景天植物在轻型屋顶绿化上的应用.doc

城市荒芜屋顶国土的开垦景天植物在轻型屋顶绿化上的应用赵定国上海市农业科学院生态环境保护研究所 201106摘要 屋顶绿化最大的困难是轻型屋顶绿化。上海市农科院发明的佛甲草屋顶绿化技术，在屋顶水泥板5厘米基质上铺植佛甲草苗块，基本不需要浇水、施肥、修剪、除草和防治病、虫、草害等管理措施下，也可以达到常年景观效果，解决了大面积轻型屋顶绿化的难题。针对佛甲草的缺点，又研究成功将多种彩色景天属植物用于轻型屋顶绿化的技术，可以使轻型屋顶绿化更美丽。关键词 景天植物 彩色草种 屋顶绿化 轻型屋顶城市的发展，使得城市“地面”抬升了。众多高大建筑物不断出现，几十层的高楼、高架路、高架桥、高空轨道不断涌现，无论登上哪个城市的高楼大厦鸟瞰，原来看不到的20米左右的平顶房的屋顶变成整片整片黑色的、灰色的水泥板展现在眼前，掩盖了现代城市越来越漂亮美丽的地面景观，是一大憾事。一方面是每平方米化1万多元的经费建设城市中心区的地面绿化，另一方面却是大量可用平屋顶浪费，有的甚至形成脏、乱、差的“风景线”。清理整顿、美化整洁平屋顶，有条件的屋顶进行具有景观型、环保型的屋顶绿化，应当成为政府行为。屋顶绿化和地面绿化一样具有美化环境、净化空气、降低噪音、减少环境污染、提高城市排蓄水功能和缓解热岛效应等作用。屋顶绿化还有地面绿化不具备的作用。其不但具有改变现代城市鸟瞰形象、丰富城市立体景观、调节人们的心理和视觉感受的效果，还具有隔热降温、隔热保温、改善建筑物环境小气候、提高建筑物防水层使用寿命、节约能源降低城市用电压力等作用。屋顶绿化也是一种城市扩大而失去土地资源的补偿。但是，屋顶绿化比地面绿化在技术上困难的多1-8。一、一般屋顶绿化难以大面积推广1.受屋顶负荷限制建设困难以M2土重2吨计算，屋顶1M2铺50CM的土就增加负荷1吨。如果建设1000M2增加的负荷将达到1000吨。就是用人工配制土，以0.6系数折算，增加的负荷也将达到600吨，其中还没有包括植物成长的重量。这还仅限于种植灌木类植物。就是种植一般草类，土层也需要20CM。这些材料重量的增加，如果屋顶原先没有这方面的设计，将使建筑结构受力不平衡，带来破坏建筑的隐患。这种隐患当时不一定会反映出来。2.生态环境恶劣一般植物难以成活夏天强光照，冬天强冷风，特别是空气流动量大，水分挥发损失快，没有地下水可以持续供应，一般植物容易失水难以很好生长。3.管理困难一般种植的植物都需要浇水、施肥、修剪、除草和防治病、虫害等管理措施。许多屋顶难以上人，屋顶绿化面积小，管理问题不会很大。面积大了，这些管理就非常麻烦。特别是水资源缺少的城市管理更困难。4. 一般屋顶绿化建设费用大难以大面积推广以上海复新屠宰场为例。其投资了1400万元建设了1.4万M2的屋顶绿化，每M2建设成本达到1000元。建设后不但每天需要10个人养护管理，还要支出大量水费、设备费和农药、肥料费用等。这种绿化方式非常好，但如此高的费用支出对许多单位来说是难以承受的，当然也难以推广的。二、佛甲草屋顶绿化技术解决了大面积轻型屋顶绿化的难题屋顶绿化最大的困难是轻型屋顶绿化。轻型屋顶绿化指的是负荷小于100公斤的屋顶进行绿化。其最大的困难一是负荷限制大。以每M3 土重2吨计算，每M2屋顶只能放上5CM的土。要在水泥屋顶5CM的土种植植物是相当困难的。二是管理非常不便。这种轻型屋顶往往没有上人或难以上人。三是面积巨大。除了居民住房外，上世纪70年代后大量建造的医院、学校、机关、大楼裙房以及厂房等等大部分都是这个类型，最影响城市鸟瞰景观。针对大面积轻型屋顶绿化的难题，上海市农业科学院生态环境保护科学研究所赵定国等经过多年试验研究，已经研究出一套适用于轻型平屋顶绿化的技术，获得了国家发明和实用新型专利，并通过了上海市高新技术转化项目认证，已在北京、上海、厦门、长沙、常德等大中城市推广应用。现将基本情况介绍如下。1.选择了适用于屋顶特殊生态环境的植物佛甲草佛甲草属景天科景天属。它在自然屋顶状况下生长良好。上海市区和郊区的老房子房顶上有自然种分布。它们生长在屋檐落水上或2瓦片间由雨水聚成的灰尘堆积物上。四季生长，春秋开黄花。连续不降雨不会死亡，只是有些萎缩，停止生长。下雨后，水分充足又生长。匍匐扩展，沿屋檐下垂，长达30 cm左右。它们在自然屋面无人管理下生长，长势良好。老房子屋顶难得上人，屋檐更少动它，自生自繁几十年，一年四季生长见绿。佛甲草极耐干旱和高温。上海实验时将佛甲草种植在平屋顶上，基质厚1 cm。2000年夏旱期7月中旬后20天不下雨，连续高气温35O-40 OC，屋面温度50 -55 OC，基质干得能用火点着的情况下，该草不死亡，只是有些萎蔫，叶色有些发白。下雨后，该草又开始泛绿生长。能抗低温。上海1月气温-3 OC屋面温度-5 OC，有严重霜打，整个基质和草被全部冻住，一碰佛甲草，草就断裂掉下。但此草不死亡，只是顶部叶片和茎秆变成深绿褐色，略微影响景观。冬天时近地面茎节上长有密密麻麻的小苗，绿意盎然。春天开冻，苗即恢复生长，二月就见小绿苗伸出受过冻的老茎叶之上，形成一片绿绿的绿草毯。北京冬天的气温比上海更低，时间更长，佛甲草在屋顶上也冻不死。无需厚基质种植，减轻平屋面负荷。该草可以采取不用或少用土壤的人工轻型基质栽培，种植层在5cm左右已经足够。草的80%草根网状交织分布在2cm的基质内，形成草根和基质整体板块。可防雨水冲刷掉基质。根系无穿透力，不会破坏屋面结构。该草的根系弱又细，扎根浅，平面生长，网状分布，没有穿透屋面防水层的能力。基本无需管理，自生自繁。该草匍匐生长，每条茎的叶节上都能长出小苗，着地生根。小苗以老茎叶的营养为营养。老茎叶被小苗利用后不是枯黄，而且萎缩，所以不会形成枯草层而影响美观或容易着火。草的高度不会超过20cm，长高后会倒下再生出小苗，故不需要修剪。草上可能会再长出些杂草，但是许多情况下这些杂草会因严重干旱而自然死亡。有蚜虫发生，草苗和基质也会带上些田间小虫，种植后打些农药即能消除。有时会有季节性迁移虫害发生，例如斜纹夜蛾，也是容易防治的。总之，基本无需管理，种上屋顶后，基本不需浇水、施肥、除草、修剪，自然生长良好。2.采用了无纺布根系加强法单有好的草种，没有合理的相关技术可能难以体现其实用价值。本项技术利用无纺布整块轻盈、经纬拉力小、可塑性小、易光解、具有保护种植基质、防病、防虫、防草害等优点，生产以无纺布为载体的佛甲草苗块，可以克服佛甲草根系无拉力、难以形成大面积整块形状等弱点，达到短期内可大面积整块铺植、防止杂草、减少运输费用等目的。3.该技术的参数为： 轻型。增加负荷每平方米小于40公斤，适用于各种轻型屋顶的屋顶绿化。简便。无须对屋顶进行特殊处理，不渗水的屋顶都能使用，一次建植立即成景。基本不需要养护管理。建成后，可以在不浇水、修剪、施肥、锄草等管理情况下，也能保持常年景观效果。即使在炎热的夏天也是如此。如果稍加管理，景色会更美好。三、景天属植物在轻型屋顶绿化上的发展1. 不是什么佛甲草或景天属植物都可以用到轻型屋顶绿化上的景天科景天属植物有许多品种，单带有佛甲草之名的就有20多种。如：佛甲草（Sedum lineare Tnunb）、日本佛甲草（Sedum japonicum Sieb.ex Mig）、珠芽佛甲草（Sedum bulbiferum Makino）、凹叶佛甲草 Sedum emargina tum Migo）、长圆佛甲草 （Sedum engleri Hamet）、白果佛甲（Sedum leucocarpum Franch ）、多茎佛甲草（Sedum multiaude Wall.ex Lindl）、圆叶佛甲草（Sedum makinoi Maxim）、藓状佛甲草（ Sedum polytrichoides Hemsl）、短蕊佛甲草（ Sedum yvesii Hanet）、红子佛甲草（Sedum erythrospermum Hayata）、小萼佛甲草（Sedum microsepalum Hayata）、能高佛甲草（Sedum mokoense Yamamoto）、东南佛甲草（Sedum alfredii Han）、等萼佛甲草（Sedum triangulosepalum Liu et Chung）、玉山佛甲草（Sedum morrisonesnse Hayata）、疏花佛甲草（Sedum uniflorum HK.et Arn.）、对叶佛甲草（Sedum baileyi Praeg）、截柱佛甲草（Sedum truncalis tigmum Liuet Chung）、石碇佛甲草（Sedum sekiteiense Yamamoto）、星果佛甲草（Sedum actinocarpum Yamamoto）、合果佛甲草（Sedum concarpum Frod）、齿圆佛甲草（Sedum engleri var.dentatum S.H.Fu）、银边佛甲草（Sedum lineare Thunb.cv.Varigatum）等。由于带有佛甲草名的草很多，在全国分布面广，地域跨度大，所以其有许多别名和叫法，也是有些其它草的小名。文献可以查到的有：垂盆草、佛指甲、铁指甲、狗芽菜、豆瓣菜、狗芽瓣、石头菜、金刺插、爬景天、卧茎景天、火连草、金钱桂、水马齿苋、野马齿苋、豆瓣子菜石板菜、匍行景天、狗牙草、日本景天、黄花方、小萼景天、台岛景天、台湾景天、黄花万年草、远齿粗壮景天、鼠牙半支莲、禾雀月利、麻雀花、细叶打不死火焰草、万年草、午时花、小叶刀火欣草等等9-29。带有佛甲草名的草品种烦多，不是非常专业的人员难以区分。虽然它们都带有佛甲草的名，其实他们的种性有很大差异，不是什么佛甲草都可以用到轻型屋顶绿化上的。2.目前正在推广用于轻型屋顶绿化上的佛甲草只是景天属的一个品种目前在北京、上海、深圳、长沙等地轻型屋顶绿化上成功使用的只是景天属中的一个品种佛甲草（Sedum lineare Tnunb）。佛甲草(Sedum lineare)名见图经本草。李时珍曰，二月生苗成丛。高四五寸。脆茎细叶，柔泽如马齿苋，尖长而小，夏日开花，经霜侧枯。人多栽于石山瓦墙上，呼用“佛甲草” 。佛甲草生于山野，多年生。茎肉质多汁，高六七寸。多数丛生。倾卧于地之部分，节节生根。（叶）线状而多肉，淡绿色，三片轮生。初夏枝梢开花，黄色，花瓣五片，雄蕊与花瓣同数（见植物学大辞典1918年）。佛甲草属于种子植物门被子植物亚门双子叶植物纲古生花被类亚纲蔷薇类目景天科景天属（见中国植物图鉴1955年）。佛甲草是多年生草本，无毛。茎高10-20cm。3叶轮生，少有4叶轮生，叶线形，长2.0-2.5cm，宽约2mm，先端钝尖，茎部无柄，有短距。花序聚伞状，顶生，疏生花，宽4-8cm，中央有一朵短梗花，另有2-3分枝，分枝常有再2分枝，着生花无梗；萼片5，线状披针形，长1.5-7mm，不等长，不具距，有时有短矩，先端钝；花瓣5，花色，披针形长4-6mm，花端钝尖，茎部稍狭；雄蕊10，较花瓣短；鳞片5，宽楔形至四方形，长0.5mm；骨突略叉开，长4-5mm，花柱短。种子小。花期4-5月，果期6-7月（见中国植物志1984年）。佛甲草是一味草药，全草药用。外敷：将其捣烂外敷，可治诸病毒，头面肿胀，毒虫螯伤，汤、火烫伤，伤口出血等。内服：捣烂取汁，内服能退热、止渴、止赤白痢、止泻。作漱口液能消咽喉口舌肿。亦可作滴眼用，能消眼肿和角膜生斑翳。3.基本成功的佛甲草的缺点佛甲草运用于轻型屋顶绿化已基本成功，但其还存在品种单一、颜色单一的不足之处。只有品种的多样性才有植物群落的稳定性。佛甲草的种性总有随气候变化呈现消长情况，单一品种也难以适应突然的自然变化。佛甲草只有一种绿色，景观上跟不上需要。所以需要选育和培养更多不同颜色的品种。4.多种景天属植物用于轻型屋顶绿化已经研究成功上海市农业科学院通过4年的研究，从几十种国内外材料中发现，在少管理的情况下只有景天属植物的某些品种较为适宜作为轻型屋顶绿化的材料。目前已经选育出多种景天属植物，可以运用到轻型屋顶绿化上，相关技术和产品已经申请国家发明专利。这些材料的植物性状、形状、颜色与佛甲草有差异。同时发现，景天属植物也有冷、暖季性之分。由于这些材料的性状、形状、颜色各不相同，可以互相搭配，扬长避短，可以与佛甲草（Sedum lineare Tnunb）合理配置用于屋顶，达到勾勒美丽图案的效果，使轻型屋顶绿化四季有漂亮景观。四、结论1.佛甲草屋顶绿化及其一次成坪技术解决了大面积轻型屋顶绿化的难题。2.佛甲草轻型屋顶绿化还存在品种单一、颜色单一的不足之处。3.上海农科院已经研究成功多种性状、形状、颜色各不相同的景天属植物材料可用于轻型屋顶绿化，可以使轻型屋顶绿化四季更漂亮、更美丽。4.至今为止的研究和考查证明，景天科景天属植物的多种品种可以运用于屋顶绿化、地面绿化，也可以运用于立体绿化、室内绿化，物美价廉，管理方便，具有生态景观效应，是值得推广和应用的植物材料。 参考文献1 赵定国 李桥 艾侠等，屋顶绿化的好材料-佛甲草初考，上海农业学报，2001,17(4 ): 58-592 赵定国，21世纪城市绿化的新景观-屋顶绿化，草原与草坪， 2001年3月。3 赵定国 薛伟成，轻型平屋顶绿化技术，中国科技发展论坛，国防工业出版社，2005. 74 赵定国，屋顶绿化及轻型平屋顶绿化技术，中国建筑防水，2004.45 赵定国 曹逸，一次成坪解决屋顶绿化技术难题，中国花卉园艺，2004(18)：10-116 赵定国，屋顶绿化一次成坪技术，建筑建材资讯，2003年8期7 赵定国，无纺布根系加强法在草坪绿化上的运用，2003年国际无纺布大会论文中国论坛，上海世贸中心。8 赵定国，陈培昶，城市草坪施肥与防治病虫草害，园林， 2001年11月。9中国植物志，北京：科学出版社，1984年第34卷第一分册：144。10 孙庆荣、吴德亮、李祥麟等，植物学大辞典，上海：商务印书馆，1982年2 月：429。11 贾祖璋、贾祖珊，中国植物图鉴，北京：农业出版社，1955年7月：71412拉汉英种子植物名称，北京：科学出版社，1983年7月：492493。13 中国科学院植物研究所编，新编拉汉英植物名称，北京：航空工业出版社，1996：67214 中国科学院编译出版委员会名词室编订，拉汉种子植物名称（补编），北京：科学出版社，1959年5月：160。15 靳淑