屋顶绿化生态系统箱的研制-生态环境学报.doc

屋顶绿化生态系统箱的研制 任 海，简曙光，张倩媚，刘世忠，申卫军 中国科学院华南植物园广东省数字植物园重点实验室，广东 广州 510650 摘要：调查发现广州市屋顶自然生长的维管植物有49科109属128种，植物种类较多的科为菊科、禾本科、桑科、景天科、茜草科和鸭跖草科；屋顶自然生长的植物种类数量与环境受污染程度成反比，而与周围植物的多少成正比；屋顶自然生长的植物由于长期适应屋顶的极端环境，形成了的一些独特的生态生物学特征。基于上述结果配置相应的植物组合，设计适于屋顶绿化的生态系统箱、配制相应土壤并进行技术集成，观测其生长和隔热效应。同时进行空白对照、黑网荫蓬对照、生态隔热层对照、普通土壤种植区对比试验，发现生态隔热层和生态系统箱具有成本低、易维持、隔热好、景观美的效果。 屋顶绿化；生态系统箱；生态隔热层；热岛效应中图分类号：Q 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2007）0-0480-06随着城市化进程加快，高层、高密度的建筑物不断地侵蚀着城市有限的绿化空间，导致空气质量下降、噪音增加、温度升高和湿度下降等生态问题。特别是近年来城市热岛效应恶化了城市的人居环境，影响了城市的可持续发展。扩大绿地的数量与质量是有效减轻城市热岛效应的方式之一。但是，在寸土寸金的城市里，绿化地的面积非常少，很难找到合适的大面积土地作为绿化地。目前控制“热岛现象”最有效的途径就是立体绿化。立体绿化是指地面、墙体、屋顶绿化的总称。大量事实表明，屋顶绿化对人口稠密、建筑物拥挤的城市闹市区更为适用。屋顶绿化是指在建筑物的顶面进行绿化，它是现代化城市改善环境的最佳途径之一[1-4]。 近代最早开展屋顶绿化的是一位美国风景建筑师，他于1959年在加利福尼亚奥克兰市的一座六层楼的楼顶建造了世界上当时最大的“空中花园”（1.2 hm2），被视为建筑与绿化艺术杂交的奇葩。此后，一些发达国家如日本、德国等在新营造的建筑群中，从设计楼房图纸时就考虑到了屋顶花园项目，造园水平越来越高。我国有些大中城市如成都、广州、深圳等也开始了屋顶绿化行动。在屋顶绿化的研究和开发中，国内外关注比较多的是：屋顶的生境研究；屋顶的供排水系统，尤其是节水灌溉系统研究；屋顶植物与景观多样性及其配置；绿化基质和防渗漏技术开发；园林与景观开发技术；生态系统维护与集成技术等1, 3, 5]。 本研究结合生态学原理考虑屋顶绿化系统的生境、植物种类、水分和营养循环等问题，对广州市区自然生长的屋顶植物进行调查分析，配置相应的植物组合，设计适于屋顶绿化的生态系统箱、配制相应土壤并进行技术集成，观测其生长和隔热效应。以期从理论与实践上探讨屋顶绿化中存在的主要问题。 在广州市市属8个区及郊区（本次调查选择了番禺区）选择有代表性的地点调查统计屋顶自然生长的植物种类，每个区选择2个以上的地点进行调查统计，选择调查的地点同时考虑环境的多样性，包括市中心和市郊，老城区和新城区，污染轻微、中等和严重的一类区、二类区和三类区（参照根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》制定的《环境空气质量标准》（GB，将有关地区按功能划分为三种类型的区域），及周围植物丰富、一般和很少的地点，观察并记录所有自然生长于屋顶的植物种类、数量、生长状况及可见的生态生物学特性，比较不同地点和环境的植物种类及数量差异[6]。 2003年1月起在中国科学院华南植物园研究生楼顶（共三层，周边为楼群）设立试验点，包括空白对照区、黑网荫棚对照区、生态隔热层对照区、普通土壤种植区、生态系统箱种植区等5个小区。每个小区的面积均为440 cm×420 cm，刚好为一个房间面积。试验至2004年12月结束。在普通土壤种植区和生态系统箱种植区设立灌溉系统，但两年间只是每年最干旱的11月灌溉一次，灌至内外层箱体间充满水分为止。 空白对照区：为光祼屋顶，进行屋顶和三楼室内的温度和湿度测定。 黑网荫棚对照区：为光祼屋顶上80 cm处加盖透光率为30%的黑尼龙网。进行屋顶与黑网间、三楼室内的温度和湿度测定。 生态隔热层对照区[7]：在屋顶从下至上依次叠放泡沫塑料层（10 cm）、油毡层、鹅卵石层、苔藓层、鹅卵石层（其中苔藓层居于两鹅卵石层之间，鹅卵石层厚310 cm、苔藓层厚23 cm）。单位承重小于6 kg/m2。进行屋顶与泡沫塑料层间、三楼室内的温度和湿度测定。 Table 1 Number of investigation sites in different environment and plant species recorded 环境 调查地点数 植物种数 三类区：污染严重、周围植物少 5 21 二类区：污染中等、周围植物一般 17 73 一类区：污