薄層型屋頂綠化對植物適應性與推廣應用研究

皮玲　郭秋蘭　李潔　華根勇

摘 要：本文介紹了屋頂綠化的定義和國內外的發展現狀，概括了屋頂綠化植物的主要分類，從成本角度介紹了薄層基質的應用和對植物的選擇，并根據江西的氣候特征介紹了屋頂綠化應用植物，展望了未來薄層基質屋頂綠化發展方向和應用前景。

關鍵詞：屋頂綠化;植物;適應性;薄層基質

1 概述

對于屋頂綠化的定義比較繁多且不統一，國際上的通俗定義是一切脫離了地氣的種植技術，它的涵蓋面不單單是屋頂種植，還包括露臺、天臺、陽臺、墻體、地下車庫頂部、立交橋等一切不與地面、自然、土壤相連接的各類建筑物和構筑物的特殊空間的綠化，也有相關論文認為只要不接觸地球表面的綠化都是屋頂綠化，廣泛的屋頂花園是指在各類建筑物的頂部（包括屋頂、樓頂、露臺或陽臺）栽植花草樹木，建造各種園林小品所形成的綠地。[1]

現代城市建設中，綠色生態環境建設成為城市發展的主題，海綿城市的建設中屋頂綠化是不可缺少的重要組成部分。屋頂綠化不僅能夠有效的節約城市綠化用地，減少城市綠化占地面積，充分利用城市建筑物屋頂空間，同時還能延長屋頂的使用壽命，降低屋頂表面溫度，增加城市綠化面積，[2]改善城市熱島效應，[3]改善城市空氣質量[4]等多方面起到了巨大的積極作用。近年來國外對屋頂綠化的各種研究較我國領先，采用的植被種類更豐富，而且使用的基質層相對更薄。我國屋頂綠化技術的相關研究起步較晚，相對發達國家的研究相對落后，然而近年來政策上的支持加上對生態環境的重視，屋頂綠化技術的研究不斷創新和提高，不斷地與國外先進研究技術結合，很多屋頂綠化施工及維護方面的難題已經得到了解決。

目前屋頂綠化的推廣應用中主要面臨的難題在薄層基質與植物選用方面，一是植物選擇過于單一，缺乏多種植被應對不同類型屋頂的組合，也缺乏彩色植物的搭配營造屋頂花園的高檔氛圍，二是屋頂花園的建設成本較高，作為技術推廣項目，目前還存在一定的難度。

2 屋頂綠化的發展現狀

2.1 國外屋頂綠化的發展

最先開發屋頂綠化技術的額國家是德國。德國建筑師在1867年巴黎世博會上首次展出“屋頂花園”模型后，德國立法在1982年強行推廣屋頂綠化，使得屋頂綠化成為常態化的發展。在后面的50多年，德國從政府政策強推與鼓勵、制定發展準則和標準，目前德國在技術研究和施工工藝方面居世界前列。日本于2000年修改了相關自然保護條例，規定屋主在新建或者改建1000m2以上占地面積的民間設施和250m2以上的公共設施時必須達到覆蓋20%的綠色植物，目前在東京的屋頂綠化率達14%。其他諸多發達國家，例如新加坡、英國、瑞士、法國等都非常重視屋頂綠化技術的研究開發，以及屋頂綠化所帶來的諸多其他生態效益。

2.2 國內屋頂綠化的發展

國內有關屋頂綠化技術的探索和研究開展相對較晚，從1983年長城飯店建成北方地區第一座屋頂花園后，我國才開始初步探索屋頂綠化，以“北上廣深”為主要領軍城市，帶動一些沿海城市和內陸地區，逐漸發展屋頂綠化和立體綠化的發展。

3 屋頂綠化的分類

目前屋頂綠化主要采用2種方式：簡單式屋頂綠化（extensive green roofs）和復合式屋頂綠化（intensive green roofs）;從屋頂綠化植物使用的類別，可以分類為屋頂覆蓋式、屋頂種植式、屋頂花園式綠化，所采用的植被也分為藤本攀援性植物為主、觀賞性數目或種植池為主、集休閑美觀和綠化為一體式的種植植物為主。近年來考慮到經濟效益，開辟了屋頂農園，結合農業生產，在屋頂種植蔬菜瓜果或花卉等經濟型作物，或種栽盆景植物類經濟價值高且占用空間小的經濟類作物，提高屋頂綠化的經濟收益，降低屋頂綠化成本。

4 屋頂綠化成本

屋頂綠化成本高、維護難，是屋頂綠化技術推廣面臨的一個現實問題。通過對國內外屋頂花園建設成本的調研，目前價格為500～5000元/m2，花園式屋頂綠化的建設成本更高，一般為1000～5000元/m2。[5]

由于屋頂的特殊環境，風力強、風速大，特別是冬夏兩季的晝夜溫差大，蒸發系數大，而土層的設置應考慮建筑物結構承重能力和抗震系數，因而其厚度受到限制，[6]僅僅依靠雨水不能滿足植物對水分的要求，對植物的生存和生長是極為嚴酷的自然條件，因此無論哪一類的屋頂綠化都面臨后期維護的難題。薄層型屋頂綠化主要采用有機基質，減少土層厚度和用土量，降低施工成本，并采用低成本的曲線型設計為主，幾何形或對稱軸線等設計，采用易塑形建筑材料，避免采用大量的石材、玻璃、混凝土等材料損耗大的建筑材料，節約屋頂綠化成本。

5 屋頂綠化植物的選擇

凹葉景天、垂盆草、佛甲草等景天科景天屬多年生常綠草本植物，易生根，耐旱性強，是屋頂綠化常用植物。虎耳草是多年生常綠草本植物，可觀花又可觀葉，多姿多彩的花瓣具有極高的觀賞價值，且耐干旱，適合屋頂花園種植。屋頂綠化所選用的植物一般遵循耐干旱、耐高溫、耐貧瘠、具有可觀賞性，可粗狂管理的特征。為了適應屋頂綠化的可觀賞性和美觀性，屋頂花園一般采用的植物類型及形式分為3種。一是矮小的觀賞喬木，如紅楓、圓柏，和觀賞價值較高的花、葉片顏色鮮艷獨特的灌木類，是屋頂綠化的主要使用的美化植被。灌木類植被對基質厚度有一定的要求，因此施工和維護成本也相對較高;二是爬蔓攀援類植物，不僅所需基質層薄，所占屋頂空間小，且綠化覆蓋面廣，不僅可在屋頂表面攀爬覆蓋，還可以在墻面攀爬覆蓋，是屋頂綠化中廣泛應用的植被之一，常用的植物有常青藤、爬山虎、野葡萄、蔓薔薇和金銀花等;三是地被類植物，這類植物可粗放管理，且不用經常更換，除主要景點外的綠化地區可采用地被類植物，并使用薄層型基質，降低綠化成本，龍柏、小葉黃楊、仙人掌科植物是比較常用的，此外，宿根植物種類繁多且可營造豐富的庭院景觀，目前應用較多也比較成功的品種是景天科植被。[7]其中爬蔓攀援類和地被類植物更適合采用薄層基質應用與屋頂綠化，降低前期施工和后期維護成本，且減少屋頂綠化的返工率。

6 江西地區屋頂綠化植被應用

江西地區具有南方氣候的濕潤、雨水量大、濕度高的氣候特省，且冬冷夏熱、干旱期長，因此選擇屋頂綠化植物時，既要兼備常規綠化植物的耐旱性和可觀賞性等特點，又要具備耐長期高溫、干旱、雨水的特點。相對北方地區，江西地區可采用的植被更多，但選用灌木品種和地被類植物時，要充分考慮江西的氣候特征。一般常用的喬木可選用桂花、天竺葵等;灌木類可選用南天竹、臘梅、榆葉梅等。攀援植物多采用爬墻虎類，除使用在屋頂外，也可直接種植在墻體旁，形成立體綠化。

7 結語

屋頂綠化是現代城市建設和發展的必要條件之一，是能夠滿足城市綠化率要求的最經濟的手段，是未來城市建設必然的發展方向，不僅能夠滿足城市生態建設，更是滿足人們對追求自然、美觀、清新的城市居住空間的必然手段。未來的屋頂綠化發展將更多的利用薄層基質結合不同地區氣候特征、不同建筑荷載要求，滿足城市現代化生態發展的要求。

參考文獻：

[1]黃金.屋頂花園設計與施工[M].北京：中國林業出版社，1994.

[2]Kutkova T.Plants for sites with extreme conditions in landscape architecture[J].Acta Universitatis Agriculture.1990（5）：1，67-73.

[3]柯宏偉，王東濤.改善住宅建筑熱環境的生態措施[J].河南大學學報（自然科學版），2004，34（2）：103-105.

[4]Nyuk Hien Wong，Alex Yong Kwang Tan，Puay York Tan，et al.Acoustics evaluation of vertical greenery systems for building walls[J].Joural of Building and Environmnt，2010（45）：411-420.

[5]吳玲.低成本屋頂花園景觀營造策略——以上海市為例[J].生態綠化，2019（11）：125-126.

[6]許路.屋頂薄層綠化技術體系.住宅產業化，2005（Z1）：70-73.

[7]王曉燕，陳宇.屋頂綠化植物種植選擇與技術應用.湖南農業科學，2016（2）：91-93.

基金項目：江西省教育廳科學技術研究項目（超薄層屋頂綠化技術適應性研究及推廣應用——以江西省為例 GJJ161182）

作者簡介：皮玲（1979-），女，湖北人，博士，主要從事屋頂綠化和園林植物相關的研究工作。