廣州下沉式綠地草本植物應用綜合評價

吳友爐

李宜斌

譚廣文*

陳 蓉

針對城市內澇和水質污染等城市水危機日益凸顯的問題[1]，2014年中國頒布了《海綿城市建設技術指南》，推行并采用海綿城市系統等低影響開發設施。下沉式綠地作為建設海綿城市系統的重要組成部分，其概念有狹義和廣義之分，可以有效利用雨水，將雨水就地消納和利用，減少灌溉的次數，節約水資源[2]。本文討論的對象為狹義的下沉式綠地，具體指其結構為綠地高程低于周圍硬化地面高程5～25cm、雨水口高程高于綠地且低于硬化地面高程的綠地[3]。

下沉式綠地第一次在城市道路中應用是在美國薩摩塞特居住區，突出強調雨水的收集和凈化，研究表明，此綠地可以吸收周邊75%～80%的地表徑流[4]。德國在2002年發展了“第三代”雨水利用技術，將雨水利用從理論階段步入制度化和設備集成化階段[5]。中國“海綿城市”理論的建立基于西方相關較完善的雨洪管理體系，如美國LID體系、澳大利亞WSUD體系、英國STUDS體系、新西蘭LIUDD體系等。國內目前研究主要集中在雨水滲蓄效益、工程結構，以及植物的選擇和配置上，應用方面還處于試點狀態。如劉俊杰[6]研究表明上海市某街道下沉式綠地其年徑流總量控制率為 91.5%～99.6%，年徑流污染控制率可達73.2%以上，具有良好的技術經濟效益[6]；游漪凡總結了公園、小區、城市道路3種下沉式綠地結構要點：公園應在大面積綠地基礎上著重增加綠地可滯留雨水量、小區應注重屋面雨水收集和滲排系統通暢、道路區域應根據雨水口位置調整下沉式綠地布局，并在結構上減少對道路的影響[7]。在植物的選擇和配置上，劉佳妮[8]總結出部分適用于雨水花園的部分濕生植物蘆葦(Agmites australis)、水生植物鳳眼藍(Eichhornia crassipes)等；蔡妤[9]、馬逍原[10]、劉斯榮[11]、韓君偉[12]、葉睿超[13]分別研究得出了適合在北京、上海、武漢、四川使用的下沉式綠地植物；潘曉[14]在深圳市10種下沉式綠地植物中經過試驗篩選出花葉艷山姜、一葉蘭等耐澇性較好的植物。廣州地區的研究集中在LID的開發模式和效益評價上，如斐力研究天河智慧城核心區的綠地海綿化模式，論述了城市綠地在雨洪管理中的潛力[15]，但目前廣州針對下沉式綠地的植物應用現狀研究尚屬空白。

本文利用AHP層次分析法，結合定性與定量研究，對廣州地區6個典型建成區的下沉式綠地進行草本植物應用現狀進行評價，篩選出適宜廣州下沉式綠地的草本植物種類和群落配置，為推動廣州海綿城市建設提供科學依據。

1 調研方法

樣方選擇采用清華大學石晶的種植設計單元法[16]進行樣方實地調研，調研時間為2018年9—10月。樣地選擇了《廣州海綿城市專項規劃》中7個重點研究的建成區中的6個，以期反映出廣州市下沉式綠地植物的總體情況(表1)，在樣地中選擇無大型構筑物、無高郁閉度喬木遮擋的樣方，以減少因光照條件差異造成的植物生長差別。

調研共記錄了20個樣方的67種植物，包括草本34種，占53.5%；灌木13種，占18.3%；喬木20種，占28.2%，共涉及48科62屬，并采用層次分析法[10](Analytc Hierarchy Process，AHP)針對草本植物建立評價模型進行評價篩選。采用德爾斐專家調查法[17]確定下沉式綠地植物選擇所占權重，采用EXCEL進行數據分析。

表1 廣州市9處下沉式綠地調研樣方

表2 下沉式綠地植物評價模型

表3 判斷矩陣及一致性檢驗——廣州下沉式綠地草本植物評價體系

2 綜合評價模型

2.1 下沉式綠地植物綜合評價模型建立

在實地調研的基礎上，經咨詢專家和種植管養人員，按照科學性、可操作性原則，形成廣州市下沉式綠地植物綜合評價模型，具體包括： 2個準則層(B層)、11個因子層(C層)(表2)。

2.2 指標權重確定

利用yaahp軟件對各矩陣結果進行一致性檢驗(表3)。結果表示，B層(準則層)對A層(目標層)的權重排序為：生長勢(0.666 7)＞觀賞性(0.333 3)。C層對A層的權重排序前三的為：枯葉率(0.216 8)＞倒伏率(0.154 1)＞生長競爭力(0.132 2)。

2.3 評價因子

本研究每個因子設有3級分值，分別對應“1、3、5”分。其中C1～C3分值通過實地測算所得、C4～C6通過調研觀察記錄所得、C7～C11通過實地觀察結合資料查閱所得。需測算的指標公式為：枯葉率=植物枯葉面積/該植物種植總面積×100%；倒伏率=植物倒伏總面積/該植物種植總面積×100%；蟲害率=植物受蟲害面積/該植物種植總面積×100%，植株枯萎并倒伏時歸入枯葉面積(表4)。

3 綜合評價結果

3.1 植物分級及優選結果

根據評價模型，將調研的34種草本分成4級(表5)。包括Ⅰ級(≥4分)優良種8種，分別是蘆竹、狗尾草、玉蟬花、花葉艷山姜、黃菖蒲、翠蘆莉、鶴望蘭、山菅；Ⅱ級(≥3.8分)較優種6種，分別是春羽、長春花、萼距花、韭蓮、紫嬌花、郁金；Ⅲ級16種(≥3分)，包括鳶尾、射干、龍舌蘭、花葉蕁麻等；Ⅳ級(＜3分)3種，分別是再力花、秋海棠、苔草(表5)。本文同時列舉出各植物在草本總面積中的占比，因結縷草、大葉油草為地被，種植面積相較其他種類差異過大，為對比更直觀，故不將其列入。

將植物分級后，結合其相關生理特性，分別對蓄水區、緩沖區給出草本選擇建議(表6)。草本植物的種類在本次調研的植物中占53.5%，是下沉式綠地主要的植物類型。8種優良草本在其種植區域生長良好(圖1～4)，并且具有較高的觀賞價值，如蘆竹在蓄水區中普遍生長量大、株型高、生長競爭力強、抗旱耐澇性較好，適宜進行叢植。6種較優草本在下沉式綠地不同區域生長狀況有所差異，在使用中應根據其植物特性選擇適合其生長的區域，如黃菖蒲具有突出耐澇性，應優選考慮種植在蓄水區中，春羽蘭具有較發達的根系，固土性能較好且不易倒伏，可優先選擇種植在緩沖區。

圖1 蘆竹

圖2 韭蓮

圖3 花葉艷山姜

圖4 山菅

3.2 適應性及應用情況

下沉式綠地建設的植物選種應注重適地適種。將植物生態適應性與區域立地條件充分結合，才能發揮植株應有的應用效果。調研發現部分樣地由于未能把植物的生態習性與樣地條件充分匹配，造成植物生長不良，如水生植物再力花、燈心草、菖蒲，以及喜濕植物美人蕉有大面積枯黃萎蔫現象(圖5、6)，原因是下沉式綠地雖能匯集雨水，但在滲排作用下，蓄水區并不長期形成積水，并在夏季高溫中出現干旱現象，對水生和喜濕植物造成不可逆的傷害；秋海棠由于耐澇性不佳，在夏季的持續暴雨中腐爛死亡(圖7)；狼尾草在吸收大量的水分后，在臺風和暴雨下易發生倒伏(圖8)，可選擇景觀效果相似、植株較矮、不易倒伏的狗尾草替代種植。

依據植物的適應性情況，選用優勢植物的頻率應該增大。部分植物生長不佳，但種植面積比大，如再力花達6.92%，鳶尾達9.49%，分別超過了92%、94%的調研草本，使用應更加謹慎；部分草本評分≥4分、生長表現良好，但種類種植面積比低，如蘆竹、黃菖蒲、鶴望蘭、狗尾草，均不足3%，可以嘗試推薦應用到更多的種植區域；種植面積比最高的翠蘆莉生長良好，評分高達4.2分，是下沉式綠地成熟的應用草本。下沉式綠地植物的生長狀況不僅與植物的自適應性有關，還與植物的種植方式、管養精細度有密切關系，在篩選適應性較好的植物同時要注意其他環節的協同作用，才能實現良好的景觀效果。

表4 下沉式綠地草本植物評分標準

3.3 植物配置

樣地植物群落配置模式共有22種，其中喬-灌-草結構5種、喬-草結構16種、單一草本結構1種，以喬-草結構為主，占72.3%。由于下沉式綠地下層草本已普遍具有種類豐富、質感多樣、層次錯落的特點，是主要的觀賞內容，因此只需配以少量灌木進行點綴、少量喬木搭建豎向骨架，即可形成舒朗且精致的群落空間[10]，同時足夠的陽光和生長空間還有利于下層景觀的持續性，因此喬-草結構是較理想的下沉式綠地群落配置結構(圖9、10)。本研究參考原有的配置模式，在保證物種適應性的前提下，以群落觀賞價值為導向，選取綜合評分≥3.8分的草本植物，結合調研中生長情況較好的灌木和喬木分別對廣州滲水型和蓄水型下沉式綠地給出群落配置建議。1)滲水型：根據快速滲排的特點，邊緣及緩沖區可選擇在樣地中廣泛種植、抗旱耐好，具有一定耐濕性的喬灌木和草本，具體為香樟[20]+紅檵木[13]、草本上層花葉艷山姜+玉蟬花、中層狗尾草+山菅+萼距花、下層結縷草；2)蓄水型：蓄水型較滲水型植物要有更高的耐濕性和抗污染能力，具體為羊蹄甲[19]+木芙蓉[13]、草本上層蘆竹+鶴望蘭+春羽、中層翠蘆莉+長春花、下層結縷草。

圖5 再力花

圖6 美人蕉

圖7 秋海棠

圖8 紫葉狼尾草

4 結論與討論

嘗試建立廣州下沉式綠地植物綜合評價體系，有利于提高該類植物的應用科學性和經濟性。基于層次分析法的綜合評價體系，對于選擇不同地區雨水花園適用植物具有較高實用性，在我國多地研究中得以應用，但目前對于下沉式綠地植物選擇的評價體系多用“抗旱性”“耐澇性”等生理適應性指標作為評價指標，難以在統一的量化標準中進行評分或在實地觀測中進行記錄，因此評價標準具有較高的模糊性、評價結果具有較強的主觀性。本文在前人研究的基礎上，對評價體系進行優化，以多個反映植物生長勢的因子作為評價指標，體現植物在樣地中的生長狀況。在本研究過程中，由于各植物的生長物候期存在差異，植物新嫩葉萌發未必在調研期內，不在萌發期的種類能通過對比其頂端葉片與下端葉片差異，判斷植物是否已完成上一輪新葉的萌發及其生長。

表5 廣州下沉式綠地植物(草本)綜合得分

本研究僅對下沉式綠地的草本植物應用現狀進行綜合評價，未涉及其生態功能等，因此更多角度、更長周期的觀察和研究還待進行。下沉式綠地作為一種具體的景觀形式，雖然對南方城市在暴雨災害時的滯洪意義還存在爭議[20]，但其對于豐富城市景觀形式、削減局部地區地表徑流、凈化地表污水上的作用已經得到了相關論證[4，15]，應得到合理合適的建設。本次調研中的下沉式綠地都建在2015年后，其投入建設和使用的年限為2～4年，植物的生長更替情況還有待持續觀察。

表6 廣州下沉式綠地優選植物種類(草本)

注：文中圖片均由作者拍攝。

圖9 廣州大橋南

圖10 開創大道