杭州雨水花園植物應(yīng)用現(xiàn)狀研究

武文婷, 周婷婷,2, 任 彝, 梅 欹, 李智興

(1.浙江工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)與建筑學(xué)院，浙江 杭州 310023；2.杭州愛(ài)田網(wǎng)絡(luò)科技有限公司，浙江 杭州 310051)

現(xiàn)代城市在高速發(fā)展背景下，自然水循環(huán)運(yùn)行乏力，水生態(tài)平衡被打破，由此帶來(lái)的一系列負(fù)面影響引起了國(guó)家高層領(lǐng)導(dǎo)的重視，“海綿城市”應(yīng)運(yùn)而生。海綿城市建設(shè)依托低影響開(kāi)發(fā)理念構(gòu)建雨水系統(tǒng)。雨水花園是一種將景觀與場(chǎng)地結(jié)合的具有代表性的低影響開(kāi)發(fā)措施之一，不僅被視為“海綿城市”落地的細(xì)胞體，還是雨水資源化的主要載體、城市雨洪管理的有效控制手段[1-6]。植物作為雨水花園的主體，其種類、選擇與配置結(jié)構(gòu)對(duì)雨水花園景觀效果起重要作用。

國(guó)外在雨水花園土壤滲透力、植物對(duì)其土壤的影響、雨水花園對(duì)污染物削減程度等方面的研究較多[3-8]，國(guó)內(nèi)在雨水花園起源與發(fā)展、雨水花園典型案例分析、雨水花園設(shè)計(jì)實(shí)踐、雨水花園場(chǎng)地模型構(gòu)建等方面的研究有較大的進(jìn)展[8-12]，在雨水花園植物研究上主要集中在雨水花園植物養(yǎng)護(hù)、植物選擇、去污能力等方面[12-15]，但在城市雨水花園植物資源應(yīng)用現(xiàn)狀的系統(tǒng)調(diào)查研究方面較為匱乏[16-18]。杭州成功入選全國(guó)首批系統(tǒng)化全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)示范城市。相關(guān)資料顯示杭州雨水花園主要應(yīng)用在海綿城市建設(shè)改善區(qū)和建設(shè)示范區(qū)。因此，筆者以杭州市雨水花園為例，對(duì)其植物資源應(yīng)用現(xiàn)狀展開(kāi)系統(tǒng)調(diào)查研究，分析存在的問(wèn)題并探討優(yōu)化策略，以期為雨水花園建設(shè)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

雨水花園作為主要的低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施，其空間形態(tài)多樣，如點(diǎn)狀、帶狀、面狀，而城市不同功能區(qū)的雨水污染程度均以控制徑流量和控制徑流污染2種不同的類型，嵌入到杭州海綿城市建設(shè)中。杭州雨水花園主要分布在公園綠地、居住區(qū)綠地、道路綠地等3種不同類型的綠地中。

1.2 研究方法

1.2.1 調(diào)研范圍和調(diào)研對(duì)象選取依據(jù)

通過(guò)文獻(xiàn)查閱和向相關(guān)部門咨詢，了解杭州海綿城市建設(shè)具體情況及已建成的城市雨水花園在主城區(qū)的分布情況，依據(jù)分布情況、建成時(shí)間、建設(shè)規(guī)模,選取杭州主城區(qū)內(nèi)的17個(gè)典型雨水花園(表1)作為調(diào)研對(duì)象,對(duì)其植物應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，其中公園綠地類6個(gè)，居住區(qū)綠地類6個(gè)，道路綠地類5個(gè)。調(diào)研時(shí)間集中在2019年12月—2021年6月。

表1 杭州市雨水花園概況

1.2.2 調(diào)研方法

本研究運(yùn)用實(shí)地調(diào)研方法，拍攝17個(gè)采樣點(diǎn)的雨水花園植物現(xiàn)狀照片，并采集部分植物標(biāo)本供后期鑒定，對(duì)雨水花園的植物種類構(gòu)成、裸子植物和被子植物科屬種及喬灌木的應(yīng)用比例、植物科屬種組成、植物的種類及其應(yīng)用模式、不同雨水處理區(qū)植物種類及生活型、植物觀賞特性等指標(biāo)進(jìn)行記錄。采用SPSS軟件和Excel軟件對(duì)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

1.2.3 面積確定

雨水花園面積的數(shù)據(jù)獲得有以下兩種方式：

①官方公布的面積；②官方只公布所屬綠地，根據(jù)官方公布的控制蓄水量的目標(biāo)與蓄水層深度等數(shù)據(jù)，結(jié)合雨水花園概念范疇和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)情況確定。

由控制蓄水量的目標(biāo)與蓄水層深度等估算面積的方法如下：Sf=1 000Wy/hm。式中：Sf為雨水花園面積，m2；Wy為控制蓄水量，m3；hm為蓄水層深度，mm。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物資源的總體應(yīng)用現(xiàn)狀分析

對(duì)杭州市17個(gè)雨水花園植物應(yīng)用狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明綠地類雨水花園植物科屬種數(shù)排名前3的為錢塘生態(tài)公園(20科24屬49種)、東湖路市民公園(18科27屬39種)、方家埭郊野公園(20科31屬46種)；居住區(qū)類雨水花園植物科屬種排名前3的為山水人家(10科15屬72種)、德信早城(7科12屬20種)、春森儷灣小區(qū)(11科17屬25種)；道路綠地類雨水花園物科屬種排名前3的為宣杭鐵路南側(cè)綠化帶(17科12屬21種)、橫街社區(qū)街旁綠化帶(11科16屬24種)、智慧新天地段(9科14屬22種)。各雨水花園灌木和草本的種類較多，喬木應(yīng)用較少。觀花、觀果植物種類的應(yīng)用相對(duì)較均勻，觀葉植物種類相比較而言較少。

2.1.1 喬灌草和常綠落葉植物應(yīng)用比例分析

通過(guò)對(duì)杭州主城區(qū)17個(gè)雨水花園樣地中的植物進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果(表2)顯示雨水花園植物共有66種，隸屬于36科51屬，其中種數(shù)最多的為草本，共有33種，占雨水花園植物總數(shù)的50.0%；灌木次之，有22種，占雨水花園植物總數(shù)的33.4%；喬木、灌木、草本種數(shù)的比例為1∶2∶3。綠地中落葉植物的運(yùn)用多于常綠植物，落葉植物共19種，占雨水花園植物總數(shù)的28.8%，其中喬、灌木種數(shù)比例約為1∶1；常綠植物共14種，占雨水花園植物總數(shù)的21.2%，喬、灌木種數(shù)比例為1∶6。

表2 喬灌草和常綠、落葉植物應(yīng)用比例統(tǒng)計(jì)

2.1.2 科屬種組成分析

從科屬種組成來(lái)看，杭州主城區(qū)內(nèi)雨水花園植物主要集中在禾本科(Poaceae)(占總數(shù)的33.3%)、薔薇科(Rosaceae)(占總數(shù)的15.2%)、莎草科(Cyperaceae)(占總數(shù)的18.2%)、杉科(Taxodiaceae)(占總數(shù)的12.1%)、豆科(Fabaceae)(占總數(shù)的6.1%)等少數(shù)大科中。優(yōu)勢(shì)屬主要有鳶尾屬(Iris)4種、柳屬(Salix)與落羽杉屬(Taxodium)均為3種，藨草屬(Scirpus)、菖蒲屬(Acorus)、蘆竹屬(Arundo)、芒屬(Miscanthus)、美人蕉屬(Canna)、木槿屬(Hibiscus)、莎草屬(Cyperus)、桃葉珊瑚屬(Aucuba)、衛(wèi)矛屬(Euonymus)等均為2種。

2.1.3 裸子植物和被子植物應(yīng)用情況分析

由裸子植物和被子植物應(yīng)用情況見(jiàn)表3。

表3 裸子植物和被子植物科屬種及喬灌草應(yīng)用比例

表3可知，雨水花園植物中裸子植物有2科3屬5種，科數(shù)、屬數(shù)、種數(shù)分別占比6.06%、6.12%、7.58%，所占比例雖然均在10%以下，但是裸子植物全部以喬木的形式運(yùn)用于雨水花園，占喬木總數(shù)的45.45%，表明裸子植物的景觀效益、生態(tài)效益、美學(xué)效益具有不可替代性。被子植物有31科46屬61種，科數(shù)、屬數(shù)、種數(shù)所占比例均在90.00%以上，且灌木和草本在被子植物中占主導(dǎo)位置，兩者的種數(shù)運(yùn)用也相對(duì)較平均，一方面考慮到雨水花園需要定期養(yǎng)護(hù)的特殊性，另一方面在保證生物多樣性的前提下，灌木和草本營(yíng)造的垂直景觀有助于提升游憩體驗(yàn)樂(lè)趣。

2.2 植物觀賞特性分析

杭州主城區(qū)雨水花園植物觀賞特性主要以觀花和觀葉植物為主，觀果植物為輔(表4)，其中觀花植物種數(shù)最多，占雨水花園植物總數(shù)的53.03%，且以多年生草本觀花植物為主，達(dá)20種；觀葉植物種數(shù)次之，共有23種，占雨水花園植物總數(shù)的34.85%，雖然灌木觀葉植物以常綠為主，草本觀葉植物以多年生為主，但灌木和草本觀葉植物種數(shù)呈持平趨勢(shì)；觀果植物種數(shù)最少，僅有15種，以落葉觀果喬木為主。綜上所述，觀花與觀葉植物雖然在灌木、草本中分布較均衡，但是喬木種類普遍偏少，導(dǎo)致植物群落垂直結(jié)構(gòu)景觀在某些季節(jié)觀賞特性不佳。

表4 雨水花園植物觀賞特性分類統(tǒng)計(jì)

2.2.1 觀花植物特性分析

由觀花植物花期情況(圖1A)可知，灌木觀花植物與草本觀花植物均集中在春季、夏季、秋季3個(gè)季節(jié)，其中夏季觀花植物種數(shù)最多，共有19種，以多年生觀花草本為主；春季觀花植物種數(shù)次之，有12種，以落葉觀花灌木和多年生觀花草本為主，但多年生草本觀花植物種數(shù)相較夏季大幅減少；秋季觀花植物種數(shù)則與春季觀花植物種數(shù)相近，為11種，以多年生觀花草本為主，輔以常綠觀花灌木和落葉觀花灌木?？傮w來(lái)說(shuō)花期能持續(xù)兩季及以上的多季開(kāi)花植物種數(shù)仍較少，僅占觀花植物總數(shù)的14.29%。

由觀花植物色系(圖1B)可知，觀花植物以白色系和紫色系為主，粉色系、紅色系、黃色系次之。其中白色系和紫色系的觀花植物均集中在常綠觀花灌木、落葉觀花灌木、多年生觀花草本中，且白色系和紫色系的觀花植物種數(shù)近乎一致；粉色系的觀花植物則集中在落葉觀花灌木中、極少數(shù)分布在常綠觀花灌木中；紅色系和黃色系的觀花植物則集中在多年生觀花草本植物中，且黃色系觀花植物種類略多于紅色系。

2.2.2 觀果植物特性分析

由觀果植物果期(圖1C)可知，常綠觀果喬木、落葉觀果喬木、常綠觀果灌木的果期主要集中在秋季，其中落葉觀果喬木種數(shù)最多，共有6種；常綠觀果灌木的種數(shù)雖然不及落葉觀果喬木，但常綠觀果灌木的果實(shí)多為醒目的鮮紅色或橘紅色，且均能掛果至翌年3月，對(duì)于營(yíng)造植物群落垂直景觀的效果顯著；夏季觀果植物則以落葉喬木、落葉灌木、1～2年生草本為主，且三者植物種數(shù)相近。

2.2.3 觀葉植物特性分析

2.3 不同場(chǎng)地植物種數(shù)及結(jié)構(gòu)模式分析

調(diào)研的雨水花園所應(yīng)用的植物種數(shù)、種類、種植模式均有不同(表5)。杭州政府近幾年大力打造的生態(tài)主題鮮明的公園綠地雨水花園在植物種數(shù)、種類上均高于居住區(qū)綠地雨水花園及道路綠地雨水花園，尤其是東湖路市民公園、錢塘生態(tài)公園、方家埭郊野公園，植物種數(shù)均在39種以上，占調(diào)查植物總數(shù)的59.1%～74.2%。除此之外，公園綠地雨水花園在種植模式上也更豐富，構(gòu)建了喬木、喬灌、喬灌草、灌叢、灌草、草叢等多種復(fù)層結(jié)構(gòu)。17個(gè)不同類型的雨水花園綠地植物種類多樣性從大到小表現(xiàn)為公園綠地雨水花園>完成改造提升的老舊居住區(qū)綠地雨水花園>道路綠地雨水花園>未改造提升的居住區(qū)綠地雨水花園。

表5 杭州不同場(chǎng)地雨水花園的植物種數(shù)及結(jié)構(gòu)模式

2.4 不同雨水處理功能區(qū)植物生態(tài)特性和種類分析

根據(jù)雨水花園不同雨水處理功能區(qū)的水淹情況及植物耐受性的差異度，將其分為蓄水區(qū)、緩沖區(qū)、邊緣區(qū)(圖2)。在蓄水容積大、蓄水時(shí)間較長(zhǎng)的蓄水區(qū)以耐干旱、耐水濕、抗污染能力及凈化能力強(qiáng)的植物為主；在有一定蓄水容積的緩沖區(qū)以較耐干旱、耐短期水濕及抗雨水沖刷能力強(qiáng)的植物為主；無(wú)蓄水能力的邊緣區(qū)則以較耐干旱較耐水濕的植物為主(表6)。

表6 不同雨水處理功能區(qū)的植物種類和生態(tài)特性統(tǒng)計(jì)

調(diào)研結(jié)果顯示，喬木與草本的生長(zhǎng)情況總體趨于良好，僅個(gè)別落葉喬木的生長(zhǎng)情況略有不佳，出現(xiàn)了葉片萎縮的現(xiàn)象；灌木的生長(zhǎng)情況與喬木、草本相比相對(duì)較差，植物出現(xiàn)的問(wèn)題主要集中在葉片萎縮、葉尖或葉緣變褐、葉片出現(xiàn)斑點(diǎn)或斑塊等。對(duì)調(diào)研的雨水花園植物資源進(jìn)行總結(jié)發(fā)現(xiàn)，耐受性較強(qiáng)、凈化能力佳、養(yǎng)護(hù)管理方便是雨水花園植物的首選條件。調(diào)查表明，杭州雨水花園除了使用造景所需的常規(guī)綠化樹(shù)種外，主要以濕生植物和水生植物為主，其中以水生草本居多。

3 討 論

雨水花園的建設(shè)有助于實(shí)現(xiàn)城市雨水資源化，緩解城市水污染、水資源緊缺等棘手問(wèn)題。植物對(duì)于雨水花園而言至關(guān)重要，是雨水花園各項(xiàng)功能運(yùn)行的重要載體。根據(jù)實(shí)地調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，杭州市雨水花園植物資源總體應(yīng)用現(xiàn)狀良好，但也存在部分問(wèn)題。

1)物種多樣性與景觀特色性有待提升。杭州市部分雨水花園存在植物多樣性單調(diào)，景觀特色不突出的問(wèn)題，特別是早期建設(shè)的老舊小區(qū)雨水花園種植種類和模式較單一，植物種類區(qū)分度不大，植物群落物種過(guò)于單一，多樣性和特色性不足的問(wèn)題比較嚴(yán)重。在城市雨水花園植物景觀的營(yíng)造過(guò)程中，不僅要注重雨水花園植物的生態(tài)學(xué)特性，還應(yīng)注重景觀的物種多樣性和特色性配置[18-19]。雨水花園植物景觀多樣化能更好地發(fā)揮景觀及生態(tài)功能[20-21],景觀獨(dú)特性、生物多樣性均依靠植物種類的變換搭配來(lái)體現(xiàn)，所以在物種配置上應(yīng)多下功夫。

2)豐富植物景觀層次結(jié)構(gòu)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一方面，觀花、觀果與觀葉植物在灌木、草本中分布較均衡，但是喬木種類普遍偏少，特色觀賞樹(shù)種的運(yùn)用比例不大，導(dǎo)致植物群落垂直結(jié)構(gòu)景觀在某些季節(jié)觀賞特性不佳；另一方面，雨水花園植物景觀往往缺少中間層植物的銜接，很多局部植物群落均處在同一高度，缺少高低層次的變化。因此，雨水花園植物配置既要注重中間層的銜接，在平面構(gòu)圖上注意種植的疏密程度，盡量避免植物大量地單株零散種植和混亂地密植，群落中植物個(gè)體間應(yīng)有序地形成“線”乃至“片”的形式[21]，力求做到植物高度錯(cuò)落有致，且植物林緣線層次變化豐富，同時(shí)要選擇觀賞特性高的喬木，多角度綜合提升植物景觀層次結(jié)構(gòu)。

3)豐富植物季相景觀。不少雨水花園植物景觀總體季相變化不突出，導(dǎo)致雨水花園植物景觀缺乏季節(jié)特色，因此需注重雨水花園植物景觀的季相變化。但考慮到雨水花園下凹綠地這一特性，植物枯落物堆積可能導(dǎo)致雨水滲透率降低，而秋色葉植物在秋季會(huì)大面積落葉，因此不宜大量運(yùn)用。同時(shí)根據(jù)植物種類物候期的不同特性，適當(dāng)加大耐周期性短期水淹、耐干旱的常綠開(kāi)花灌木的運(yùn)用，與草本植物搭配形成錯(cuò)落空間，營(yíng)造季候演替現(xiàn)象豐富的四季景觀。

4)拓展竹類植物的應(yīng)用廣度和應(yīng)用形式。根據(jù)調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前杭州雨水花園竹類植物的應(yīng)用極少，絕大部分雨水花園的三大區(qū)域內(nèi)沒(méi)有竹類植物，種植方式也以叢生為主，形式非常單一。竹類植物因其色彩美、形態(tài)美、光影美、意境美突出，極富人文內(nèi)涵和景觀意境，是園林綠地中常用的特色觀賞植物，但是在雨水花園中的應(yīng)用幾乎空白，很有必要對(duì)竹類植物的應(yīng)用廣度和應(yīng)用形式進(jìn)行拓展研究。建議根據(jù)不同區(qū)域的特征和竹類植物的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性，對(duì)竹類植物在雨水花園中的應(yīng)用進(jìn)行探索。降雨過(guò)后的蓄水區(qū)中有一定的雨水蓄積，直接種植竹類植物可能存活率較低，可以通過(guò)濕式浮島和干式浮島的應(yīng)用形式種植相對(duì)耐水濕的美竹(Phyllostachysnidularia)、河竹(Phyllostachysrivalis)、篌竹(Phyllostachysnidularia)、青皮竹(Bambusatextilis)等竹種，使雨水花園的蓄水區(qū)景觀層次更加豐富；在緩沖區(qū)中有一定的坡度，下雨時(shí)受雨水沖刷的影響，需要選擇根系發(fā)達(dá)固土能力強(qiáng)的竹種，例如小型的菲白竹(SasaFortunei)、鳳尾竹(Bambusamultiplex)、箬竹(Indosasatessellatus)、白哺雞竹(Phyllostachysdulcis)、小佛肚竹(Bambusaventricosa)等，應(yīng)用形式有竹石式、植物混合式等；在邊緣區(qū)受降水和坡度的影響較小，可種植搭配的竹類植物較多，例如茶桿竹(Pseudosasaamabilis)、小琴絲竹(Bambusamultiplex)、早園竹(Phyllostachyspropinqua)、金鑲玉竹(Phyllostachysaureosulcata等，應(yīng)用形式有竹林式、竹徑式、竹叢式、設(shè)施組合式等。

5)加強(qiáng)科學(xué)配置和維護(hù)力度。部分雨水花園由于配置不當(dāng)或場(chǎng)地維護(hù)不力，植物出現(xiàn)了生長(zhǎng)差的情況(蓄水區(qū)、緩沖區(qū)、邊緣區(qū)均有分布)，部分植物出現(xiàn)了枯萎和斑點(diǎn)，有的植物生長(zhǎng)過(guò)于雜亂和茂密，有的場(chǎng)地植物枯落物堆積較為明顯，出現(xiàn)雨水滲透率降低、蚊蠅滋生等負(fù)面問(wèn)題，方家埭郊野公園、橫街社區(qū)街旁綠化帶、山水人家的場(chǎng)地以上問(wèn)題尤為突出。雨水花園植物的生長(zhǎng)情況關(guān)乎雨水花園是否能夠長(zhǎng)期運(yùn)行并發(fā)揮作用[18]。因此需要加強(qiáng)雨水花園植物的合理配置和維護(hù)工作[22]，相關(guān)部門應(yīng)制定適合雨水花園植物景觀的維護(hù)管理制度，特別是在雨季之前和期中。同時(shí)對(duì)于某些環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、長(zhǎng)勢(shì)良好的觀賞草和濕生植物應(yīng)定期對(duì)其生長(zhǎng)狀況進(jìn)行觀測(cè)，防止植株的蔓延擴(kuò)散與株形失控，平時(shí)注意枝葉修剪，花絮、果實(shí)的維護(hù)管理，生長(zhǎng)季末的一次性收割等措施。