西安市屋頂綠化植物選擇

李 紅，程 敏，張麥芳，黃宏剛，謝毓芬

(陜西省林業科學院，西安 710082)

隨著城市化的快速發展，不透水硬質鋪裝的道路、廣場及建筑物表面充斥城市空間，導致城市內澇不斷發生，僅靠以管道為主的城市現有雨水排放設施難以解決，為充分發揮園林景觀的雨水生態管理功能，吸收、儲蓄、滲透雨水，減少瞬間地面洪水徑流量，發揮種植土壤對雨水的自然積存、自然滲透、自然凈化作用，積極利用城市建筑物屋頂空間進行綠化美化，不僅可顯著改善建筑室內空間環境，豐富完善城市綠地系統，修復和改善城市景觀以及包括小氣候、空氣質量等在內的生態環境，降低城市熱島效應，為城市市民增添環境優美的休閑娛樂場所，也能為鳥類等生物提供更多更優良的棲息地，最大程度地減少城市建設對生態環境的影響，促進城市可持續發展。

屋頂綠化是指建筑物、構筑物頂部為載體，以植物為主體配置，使用人工土壤的綠化形式，按復雜程度大致可分期為簡單式、花園式兩種形式。簡單式屋頂綠化是指利用草坪及地被植物的綠化景觀形式，一般需要較小的屋頂載荷，施工簡單，管理粗放，植物品種和形態較少，生態價值也相對較小?；▓@屋頂綠化景觀一般由喬木、灌木、草坪、地被植物、花卉等組成綠化形式，并設置園林小品、座椅、步道等設施，提供一定的游覽和休閑活動空間，這種由喬、灌、地被等植物搭配構成的復層群落結構穩定性高，適用于建筑載荷較大的屋頂，具有較高的生態價值。屋頂綠化對建筑承重、屋頂防排水、植物品種、人工基質等都有一定要求，其中建筑物設計活載荷200～300 kg·cm-2的屋頂可進行簡單式綠化，設計活載荷大于350 kg·cm-2的屋頂可進行花園式綠化，設計活載荷小于200 kg·cm-2的屋頂不宜屋頂綠化[3]。西安市政府要求公共機構符合規范的建筑物，在滿足建筑要求前提下，建筑層數7層以內，高度低于22m的非坡屋頂新建、改建建筑(含裙房)和竣工時間不超過20 a、屋頂坡度小于15°的既有建筑應當實施屋頂綠化[1]，自2011年啟動到2016年已建成屋頂綠化358處，面積總和約1.098億平方米，8個區的屋頂綠化率達0.41%[2]。為指導西安市屋頂綠化科學、規范化實施，有必要在實踐基礎上對植物種類選擇做一總結。

1 西安市屋頂綠化環境

1.1 屋頂小氣候特征

城市建筑屋頂空間開闊，表面小氣候與地面相比有3個主要特征，一是表面光照強度大，溫度升降快，晝夜溫差大，夏季更炎熱，冬季更寒冷，夏季大多數屋頂植物幾乎處于全光照長時間高溫條件下，冬季忍受比地面空氣溫度更低且相差最大可達18 ℃的低溫，高溫嚴寒是限制植物正常生長的主要因素之一。二是建筑屋頂風速大，并隨建筑物高度增大而增強，屋頂風速可比地面風速高2～3級，可加劇水分散失，降低空氣濕度；因空氣相對濕度小，更寒冷干燥，植物極易發生凍害，一般屋頂的相對濕度比地面低10%～20%，使生長基質水分散失加速[3]，植物蒸騰速率更高、更容易失水[5]。三是受載荷強度限制，屋頂植物生長的薄層基質儲水少，水分維持期短，為滿足植物正常生長一般需更多澆灌。

1.2 西安市建筑物屋頂小氣候條件

西安市地處黃河流域的關中盆地中部，氣候屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，春季溫暖多風、夏季炎熱少雨、秋季涼爽多連陰雨、冬季寒冷多風，多霧霾少雨雪；市區年平均氣溫13.3 ℃，夏季高溫炎熱，地面極端溫度可達60 ℃以上，屋頂表面溫度白天更高(一般比地面高3～5 ℃)，晚上低2～3 ℃[4]；年降水量適中偏少，一般在423～660 mm左右，夏季高溫缺水，秋季多連陰雨, 冬季屋頂風速大，無臺風侵擾，屋頂植物生長相對安全。

2 西安市建筑物屋頂植物的選擇

2.1 植物選擇的原則

2.1.1 抗逆性、功能性強 選擇和合理利用優良植物種類(品種)是屋頂綠化景觀優美、穩定健康、建造及維護低成本的必要條件。屋頂特殊的高空位置，與地面明顯差異且相對惡劣的生態環境，生長基質淺薄、蓄水性差、秋季連陰雨易積水，同時屋頂還可作為人的活動或與人活動距離較近的空間，風速比地面大，一般不宜采用藥劑防控病蟲害，防止樹木倒斜傷人，加之近年來水資源短缺狀況愈發嚴重，完全依靠灌溉滿足植物正常生長，既不現實也不經濟，這些因素決定了適宜的綠化植物必須具備更強的抗逆性[4]和特殊的生態功能，既要對夏季高溫、冬季寒冷，日光強照射、極端干旱、暴雨、大風、積水、病蟲害、土壤瘠薄等不良環境有較好的適應性和抗逆性，還應有較高的凈化空氣、阻滯降塵、消除城市噪音等功效，以及優良的觀賞性和抗病蟲害性，且嚴守設計載荷、支撐、阻根、防水原則。

2.1.2 淺根系 生長基質作為植物固定和生長的載體和屋頂花園系統的關鍵組成部分，也是實現儲蓄、滲透雨水，為植物提供養分的重要功能介質。建筑屋頂載荷受嚴格限制，植物生長基質較薄，所含養分有限，不利于深根植物生長，要求植物具有淺根性，這樣也可減少對建筑結構層的破壞。一般低矮植物常常淺根系[3]，少部喬木類也為淺根系植物，可滿足屋頂綠化景觀的多樣性和豐富度。

2.1.3 株形矮小、觀賞性好、生長緩慢易維護 為維護長久穩定的景觀效果，延長屋頂綠化的使用壽命，植物生長高度和生長量控制非常重要，避免因植物株形高大造成屋頂活載荷加大問題，又因為屋頂綠化處于高空特殊位置，在維護、施肥、灌溉、修剪等管理方面較地面費工費時，人工管理成本高，選擇植株矮小，生長緩慢、易維護、耐修剪，具有較長生命周期和觀賞期植物，減少植物更新次數，一次建成多年收益，以節約人力、物力和財力[3]。

2.1.4 鄉土樹種 鄉土樹種對本地區氣候、土壤等生態環境適應性強，在生態環境惡劣的屋頂空間環境能夠保持較高的適應性[6]，選用鄉土樹種易使植物群落結構趨于穩定，生長狀況優良，也能營造優美的景觀效果，因此應重視鄉土樹種的選用。

2.2 植物選擇

根據西安市屋頂小氣候與空間特征、種植基質層特性、植物生物學特征特性，以及上述屋頂綠化品種選擇原則，初步篩選出45科99屬150種適宜西安市建筑屋頂栽植的植物。

2.2.1 地被植物 植株低矮，叢生致密，耐粗放管理，能夠覆蓋地表，許多種類還具有多年生、抗逆性及覆蓋力強、耐修剪等特性，與屋頂高空位置相適應[3]，是屋頂綠化首選種類，包括低矮的景天科多肉植物、宿根花卉植物和觀賞草本植物等(表1)。景天科多肉植物大多為多年生，株形矮小，肉質的枝葉具有發達的儲水組織，極具抗旱性、生態適應性及觀賞性。宿根花卉植物生命周期2 a及以上，管理簡單粗放，管理成本較低，無絮年年更換，可極大美化豐富屋頂花園增添景色[3]。觀賞草本植物主要是以禾本科為主的單子葉植物，形態優美，觀賞價值高、觀賞期長，適應性強、維護成本低、大多多年生宿根[3]。

2.2.2 藤本植物 有木本和草本，可豐富和活躍屋頂空間綠化形式、分割屋頂空間，美化或覆蓋屋頂墻體及地面[7]，具有其他生活型植物不備的優勢。

2.2.3 灌木 植株較小，根系較發達，抗逆性強，對生長基質要求低，抗寒、抗旱、耐熱、耐瘠薄，耐修剪、耐粗放管理，對屋頂高空位置有較強的適應性[3]，豐富的種類(品種)可滿足屋頂綠化的多樣需求(表2)。

2.2.4 喬木 增加屋頂植物群落層次結構、豐富和增強景觀多樣性與觀賞價值的必選類型，可為底層或低矮植物創造陰涼環境；一般可選擇栽植樹冠與樹體小，抗逆性強，生長緩慢，觀賞價值高，高度自然生長或可人工控制在5 m以下的種類(品種)(表3)，栽植在生長基質厚1 m左右的種植槽、大生長容器或種植箱中，放置在建筑物承重墻位置，固定根部或樹身。近年來園林綠化常用的具有特殊觀賞價值的草坪草和竹子也可應用于建筑屋頂綠化，這些種類(表4)一般需水性強，管理精細，費工費時，必須選用抗旱、抗寒、耐熱種類或品種。

表4 西安市建筑屋頂綠化適宜的觀賞價值極高的禾本科植物

3 結語

屋頂綠化空間的獨特性決定了植物種類選擇的特殊性，目前西安市屋頂綠化的景觀形式和種類還不夠豐富，數量較少；開發和建造不同形式和功能的屋頂綠化還需綜合考慮建造成本、環境效益、景觀效果，只有當植物覆蓋面積比例達到一半以上，才能更好地發揮生態效益并有效地改善城市生態環境，今后隨著新材料、植物新品種、園林新技術等的出現，更適宜的屋頂綠化植物種類也將會變更，這也要求建設者必須隨時關注和重視。