草坪草在屋頂綠化應用中存在的問題及建議

高京華 ，殷方寧 ，劉雪梅 ，張守豪

（1.山東省林業監測規劃院，山東 濟南 250014；2.臨沂市臨沭縣林業局；3.山東建筑大學藝術學院風景園林研究中心；4.山東建大建筑規劃設計研究院，山東 濟南 250101）

1 屋頂綠化中草坪草功能概述

1.1 生態功能

1.1.1 蓄水功能

綠色屋頂整體上來說，可以稱為是當代水問題嚴峻的前提下一種新型的雨水處理設施。城市建筑覆蓋面積大，通過綠色屋頂的建設，在建筑上部也形成新的雨水循環系統。綠色屋頂是由防水排水材料、適合植物生長的土壤基質和園林植物所組成的新型生態系統。尤其是種植草坪草的植被層，綠化覆蓋率高，在雨季，草坪種植層可以不停地吸收并儲存雨水，有效減少雨水的徑流損失，大面積的建造綠色屋頂可以在一定程度上減少洪峰的危害[1]。最后由草坪草活躍的蒸騰作用散發出來，進入空氣中，形成新的水循環。

草類相對其他植物更能適合潮濕環境，土壤的持水量高時對根系影響較小[2]。蒸散量是衡量植物蓄水能力的重要因素，蒸散快，雨水循環速度快；有研究者對禾本科植物，景天屬，非草坪草進行過蒸騰作用研究和對雨水儲存能力研究，最終得出結論，禾本科草坪草的蓄水能力最強，蒸騰作用最為活躍，其次是景天屬植物。由此表明，綠色屋頂草坪草的蓄水功能強大，不容忽視[3]。

1.1.2 滯塵功能

綠色屋頂中草坪草作用于城市空氣上層，像過濾器一樣對空氣進行有效過濾，滯留空氣中的塵土，提高空氣質量。草坪草的葉子相對于其他植物具有致密性的特點，通過種植草坪草可以有效增植物葉面對土壤的覆蓋程度，且草坪草的株高不影響其他低矮灌木的種植，低矮灌木和草坪草相互結合，可以形成多層立體效果，從上到下全方位吸附塵埃。在滯留塵土之后，草坪草根據植物普遍的功能，對塵土吸附利用，有效降低空氣中的塵土含量[4]。

1.1.3 生物群落功能

城市硬質化的鋪裝使原本的草地生態系統遭到破壞，一些生活在草坪下面的小昆蟲失去了生存空間，數量嚴重減少。在建筑頂層建造綠色屋頂可以有效彌補遭到破壞的生物空間，打造人工生態群落，讓無家可歸的小蟲飛鳥等找到新的棲息地。綠色屋頂草坪草的種植更是模仿了自然下墊面，讓許多種類的甲殼蟲、昆蟲回歸到城市生態環境中來，昆蟲的增多便會吸引各種各樣的鳥類捕食，增加鳥類的數量。在屋頂形成這些植物新的自然的棲身之所。在相關的生態模擬試驗中發現，屋頂綠化草底層中小昆蟲的種類和生物特點和地上并無區別，這種使用方法有效的增加了綠色屋頂的生物種類，使原本被城市化所驅趕的其他生物得到了新的生存空間，增加城市生態系統多樣性[5]。

1.1.4 熱調節功能

研究顯示，被植物覆蓋的建筑物墻面，夏季一般溫度能夠降低 5～14℃，室內溫度降低 2～3℃，可節約空調耗電量20%～40%。加拿大和芝加哥市政府也相應做過研究，在被植被覆蓋的屋頂和普通屋頂在相近的天氣條件下做出對比，實驗結果均是有屋頂綠化的建筑比沒有屋頂綠化的建筑溫差要小，沒有屋頂綠化的建筑受外界環境影響大[6]。

由此可以看出在建筑屋頂覆蓋防水層，薄土，種植草坪草，可以有效調節溫度。草坪的種植，像一層天然的毛毯覆蓋在建筑頂層，冬季避免低溫凍透建筑，將低溫傳至室內；夏季則有效隔離了熱空氣，躲避陽光的暴曬給屋頂帶來的高溫。冬季保暖，夏季遮陽，起到冬暖夏涼的功效。與此同時，植物本身的濕度和溫度能有效地阻止室外溫度對于室內溫度的影響，夏季降溫，冬季升溫。

1.1.5 吸收CO2、排放O2，凈化空氣

所有綠色植物都具有利用光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣的功能。相關環保專家測試，擁有大面積屋頂綠化的城市，空氣中二氧化碳濃度可以減少30%。綠色屋頂草坪草可以利用其光合作用，有效的降低二氧化碳濃度。草坪草種植密集，光合作用也能相對活躍，建筑上方空氣可以被有效凈化。草坪草吸收空氣中的有害氣體，轉化利用。通過滯留塵埃，葉子表面分泌殺菌素，抑制細菌繁衍傳播。提高環境中的空氣質量[7][8]。

1.1.6 增濕效果良好

草坪的蒸騰作用活躍，散失水分較多，相對于綠色屋頂其他綠化植物，草坪的增濕效果最為突出。通過對草坪草的種植可以有效增加空氣濕度，改變區域小環境的空氣濕度，給人以舒適感。

1.2 社會效益

1.2.1 美化城市上方空間，減少光污染

綠色屋頂草坪草可以有效降低光污染。工業材料的使用，讓城市光反射強烈，容易給人造成眩暈疲勞感。通過種植綠色屋頂草坪草可以有效遮擋建筑屋面，減少硬質材料對光的反射，以及人在上層建筑往遠處眺望俯視時水泥材料給人的不適感，增加光線舒適度。

此外，綠色屋頂草坪草的種植在城市建設中有效美化了城市上方空間。在建筑屋頂種植草坪草，或單獨成景，或與其他植物相互搭配，使建筑上方不再是空蕩蕩的硬質空間，利用植物增加了城市的生機與活力，讓人心曠神怡。

1.2.2 增加城市綠地面積

城市中建筑密度較廣，可以利用的綠化空間有效。通過綠色屋頂草坪草的種植，將建筑上方的城市用地面積納入綠地的使用中，極大的增加了城市的綠色空間和植物覆蓋率，滿足現代社會發展的需求，符合國家生態建設的戰略方針，有利于城市的可持續發展。

1.2.3 降低建筑內部能源消耗

利用綠色屋頂草坪草的熱調節作用成功使室內溫度得到有效控制，受外界空氣影響減少，冬季氣溫比常規建筑要高，夏季氣溫比常規氣溫低，這樣一來，在夏季制冷和冬季暖氣供應時便可以有效降低空調制冷和暖氣供暖的需求，節約了建筑內部的能源消耗。從小的方面來講，綠色屋頂的熱調節功能提供了經濟效益，從能源角度來講，綠色屋頂草坪草成功降低了能源消耗，符合環保節能，可持續發展的戰略需求[9-10]。

1.2.4 增加建筑的使用年限

在綠色屋頂上種植草坪草，草坪及其種植基質覆蓋在原本裸露的建筑頂層，將原本裸露在空氣中的墻面保護起來。裸露在外的建筑常年經歷強烈的紫外線輻射，太陽的暴曬，大風的吹打，冬天的低溫脅迫，以及大雨天氣雨水對屋頂的沖刷，長年累月受到自然環境的不利因素影響。時間久了建筑表面會產生龜裂和表層的損傷，建筑結構的老化破損程度也會加深，建筑的使用年限被降低。但在綠色屋頂草坪草及種植層防水層的覆蓋下成功避免了以上問題，延緩了建筑的老化程度，增加使用年限。

1.2.5 降低城市噪音

在建筑上層種植草坪草可以隔離吸收噪音。現在城市工業建造和汽車人流增多給城市帶來了嚴重的噪音污染，降低了城市居民的生活水平。綠色屋頂草坪草的種植可以有效利用草坪系統吸附噪音，減弱噪音對室內的影響。綠色屋頂草坪草和其種植基質，有效的隔離噪音，為市民的工作休息提供了舒適的環境[11]。

2 草坪草在綠色屋頂應用中存在問題及原因分析

無論是國內還是國外，在綠色屋頂草坪草應用中都面臨著相似的問題，筆者依據綜合國內綠色屋頂草坪草應用及研究現狀對于綠色屋頂中草坪草應用所存在的問題歸納總結為以下幾點，并根據文獻查閱、專家咨詢等方式手段進行原因分析。

2.1 種植層營建過程存在問題

通過已建成的綠色屋頂草坪草總體狀況分析，部分施工完成后期容易出現漏水，功能退化等問題。無土草坪卷造價較低，所以使用較為廣泛，但是使用過程中部分屋頂出現污染狀況，不僅沒有滿足綠色屋頂的功能需求，還會影響屋頂安全，為居民帶來麻煩。

原因分析：無土草坪卷成分特殊易分解，后期管理不到位。營建施工出現的問題主要原因是施工成本和技術水平兩方面問題。技術水平較低會導致施工不到位，建設結構存在問題，目前國內在屋頂綠化建設方面多歸屬到園林建設中，且施工人員水平不一，缺乏高水平的屋頂綠化施工團隊。成本低則會影響較好選材的使用，降低屋頂綠化的使用年限。

2.2 草種選擇較少，荒草景觀較多

綠色屋頂中草坪草的使用造成了限制，使主要草種多數集中在草地早熟禾 (Pro pratensis Linn.)、普通早熟禾(Pro tangii Hithchc)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev)、黑麥草 (Lolium perenne Linn.)等幾個草種中間。除此之外多數草坪保持綠色周期相對較短，容易形成荒草景觀。

原因分析：草坪草種的選擇受草種生理機制影響，暖季型草坪草冬季耐寒能力弱，冷季型草坪草夏季容易受熱脅迫，生長狀況受到威脅。尤其是在我國，夏季和冬季溫度相差較大，草坪草種植不當則很容易失去原有的景觀效果。除此以外，針對屋頂綠化應用草種的篩選和選育技術研究力度不夠，導致可供選擇的草坪種類有限，優良品種較少。

在綠色屋頂中植物生長受屋頂特殊環境影響，生長狀況較平地較差。屋頂承重有限，受屋頂安全承載力有限，種植層較薄，蓄水能力低，在干旱季節屋頂草坪比平地更易缺水。此外，屋頂環境較平地較高，受太陽輻射強，溫差較平地較大，冷熱交替變換不利于草坪生長。

2.3 景觀功能表達不全面，覆蓋率較低

草坪在景觀中功能豐富，既能形成主景突出草坪景觀，又能和其他景觀因素結合，作為基底，突出景觀效果。根據走訪調查發現綠色屋頂草坪應用中多數只注意到了用草坪草豐富林緣景觀的功能，忽視其主景功能，不能與人互動，失去了草坪草最重要的意義。除此以外，經過相關測試，建筑物的屋頂每平方米只要可以承受30kg的重量就可以種植草坪。在城市樓房中，絕大多數是可以滿足這個要求的，但是綠色屋頂占比很小。由此來看，草坪草可以使用在多數屋頂上形成屋頂綠化。草坪草在綠色屋頂應用中沒有得到相應推廣，重視度不夠，處于明顯被忽視的狀態。

原因分析：設計師在設計綠色屋頂草坪時對草坪草的使用以及草坪草的景觀功能關注較少，缺乏針對屋頂綠化中草坪景觀營造功能的研究。推廣力度不夠，導致使用較少，相關研究較少，導致使用程度有限，經濟投入不足使推廣研究難度加大。

3 相關建議及解決措施

3.1 合理選擇草種

綠色屋頂的環境對于草坪草的生長利弊皆有。有利方面為：陽光充足，有利于植物的光合作用；空氣流通好；土壤可以人工選擇，提供適宜的優質土壤環境。不利方面為:在屋頂頂部，溫差較大，白天溫度比地面高，夜晚溫度比地面低；風力太大，易干旱；生態環境與植物正常的生存環境存在差距，生物群落有限等。因此在草種選擇時必須遵循一定的原則，只有這樣才能保證草坪草的正常生長。草種選擇遵循：適生性原則、美觀原則，配置首選本土草坪草，適當引進新品種。

筆者根據實地調研及國內外的應用研究總結現在在綠色屋頂草坪草應用中主要的品種有：草地早熟禾(Pro pratensis Linn.)、普通早熟禾(Pro tangii Hithchc)、高羊茅(Festuca elata Keng ex E.Alexeev)、黑麥草(Lolium perenne Linn.)、馬尼拉(Musa textillis Nee)、馬蹄金 (Dichondra repens Forst.)、結縷草（Zoysia japonica）、野牛草(Buchloe dactyloides(Nutt.)Engelm.)、 麥 冬 (Ophiopogon japonicus(Linn.f.)Ker-Gawl.)、山桃草(Gaura lindheimeri Engelm.Et Gray)、百日草(Zinnia peruviana(Linn.)Linn.)、狗牙根(Cynodon dactylon(Linn.)Pers.)、鈍葉草(Stenotaphrum helferi)。生長應用較好的草種有早熟禾、高羊茅、黑麥草、狗牙根、麥冬等，經常采用交播混播形式避免荒草現象。

3.2 確立合理的屋頂綠化草坪草種植模式

綠色屋頂草坪草的應用，既要注意綠色屋頂環境的特殊性，又要注意景觀設計原則，在保持生態性的同時不能忽略其藝術性。

3.2.1 綠色屋頂草坪草的應用要結合綠色屋頂功能

綠色屋頂面積有限，多半是在較小的空間內營造宜人生態的小景觀。因此在設計綠色屋頂草坪草的種植形式時不能像普通公園設計大面積草坪，要與其他地被植物，小的園林景觀相結合，以免造成場地空曠無趣。草坪草的種植設計要搭配綠色屋頂的主要功能形式。

在開敞式綠色屋頂中，主要以增加綠化面積，在屋面上層種植植物為主，人不能上去，管理相對粗放。為了增加綠化面積，減少屋頂承重，可以大面積種植草坪景觀。以草坪草等地被植物為主，加以方便管理的灌木，合理搭配。在國內上海地區相關綠色屋頂分類中就有草坪式綠色屋頂一說，以草坪為主體實現綠色屋頂的生態功能。

在半密集型、密集型綠色屋頂中，草坪草可以作為基底，搭配花灌木等，形成小的喬灌草組合。由于草坪草的顯綠時間較長，作為基底可以保持長久的綠色，有效做到一季觀花，二季有果，三季觀葉，四季常綠的景觀效果。亦可作為局部主景，適當點綴質石、雕塑、小的花灌木等，形成幽靜的草坪景觀。

3.2.2 綠色屋頂草坪草要與其他植物生理特性相結合

綠色屋頂草坪草搭配中也要注意與其他植物之間的生理特性是否存在沖突，避免盲目搭配，造成草坪草與其他植物間形成種間脅迫。只有保證植物良好的生長狀態，才能保證綠色屋頂景觀的觀賞性。

在與喬灌木相結合時注意草坪草的耐陰性和對于土壤礦物質的需求量，盡可能的減少種間競爭給植物生長帶來的影響。作為基底與喬灌木結合，采光勢必會影響很大，只有選擇耐陰性較好的草種才能保證良好的生長狀態。

在襯托主景時，草坪暴露在外，屋頂更是陽光強烈，因此要注意選用喜光品種，避免草坪在陽光的暴曬下脫水發黃。

3.3 政府相應加大推廣力度

3.3.1 制定明確的法律法規，對建筑進行合理規范

設定專門針對建設綠化屋頂的房屋建設技術規范。要大力完善各種行政規章，明確具體的目標。對于新建建筑，在最初設計時就應考慮綠色屋面的種植設計問題。把綠色屋面建設納入房屋建設要求系列，增加對屋頂綠化的重視，以便于更好的推廣及發揮綠色屋頂的作用。對于城市建筑根據區域、承重、結構進行全方位分類，形成整體統一的規劃。對于已建好的屋頂進行承載力和建筑使用年限等進行詳細調查，選擇適宜的建筑屋面進行草坪式綠色屋頂的營建，增加城市綠化面積。

3.3.2 增加投資力度，增加相關經費投入

更新觀念，加大對綠色屋頂草坪草的研究投入，建設屋頂花園草坪草種植模范試點。通過在政策、經濟等方面對綠色屋頂進行深化投入，組織科研人員進行研究利用，篩選出適宜于不同地區屋頂綠化種植的草種并進行推廣。利用草坪草質地輕盈的特點，加大對綠色屋頂的推廣。在高校中進行目標性人才培養，擴大行業的人才市場。使用先進的技術手段，如使用地理信息手段，3S技術，使用互聯網和地圖處理系統等，運用到綠色屋頂的建設規劃當中。

3.3.3 開發屋頂綠化草坪應用新形式

屋頂綠化雖然社會效益經濟效益顯著但勢必會增加建設成本，因此開發屋頂綠化草坪應用的新形式，將有利于推廣發展屋頂綠化，充分發揮其環境效益。利用草坪的應用特性和都市人的生活特點開發場地的商業價值，例如建設屋頂高爾夫球場，草坪空間日光浴等，在保證環境效益的同時增加實用性和經濟性。

4 總結與展望

綠色屋頂是新時期發展海綿城市和綠色建筑的重要形式，草坪草因為其管理粗放，生態功能齊全，適合綠色屋頂栽種植物的特點，隨著綠色屋頂的不斷推廣利用，還會被進一步研究改善利用。綠色屋頂的發展和草坪草的研究不會間斷，會越來越廣泛的應用到現代建筑中。為了發揮草坪草在綠色屋頂中的生態效益，對綠色屋頂進行有效的大面積推廣，政府部門應該加大對綠色屋頂草坪草的研究，使城市的空間得到更好地開發利用。