般較耐旱植物根系較發(fā)達(dá)、耐旱、耐濕耐淹、抗性強(qiáng)草坪草草地早熟禾、結(jié)縷草嶗峪苔草、青綠苔草野牛草、高羊茅、黑麥草、沿階草觀賞草須芒草狼尾草、野古草、彎葉畫眉草香蒲、細(xì)葉芒、斑葉芒草花垂盆草、紫花地丁蛇莓、萱草、馬藺黃菖蒲、千屈菜、八寶景天灌木紫荊、沙地柏接骨木、杞柳、月季紫穗槐、大葉黃楊、木槿、金葉女貞、紅葉李喬木法國(guó)梧桐、側(cè)柏、櫻花、圓柏白蠟、小葉楊、楓楊、杜梨、合歡垂柳、旱柳、檉柳、水杉

按照雨水花園植物的生長(zhǎng)環(huán)境和淹水狀況，典型的雨水花園種植區(qū)包括蓄水區(qū)、緩沖區(qū)、邊緣區(qū)3個(gè)部分(如圖1所示)。各個(gè)區(qū)域水分條件的差異性，決定了不同區(qū)域的植物配植需要充分考慮到不同植物的耐旱耐淹特性。以北京地區(qū)為例，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，多年平均降雨量約為600 mm，夏季降水量約占年降水量的3/4(如圖2所示)，存在季節(jié)性干旱。因此，基于前述雨水花園植物篩選原則，結(jié)合北京地區(qū)常用園林植物的生長(zhǎng)特性，列舉一些適合北京地區(qū)雨水花園栽種使用的園林植物種類(如表2所示)。

4 結(jié)語

利用雨水花園重新恢復(fù)地上地下的水循環(huán)系統(tǒng)，優(yōu)化城市水資源調(diào)配，帶來新的綠地景觀，改善城市環(huán)境，為市民提供游憩環(huán)境，已經(jīng)被證明是一種行之有效的雨水蓄滲利用設(shè)施。當(dāng)前，我國(guó)雨水花園發(fā)展處于起步階段，國(guó)內(nèi)對(duì)雨水花園植物的篩選研究還較薄弱，對(duì)植物的耐淹耐旱能力了解不多，需要大量的基礎(chǔ)研究來完善。此外，針對(duì)雨水花園污染物的富集特征，有針對(duì)性的提出一套植物凈化污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為更加科學(xué)合理的篩選雨水花園適生植物提供依據(jù)。北京作為海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，同時(shí)面臨著水資源缺乏和熱島效應(yīng)加重的生態(tài)環(huán)境問題，有著雨水花園應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)需求。繼續(xù)深入雨水花園植物篩選和搭配的研究，因地制宜建造雨水花園，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，對(duì)北京的海綿城市建設(shè)有著重要意義。

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Study of plants selection and configuration of rain garden★

Shan Jin Dai Ziyun*

(BeijingInstituteofLandscapeArchitecture,Beijing100102,China)

The functions of plants and limiting factors which influence the growth of plants in rain garden based on literature review in and abroad were summarized. Then the principles of selection and configuration of plants, and different kinds of plant species for rain garden in Beijing were summed up. Finally, the anticipates future work necessary to be further studied in China, in order to build a solid basis for the rain garden system of sponge city development.

sponge city, rain garden, plant, landscape design

1009-6825(2017)01-0207-03

2016-10-26 ★:北京市科技計(jì)劃“海綿城市建設(shè)技術(shù)體系及其績(jī)效評(píng)價(jià)”(項(xiàng)目編號(hào)：D161100005916001)資助

單 進(jìn)(1981- )，女，工程師

戴子云(1985- )，男，工程師

TU986.1

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